丁瑞雪,韓術生
(1.長葛市水利局,河南 許昌 461500;2.固始縣水利局,河南 信陽 464000)
在水利工程的建設中,河道治理尤為重要,不僅可以抵御災難,而且也能夠保護周邊人員的生命及財產安全。河道工程本身具備排澇、灌溉、引水、水上交通運輸等功能,新時期,河道的旅游、景觀等功能也開始得到重視。因此,要加強并重視河道治理,使河道治理能夠為社會的經濟可持續發展提供良好支撐。
近幾年,河道治理工作不斷開展,取得了非常顯著的效果,為水利現代化發展奠定了堅實基礎。河道治理是以對水資源的合理運用為出發點開展的,相關施工部門需要將多種先進的技術進行整合,為水利工程的有序開展提供技術方面的保證。在開展河道治理的工作中,要融入生態水利理念,積極利用本地資源,注重對河流區域中相關環境的保護,有效維護河道內的生態系統。全面優化河道的改造和提升,這樣可以有效地控制洪水,同時,還要加大對河道的改造,盡可能地拓寬河道,最大程度規避水災的出現。
項目區地處暖溫帶大陸性季風氣候,氣候溫和,四季分明,日照充足。總的特點是:春季溫暖多風,夏季炎熱多雨,秋季天高氣爽,冬季寒冷少雪。工程區多年平均氣溫14.74℃,多年平均降水量599.60 mm,受季風影響,降水年內分配不均勻。
工程區位于沁河、蟒河沖積平原,土壤類型主要是褐土。工程區植被區劃位于暖溫帶落葉闊葉林區,區內植物適生面廣。項目區所在沁陽市面積623.50 km2,轄3鄉6鎮4個辦事處329個行政村,總人口49萬人。沁陽市農作物分兩季種植,主要為小麥和玉米。沁陽市土地利用的主要特點為:耕地比重較大,土地利用地域差異較小。
根據實地調查、《土壤侵蝕分類分級標準》和河南省土壤侵蝕遙感調查成果,區內土壤侵蝕類型主要為水蝕,表現形式為面蝕和溝蝕,土壤侵蝕強度為輕度侵蝕。多年平均土壤侵蝕模數為400 t/(km2·a),全市現有水土流失面積152 km2,水土流失面積占土地總面積的24.40%。工程地處北方土石山區,根據《土壤侵蝕分類分級標準》,項目區水土流失容許值為200 t/(km2·a)。
工程為河道治理工程,其目的是保護城鎮和兩岸的農田、村莊及其他有關設施,治理的手段是在河道兩側修筑堤防及疏浚河床。
治理的原則是在確保城鎮和河道兩岸農田不受澇災的前提下,按生態河道的要求進行規劃設計。
河道中心線的確定原則主要考慮以下幾個因素:與原河道盡量吻合,避免過大改變河道原有走向,減少或避免新增占地;河道盡量順直,保證河道除澇安全和行洪順暢;充分利用現狀河道斷面和兩岸的現有高地,減少堤防填筑工程量。因此,主體工程選線時,主河槽在原河槽基礎上進行疏挖,堤防填筑則保持連續順直,在原河灘上進行斷面修整或筑堤;河道治理基本上利用原河道走向,在原河道基礎上進行疏挖、填筑。采用在原河道基礎上進行治理,具有新增占地少、施工擾動小,避免房屋拆遷和其他拆遷復建,可最大限度地減少水土流失。工程選線選址的水土保持分析評價見表1。

表1 主體工程選線的水土保持分析評價表
項目區河道治理工程應遵循的原則:①根據工程所處土壤侵蝕類型區,綜合工程實際和項目區水土流失現狀,因地制宜,因害設防,科學配置,優化布局。②吸收當地和同類項目水土流失防治經驗,盡量做到高科技、低投入、高效益、有效地防治項目建設、生產過程中新增和原有的水土流失。③防治措施體系布設,特別是對棄渣場、河道開挖面的防治應提出幾個方案,從工程安全、防治效果、施工條件、工程投資等方面進行比選,確定最佳方案。④防治措施體系布設要與主體工程密切結合,相互協調,形成整體。⑤工程措施要盡量選用當地材料,做到技術上可行,經濟上合理。
項目區河道治理工程設計原則主要有:①實事求是,因地制宜。②科學論證,準確選型。③就地取材,經濟可行。④交通方便,有利施工。⑤計算方法正確,參數選用合理。⑥科學設計,安全有效。
在項目河道治理中,要根據河道的基本情況和治理目標,科學規劃,充分發揮河道的功能,降低水土流失率,對周邊生態環境進行改善,美化環境。在此次河道治理中要采用生態護岸的方式,避免對河道周圍及水中動植物造成損害,防風固沙,涵養水體,還能為生物提供更好的生長環境,實現生態效益、經濟效益完美融合。
