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京山县大富水河综合治理措施探讨

2012-10-19戴贵爽

水利建设与管理 2012年10期
关键词:富水护岸防洪

戴贵爽

(湖北荆门市水利勘察设计院 448000)

富水河,是荆门市京山县境内最大的河流,她是京山北部人民的母亲河,自古至今闻名遐尔。

富水河,发源于大洪山南麓白龙池,由小泉眼汇集而成,逶迤向东南而去,依次流经三阳、绿林、宋河、罗店等镇,最后在应城市注入汉北河。此河在京山境内河道长107.5km,汇集大小支流52条,流域面积1254.92km2。较著名的支流有小富水、石板河等。富水河滋润全县1/3的土地,哺育了京山20余万富水之子。

富水城为京山的古县城之一,位于富水河中游的宋河镇秦关村境内,因界内有富水河而得名。宋乾德二年(公元964年),富水县被废止,并入京山县,富水城作为县治达400年之久。富水城地处肥沃平坦的滨河平原地区,物产丰富,人口密集,长期保持本地经济、文化中心的地位。上游流域内著名的水库有刘畈水库、高关水库等,著名的风景区有绿林许家寨山峰等。

该河由大洪山丘陵过渡到江汉平原,区域内盛产银杏、板栗、桐子、楂子、菜籽等,森林覆盖率较高。在20世纪50年代以前,富水河是一条重要的水上航道,在未修建高官水库之前,百吨级轮船四季均可由汉江上溯至京山县宋河镇。1966年,富水河上游三阳镇修建了刘畈水库;1970年,又在宋河镇筑起了高关大坝。从此,这条黄金水道失去了往日的辉煌。同时,也结束了富水河、汉北河流域旱涝相交的出现,灌溉了京山、应城、天门三县市数万公顷良田。

至20世纪70年代以来,富水河由于年久失修,河道淤积严重,河床抬高,河水污染严重,河流丧失固有功能,每逢汛期,涝水难以及时排出。特别是21世纪以来两岸工商业的发展,大量的工业污水和生活废水排进富水河,以及21世纪来人为的垦坡营造经济林木和河道的无序、无证采砂,导致富水河两岸水土流失加剧、水量减少、水质污染,美丽的母亲河变得伤痕累累,富水河的治理迫在眉睫。

1 治理的目标和原则

按照一般河段10年一遇,重点河段20年一遇的标准,除宋河镇、罗店镇按20年一遇的标准外,其他河段均按10年一遇的标准进行综合整治。

综合整治切忌以河治河、单打一的治理方式,要找出问题的原因,综合整治。通过以富水河综合整治为纽带,充分利用现有资源,全面提高富水河两岸的防洪、排涝能力;通过小流域综合治理,搞好两岸的绿化和节点景观,全面改善流域水生态系统,把富水河流域建设成京山县的生态走廊、景观长廊和新的经济增长点。

2 整治措施

富水河位于京山县大洪山风景区,是著名的革命老区,区域经济发达,绿林镇为湖北省著名的风景区;特别是宋河镇,历史上为商贾云集之地,有小汉口之称。通过河道综合整治,使河道景观与两岸经济发展相适应,促进两岸生态文明建设。

2.1 认真做好前期的规划与勘察设计工作

a.统筹协调,综合治理。坚持人与自然和谐发展,既有效防御洪水、又科学安排洪水出路;统筹处理富水河治理与城镇发展、河流生态环境保护、水资源开发利用的关系;统筹协调治理河段与河流上、下游及左右岸的关系;统筹衔接河流与山洪灾害防治的关系;统筹兼顾河流治理与河道管理、工程措施与非工程措施、防洪与排涝、近期与远期的关系。

b.突出重点,量力而行。以保护重点地区及沿岸城镇、成片农田和基础设施的防洪安全为目标,既要考虑近期治理的需要,又要量力而行,区分轻重缓急,分期分段开展治理。

c.因地制宜,注重实效。根据当地社会经济发展实际和富水河防洪存在的实际问题,制定切实可行的治理目标,从当地防洪实际出发,找准需要治理的重点河段、关键环节与薄弱环节,采取经济、适用、生态、有效的措施,优先解决最突出的问题,讲求治理效益。

