中小型河道治理中的生態加固和生物防治管理實踐

楊禎和

(湛江市雷州青年運河管理局西海河管理所，廣東 廉江 524400)

我國的河道普遍存在被污染和破壞的情況，而河道作為運輸水源的主要設施，對于生活在河流周圍的人們來講，河流的治理決定了他們的生命財產安全[1- 3]。因此，在河道堤防除險加固過程中，需要對加固工程進行合理的安全管理，才能長期有效保護人民生命財產安全[4]。

東海河作為市區的主要供水水源，為鶴地水庫主要骨干渠道之一。一旦投入使用的渠道年限過長，或多或少地會存在一些問題，比如：年久失修、破損嚴重、維修不及時等等[5- 6]。本文以東海河河道的清淤加固和生物防治工程為背景，針對前述問題，采取了河道加固和生物防治措施，消除堤身安全隱患帶來的風險，確保東海河過流能力滿足生產生活的需要，使東海河供水維持正常水位，東海河供水保證能力得以鞏固保障[7- 8]。

1 河道概況及問題現狀

1.1 河道概況

雷州青年運河以農業灌溉為主，綜合工業、生活供水和防洪、發電、養殖、航運、旅游等功能，東海河為其分支。東海河為鶴地水庫主要骨干渠道之一，在麻章區新民鎮三角山處從主河左側引水，大體自北向南流經遂溪縣牛圩仔、高樓、遂城、新橋，進入湛江市麻章鎮水塘、合流至湖光巖水庫，全長54.970km，全線共有各類渠系建筑物276座。東海河兼顧湛江市赤坎、麻章區和霞山區3個區的工業及城市居民供水任務，其沿線的合流水庫及赤坎水庫已列為赤坎區供水備用水源。東海河作為市區的主要供水水源，為開敞式明渠，渠道已投入運行60余年，工程年久失修，老化嚴重，險情頻現。

根據湛江市區供水近期規劃，近期規劃完成后東海河中下游渠段需滿足下游3座水廠，東海河在原有供水任務基礎上再增加日供10萬t/d的過水流量，達到了37.5萬t/d的過水流量，需要長時間保持高水位運行。

雖然市財政和青年運河管理局自籌資金投入，解決了部分險工險段狀況，但由于資金投入不足，目前東海河仍存在多處安全隱患，一直以來工程都處于帶病運行狀態。

1.2 河道運行存在的問題

1.2.1 渠道淤積

本區域暴雨多集中于4—9月，約占年降水量的80%，覆蓋面廣，時空分布均勻，易產生較大洪水。經現場勘查，東海河現狀為開敞式明渠，渠道護坡現狀為砼護坡，合流段出現了不同程度的護坡塌落、土體滑落等現象，滑落的護坡淤積河道，嚴重影響了渠道過流能力。根據湛江市區供水近期規劃，近期規劃完成后東海河中下游渠段需滿足下游3座水廠，東海河在原有供水任務基礎上再增加日供10萬t/d的過水流量，達到了37.5萬t/d的過水流量，需要長時間保持高水位運行。

同時運河河岸工程老化，邊坡砼破裂、坍塌、沖毀，滲流量較大等，嚴重影響運河安全運行。因此有必要對河道采取清淤和加固措施。可采用模袋混凝土對險段右岸迎水面護坡進行加固或其他合適的方案對河堤進行加固處理。

1.2.2 河道蟻害隱患

在該河段右岸及其壩腳50m范圍通過人工法查找白蟻外露特征，在壩體及50m蟻源區均發現大量白蟻外露特征—泥被、泥線及有蟻蛀食引誘片、枯草、雜木等，白蟻外露特征—泥被、泥線在6、7m內即可發現，甚至泥被、泥線呈片狀分布，揭開泥被、泥線即可見白蟻蜂擁而出，蟻害非常嚴重。在堤壩頂道路路緣、排水溝、堤壩坡面中間，以及灌木等多處發現紅火蟻蟻丘，蟻丘數6～10個/100m2，屬中度危害區。如圖1所示。

根據《廣東省水利工程白蟻防治技術指南》，該河段土壩蟻害程度屬二類。堤壩白蟻、紅火蟻活動頻繁，蟻害非常嚴重，安全隱患日益嚴重，隨時有潰壩風險，不但影響市區供水安全，且嚴重威脅周邊人民群眾生命財產安全。

圖1 蟻害現場情況圖

1.3 河道的綜合治理原則

針對東海河河道運行存在的問題，采取了清淤加固和生物防治的治理思路，遵循以下治理原則：①確保不會縮小現有河道斷面面積，砼護坡建成后不會減少東海河過流能力；②保護東海河段護坡不被破壞，減少滲漏水量；③確保河道可以長時間保持高水位運行；④在建設過程中減少短時間內造成局部水土流失和水質環境污染等不利影響。

