乌溪江下游河道治理和生态恢复工程技术措施分析

汪新文，鲁文俊

(浙江省衢州市水利工程质量与安全监督站，浙江 衢州 324000)



乌溪江下游河道治理和生态恢复工程技术措施分析

汪新文，鲁文俊

(浙江省衢州市水利工程质量与安全监督站，浙江 衢州 324000)

摘要：河流系统对于城市供水和维持生态平衡有着不可替代的作用。随着河流内外工程的建设，一些河流系统难免遭到不同程度的破坏和污染，对河道进行整改和生态恢复已经是各级水利部门和环保部门的当务之急。文章以浙江乌溪江下游河道建设和生态恢复工程为实例，介绍了对防洪堤工程，拦水堰工程，河道疏浚工程使用到的主要技术措施。

关键词：乌溪江下游；河道治理；生态恢复；技术措施；分析

0前言

乌溪江在浙江衢州市境内的流域面积为610.1 km2，河流为63.1 km，是衢州人们的“母亲河”。衢州城区的生活、工业、商业用水均取自乌溪江下游的黄坛口水库。乌溪江水资源非常丰富，各地区至今已在乌溪江流域兴建了多处蓄水引水工程。这些工程虽然对地区的经济发展和人们生活起着重大作用，但同时也改变了水资源时空分布，造成乌溪江生态功能减弱，生物栖息地遭破坏，河道自净能力降低。而且下游河道堤防建设滞后，河道被建筑物和淤泥侵占严重，防洪形势严峻。所以对乌溪江下游段河道进行综合治理已迫在眉睫[1]。

1工程概况

衢州市乌溪江下游河道综合治理工程一期(张公祠段)通过加高加固、新建堤防、河道疏浚、河道清障等工程措施，使保护区防洪能力均达到20 a一遇标准。本工程主要规模：张公祠堤、张公祠堰、溪东堰、疏浚。

衢州市乌溪江下游河道综合治理工程一期(张公祠段)的功能为：在保证防洪安全的前提下，充分体现休闲、健身、生态和文化的功能。

该工程的主要保护对象涉及柯城区花园街道及其衢化等衢州市城区主要的工业区，保护区面积13.5 km2，人口5.6万人。

2乌溪江下游河道治理工程技术措施分析

本工程由2.23 km防洪堤、2座拦水堰和河道疏浚工程等组成。

2.1　防洪堤工程

防洪堤布置要遵循以下原则：

1)堤线与河势流向相适应，并与大洪水主流线大致平行。

2)堤线力求平顺，尽量不用折线或急弯。

3)尽量减少拆迁和占地。

4)结合现有堤防设施、地形、防洪抢险、维护管理等因素，并根据总体规划，统筹兼顾，局部服从全局。

2.1.1基本堤型选择

根据衢州市乌溪江张公祠段的实际地形情况，新建防洪堤选择了衡重式、复合式和缓坡式3种断面型式进行比较。

各堤型的特点和适用条件如下：

1)衡重式：是重力式的改进型，特点是节省土地，工程造价较重力式节省约20%，对地基承载力要求高，波浪爬高小，适用于堤身较高，建设用地紧张地段。

2)缓坡式：特点是工程占地较大，工程造价较低，地基承载力低，堤防比较生态。波浪爬高大，但波浪淘刷作用小。适用于要求生态，建设用地较宽裕的地段。

3)复合式：是重力式和斜坡式的结合型。特点是较节约土地，工程造价介于重力式和斜坡式之间。适于投资和土地均受控制地段。

由于本河道平常流量较小，在防洪安全的前提下为了充分体现生态，采用缓坡式、复合式堤型进行设计[2]。

2.1.2确定堤顶高程

洪水水面线是防洪工程的主要设计依据，堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定。在此按照公式(1)和(2)确定防洪堤堤顶高程。

(1)

式中：Z上、V上为上游断面的水位、流速；Z下、V下为下游断面的水位、流速；h=hy+hj为两断面间水头损失。

Y=R+e+A

(2)

式中：Y为堤顶超高；R为设计波浪爬高；e为设计风雍增水高；A为安全加高。

经过计算，张公祠堤堤顶高程范围确定为76.36~80.49 m。

2.2　拦水堰工程

2.2.1拦水堰位置选择

本次设计对溪东堰初拟3个堰址：

1)济源溪汇合口下游100m处。

2)济源溪汇入口上游50m处。

3)济源溪汇入口。

为了使济源溪出口下游水资源得以充分合理利用，故不建议使用方案2，所以对方案1、3进行比较。综合比较情况见下表1[3]。

表1　溪东堰位置方案综合比较表

根据表1综合比较，堰址选择在济源溪汇入口处工程投资相对较小，而且施工难度也小。此外堰顶高程72.2 m与72.5 m比较形成的水面面积相差不大，因此推荐堰址选择在济源溪汇入口处，堰顶高程确定为72.2 m。

