水利工程河道整治與防洪排澇技術的應用

收稿日期：2023-10-10

作者簡介：陳慧珍（1976—），女，山東聊城人，初級工程師，研究方向為水利工程。

摘 要：河道整治是防洪減災的重要非工程措施，旨在恢復河道行洪能力，維護河勢穩定，改善河流生態環境。相關部門應統籌推進堤防建設、蓄洪工程、排澇管網完善、雨水收集利用、智能防汛調度等工程措施，構建完備的防洪排澇工程體系，以制度建設為基礎，強化設施維修、安全評估、水文監測預警和綜合效益評價，充分發揮水利工程效益。

關鍵詞：河道整治；防洪排澇；水利工程；管理維護；綜合效益

中圖分類號：TV85 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–0-03

水利工程是國家發展的重要組成部分，相關部門可通過清淤疏浚、護岸加固、河道拓寬、生態緩沖帶建設和河道采砂管控等措施，加快構建工程與非工程措施并重、蓄泄兼籌、科學調控的現代水利工程體系，全面提升流域綜合管理水平[1]。重點探討河道整治、防洪工程建設和水利工程管理等方面的有效舉措。

1 河道整治的主要措施

1.1 清淤疏浚，恢復河道行洪能力

河道清淤疏浚是恢復河道行洪能力的重要措施。通過采用先進的清淤設備和工藝，清理河道內淤積的泥沙，可以有效恢復河道原有的過水斷面，提高河道的通暢度。一般可以采用環保絞吸式挖泥船、多功能水陸兩用挖掘機等設備，結合河道實際情況，合理布置清淤作業線，分段分片進行清淤。清出的淤泥要及時外運，防止二次污染。例如，在南京秦淮河綜合整治工程中，通過清淤疏浚，河道過水斷面的面積由平均18 m2提高到36 m2，河道行洪能力提高了1倍。

同時，清淤過程中還應打撈、清理河底垃圾，改善河道衛生狀況。需要注意的是，清淤疏浚后要采取措施防止河道再次淤積，如控制上游來沙量、加強河岸防護等。只有常抓不懈，才能從根本上恢復河道行洪功能。

1.2 護岸加固，防止河岸坍塌

河岸防護加固是保證河道穩定安全的關鍵。針對河岸存在的沖刷侵蝕問題，可采取工程措施和生物措施相結合的方式進行綜合治理。一方面，工作人員可通過修建護岸墻、駁岸、防沖刺網等工程設施，直接阻擋水流對河岸的沖刷；另一方面，還可在河岸種植樹木花草，利用植被的根系固土作用，增強河岸的抗沖刷能力[2]。例如，在河南某河道治理中，采用預制混凝土塊石護坡，抗沖刷流速可達3.5 m/s，結合護岸地被植物種植，可明顯提升河岸整體穩定性。

此外，在護岸施工過程中，要充分考慮河床沖淤變化規律，避免護岸結構對河勢產生不利影響。同時護岸設計要與河道整治、景觀綠化等統籌考慮，最大限度發揮生態、景觀、旅游等綜合效益。

1.3 河道拓寬，增大河道過流斷面

對于河道過于狹窄的河段，可通過河道拓寬來增大過流斷面，提高行洪排澇能力。拓寬方案的制定要與河道整體規劃相協調，做好與兩岸城鎮開發建設、土地利用的銜接。拓寬工程量大，施工組織難度高，需采用先進的施工工藝和機械化作業，加快施工進度。例如，在南京河西新城河道拓寬改造中，利用鉸刀式挖泥船和絞吸式挖泥船相結合，實現了水上水下、平面立體交叉作業，日挖泥量達到1.2萬m3，拓寬后的過流斷面的面積比原來擴大1倍以上[3]。

此外，拓寬后的新河岸要及時采取防護措施，避免出現新的崩岸險情。河道拓寬還要注重生態環境的保護和修復，在拓寬河床斷面的同時，要為魚類等水生生物營造適宜的棲息環境，在新河岸打造生態景觀廊道，實現防洪、生態、景觀的多贏目標。

