河道治理标准与方案优化分析
2015-10-21莫志能
莫志能
郁南县水利水电勘测设计室 527100
摘要:河道治理应在满足防洪、排涝要求下,为当地社会经济发展提供最好的服务。但河道治理必然涉及到治理标准和方案优化问题,只有符合技术可靠、经济合理才能充分满足服务要求。本文针对目前我省多地开展河道治理工程的实际,对这部分内容进行了分析。
关键词:河道治理;标准;方案优化
河道在演化过程中,主要受到人为的干扰破坏,造成河道排洪能力降低,生态环境恶化。例如乱排污水和倾倒垃圾,造成河水污染,水质下降,生物生存环境恶化,生物减少;河岸植被破坏,导致水土流失,泥沙淤积,河床抬高;开展大规模采砂活动,致使河堤失稳;占用河道滩地,影响河道行洪;水源植被破坏,河道上游截水,造成水量减少,河道干涸,影响下游人民生产生活用水;早期建造的河堤等防护工程标准偏低,防洪能力不足;等等。凡此种种表明,河道迫切需要治理。但河道问题多种多样,引发的原因也各不相同,这就需要制定河道治理的目标,明确河道治理的标准。还有,从技术经济角度来选择最佳治理方案,就需对方案进行优化。为了更有效地开展河道治理,本文对这部分内容进行了分析探讨。
1 河道治理的目标和标准
1.1 河道治理目标
当地河道治理目标应根据水利部、省市的河流规划总目标与总要求,按照科学发展观和中央关于河流治理工作的总体要求来确定[1]。如果没有专项治理规划,则应根据业主单位、管理单位、当地群众的要求、当前河道存在的问题以及产业发展规划、区域河流治理规划、区域防洪规划、土地利用规划等文件精神,综合分析后确定[2]。实际上,每一个河道都有特定的任务要求,例如供水、航运、灌溉、水力发电、防洪排涝、文化景观等,从中确定主要治理任务,再根据各项任务之间的关系,明确治理范围和具体目标。
1.2 河道治理标准
根据《河道整治设计规范》(GB 50707-2011)第4.1.3条规定,河道治理的防洪标准应以防御洪水或潮水的重现期表示,排涝标准以排涝洪水的重现期表示,灌溉标准以灌溉设计保证率表示等。而根据《城市防洪工程设计规范》(GB/T 50805-2012)第2.1.1及2.1.2条,河道防洪设计标准以防洪保护对象的重要程度及防洪保护区人口数量来确定的,大于20万而不足50万人口属比较重要的工程,防洪等级为Ⅲ级,洪水设计标准50~100年(洪水重现期),排涝标准为10~20年(暴雨重现期);20万及以内人口属一般重要工程,防洪等级为Ⅳ级,洪水设计标准为20~50年(洪水重现期),排涝标准为5~10年(暴雨重现期)。随着各地对生态环境要求的提高,在兼顾防洪排涝、供水灌溉以外,还应注重生態环境功能,例如河道各季节流量应满足生态需水量要求。对于同一河道来说,河道治理标准应统一,有利于堤防等建筑物协调设计,避免各河段标高发生突变。
2 河道治理方案的制定与优化
2.1 方案依据
河道治理方案主要依据治理目标、任务和标准,再结合河道现状、工程地质条件、水文条件、气象条件、交通条件、施工条件以及占地拆迁、交叉管线迁移等各种情况,按照有利于当地社会经济发展为原则制定。
2.2 资料收集
河道自然形态是水流与河床相互作用的结果,所以河道治理也要顺应河势发展,遵循河床演变规律,采用适宜的处理方案。由于治理目标、任务和标准的差异,每一条河流的治理方案也是不尽相同。与大江大河及主要支流相比,中小河流的基础资料往往不够全面,例如水文等基础资料缺乏,内容粗略,仅限于局部河段等,这样必然影响设计工作的开展,再加上设计周期短,于是就会容易出现设计标准、防抗洪级别等误差问题,造成项目难以审批通过,需要经过反复修改和勘测,导致资源浪费和重复劳动,所以在设计前期应投入足够的力量做好现场调查和勘测工作。