2.2 综合整治设计原则

河道不仅具有防洪功能,还具有储水、净化水质、调节小气候、维系水生态和生物多样性的功能。传统的河道整治,通常功能较为单一,仅强调河道的防洪功能而忽视其他工程措施,大多采用钢筋混凝土或浆砌块石加高堤坝抵御洪水。河流的硬化、渠化,隔阻了人与水的关系,造成地面与水面相隔离,破坏了原有的生态平衡。水泥衬底和护衬之后,割裂了土壤与水体的关系,使水系与土地及其生物环境相分离,有些生态功能就会随之消失,比如:河流的自净能力减弱,水质污染就会加速和加剧。

本次河道整治,倡导新的设计理念,以人为本,摒弃传统单一的硬质工程观念,提倡人与自然和谐相处、人类社会可持续发展。本次整治拟将富水河建设成为一道亮丽的滨水风光带,使其既具有传统的防洪功能,又具有自然、人文景观特色。针对富水河流域突出的洪涝问题和防洪最薄弱环节,以保障人民群众生命财产的安全为根本,处理好河道整治与水资源利用、生态环境保护的关系,将河道整治与山洪灾害防治相衔接。以提高城乡防洪减灾能力为目的,以河道疏浚、防护等工程措施和防洪非工程措施为手段,通过对富水河流域近自然的综合治理,保障区域防洪安全和粮食安全,促进社会主义新农村建设,支撑区域经济社会可持续发展。其近自然的主要设计原则如下。

2.2.1 功能性原则

既满足河道防洪排涝的功能要求,又保护环境、美化环境,最大程度地发挥工程的综合效益,使社会效益、环境效益和经济效益达到和谐统一。

2.2.2 生态观原则

在河道维护和整治过程中,应努力保持河流的自然状态,不肆意雕琢改造。避免对河道进行渠化硬化、截弯取直,尽量采取符合生态要求的护岸方法,多采用种植植物护岸护堤。河道疏掏要适度,严格监管经营性质的采掏沙石作业,控制采掏深度和作业面范围,防止破坏河床和河流生态。河岸绿化要突出生态功能,保护河岸植被的连续性和植被层次结构的完整性,尽量种植乡土树种。

2.2.3 人性化原则

在宋河、罗店等集镇,要坚持以人为本建立点、线、面相结合的城市绿地系统及河道水生态系统。以“绿”和“水”作为空间基质,构成景观开敞的亲水性人文活动空间,形成延河而行的滨水绿道,凸现城市滨水特色,形成环境优美、贴近市民、与周围环境协调一致的城市绿化河道景观。

2.2.4 文化性原则

传统文化是现代社会文明发展的基础,设计力求将现代理念与地域文化完美融合。新的设计理念强调人造工程顺应自然生态。河道断面力求规整,天然河道底部在满足防止洪水冲刷的条件下尽量采用天然河床。两侧边坡则依河道水力条件采用天然或仿天然材料辅以耐水、耐冲刷植物充分体现人与自然的和谐统一。在宋河、罗店等集镇,可设置部分蓄水设施,如橡胶坝,既可塌坝泄洪排涝,又可筑坝蓄水用于城市景观娱乐,让市民有机会充分享受穿市而过的水资源。

2.2.5 公共性、共享性、开放性原则

重视公共空间的通达能力,强调公共空间的开放性、共享性,重视提供公共空间的开放性、共享性。

2.3 标本兼治,控制河流污染

要切实贯彻可持续发展的战略,抓好水污染治理,决不能再走“先污染,后治理”的老路。ⓐ将河流污染治理作为评测政府政绩的重要内容之一,激励地方政府做好企业的排污治理和农村面源污染控制,合理平衡经济效益和社会效益,从根本上改变河流水污染监管不严的现象;ⓑ明确治理目标,力争利用2~3年时间使富水河流域达到“中水”利用目标,再用2~3年达到1~2类水利用目标;ⓒ继续加强农村垃圾收运、污水处理设施的建设,大力推广绿色农业技术,减少化肥农药使用。散居农户分别建沼气池和粪尿分集式旱厕处理人畜粪便等高浓度污水,并使其变成肥料;ⓓ环境保护部门应对河水采取不定期巡视和取样化验,发现异常,及时查找原因,追根溯源。