1.4 建設河道生態緩沖帶，凈化水質

在河道兩岸建設生態緩沖帶種植喬灌草相結合的水生植被，可以攔截地表徑流攜帶的泥沙和污染物，凈化入河水質，削減河道淤積，同時提高了河道生物多樣性。生態緩沖帶的寬度要根據河道特點和污染負荷等因素合理確定，一般在10～30 m之間。在植物配置上，岸邊以挺水植物為主，中間種植漂浮植物，近岸區以沉水植物為主，以構建完整的水生植被群落。例如，在武漢龍王嘴河道治理中，工作人員在河岸構建了10～80 m寬的生態緩沖帶，種植香蒲、蘆葦、菖蒲、睡蓮等水生植物，有效攔截了農田退水、地表徑流等面源污染，使入河水質COD濃度下降了30%以上。

此外，生態緩沖帶的建設還要與河道生態修復相結合，營造魚類、底棲動物等水生生物棲息地，提高河流自凈能力。在緩沖帶布局時應避讓主河槽，以免影響行洪。

1.5 嚴控河道采砂，維護河床穩定

長期、無序的河道采砂活動會破壞河床穩定，加劇河岸塌陷，影響行洪安全。因此，相關部門必須嚴格管控河道采砂行為，保護河道形態和河床質量。在采砂管理上，要建立統一規范的審批和監管制度，明確采砂的區域、深度、數量等技術要求。采砂區域應避開河床沖刷變形敏感區，采砂深度要控制在河床下一定范圍內，采砂量要與河道來沙量相平衡[4]。例如，南京燕子磯河段非法采砂猖獗，經過集中整治取締，河床高程回升了0.6 m，河道淤積程度明顯好轉。

在采砂監管中，要充分利用衛星遙感、無人機等高科技手段，及時發現和制止違法采砂行為。同時加強河沙資源的科學配置，建立采砂規劃、砂石資源市場等管理機制，在保障工程用砂需求的同時，最大限度減少對河道的擾動。

2 防洪排澇工程體系建設

2.1 修建堤防，提高防洪標準

堤防是防洪減災的重要屏障。通過修建新堤、加固老堤等措施，可有效提高河道防洪標準。新建堤防要本著因地制宜、經濟合理的原則，合理選擇堤線位置，優化堤防斷面形式，并采用新材料、新工藝，確保堤防質量。例如，漢江武漢關口段新建的防洪堤，采用鋼筋混凝土防滲墻技術，極大增強了抗滲穩定性。

對存在安全隱患的老堤，要及時進行除險加固。可采取培厚堤身、鋪設護坡、防滲加固等措施，消除安全隱患。同時注重堤防的日常管理與維護，定期進行安全檢查，發現問題及時修復，從而延長堤防使用壽命。

2.2 建設蓄洪工程，削減洪峰流量

蓄洪工程通過攔蓄洪水、錯峰削峰，可有效降低下游河道防洪壓力。根據匯水面積大小，蓄洪工程可分為大、中、小型。大型蓄洪工程多為水庫，如三峽水庫，總庫容393億m3，可大幅調節長江中下游洪水；中小型蓄洪工程包括塘堰、圩垸、蓄滯洪區等，如巢湖圍墾區200多個圩垸，可蓄洪11.6億m3。蓄洪工程建設要在確保防洪安全的前提下，統籌生態環境保護、水資源利用等因素，科學論證工程規模、布局。例如，武漢北湖泵站工程兼顧防洪、補水、景觀等功能，既可在汛期排出北湖積水，又可在枯水期從長江補水入湖，還形成了湖中多個生態景觀島，取得了顯著的綜合效益。

