河道規劃設計要重視的幾個關鍵方面

劉 洋,劉 偉

(水利部水利水電規劃設計總院，北京 100120)

1 概述

我國江河眾多，是世界上河流最多的國家之一，中華民族的發展史也是一部和洪水的斗爭史，在長期的抗洪治河過程中，治水先賢積累了大量寶貴經驗，隨著對治水治河認識的不斷深入，治理理念和思想也在不斷提升，先后經歷了從“堵”到“疏”、從“疏”到“導”、從“導”到“蓄泄兼施、多措并舉”。中華人民共和國成立以來，在黨和國家領導下，通過幾代水利人不懈的努力和奮斗，我國江河面貌發生了巨大變化，江河治理取得了巨大成效，七大流域江河也從基本不設防發展到流域防洪體系基本建成。隨著國民經濟發展和人民生活水平提高，人民群眾對江河安瀾和親水性要求也不斷提升。河道治理是實現江河安瀾和人水和諧的重要手段，而河道的規劃設計又是河道治理的基礎和關鍵，為更好地做好河道項目規劃設計工作、推進項目前期工作和項目的順利實施，作者結合工作實踐經驗和172項重大水利工程中江河湖泊骨干治理項目審查中發現的主要問題，從規劃專業角度談談河道規劃設計中應注重的幾個關鍵方面。

2 河道規劃設計的幾個關鍵方面

2.1 要重視河道建設的外部條件

河道建設的外部條件主要包括項目建設的環境條件、征地移民條件和社會穩定風險情況等。外部環境主要是指河道治理范圍內是否涉及重要的自然保護區、濕地、風景名勝區和地質公園等環境敏感區。擬定河道治理范圍和工程方案，需根據環境保護方面有關法律法規、條例文件的規定，認真分析工程建設對這些環境敏感區的影響，規避核心區、試驗區，處理好河道治理和環境保護之間的關系，并按照有關程序取得相關主管部門的許可性意見，為河道治理項目的立項和順利實施創造條件。征地移民條件主要是河道治理是否涉及基本農田、耕地、重要基礎設施、大量的房屋拆遷等，河道規劃設計中要盡量少占耕地、盡量避免對鐵路和油氣等重要基礎設施的擾動和影響，對于兩岸有大量房屋等設施的河道，要判斷兩岸拆遷的可能性，分析相應代價，為不同設計方案的擬訂和比選打下基礎。社會穩定風險情況指河道治理是否存在可能影響社會穩定的因素、重大風險點，判斷風險的可控度，特別是對涉及省界的河道治理工程，河道治理防護措施要充分考慮兩省河道主管部門和群眾的意見。此外，河道規劃設計要注意河道治理在流域防洪規劃、區域防洪規劃、城市防洪規劃等中的定位，并注意治理范圍、標準和措施等與有關規劃的銜接。

2.2 要重視現狀問題分析

河道現狀情況及存在問題分析、經濟社會發展需求是河道治理的基礎。在實際規劃設計中，普遍存在不重視河道現狀情況調查及存在問題分析，偏重于需求分析、羅列河道治理措施和內容的現象，且治理措施和內容與存在問題脫節，使得治理措施和治理內容缺乏有效支撐，猶如空中樓閣。在河道規劃設計中，要高度重視現狀情況調查、有關問題分析和梳理，在現狀情況調查的基礎上，核算河道現狀過流能力和現狀具有的防洪標準，并分析與規劃防洪標準的差距；分析現有堤防、岸坡、堤頂道路、穿堤建筑物等工程以及河道日常管理維護中存在的主要問題和安全隱患，以問題為導向，為河道整治的必要性以及治理范圍、整治措施和建設內容的確定提供有力支撐。

2.3 要重視河道演變分析

按照地理位置，河道一般可分為山區性河道和平原性河道兩大類，受降水、氣候、地形地質條件等影響，不同地區的山區河道特點各有不同，平原河道的差異也很大，山區和平原河道的差別更大。河道演變分析是掌握河道演變特性和規律的重要途徑，一般分為歷史演變分析、近期演變分析和演變趨勢分析三個主要方面。歷史演變分析幫助我們認識河道演變總體規律、格局、宏觀特性；近期演變分析幫助我們梳理近期人類活動對河道演變的影響；演變趨勢分析是在歷史演變分析和近期演變分析的基礎上，根據河道演變規律、以往河道綜合治理措施的引導，對河道未來可能演變方向的預測判斷。一般可通過本河道或條件相近河道實測資料分析、數學模型、河工模型試驗等方法對河道演變進行研究[1]。中華人民共和國成立以來，人類活動對河道演變影響很大，如長江隨著干支流堤防、護坡、護岸等整治措施的實施，采砂活動影響以及三峽、溪洛渡、向家壩等骨干水利樞紐的建設，長江的水沙關系、縱橫斷面、河道比降、沖淤平衡、江湖關系等均發生變化，只有對這些變化進行深入研究、分析緣由、探索規律，才能提出適宜的治理方案和措施，以實現江河安瀾。