2 河道加固治理

2.1 渠道過水能力分析

根據《東海河中下游渠段供水能力改造工程初步方案報告》，對設計本工程段的東海河合流段渠道過水能力分析如下：渠道底寬5m，渠底高程24.20～24.16m，渠頂高程為26.70～27.50m，邊坡1∶1.5，糙率取0.02，渠底比降1/20000，設計過水流量約5m3/s，根據水力計算結果，渠道水深1.7m，安全超高0.65m，渠道深度2.35m。如圖2所示。

圖2 東海河合流段渠道水力計算示意圖

綜上，該段滿足渠道過水要求，堤壩無須加高，但沿線護坡均已破損，須重建混凝土護底護坡。

2.2 生態護坡加固

東海河供水功能改造是在既有的工程基礎上進行規劃，工程建設完成后既不縮窄原有河道過流斷面，也能滿足近期規劃治理的東海河供水功能改造項目斷面需求。

本次工程措施對東海河合流段右岸720m長的渠道內坡采用水下模袋混凝土進行防護加固。模袋混凝土是通過高壓泵把混凝土或水泥砂漿灌入模袋中，混凝土或水泥砂漿的厚度通過袋內吊筋袋、吊筋繩的長度來控制，混凝土或水泥砂漿固結后形成具有一定強度的板狀結構或其他結構，能滿足工程的需要。

同時，模袋砼護坡采用新型模袋建筑材料，實施過程中除整理平整護坡時影響少量水體外，灌漿和護坡平整等大部分工程措施均在水下進行，施工工期短，建設資金少，無需采取圍堰等臨時措施，對供水能力影響有限。

2.2.1 模袋混凝土厚度計算

根據《水利水電工程模袋混凝土技術規范》，模袋混凝土護坡厚度可以根據附錄A推薦的公式計算：

(1)

式中，δ—計算護坡厚度，m；C—面板系數，大塊混凝土護面，C取1.0；γc—混凝土的容重，取值24kN/m3；γw—水的容重，取值9.81kN/m3；Hw、Lw—累計頻率為1%的波高、平均波長，可根據SL744進行計算，m;Lc——垂直于水邊線的護面長度，m；m—坡角的余切，取值1.5。

經計算δ≥0.08m，參照類似工程經驗及滿足施工要求，模袋砼護坡厚度為0.15m。

因此，采用模袋砼護坡加固的工程措施可行，且可以作為項目區內護坡永久加固形式，既可以起到近期內保護東海河該段護坡不被破壞，減少滲漏水量，對解決壩體滲漏起到積極作用，又不會影響到近期規劃實施的東海河供水能力改造工程。

2.2.2 模袋的安裝

水下模袋混凝土施工時沿渠道長度方向分段施工，首先采用挖掘機把渠道邊坡及渠底的破損混凝土板拆除，然后用碎石包將崩塌淘空處填筑密實并整平；模袋每20m設置一個隔離帶，每個隔離體之間互不相通，模袋按設計要求在工廠進行整片制作后現場連接，然后由專業潛水員負責潛入水下把按照渠道寬度事先制作好的混凝土專用模袋固定在渠底及邊坡；模袋固定好后，混凝土泵車通過地泵將水下混凝土從模袋預留的灌入口，潛水員負責協助灌入混凝土，并使模袋貼緊渠道邊坡及渠底，一段模袋灌滿后再灌注下一段模袋。

2.2.3 膜袋砼護坡加固措施

模袋砼護坡厚度為15cm，坡比根據現狀為1∶1.5，在原有護坡基礎上，清理渠道邊坡及渠底的破損混凝土板，然后用碎石包將崩塌淘空處填筑密實并整平。整平后預留15cm模袋混凝土的厚度，確保不會縮小現有河道斷面面積，砼護坡建成后不會減少東海河過流能力，加固斷面如圖3所示。

圖3 東海河合流段加固標準橫斷面圖

模袋布自下而上從兩側向中間進行充灌，充灌飽滿后，暫停10min，待模袋填料中水分、空氣析出后，再稍充些填料，這樣就能充填飽滿，而且使充灌后的混凝土強度大于同標后的常規方法澆筑的混凝土。

充滿結束后，用繩將充灌袖口系緊，防止混凝土外溢，待混凝土稍微凝固，用人工將袖口混凝土掏出，將袖口布塞入布袋內，用水將模袋表面沖洗干凈，并進行養護不少于7d。

3 河道生物防治

3.1 白蟻防治措施

3.1.1 蟻情分析

主要是查找白蟻分群孔滅殺成年巢，防止其有翅成蟲分飛配對形成新群體，查找白蟻活巢指示物—雞叢菌，并進行施藥滅殺。為防止因人工視覺或白蟻外出活動時機與查找機遇不同步而產生遺漏，堤身及其周邊50m范圍作為防治重點，施工人員在堤壩身排成一列，以每人視覺距3～5m為宜，隨身攜帶治蟻藥具進行地毯式檢查。