2.3 完善城市排水管網，加快積澇水排放

完善的城市排水管網是防治內澇的基礎設施。通過雨污分流改造、管網更新擴容等，可顯著提高城市排澇能力。在管網布局上，要因地制宜確定干管、支管鋪設方案，做到布局合理、銜接順暢。在管材選擇上，要科學論證不同管材的耐久性、抗壓強度等性能指標，優先采用高強度、耐腐蝕的新型管材。

管網建設還要與城市道路、綠地等相協調，建立集雨水收集、凈化、回用為一體的海綿型城市[5]。同時，要加強管網養護，定期開展檢測疏通，及時清淤修復破損管段。在強降雨來臨前，要提前做好管網防護，打開閥門疏通，必要時利用臨時泵站進行強排，并與河道排水泵站聯動，形成“排+蓄+凈”一體化的城市排澇體系，切實提高城市應對強降雨內澇的韌性。

2.4 建設雨水收集利用設施，減輕排水壓力

雨水收集利用是緩解城市排澇壓力的有效途徑。通過建設雨水花園、滲井、濕地等設施，可攔截、凈化、回用雨水，減少雨水直接排入管網或河道的量。例如，海口紅城湖公園雨水花園，占地3萬m2，可收集處理周邊35 hm2的雨水徑流，每年可節約用水4.5萬t。

同時，在小區、街道等分散場所，通過建設屋頂綠化、透水鋪裝等，也可在源頭減少雨水徑流。例如，深圳某小區采用滲透鋪裝、雨水花園、下凹式綠地等低影響開發設施，年徑流削減率達到75%。

此外，雨水收集利用設施的建設要與城市規劃相結合，科學確定選址和規模，并統籌考慮景觀效益，把設施打造成融入城市綠廊體系的海綿型景觀。在已建城區，可通過配套改造等方式，補充建設雨水收集設施。

2.5 開發智能防汛調度系統，優化水工程調度

智能防汛調度系統是提高防洪排澇效率的關鍵支撐。系統可通過整合水文、工情等監測數據，運用大數據分析、人工智能等前沿技術，實現水工程精準調度。例如，三峽智能防汛調度系統，基于降雨預報、上游來水、庫容變化等要素，形成未來15 d滾動優化調度方案，可使防洪限制水位動態控制在145～175 m。

在城市排水防澇領域，智慧水務系統還可通過對排水管網水位實時監測，依托大數據分析預判內澇風險，指導泵站優化運行調度。例如，無錫惠山智慧排水系統實現了15 min滾動預報、風險預警，內澇積水點較常規模式減少20%以上。

智能系統的開發要緊扣防汛需求，構建監測、預報、調度、預警一體化的業務流程，并與智慧城市、數字流域等深度融合，通過感知設備布設、數據共享交換機制完善，打通信息壁壘，實現多系統協同聯動、一張圖綜合調度。同時，加強數據安全防護與容災備份，提高系統可靠性、安全性。

3 水利工程的管理與維護

3.1 建立健全水利工程的管理制度

健全、完善的水利工程管理制度是保障工程安全運行、發揮效益的基礎。制度建設要以問題為導向，針對管理中存在的薄弱環節，制定切實可行的制度規范。例如，山東黃河河務局針對堤防管理的實際需要，建立健全了以堤防檔案管理、安全檢查評估、應急搶險等為主要內容的堤防管理制度體系，實現了管理的規范化、制度化。

同時，在制度制定過程中，要堅持科學民主原則，充分聽取一線管理人員、專家學者的意見建議，并廣泛征求社會公眾意見，做到思想認識到位、責任落實到位。在制度實施中，要加大培訓力度，組織開展業務競賽等多種形式的教育培訓，提高管理人員業務水平。建立健全的獎懲機制，將制度執行情況納入績效考核，激發管理人員工作積極性。通過制度建設，理順管理體制，厘清管理責權，強化過程控制，從而提升水利工程管理的科學化、精細化、規范化水平。

