河道治理规划编制有关技术问题探讨：以开化县为例

吴佩峰

(开化县水利局,浙江 开化 324300)

1 问题的提出

开化县地处浙西山区钱塘江源头地区,县域面积2 236 km2,境内地形起伏较大,地质结构比较复杂,气候差异悬殊,各方面条件都十分恶劣。河道坡降陡,洪水位高,洪枯变幅大,冲刷力强,水土流失较重。开化县由于人多地少,大部分乡镇、村庄和良田都集中分布在江河溪港两岸,防洪压力大,洪灾损失逐年增加,河道治理的难度也越来越大。因此,做好开化县山区性河道治理规划是水利部门的重要工作内容之一。通过对山区性河道的洪水特性、洪灾类型、灾害成因、治理措施进行认真的探索,不断总结经验,采取防洪工程措施与非工程措施相结合,治山治水与生态环境建设相结合,统筹规划,分步实施,达到河道治理、防洪治涝、改善生态环境,为加快城乡建设和发展社会经济提供基础保障的目的。

2 河道堤防现状

开化县境内大小溪流纵横交错,据2007年水域调查统计,全县共有大小溪流2 424条、长度3 522.7 km,分属钱塘江水系的马金溪、池淮溪、龙山溪、马溪及长江水系的苏庄溪。受地理条件限制,重要城镇和较大村落布局均在溪港两岸,依山傍水,临溪而居。由于境内河流均属山溪性河流,河床比降大,源短流急,每年4月15日至7月15日的梅雨期,降雨持久,面广且强度大,极易造成山洪暴发,江河漫溢。故历史上洪旱灾害十分频繁,百姓深受其害。为抵御洪旱灾害,早在宋代就有修堤防洪,筑堰灌溉的历史记载。但由于科学技术、人力、物力等条件所限,所建堤防多为低标准的干砌块石防洪堤,只能起到防御一般小洪水的作用。遇到稍大的洪水堤防极易被冲毁,“冲了修、修了毁、毁了再修”,是开化县堤防建设一个较为普遍的现象。据2008年全县水利工程基本情况调查,已建成堤防长度为402 km,而达标堤防不足4成,这一状况与开化社会经济发展对水利的要求不相适应。随着开化经济社会的快速发展和城市化水平的不断提高,搞好河道治理规划编制,加快河道治理步伐,提升水利基础保障能力显得尤为迫切。

3 河道治理规划编制有关技术问题

3.1 统筹规划,综合治理

山区性河流,水文条件、水力要素情况复杂。开化境内河流集雨面积较小,河道比降大,源短流急,汛期洪水陡涨陡落,枯期流量小,有的甚至断流。河岸或河堤承受高水位压力的时间不长,但一遇洪水,流速快,冲刷强,河岸堤防冲毁,河道淤积,河床抬高,再遇洪水,灾害损失迅速扩大。所以在编制河道治理规划中,要针对河流特性,综合考虑河道上下游、左右岸、甚至整个流域的相互关系,因地制宜,统筹规划,综合治理。首先,在流域内采取水土保持措施,退耕还林,封山育林,坡地改梯田,层层拦截,控制水土流失,减少河道淤积;其次,进行河道综合整治,清淤疏浚,修堤筑堰,拓宽护岸等。

在规划中,还应注意河道的生态平衡问题,充分遵循自然规律,不宜过多改变河道的自然特性,尽量保护天然河道的形态。尤其是对河道进行截弯取直和扩宽河道,要特别慎重。河道截弯取直后,既改变了洪水流向,增大了河槽比降、流速和水动能,又加剧了水流对河岸的冲刷和河槽的下切,对原有堤防和河岸造成严重威胁,容易垮塌;扩宽河道,虽然能够增大下泄流量,减轻上游的防洪压力,但会增加下游的防洪压力和淹没损失,若考虑不周,往往顾此失彼。因此,对河道进行截弯取直和扩宽河道时,必须经过认真调查研究,结合水文水利计算成果,客观分析下泄流量和可能造成的经济损失,采取多方案比较,选择合理的设计断面,充分论证,确定科学的治理方案,达到治理的最佳效果。