3.1.2 滅蟻餌劑消殺

施工人員外出施工，隨身攜帶工具和藥物進行檢查，以免檢查漏網，凡發現白蟻外露特征的必須及時施藥滅殺，埋設或投放誘殺片，查找白蟻外出取食活動的掩體及喜食物，做到徹底干凈地消滅蟻害，杜絕蟻源，為保證施工質量和防治效果，還采取以下措施：①統一使用推廣的防治藥械；②采用行之有效的“三環節8程序”白蟻防治技術，結合巢外見蟻投餌及以“引代找，引殺結合”的白蟻防治方法開展滅白蟻保堤壩施工，反復多次巡回檢查防治，確保工程安全運行。

3.2 紅火蟻防治措施

3.2.1 毒餌防治

堤身及其周邊50m范圍作為防治重點，施工人員在堤壩身排成一列，以每人視覺距3～5m為宜，隨身攜帶治蟻藥具進行地毯式檢查，并進行施藥滅殺。

根據不同餌料特點和蟻巢分布方式有多重滅殺方法，具體有：①將滅蟻凈餌料投放到紅火蟻洞口之處，通過喂哺，相互傳遞，達到全巢死亡。②殺蟻餌劑：該餌劑的設計要求作用較緩慢，根據紅火蟻發生情況，一般一個月后再進行第二次全面防治或重點補治。③單個蟻巢處理：在蟻巢分布較分散且工蟻數量較少時，可進行單個巢處理，在使用餌劑時盡量不要擾動蟻巢，一般在距蟻巢50～100cm處將餌劑作點狀或環狀撒放。④一定面積撒施:在蟻巢分布普遍的發生地或只誘到工蟻，很難發現蟻巢的發生地可采取均撒施餌的方法進行防治。⑤綜合處理:在紅火蟻嚴重發生區，可考慮采取單蟻巢處理與大面積撒施相結合的綜合處理措施，以保證防效。

3.2.2 蟻巢處理

使用液劑或可濕性粉劑兌水，慢慢灌入蟻巢中，每巢用藥液量一般10～15L，對較大的蟻巢適當增加藥液量。不要破壞蟻丘和擾動蟻巢，防治紅火蟻搬家、擴散，使用新鮮餌劑切忌將餌劑混合其他物質，不要在下雨天施藥，應施用于干燥的地面，盡量避免陽光直射，并且盡量在紅火蟻活動覓食時段施用，在施藥區應插上明顯的警示牌，避免造成人、畜中毒或其他意外。

4 經濟評價

本工程屬社會公益工程，由政府撥款興建。本工程應屬于公益項目，主要產生的是社會效益，本項目投入使用后將會有長遠的社會效益和環境效益。

4.1 社會效益

本項目實施后，東海河合流段得到了除險加固，可以消除因堤身安全隱患帶來的風險，使東海河供水維持正常水位，東海河供水保證能力得以鞏固保障，根據東海河目前增加的西廳水廠一期試運行(及原有供水任務：麻章水廠和赤坎水廠，東海河供水供水需求共37.5萬m3/d，是湛江市城區供水的大動脈。

工程保障了湛江市居民生活用水，當地人民是該項目的直接受益者。項目建設有利于城市的社會經濟發展。項目的建設有利于湛江的可持續發展，進而推動湛江整體經濟的發展，也可推動沿線及周邊地區經濟的快速發展，帶動相關的產業、企業的迅速壯大及發展，從而提高居民收入，改善人民的生活環境，提高居民的生活質量。

4.2 環境效益

本項目實施關系到人民群眾生命財產安全和社會穩定。通過采用膜袋砼護坡加固的工程措施可行，且可以作為項目區內護坡永久加固形式，既可以起到近期內保護東海河該段護坡不被破壞，對解決壩體滲漏起到積極作用，又不會影響到近期規劃實施的東海河供水能力改造工程。

盡管建設過程中將不可避免地在短時間內造成局部水土流失和水質環境污染等不利影響，但其負面影響遠遠小于其有利效益。

4.3 綜合評價和建議

本項目實施后，東海河險工險段得到了除險加固，東海河供水保證能力得以鞏固保障，當地人民是該項目的直接受益者。從國民經濟評價可見，本工程社會效益顯著，工程在經濟上合理可行的。

5 結語

本文以東海河河道的清淤加固和生物防治工程為背景，提出了河道加固和生物防治措施，有效消除因堤身安全隱患帶來的風險，確保東海河過流能力滿足生產生活的需要，保護東海河該段護坡不被破壞，減少滲漏水量，使東海河供水維持正常水位，東海河供水保證能力得以鞏固保障。但本項目的治理也造成了一定的水土流失，今后將仍需要加強對河道整治中的水土保持進行治理。