2.3 方案制定
2.3.1 河道设计
确定河道方案主要以不侵占行洪通道、少占用耕地和控制投资为原则来确定河道中心线。河道中心线基本上应该按照河床演变规律进行布置,但也需要结合实际情况进行处理。一是对于过分弯曲的河段裁弯疏浚,主要做法是通过开挖引河进行适度裁弯,引河进出口应符合进出口顺畅的原则。在上游弯道顶点下方选择进口,使其与原河道轴线交角尽量小些,以方便水流进入。在下游弯道顶点上方选择出口,并且与原河道轴线反角也不能大,以便将水流顺利引入下游河道。河道适度裁弯后长度缩短,水位下降,流速增加,易引起下游泥沙淤积,所以要配合河势控制措施。二是涉及其他工程和环境问题需要改线。例如某河段穿过垃圾填埋场,有污染河道的可能,而且该填埋场暗涵底部高程较高,会形成阻力坎而难以满足防洪、排涝标准,所以需要绕行分流解决。河道中心线确定以后,就要确定河道纵、横断面,也就是设计水面线。根据河道防洪能力、排水能力,确定河道纵、横断面,当河道断面不满足行洪要求时,就需要加宽河道并结合清淤疏浚与加固堤防等措施,而这些要在综合考虑流域特点、工程占地、环境影响、工程投资等因素,通过技术经济的论证比较,选择合理的方案。
2.3.2 建筑物设计
河道建筑物包括堤防、穿堤建筑物、跨河建筑物等。堤防工程堤距要合理,一般应根据河道地形、河床演变特点和社会经济发展要求确定,复核过流能力和防洪能力,对壅水卡口段进行改造[3]。再根据堤防现状和洪水险情,确定箱涵等穿堤建筑物是否需要加固、改造、拆除、合并或重建。闸、坝、桥梁等跨河建筑物要复核过流能力,对影响堤防安全和过流能力不足的跨河建筑物要结合河道治理进行改造、拆除或重建。当遇到资金和拆迁等问题时,应根据河道防洪、排涝、灌溉、供水等问题的轻重缓急分期解决,还应为今后实施预留必要条件。
2.4 方案优化
在制定方案时,要根据治理目标和任务提出多个不同方案,这样才能根据技术经济比较选出最佳方案。以前述经过垃圾填埋场的河道治理方案为例,提出3个方案,两个绕行改线方案,一个采用改建河道穿过垃圾填埋场暗涵的方案。这3个方案技术均可行,绕行改线方案可以解决暗涵受污染问题,但存在占地拆迁问题,经济上暂难实现,所以决定分期实施,先不进行绕行改线。再如某河道横断面采用梯形断面,并提出2个方案,第1个方案是对现有河道岸坡进行削坡、修整及培土加高再结合清淤疏浚,设计岸坡坡比为1:2;第2个方案针对现有河道地形坡比,采取部分河段加宽结合疏浚,设计主河槽边坡坡比为1:5。经过比较,第2方案占地多、征地难、投资大,所以选择第1方案。
3 结语
河道治理兴利除弊、惠泽民生,但河道治理常常会受到投资规模、征地拆迁等因素的制约,因此要以科学发展观为指导,结合实际,科学规划和合理设计,这样才能充分发挥河道在防洪减灾、改善民生中的作用,实现造福人民、综合效益最大化的目标。
参考文献:
[1] 段丽知. 徐州市中小河流治理工程设计思路及看法[J]. 治淮,2015(8):46-47.
[2] 娄运平,王伟,韩蕊. 结合孟祖河治理谈郊区中小河道治理标准和方案优化[J]. 北京水务,2014(z2):37-40.
[3] 袁朝中. 滹沱河重点段河道治理工程设计综述[J]. 山西水利,2015(7):17-18.