3.2 定期檢查維修水利設施

水利設施的定期檢查維修是工程運行管理的重要內容。相關部門應根據設施種類、重要程度等，制定差異化的檢查維修方案，明確檢查頻次、維修標準等[6]。例如，龍羊峽水庫通過建立大壩安全定期檢查和經常性檢查相結合的機制，明確了“壩腳滲水量日檢測、壩體位移月觀測、壩頂高程年復測”等檢測方案，有效掌控了大壩安全動態。

在開展檢查時，要做到全面徹底、不留死角，利用水下機器人、3D掃描等先進技術，對設施內部結構、水下部位進行精細化檢測。高度重視檢查中發現的安全隱患，建立安全隱患臺賬，實行掛牌督辦、銷號整改。針對設施老化失修等問題，要及時開展維修加固，采用新材料、新工藝，最大限度地延長設施使用壽命。例如，廣東韓江高陂水利樞紐工程啟動大壩混凝土面板維修，采用干噴砼、灌漿等綜合修復技術，使大壩完好率提高到95%以上。

3.3 開展水利工程安全風險評估

水利工程安全風險評估是預防和控制安全事故的重要手段。要建立完善的安全評估制度，明確評估對象、評估程序、評估標準等。根據工程規模、風險等級等，分類分級開展評估工作。對大中型水庫、堤防等重要工程，實行每年不少于1次的定期評估；對病險水庫、老舊工程等，適當增加評估頻次。

在開展評估時，要本著科學嚴謹的原則，深入現場核查，廣泛收集水文、地質等基礎資料，并充分利用安全監測數據，綜合研判工程安全狀況，系統排查風險隱患。例如，云南漾濞縣德廷水庫通過開展群測群防，廣泛發動群眾檢查庫區地質災害隱患，查明了滑坡體達6處，消除了安全隱患。

針對評估中發現的問題，相關部門要列出整改任務書，落實整改責任、經費和期限，確保整改到位。評估工作還要與安全應急管理相結合，依托評估成果編制完善應急預案，優化應急響應流程，以最大限度地降低安全風險。

3.4 強化水文監測預警預報能力

水文監測預警預報是防汛抗旱調度的基本依據。要加快水文監測站網建設，擴大監測范圍，優化站點布局，逐步建立布局合理、功能完善的水文監測體系。引進衛星遙感、雷達測流等先進技術，提高監測時效性、精準性。

在監測數據應用上，要加快與氣象、水利等部門的數據共享，實現數據互聯互通，強化監測數據的分析研判，將監測成果及時轉化為預警預報信息。同時，要進一步拓展預警預報服務領域，由單一的洪水預警，向山洪、城市內澇、干旱等領域延伸，最大限度地發揮水文預警在防災減災中的作用。

3.5 完善水利工程綜合效益評價機制

水利工程兼具防洪、供水、灌溉、發電等多種效益，但目前對工程綜合效益的評價還不夠全面系統。因此，有必要建立健全水利工程綜合效益評價機制，客觀評估工程帶來的社會、經濟、生態等多方面效益。評價內容既要有工程自身的防洪、供水等主導功能，也要考慮對區域經濟社會發展的帶動作用。

在評價過程中，既要有宏觀層面的綜合分析，也要有微觀層面的個案評估。通過科學設置評價指標，構建多層級、多角度的綜合評價指標體系，并運用層次分析、模糊綜合評價等先進評價方法，提高評價的科學性。評價結果要及時反饋，作為完善工程設計、優化調度運行的重要依據。

4 結束語

河道整治與防洪排澇工程措施互為補充，水利工程管理則是兩者有效實施的重要保障。只有統籌推進、形成合力，才能全面提升流域防洪減災和水資源優化配置能力。未來，相關部門應在總結實踐經驗的基礎上，持續加大水利工程投入，創新治理理念和管理模式，加快實現從傳統水利向現代水利的轉型升級，為經濟社會高質量發展提供更加有力的保障。

參考文獻

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