2.2.2拦水堰结构设计

设计拦水堰长224 m，高1.0 m，顶宽2.0 m，堰体面层采用叠石砌筑，为防止堰下水流对河床的冲刷，在拦水堰上下游侧均铺排大块石，厚度0.5 m，起防冲消能作用，上游侧长度5～8 m，宽178 m，下游侧长度10~12 m，宽220 m。

抗滑稳定安全系数的计算公式为：

(3)

式中：KC为抗滑稳定安全系数；∑G为作用于基础底面以上的全部竖向荷载；∑H为作用于基础底面以上的全部水平向荷载；f为基础底面与地基之间的摩擦系数，本工程取f=0.50。

经过计算，各种荷载组合情况下堰体沿基础底面的抗滑稳定安全系数均能满足规范要求。

2.3　河道疏浚工程

乌溪江下游现状河道萎缩严重，行洪能力逐步降低，弃渣和泥沙淤积侵占河道致使局部河道流向改变，影响河势稳定，沿线村民向河道倾倒垃圾、违章建筑等侵占河道现象日渐增多，为提高河道行洪能力同时稳定河势，对部分河道进行疏浚处理。

该项目河道疏浚主要用到的机械设备有挖掘机和抓斗式挖泥船。工程质量控制的重点有：

1)底部高程：将施工河道划分区段，以20~30 m为宜，在每个区段内设置两组水尺，相互校验，在施工时应时刻关注水位变化，指导挖深。

2)平面控制：根据控制样标分条设置边线和中心线，开挖样标应留有足够的允许超宽值(本工程预留3 m)，保证巷道的平面位置符合要求。

3)边坡控制：应按照“上超下欠，超欠平衡”的原则施工。在大规模开挖前要进行试挖，本工程采用超欠比为1∶2的梯形分层开挖形式进行的[4]。

3乌溪江下游生态恢复工程措施分析

在本项目的生态恢复工程中，主要采取以下措施：

1)通过筑堰，抬高水位，拓宽水面，改善水生态环境。

2)设置鱼道与疏浚河道深泓线，为水生动物留足回游的通道，提供良好的栖息生存环境，解决脱水段的河道连续性和生物多样性。

3)两岸堤防设计尽采用仿自然土质缓坡，以草皮护坡为主，为水生植物的生长、水生动物的繁育和两栖动物的栖息繁衍创造条件，保护河道生物多样性的自然环境[5]。

4)若岸坡靠近房屋确需砌筑挡墙，则在挡墙脚抛石或砂砾料护脚，维持鱼类等水生动物的繁育生长。

5)在河道界线外留宽50 m的绿化控制带，为河道未来的进一步提高防洪能力及生态治理预留一定的空间[6]。

4结语

1)文章对乌溪江下游河道综合治理及生态恢复进行了介绍，具体包括防洪堤工程、拦水堰工程、河道疏浚工程及生态恢复工程。

2)在治理时应充分结合河道的实际情况，尽可能少的破坏原有设施，追求经济实用，切忌“高大上”。

3)河道治理工程包含有多个项目，要注意各个项目之间的合理搭配，例如施工工期和防洪能力，努力做到因地制宜。

参考文献：

[1]陈雪，徐海波.生态型河道建设概述[J].工程建设与设计，2006(07)：23-25.

[2]朱昌明.生态水利在河道治理中的应用[J].黑龙江水利科技，2012(11)：35-36.

[3]蔡磊.河道治理工程经济效益分析与评价[J].中国水利，2008(18)：20-22.

[4]曹仲宏，刘春光.现代城市河道综合治理与生态恢复[J].城市道桥与防洪，2010(01)：16-18.

[5]王西琴，张远.河道生态及环境需水理论探讨[J].自然资源学报，2003(02)：56-58.

[6]谷勇峰，李梅.城市河道生态修复技术研究进展[J].环境科学与管理，2013(04)：10-12.

Technical Measures of River Course Regulation and Ecological

Rehabilitation Project of Lower Wuxi River

WANG Xin-wen and LU Wen-jun

(Qunzhou City Water Conservancy Project Quality and Safety Monitor Station，Zhejiang Province，Quzhou 324000，China)

Abstract：River system has an irreplaceable role in urban water supply and maintenance of ecological balance.Along with the construction of internal and external river projects，some river systems will inevitably suffer from different degrees of damage and pollution，rectification of the river course and ecological restoration has been a top priority at all levels of water conservancy departments and environmental protection departments.The paper takes the construction and ecological restoration of lower Wuxi River as the example to introduce the main technical measures used in the flood control dike projects，barrier project and river course dredging projects.

Key words：downstream of Wuxi River；regulation of river course；ecological restoration；technical measure;anylasis

[作者简介]汪新文(1984-)，男，浙江衢州人，工程师，从事水利工程质量与安全监督工作；鲁文俊(1980-)，男，湖北天门人，工程师，从事水利工程质量与安全监督工作。

[收稿日期]2015-06-28

中图分类号：TV85；TV213.4

文献标识码：B

文章编号：1007-7596(2015)08-0054-03