烏溪江下游河道治理和生態(tài)恢復(fù)工程技術(shù)措施分析

汪新文，魯文俊

(浙江省衢州市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站，浙江 衢州 324000)

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烏溪江下游河道治理和生態(tài)恢復(fù)工程技術(shù)措施分析

汪新文，魯文俊

(浙江省衢州市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站，浙江 衢州 324000)

摘要：河流系統(tǒng)對(duì)于城市供水和維持生態(tài)平衡有著不可替代的作用。隨著河流內(nèi)外工程的建設(shè)，一些河流系統(tǒng)難免遭到不同程度的破壞和污染，對(duì)河道進(jìn)行整改和生態(tài)恢復(fù)已經(jīng)是各級(jí)水利部門和環(huán)保部門的當(dāng)務(wù)之急。文章以浙江烏溪江下游河道建設(shè)和生態(tài)恢復(fù)工程為實(shí)例，介紹了對(duì)防洪堤工程，攔水堰工程，河道疏浚工程使用到的主要技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：烏溪江下游；河道治理；生態(tài)恢復(fù)；技術(shù)措施；分析

0前言

烏溪江在浙江衢州市境內(nèi)的流域面積為610.1 km2，河流為63.1 km，是衢州人們的“母親河”。衢州城區(qū)的生活、工業(yè)、商業(yè)用水均取自烏溪江下游的黃壇口水庫。烏溪江水資源非常豐富，各地區(qū)至今已在烏溪江流域興建了多處蓄水引水工程。這些工程雖然對(duì)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活起著重大作用，但同時(shí)也改變了水資源時(shí)空分布，造成烏溪江生態(tài)功能減弱，生物棲息地遭破壞，河道自凈能力降低。而且下游河道堤防建設(shè)滯后，河道被建筑物和淤泥侵占嚴(yán)重，防洪形勢(shì)嚴(yán)峻。所以對(duì)烏溪江下游段河道進(jìn)行綜合治理已迫在眉睫[1]。

1工程概況

衢州市烏溪江下游河道綜合治理工程一期(張公祠段)通過加高加固、新建堤防、河道疏浚、河道清障等工程措施，使保護(hù)區(qū)防洪能力均達(dá)到20 a一遇標(biāo)準(zhǔn)。本工程主要規(guī)模：張公祠堤、張公祠堰、溪東堰、疏浚。

衢州市烏溪江下游河道綜合治理工程一期(張公祠段)的功能為：在保證防洪安全的前提下，充分體現(xiàn)休閑、健身、生態(tài)和文化的功能。

該工程的主要保護(hù)對(duì)象涉及柯城區(qū)花園街道及其衢化等衢州市城區(qū)主要的工業(yè)區(qū)，保護(hù)區(qū)面積13.5 km2，人口5.6萬人。

2烏溪江下游河道治理工程技術(shù)措施分析

本工程由2.23 km防洪堤、2座攔水堰和河道疏浚工程等組成。

2.1　防洪堤工程

防洪堤布置要遵循以下原則：

1)堤線與河勢(shì)流向相適應(yīng)，并與大洪水主流線大致平行。

2)堤線力求平順，盡量不用折線或急彎。

3)盡量減少拆遷和占地。

4)結(jié)合現(xiàn)有堤防設(shè)施、地形、防洪搶險(xiǎn)、維護(hù)管理等因素，并根據(jù)總體規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，局部服從全局。

2.1.1基本堤型選擇

根據(jù)衢州市烏溪江張公祠段的實(shí)際地形情況，新建防洪堤選擇了衡重式、復(fù)合式和緩坡式3種斷面型式進(jìn)行比較。

各堤型的特點(diǎn)和適用條件如下：

1)衡重式：是重力式的改進(jìn)型，特點(diǎn)是節(jié)省土地，工程造價(jià)較重力式節(jié)省約20%，對(duì)地基承載力要求高，波浪爬高小，適用于堤身較高，建設(shè)用地緊張地段。