2.4 加强治理工程的建设管理

富水河治理要严格履行基本建设程序,建立健全建设管理体制,认真执行项目法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制。根据项目的特点,积极探索和创新有效的建管模式。在项目法人组建方面,要由县级及以上政府组建项目法人,以确保项目实施的组织能力,提高建设管理水平;在招标投标方面,防止分割招标,以吸引建设能力强的施工单位参与治理,保证施工力量满足建设需要。要加强现场监管,建立健全项目法人、施工单位、监理单位和政府有关部门的管理、监督体系,确保工程安全、资金安全和干部安全。要高度重视安全生产工作,完善各项安全生产措施和应急预案,杜绝重特大安全事故发生。

2.5 建立健全水土保持预防监督体系和水环境监测保护

富水河治理要按照“水清、流畅、岸绿、景美”的要求和“以人为本,人水和谐”的建设理念,大力发展生态河道工程建设,在注重河道行洪排涝功能要求的同时,应充分体现生态环境和景观的要求。要以深入贯彻新《水土保持法》为契机,加快建立完善的水土保持预防监督体系,着力开展丘陵山区以小流域为单元的综合治理和平原沙土区以小区域为单元的综合治理工作,切实加大生态修复工作力度,进一步减少水土流失程度,改善生态环境状况。同时,要加大对富水河流域水质污染的监测与治理。

3 工程措施

富水河地处大洪山与江汉平原过渡带,山区、半山区河道两岸冲积平原不开阔,耕地较少,集镇、村庄又多居聚河两岸,极易受洪水危害。但盲目筑堤防止洪水也不是明智之举,因此,必须坚持在以实施河道整治工程治理措施后,河道水流流势已基本稳定的条件下,再行开展以筑防洪堤为主要内容的保护措施。对沿河重要村镇要按照防洪标准,设计行洪宽度和堤距,筑构标准的防洪堤坝,同时解决内水排除的交叉工程。对上游山区河道因底坡较大、流速快、洪水历时短、洪峰流量大而不宜修堤防的,一般则以河道整治措施为主,防止深层和侧向侵蚀,让洪水在较开阔的行洪区内通过。对处于低洼大片的耕地及村庄也可以修筑防洪堤,但必须筑构标准堤防,且筑堤土料要以黏性土为好,其他砂壤土甚至砂卵石堆积堤防则必须衬砌防冲。对特殊低洼村庄也可以筑构围堤作保护。

3.1 一般河道整治

河道治理的目的是对河道进行清淤、清障、扩宽、疏浚、加固。局部调整河道坡降、减小糙率,配置合理过水断面,提高泄洪能力,改善洪水流态,稳定岸坡、河底,从而达到提高河道泄洪能力、降低河道洪水位、提高防洪标准的目的。ⓐ一般断面:根据工程条件,河道断面除了宋河、罗店等集镇外,主要采用自然的河道断面,根据断面防冲刷要求控制河道断面流速,其坡面一般可以植草、插柳,实施植物保护防冲措施;ⓑ在河道弯段,由于水流对凹岸冲刷严重,首先采用工程措施进行护岸,并进行原土覆盖,再在护岸脚进行埋植柳干。对于冲刷特别严重的河段,需在弯段首端开始至末端修建石笼潜坝,高度根据河道深浅确定,但不要高出1m以上,并在坝后全部埋植柳干等。对于河岸冲刷严重,但河岸生态较好施工又不便的河段,采用先用石笼做护脚支撑,外打木桩,再用柳干、柳枝编网护砌。这种治理模式的优点是造价低,施工工艺简单,易操作,对河道整体破坏小,生态效益显著;ⓒ做好防止侧向侵蚀及局部冲刷的工程措施。侧向侵蚀即水流对两岸的冲刷,多发生在河道尚不稳定的弯曲凹岸及支流入口的对岸。侧向侵蚀的局部冲刷会严重地危及耕地和村庄的安全,主要治理办法是使冲流偏离被冲地段,增加被冲河床抗冲能力;ⓓ该河流的上游处于深山峡谷之中,中、下游处在山丘与河谷平原的过渡地带。流水有时奔腾下泻,落差盈尺;有时平如明镜,微波不兴。一般流量5.4m3/s,山洪暴发时,最大流量2220m3/s(黄家畈水文站1970年5月28日实测),而枯水年最小流量只有0.29m3/s(1966年5月26日测得)。河床纵坡从上至下逐渐平缓,河底也从上而下由卵石、砂卵石到泥沙沉积,由于过去常受洪水冲击,河床时有改道,造成中、下游两岸大片沙地。对此类河道,如果改道后没有形成侧向侵蚀,即水流对两岸的冲刷,一般以天然河道为主,辅之以生态护砌;如果改道后已经形成侧向侵蚀,即水流对两岸的冲刷,一般以恢复原河道为主,再辅之以生态护砌。

