水利工程中排涝引水的河道整治对策研究

2023-09-27张志铉

建材与装饰 2023年29期

张志铉

（广州市宏涛水务勘测设计有限公司，广东广州 510000）

0 引言

水是生命之源，但随着经济快速发展、城市化进程不断推进，水资源的保护和利用面临着巨大的压力。排涝引水河道是保证农田灌溉和雨水排放的关键基础设施，在水利工程中占据着重要地位。然而受自然因素和人为活动的影响，河道常常存在淤积、坍塌、河岸塌陷等问题，导致其功能逐渐下降。因此对排涝引水河道进行整治具有十分重要的意义。

1 水利工程中排涝引水河道存在的问题

排涝引水河道（图1）是水利工程中非常重要的组成部分，旨在将积水引入自然要用的清洁水源中，在实际运行过程中会存在一些问题。下文将详细介绍。

图1 排涝引水河道

1.1 水流量问题

排涝、引水河道的水流量往往会受到季节和气候影响较大，如雨季时季节性暴雨等恶劣天气条件下，水流增大加剧河道的泥沙淤积问题。而夏季或干旱季节水流量则会减少，给农业生产和城市生活带来一定困难。因此在设计和建造水利工程时需要考虑季节气候变化情况，采取相应的措施以保证水流稳定、可靠。

1.2 水质问题

排涝、引水河道的水质是污染物严重的河道或地下水源，那么河道水质很可能会影响人民生活和安全健康。由于现代化农业和工业的发展，大量化肥和农药的使用还会导致水质恶化、污染，从而对生态系统造成影响，进一步威胁着人类社会的发展。

1.3 基础设施问题

排涝、引水河道作为实际运行中的关键部分，其基础设施建设也是需要严格把控的。例如水利工程中经常使用的泵站和堤坝设施，如果设计不当、建造质量不好就很可能面临易损坏或无法承受水流冲击的问题。所以在建设这些设施时需要考虑土地采矿和承载能力、地形变化等因素，确保设备的长期稳定运行。

1.4 维护和管理问题

维护管理问题也是排涝、引水河道存在的一个问题。在设备正常运行时，人员应经常检查和维护确保其完好无损；在遇到突发情况或紧急情况时应具有切实可行的处理方案来保障人民的财产和安全。同时还需要有相应的管理机制，如及时准确了解水流量和水质，并根据不同情况采取灵活应对措施。

排涝、引水河道对生活和经济发展有着积极推动作用，但其存在的问题也不能被忽视。只有在建设和运行过程中解决这些问题才能保证水利工程的安全性、稳定性和有效性，为人民创造美好未来。

2 水利工程中排涝引水河道整治技术

2.1 河床淤积清淤

河床淤积（图2）是指在河道中由于沉积物积聚而导致的河床表层高度升高、通水能力降低等问题。不仅会阻碍水流通畅，还对农田排涝和城市防洪也会带来很大的影响。因此进行河床淤积清淤成为水利工程中非常重要的一项措施。

图2 河床淤积

清淤技术的选择应该根据淤积物的特性、河道类型和所处地理环境等多个方面综合考虑。目前主要有两种清淤方式：机械清淤和水流冲刷清淤。机械清淤是指利用挖掘机等设备对河床上的淤泥、残渣等杂质进行挖掘和清除。其可以将淤积物快速有效地移除，但同时也存在一些不足之处。例如，机械清淤可能会损坏河床表面，特别是当淤积物比较硬或河道狭窄时，挖掘机等设备可能会对水生态环境产生较大影响。另一种清淤方式是水流冲刷清淤。通过高压水枪和旋流器等设备，将高压水流喷洒到淤积物上，使其分散、冲刷并顺着河流被带走。相对于机械清淤，水流冲刷更加温和，不会对河床造成二次破坏。但水流冲刷有流量限制和调节困难的问题，因此需要根据实际情况选择合适的清淤方式[1]。

需要注意的是仅仅进行清淤不能解决河道淤积的长期问题。为了避免淤积物再次堆积，必须在清淤的同时加强河道生态治理和保护。例如，在河道源头处加装拦沙堰、建设湿地过滤系统可以减少来自山区的泥沙。加强入河湖沼等支流沟排涵洞的治理可以防止碎石、垃圾等杂物进入河道。完善城市排污处理设施可以减少化学污染物的排放。其措施可以维持水生态环境的平衡，从而长期保持河床的畅通。河床淤积清淤需要综合考虑多种因素来选择合适的清淤方式，并配合其他生态环境治理措施进行实施。

河床淤积清淤实际具体操作步骤需要进行以下几点，对需要清淤的河道进行全面调查和评估，确定淤积程度和淤积物类型等情况，以便制定具体的清淤方案。根据河道调查结果制定出符合实际情况的清淤方案，包括清淤时机、清淤方式、清淤工艺等内容。清淤工作可以采用人工和机械相结合的方式进行。一般采用机械开挖和人工清理相结合的方式进行，如使用挖掘机和抽水泵等设备进行清淤。清理出来的淤泥需要得到妥善处理，按照相关的规定进行处置，可以采用填埋或者焚烧等方式进行处理。