3.2 “点、线、面”相结合,进行河道布局

河道治理规划中的河道布局,应做到 “点、线、面”相结合。“点”就是要确定需要治理的重要河段和重点部位,一般以集镇、村庄、耕地面积集中成片的河段为重要河段,以易垮塌易冲刷或一旦决口损失较大的地段为重点部位。“线”就是对河道的岸线、堤线进行上下游、左右岸统筹布置,调整好河势和流向,尽可能保护天然河道的形态。为了避免新建河道堤防、护岸工程侵占河道行洪断面,阻碍行洪,抬高水位,加重损失,一是少建丁坝,对确需要建丁坝的地段,其坝轴线与水流方向的夹角最好控制在30°以内,这样丁坝阻水作用很小,既能保护河岸和耕地,又能防止挑流时影响到对岸,同时对堤坝的安全、稳定也有利。二是河道转弯半径不能太小,应规划成一条光滑的抛物线,并注意上下游堤线的衔接和左右岸的协调。三是尽量保留河道弯曲自然形成的浅滩。“面”就是处理好整条河流的平面布置、断面设计和迎水面防护之间的关系。河道规划平面布置图尽可能利用实测的地形图布置,以达到符合实际的整体效果;河道断面设计既要确定河床断面(河底宽、面宽、边坡、堤距等),又要拟定河堤护岸的断面型式,还要提出堤防护岸的防护措施。总之,河道治理规划要与城镇建设规划和生态环境建设规划等相关规划相衔接,各部门共同努力,保证河道治理规划的顺利实施,达到河道治理的预期效果。

3.3 因地制宜,科学确定防洪标准及堤身结构

堤防工程的防洪标准,主要是根据保护对象和当地的社会经济情况确定的。我国 《防洪标准》规定一般城市、工矿区、保护耕地面积小于2万hm2的采用10～20 a一遇的设计洪水标准。开化县堤防保护耕地面积都比较少,一般在66.67 hm2以上的也很少,根据山区性河流的特性和开化社会经济状况,堤防建设首先考虑以防冲为主,设计防洪标准不宜过高,一般按5～10 a一遇的洪水标准设计,比较适宜,可避免遇到超标准洪水造成人力、物力、财力的巨大损失。

在河道堤身结构和型式选择时,应根据当地的建筑材料、施工技术、交通条件,因地制宜地选取,既要经济合理,又要安全可靠。山区水土流失造成河道淤积严重,大部分河道内都有充足的卵石材料,可以就地取材。在结构上可选用重力式结构,这种结构形式简单,施工简便,有利于群众投工投劳自行施工。但缺点是工程量大,水流条件差。最好选用仰卧式或梯形结构,这2种型式水流条件、稳定性均好,工程量少,投资省,。但施工技术要求高,需要有经验的专业队伍施工。

山区性河流修建堤防,基础是关键,从冲毁的堤防来看,多数与基础处理的质量直接相关。不少堤防是前一年建成,第二年洪水就掏空堤脚,继而垮塌,形成了年年修堤,年年受灾的被动局面。所以,一般基础埋深应控制在0.5 m以上,对冲击层较深的河段,必须控制在1.5 m以上。对基础施工排水困难的河段,应运用水下施工技术,同时对堤脚趾加固保护,防掏脚、抗冲刷,增加堤防的稳定性。

堤防工程是河道治理规划的主要工程措施,事关河道治理能否发挥效益的关键。因此,要加强施工质量监督管理和工程竣工验收后的工程运行管理,确保工程效益的正常发挥。

4 结 语

山区河道治理规划是水利工作的重要内容之一,要治理好山区河道,在规划设计阶段,必须针对山区河道的特性,进行全面具体的分析,制定出科学合理、切实可行的治理方案,并严格按照方案要求进行实施。通过河道科学规划,综合治理,使山区河道达到水流平顺,河道畅通,行洪能力强,灌溉有保障,为山区人民生命财产安全,社会主义新农村建设和区域社会经济发展提供水利基础保障。