3.2 宋河、罗店等集镇河道的治理

宋河、罗店等集镇河道的治理主要采用复合断面,明渠下部矩形、上部梯形,下宽同矩形底宽,或结合景观交通要求,底宽拓宽,上宽依地势。断面结构形式见图1。明渠河底一般按天然河底依自然地势及设计水力要求整治至设计水位。设计洪水位以下采用生态混凝土,设计洪水位以上采用生态草坪护坡,并根据河流亲水性、路面渗透性、栖息地完整性等方面的需求在水边设置休闲平台,具体方式见图2。

图1 断面结构形式

图2 河道生态护岸

3.3 生态护岸工程

河道不仅仅具有防洪、航运等基本功能,还应具有生物栖息地和人文景观等功能。为了适应这种需要,河道整治工程中的护岸技术也应由原来的以安全为单一目标逐步向生态型护岸技术转变。生态护岸的目的在于为野生动物提供栖息地和隐蔽场所,保障自然环境和人居环境的和谐统一,对河岸进行加固,防治河道淤积、侵蚀和下切等。生态护岸材料主要有:石头、木材、多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构等。在设计新材料护岸时,应确保水流作用下的结构安全,选择能够适应河流长期演变的结构形式,与河滩地和丁坝组合在一起保护护岸稳定。根据护岸工程的特点,结合生态水利工程设计原则,在生态型护岸设计中应依照岸坡稳定、正常行洪、表面异质、材质自然、内外透水及成本经济等原则来进行。生态型护岸设计的最终目标应是在满足人类需求的前提下,使工程结构对河流的生态系统冲击最小化,不仅对水流的流量、流速、冲淤平衡、环境外观等影响最小,而且要适宜于创造动物栖息及植物生长所需要的多样性生活空间。

4 结语

富水河生态治理修复与保护工程涉及水利、环保、林业、农业、旅游、建设、国土等10多个行业和4个乡镇,将是京山县中小河流治理和保护的一项重大综合性工程,是实现富水河流域经济社会与自然和谐发展,实施蓝天碧水战略的一项重点示范性工程,是功在当代、利在千秋的德政工程和惠民工程。工程的实施,不仅对富水河流域经济社会发展、人居环境改善和人民生活质量提高具有深远的历史意义和战略意义,而且对全县实现可持续发展和中小河流综合治理具有重要的指导意义和示范作用。❋

1 刘向荣,彭艺艺,余润生,陈傲.城市河道综合整治设计新理念[J].中国水利,2010(4).

2 崔树彬,刘俊勇,陈军,朱秋菊.论河流生物—生态修复技术的内涵、外延及其应用[J].中国水利,2005(21).

3 董哲仁.生态水工学的理论框架[J].水利学报,2003(1).

4 赵进勇,孙东亚,董哲仁.生态型护岸工程的设计要点[C]∥河流生态修复技术研讨会论文集.2005.

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