例如，在广东省某市的清淤工作中，先进行了河道测量确定淤积情况。然后由当地水利部门制定了清淤方案，采用了挖掘机开挖和抽水泵抽取淤积物的方式进行清淤。清淤完成后将淤泥运送到指定的处理场进行妥善处理。整个清淤过程中还加强了监管和督查力度确保清淤工作顺利进行。

2.2 堤防加固

排涝引水河道整治技术包括了多项工程措施，其中之一是堤防加固扩建（图3）。该技术旨在提高堤防的承载力和稳定性以满足流域内排涝、引水等需要。以下是该技术的相关介绍。

图3 堤防加固扩建

加固方式通常采用注浆加固、桩基加固、挖孔加固等方法。在注浆加固中，将特定药剂注入土壤缝隙中，增加土壤的粘聚力，从而提高其极限抗剪强度。桩基加固则是将锥形钢管驱入土壤中，以提高起桩区域的承载力。而挖孔加固则是在堤防内部开挖一个或多个孔洞，用某种材料填充后再进行封闭。堤防的加固设计应根据各自的实际情况进行量身定制，结合地质条件、水文条件、土体力学参数等因素，考虑到不同水位时的安全系数和变形等情况，确保整个工程的可靠性和经济性。当河道流量超过原堤防设计流量时需要进行扩建。通常情况下，加固和扩建可以同时进行。扩建宽度应根据当地水文特点、土壤类型等因素确定。在实施扩建时需要对现场环境进行评估，确保工程不会对周边自然生态环境造成负面影响。另外在工程施工中应选择合适的施工方式，尽可能减小对周边环境的干扰。为了确保工程质量需采用高精度仪器进行测量，并及时记录测量数据。同时在施工完成后要进行验收，确保工程符合相关规范和标准[2]。

2.3 开挖新渠道

首先，合理规划新渠道的布局和设计非常关键。在设计新渠道时需要考虑到地形、土质、降雨量等因素，为了避免由于渠坝决口等问题带来的安全风险，必须严格按照国家标准进行设计和施工，同时要避免影响周围土地的灌溉、排水和农作物生长。开挖新渠道如图4 所示。

图4 开挖新渠道

其次，开挖新渠道的施工技术需要选择合适的机械设备和施工方法。在渠道开挖中，传统的人工挖掘已经不能完全满足工程需求，现代化的机械化施工已成为主流趋势。对于大型的渠道开挖可以采用挖掘机、钻爆机等机械设备。对于小型的渠道开挖可以使用手推式的运输设备和简单的钢筋剪切工具。施工中需要注意保护渠底土质，避免损坏现有管道、电缆等地下设施。新渠道建成后需要对其进行巡查和维护。巡查可以通过无人机、天气雷达、遥感图像等技术手段来实现，及时排查并处置潜在问题。在维护方面则需要及时清理杂草、清淤疏浚、检查渠底铺设的管网等。此外要及时处理渠内垃圾以免影响水流通畅。

最后，为了提高整治效果和节约投入，可以采用组合式的整治方法，即将新渠路与旧渠路结合在一起，利用现有资源减少对地面空间的占用，同时改善排涝引水系统的流量和通畅度。开挖新渠道，在实践中需要注意规划设计、机械化施工、巡查维护等各个环节的细节，并结合现有的水利设施进行整合和优化。只有做到科学规划、科学施工和科学管理，才能使排涝引水河道整治工作取得良好的效果，为促进经济发展、生态调和与环境保障做出积极贡献[3]。

2.4 加装节制闸门

加装节制闸门（图5）指的是在水库或河流中增设可调节水位的控制闸门，以达到调节水位、减缓洪峰、防止洪水等目的。

图5 加装节制闸门

2.4.1 节制闸门的作用

加装节制闸门可以对水库或河流进行有效控制，保障水资源的合理利用。通过调节水位避免干旱季节水源不足，并降低淹没下游土地的风险。同时节制闸门还可以通过限制和节制河道的流量来减轻洪水的冲击力，在洪灾时起到了重要的调节作用。

2.4.2 节制闸门的类型

常见的节制闸门有“滑动闸门”“升降闸门”和“转轮式闸门”。滑动闸门最常见，适用于需要频繁开关的场合，其安装简单及运行稳定。升降闸门常用于较大的水流通量，通常由一个框架和固定在框架上的闸门组成，可根据需要升降。转轮式闸门比较复杂，通常用于水力发电站或大坝，具有更强的结构稳定性和流量控制性能[4]。

2.4.3 节制闸门的安装

在进行节制闸门的安装前需要对河道或水库进行周密的勘察和分析，并按照特定的设计要求进行选择、建造与安装。对于部分大型工程还需要依据相关法规、标准进行审批。同时对于既有水利工程节制闸门的安装需要对其结构实际情况加以考虑，同时选用相应的材料和技术手段确保施工质量和运行安全。

2.4.4 节制闸门的维护

为了确保节制闸门的长期运行效果需要定期进行维护和检修。主要是清除积累在闸门上的物质，及时更换老化损坏的部件，及时排查可能的故障和缺陷，确保闸门的正常运行。在恶劣环境下，还需要采取防腐措施和其他维护手段，以延长设备的使用寿命。通过加装节制闸门可以控制水源并最大程度地避免自然灾害的重要影响。需要注重并不断完善相关技术及管理策略，以更好地保障人民的生命财产和生态环境的健康[5]。