泰安市平原河道生态综合治理设计分析

高 伟 ，王 宁 ，郑灿堂

（1.泰安市黄前水库管理局，山东 泰安 271036；2.泰安市水利勘测设计研究院，山东 泰安 271000）

泰安市地处山东省中部，拥有多种地貌类型，山地、丘陵、平原、洼地、湖泊兼而有之。市域西部濒临黄河，境内长5km以上的河流共计266条，大汶河是其中唯一的大型河道，其余均为中小河流。境内的平原均系河流冲、洪积平原，既有山前平原、也有中部平原，还有滨湖平原，分布在黄河下游右岸，大汶河中下游以及众多中小河流中下游两岸或尾闾。气候属温带季风大陆型，四季分明的。春季，冷暖气团进退不定，东南风盛行，空气干燥，回暖迅速。夏季，炎热多雨，高温高湿，降水集中，常有暴雨涝灾。秋季，受大陆气团影响，气温迅速下降，降水较少。冬季，盛行偏北风，气压高，温度低，气候干燥。

1 平原河道现状及存在的问题

1.1 河道被侵蚀破坏，生境退化恶变

近年来，泰安市经济社会快速发展，河道不断被经济建设或特色农业侵蚀占用、裁弯取直、束窄阻断，其过水断面减小甚至不通，在降低防洪排涝和调蓄水资源能力，增加洪涝干旱灾害风险的同时,也使生物群落栖息环境退化甚至恶变、品种数量骤减甚至灭失，造成生态灾难。

1.2 河流污染严重，水环境问题突出

非汛期，泰安市的平原河流一般流量较小，或断流局部形成封闭的水域，甚至干涸，其环境容量较小。随着工业废污水和生活污水排放量不断地增加,污染物成分日趋复杂,许多未经处理或处理不达标的污水排进河道，严重超出了河流水体的自净能力。

1.3 硬质护岸硬化河床，整治措施不当

硬质护岸以及河床硬化覆盖，阻隔了水生态系统和陆生态系统的联系，改变了河道的自然结构，隔断了地表水与地下水的联系，破坏了河流的生态环境，水生物难以存活繁衍，生态功能与河水的自净能力降低，加剧了水体污染。

1.4 自然生态景观式微，水文化载体难存

人类活动造成的河道群落生境退化、生物减少、生态系统式微的诸多现象，既使得河流自然净化、水生态服务功能严重降低；也使得河流生态景观以及水文化灵魂失去了怡人的载体，难以形成美好的人文意境。

2 河床生态治理工程设计

平原河流生态综合治理的目标：一是保障河道特定的防洪、排涝功能；二是合理配置人民生活、经济社会、农业生产等方面的水量需求；三是基于群落生境恢复的河流生态综合治理，塑造良好的河流生态系统。

前两个目标均系传统的河道整治目标，本文主要探究第三个目标。

2.1 平原河床的特点和设计理念

泰安市的平原河流，其水源一般是季节性雨水为主，地下水甚少，流量随季节变化较大。河床基质多由沙石和土壤组成，由于土质的差异，在水流与沙土等因素的作用下，河床平面形态逐渐演变成为顺直微弯、弯曲、分汊、散乱四种类型。

山前平原河床，基质含卵石、砾石和粗沙较多，河床通常为顺直微弯和弯曲型。中部平原河床，基质含砾石、粗沙和中沙较多，河床一般为弯曲和分汊型。滨湖平原河床，基质大多由中、细、粉沙和土壤组成，河床为分汊、散乱两种类型

河流生态综合治理最基本的设计理念是尽量维持或增加河流立体形态的多样性以及空间的异质性，以此来维持或改善河流生态环境的多样性，进而适应河流中不同生物群落生存繁衍的多种多样的自然环境需求。

2.2 河床工程设计技术路线

首先调研河流流域以往和现状的生态系统，收集相关资料，研究确定河流生态综合治理项目中应该保护、维护、恢复或新建的河流生态系统的类别、数量及其布局，分析其结构组成、功能机制、外界协调以及动态变化等因素；再结合河道基础设施的整体布局，制定河流群落生境恢复新建的宏观布局和空间骨架；然后根据河道场地具体的客观条件，考虑河流群落生境的细部结构，确定相应的工程措施

2.3 顺直微弯型河床工程设计

该类河段河床平面形态基本顺直，过渡段微弯，但其主流流路整体上是弯曲的。其顺直段，有犬牙交错的边滩，过渡微弯段多为抛物线形状，深槽与浅滩交错出现；演变的主要特征是河滩向下游移动，与此相应的是深槽和浅滩也同步向下游移动，规律性较强。

整治原则：稳定边滩，使其不向下游移动，以达到稳定河段的目的。

工程措施：设置上挑或正挑型淹没式丁坝群，坝顶高程均在枯水位以下，这样有利于坝档落淤，稳定深槽和浅滩的分布。

2.4 弯曲型河床工程设计

该类河段也称蜿蜒性河段，具有蜿蜒蠕动的动态特性，河床横断面多为不对称三角形。在弯道环流的作用下，横向输沙不平衡，凹岸不断冲刷崩退，凸岸则相应落淤增长，河湾在平面上不断发生位移，曲折的程度会不断加剧。从防洪的方面看，曲率半径较小的弯道，水流所遇到的阻力比顺直河段要大的多，势必抬高其上游河段的水位，汛期常常形成大溜顶冲凹岸的险情，危及堤岸安全。

整治原则：根据具体情况，因势利导，尽量不用裁弯取直，改变现状的措施。

工程措施：堤岸护砌，设置坝垛或丁坝挑流，以坝护湾，以湾导溜，保护凹岸，稳定河势。

2.5 分汊型河床工程设计

该类河段也称江心洲型河段，河床上往往具有两股或更多股汊道，一个或几个江心洲，横断面为马鞍形（W形）。

整治原则：现场调研分析汊道的分流分沙现状及其演变规律，制定相应的工程方案。

工程措施：在上游节点处、汊道入口处以及河中洲渚首尾，修建整治建筑物，平顺护岸，固定汊道，调整水流，维持或改善河势。尽量不要修建锁坝，堵塞汊道。

2.6 散乱型河床工程设计

该类河段也称游荡型河段，一般位于河流尾闾，泥沙淤积严重，汊道众多，洲滩密布，主流摆动频繁，水流散乱，滩宽槽窄，汛期大溜直冲堤岸，危及河堤安全。

整治原则：在滩区岸线修筑必要的控导河势的工程，以控制主流变迁，稳定主河槽。

工程措施：控导工程以护岸、坝垛或短丁坝为主。护岸通常采用缓坡型式，以乡土植被、植被型生态混凝土或干砌石护坡等为宜。坝垛或短丁坝以当地石材干砌为宜。

3 结语

平原河流目前还存在工程、生态等诸多问题，需在河流生态系统的理念下，深入现场调查，认真探索研究，摈弃防洪排涝单一目标指导下的堵汊挖滩、取直裁弯、硬质护砌、渠化河床的传统的措施，提出切合实际的生态综合治理目标、有针对性的整治原则和客观可行的工程实施方案，在保障河道防洪排涝与水资源调蓄功能的基础上，改善河流生态坏境，进而在更高层次上实现人与自然和谐相处。