2.4 要重視河道設計洪水標準選擇

河道設計防洪標準也是河道規劃設計的關鍵指標之一，關系到沿岸防洪保護區保護對象的防洪安全保障程度。各類防護對象的防洪標準，應根據經濟、社會、政治、環境等因素對防洪安全的要求，統籌協調局部與整體、近期與長遠及上下游、左右岸、干支流的關系，通過綜合分析論證確定。有條件時，應進行不同防洪標準所可能減免的洪災經濟損失與所需的防洪費用的對比分析，或采用其他分析方法合理確定[2]。防洪標準的確定要注意以下幾個方面：

(1)防洪標準要在流域防洪規劃、區域防洪規劃、城市防洪規劃等已批復規劃的基礎上經詳細論證復核后確定。大江大河及其重要支流整體防洪能力和流經的重要城鎮的防洪標準在批復的流域防洪規劃、區域防洪規劃和城市防洪規劃中一般都有要求，但并不意味著在具體河道規劃設計階段可不加分析直接采用。河道規劃設計階段應按照規定的設計階段深度要求，既要參考有關已批復規劃中防護對象的規劃防洪標準，又要考慮區域經濟社會發展與定位，根據不同河段實際防護區防護對象的重要性、數量、經濟當量指標，分區論證確定不同河段的設計防洪標準。防洪規劃中防洪標準確定時依據編制時確定的水平年以及預測分析的各水平年經濟社會發展指標，但在河道治理項目防洪標準確定時，經濟社會發展會有不同的變化，需要復核論證防洪標準。例如，172項重大水利工程中遼河干流治理項目中，農村段的防洪標準根據防洪規劃確定應為50年一遇，標準確定所依據的經濟社會發展指標是根據當時遼寧省的經濟社會發展形勢進行的預測，目前遼寧省經濟社會發展形勢已發生較大變化，相應的經濟社會發展指標不能支撐其防洪標準確定為50年一遇，因此在河道治理項目時，需要復核論證防洪標準。

(2)防洪標準的論證首先要明確防洪保護區的范圍。防洪標準依據保護區的經濟社會發展指標、人口等確定，因此需要首先根據現狀治理情況，分析形成封閉的防洪保護區的范圍，從而合理確定指標和防洪標準。同樣以遼河干流為例，在防洪規劃中未分開左右岸防洪保護區，其部分防洪標準的確定結果略大，而實際上，左右岸可以分開防護，同時以左右岸的支流等為界，可以形成封閉的防洪保護圈。

(3)各河段確定的設計防洪標準不宜過高或過低。過高不但浪費財力而且會影響整個流域防洪體系建設；過低則起不到應有的保護作用。若設計防洪標準確需提高或者降低，需根據防護對象遭受洪災或失事后的損失程度，進行深入的分析論證，并征得流域及當地上級水行政主管部門的同意。防洪標準的確定不僅要考慮符合相關規劃，也要考慮近年發生的洪澇災害等實際情況。縣城的防洪標準一般不超過50年一遇，永吉縣為吉林市下轄縣城，2010年發生接近100年一遇洪水、2017年連續發生兩場超100年一遇洪水，縣城及人民深受洪澇災害的影響，考慮現實情況，由于發生大洪水，其設計洪水成果已發生較大變化，同時為避免再次發生類似2017年的洪水，又要考慮與防洪標準的協調，因此縣城的防洪標準按照50年一遇設計，同時要滿足已發生的實際洪水不漫堤。

(4)要注意區分防護對象防洪標準和堤防設計標準的差異。堤防設計規范進行了修訂，明確提出堤防級別、超高等的確定要以保護對象的防洪標準為基礎。防護對象防洪標準和堤防設計標準兩者的含義不同，防護對象防洪標準一般是依靠流域防洪體系實現的，即通過水庫、堤防和分蓄(滯)洪等工程措施以及非工程措共同作用，堤防建設只是實現防護對象設計防洪標準的重要措施之一，所以要在考慮流域內其他防洪工程措施和防洪非工程措施作用的前提下，合理確定堤防設計防洪標準。