受到外界因素以及河道內部因素的影響,容易出現河道淤泥堵塞,而且淤泥中含有大量的有機物、重金屬,如果不能及時清理并用這些水體進行農田灌溉,不僅會對河流水體造成污染,還會對河內生物正常生長造成影響,人們吃了被污染的水體澆灌的農作物,還會影響人們的身體健康。因此,在河道施工中,應該清理河道中堆積的淤泥及泥沙。除了以往的人力以及機械等施工外,也可以通過現代化手段進行處理,如真空預壓法。定期進行河道清淤,保證河道底部的干凈,增加河道水流量,這樣才能夠提升河道的泄洪功能。在清淤過程中,對河面的漂浮物,河底的沉淀物進行集中清理,確保河道的通暢。在河道清淤工作結束后要進行檢查,以保證工程質量。
此次河道整修加固長度共計9.84 km,使城區段(33+587~35+400)河道兩岸護砌后滿足20年一遇防洪標準,城區段以外(35+400~43+430)河道疏挖整修后滿足5年一遇除澇標準。
河道相對較窄,一旦出現洪水就會導致水災的出現。因此,要盡可能地將原先河道的寬度拓展,使河道變得更加流暢,降低洪水的出現率。首先對樁號34+700、37+700、38+461、40+027、40+858、41+900和42+550處7座生產橋進行拆除重建。另外,在進行河道拓展時,要綜合考量周邊的房屋、建筑物等,還要考量樹木的賠償,還有泥沙的運輸,要在合理設置的基礎上,最大程度減少損失。
在河道治理過程中,要加強堤岸防護工作,在河道的底層或是護岸等部分,挑選如卵石等滲透性較強的材料;為保持河道生態平衡,還可以在兩岸種植一些植物,或是在河道中央預留一些濕地。通常,喜水植物有著很發達的根系,具備良好的固堤作用,既能實現對河堤、河岸的有效保護,又能美化河道環境。自然型護岸一般只能設置在緩坡河段,因為這種護岸對于洪水的抵抗能力有限。在此項目河道堤岸護坡時,背水坡護岸采用撒草籽;對33+587~35+400城區段,河底至5年一遇水位之間采用10 cm厚C20現澆混凝土板護砌,以上采用12 cm預制C20混凝土框格撒草籽護坡;對河道頂沖段、兩岸易塌方段(37+200~37+700)、東申召村和尚香村的河段(35+800~36+100、41+700~42+750)兩岸坡采用10 cm厚C20現澆混凝土板護砌。
此河道治理工程采用《北京理正邊坡穩定分析軟件5.11版》瑞典圓弧法計算對邊坡穩定進行分析,包括施工完建期迎水面邊坡穩定、穩定滲流期形成穩定滲流時的迎水面邊坡穩定、水位降落期迎水面邊坡穩定。邊坡抗滑穩定計算選用兩種典型斷面進行邊坡穩定分析,需要的土體物理力學指標按地質報告提供數據。
此河道治理工程需要加強水閘建設:首先,對節制閘進行加固;其次,根據工程需要,新建排澇涵閘及排水涵管,共20座。
新建防汛道路:共6 103 m,位于樁號33+587~37+700河段右岸,41+440~42+950河段左岸和42+950~43+430河段右岸。
工程占地面積45.37 hm2,其中永久占地面積31.12 hm2,臨時占地面積14.25 hm2。永久占地中河道用地5.52 hm2,河岸堤防用地25.60 hm2。臨時占地包括棄渣場占地12.87 hm2,施工生產生活區占地0.50 hm2。
主體工程主要建筑工程量:土方開挖28.35萬m3,土方回填4.62萬m3,漿砌石2 267.19 m3,混凝土及鋼筋混凝土22 618.30 m3。需主要材料:水泥6 781.75 t,砂139 32.41 m3,碎石27 818.66 m3,塊石2 327.70 m3,柴油3 762.08 t,汽油2 583.05 t,鋼筋263.94 t。根據施工組織設計進度計劃安排,施工總工期為6個月,施工總工時35.95萬個,高峰人數150人。
綜上所述,開展水利工程的河道治理是極為必要的,新的發展環境下,河道工程的治理工作受到相關部門的高度重視,取得了較為顯著的成果。在此河道治理項目中,堅持以人為本,科學規劃,通過河道治理,提升河道的防洪能力,加強河道疏浚、生態護坡、堤坡防護、水閘建設等提升水土保持能力,加固河道邊坡,促進河道工程作用的發揮。