2.5 要重視河道水面線推算

河道水面線的推算結果直接影響河道整治措施、工程量和工程投資。河道水面線推算主要受河道流量、斷面、縱坡、糙率、起始水位等邊界條件以及計算方法的影響。作者在審查過程中發現，一些設計者對水面線計算模型的適用范圍認識不清，有些將原本只適用于緩流流態的模型錯用于山區急流河道；有些設計者雖然選擇了適合的計算模型，但是未對計算模型進行率定和驗證；一些設計者僅對某種類型洪水進行計算，未對洪(潮)水遭遇進行分析。上述情況，均會導致推算的水面線失真，進而影響工程設計。在規劃設計中，一是要根據河道弗勞德數(Fr)判斷河流流態是緩流(Fr<1)、急流(Fr>1)還是臨界流(Fr=1)，然后根據河道流態選擇適合的水面線計算方法。根據工程經驗，坡度較緩的平原河道水流一般為緩流，坡度較陡的山區河道水流一般為急流[3]。二是要根據干支流水文(位)站實測洪(潮)水資料，統計分析洪(潮)水遭遇概率，研究遭遇規律，提出干支流洪水遭遇或河口與潮水位的洪潮遭遇組合。三是根據若干場次實測洪水和斷面資料對計算模型參數進行率定和驗證。在此基礎上，根據河道設計條件，推算設計條件下的河道水面線。對于重要的河道，可采用幾種水面線計算數學模型進行校驗，如有必要還可以進行河工模型試驗，在綜合比選的基礎上，選擇合適的水面線計算成果。

支流水面線確定也是水面線計算的重要內容。支流防洪堤是干流防洪堤發揮作用的重要一環，支流水面線的確定要進行干支流洪水遭遇分析，計算不同工況組合的外包線，根據計算結果、已治理情況、支流口防護對象情況等，綜合確定支流回水范圍和治理范圍。

2.6 要處理好防洪與生態景觀等方面的關系

隨著經濟社會發展和人們對美好生活的向往，人民群眾對河道治理的要求越來越高，各地也相繼開展了一批河道綜合治理工程，取得了一些成效，為人民群眾生產生活創造了良好條件，也為生態河道建設提供了可借鑒的寶貴經驗。作者也提倡將生態文明理念融入河道整治中，集水利、環保、市政、城建等各家之長，進行綜合治理，形成生態廊道，充分發揮河道在防洪、生態、景觀、文化、休閑等方面的作用，腳踏實地地打造安全的河、生態的河、景美的河。作者認為河道治理項目不能盲目攀比，過于追求生態、景觀、文化等非防洪方面的功能，更不要去打造偽生態、偽景觀和偽文化，而使河道失去自身的靈性。比如一些缺水地區單純追求大水面，在河道連續修建多座橡膠壩；為了美化和所謂的景觀，在河道內或岸坡種植嚴重阻礙河道行洪的高大喬木，在河道濱岸帶布置假的塑料花草等，這些都是偽生態和偽景觀。生態河道不是景觀河道，更不是園林河道，生態河道整治應以自然修復措施為主、人工修復措施為輔，因地制宜、量財而行，結合河道實際情況、當地需求和財力，在確保防洪安全的前提下，合理確定河道綜合治理內容。生態河道在規劃設計時，可以結合多行業要求統一規劃設計，而后根據行業管理情況，合理劃分各行業的治理措施、建設內容、工程量和工程投資等；在生態河道項目實施時，根據資金渠道來源和實際的整合資金，在統一規劃框架內分行業、分批次實施建設內容，先行治理的行業要為后續行業的治理留下空間。防洪安全是河道治理的根本目的，離開防洪安全，一切整治措施都失去了根基，所以任何整治措施都不能影響河道的防洪安全；同時，在小洪水時也要保障生態措施自身的防洪安全，如北京市河流生態修復防洪標準一般為3～10年一遇[4]。

3 結語

結合近年來的工程實踐和相關工程的經驗，作者認為，河道規劃設計要重視環境、移民、社會穩定等河道外部設計條件，為河道規劃設計奠定基礎；要重視河道現狀問題分析，以問題為導向，為整治措施和內容提供支撐；要重視防洪標準的選擇，并注意防護對象防洪標準和堤防設計防洪標準的區別；要重視河道演變分析，摸清河道演變規律；要重視河道設計水面線推算，選擇合適的計算模型，加強對模型的率定與驗證意識；要處理好防洪與生態景觀等方面的關系，打造真正的生態河道。河流具有防洪、生態、環境、人居保障等功能，在生態文明建設的大背景下，河道治理要堅持生態優先、系統治理，充分發揮河流的綜合功能，在治理技術措施上，充分利用生態化技術，強化河道的空間管控、用途管制，通過治理形成一條具有綠色生命的河流。