2)緩坡式：特點(diǎn)是工程占地較大，工程造價(jià)較低，地基承載力低，堤防比較生態(tài)。波浪爬高大，但波浪淘刷作用小。適用于要求生態(tài)，建設(shè)用地較寬裕的地段。

3)復(fù)合式：是重力式和斜坡式的結(jié)合型。特點(diǎn)是較節(jié)約土地，工程造價(jià)介于重力式和斜坡式之間。適于投資和土地均受控制地段。

由于本河道平常流量較小，在防洪安全的前提下為了充分體現(xiàn)生態(tài)，采用緩坡式、復(fù)合式堤型進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]。

2.1.2確定堤頂高程

洪水水面線是防洪工程的主要設(shè)計(jì)依據(jù)，堤頂高程按設(shè)計(jì)洪水位加堤頂超高確定。在此按照公式(1)和(2)確定防洪堤堤頂高程。

(1)

式中：Z上、V上為上游斷面的水位、流速；Z下、V下為下游斷面的水位、流速；h=hy+hj為兩斷面間水頭損失。

Y=R+e+A

(2)

式中：Y為堤頂超高；R為設(shè)計(jì)波浪爬高；e為設(shè)計(jì)風(fēng)雍增水高；A為安全加高。

經(jīng)過計(jì)算，張公祠堤堤頂高程范圍確定為76.36~80.49 m。

2.2　攔水堰工程

2.2.1攔水堰位置選擇

本次設(shè)計(jì)對(duì)溪東堰初擬3個(gè)堰址：

1)濟(jì)源溪匯合口下游100m處。

2)濟(jì)源溪匯入口上游50m處。

3)濟(jì)源溪匯入口。

為了使?jié)聪隹谙掠嗡Y源得以充分合理利用，故不建議使用方案2，所以對(duì)方案1、3進(jìn)行比較。綜合比較情況見下表1[3]。

表1　溪東堰位置方案綜合比較表

根據(jù)表1綜合比較，堰址選擇在濟(jì)源溪匯入口處工程投資相對(duì)較小，而且施工難度也小。此外堰頂高程72.2 m與72.5 m比較形成的水面面積相差不大，因此推薦堰址選擇在濟(jì)源溪匯入口處，堰頂高程確定為72.2 m。

2.2.2攔水堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)攔水堰長(zhǎng)224 m，高1.0 m，頂寬2.0 m，堰體面層采用疊石砌筑，為防止堰下水流對(duì)河床的沖刷，在攔水堰上下游側(cè)均鋪排大塊石，厚度0.5 m，起防沖消能作用，上游側(cè)長(zhǎng)度5～8 m，寬178 m，下游側(cè)長(zhǎng)度10~12 m，寬220 m。

抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計(jì)算公式為：

(3)

式中：KC為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；∑G為作用于基礎(chǔ)底面以上的全部豎向荷載；∑H為作用于基礎(chǔ)底面以上的全部水平向荷載；f為基礎(chǔ)底面與地基之間的摩擦系數(shù)，本工程取f=0.50。

經(jīng)過計(jì)算，各種荷載組合情況下堰體沿基礎(chǔ)底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求。

2.3　河道疏浚工程

烏溪江下游現(xiàn)狀河道萎縮嚴(yán)重，行洪能力逐步降低，棄渣和泥沙淤積侵占河道致使局部河道流向改變，影響河勢(shì)穩(wěn)定，沿線村民向河道傾倒垃圾、違章建筑等侵占河道現(xiàn)象日漸增多，為提高河道行洪能力同時(shí)穩(wěn)定河勢(shì)，對(duì)部分河道進(jìn)行疏浚處理。

該項(xiàng)目河道疏浚主要用到的機(jī)械設(shè)備有挖掘機(jī)和抓斗式挖泥船。工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)有：

1)底部高程：將施工河道劃分區(qū)段，以20~30 m為宜，在每個(gè)區(qū)段內(nèi)設(shè)置兩組水尺，相互校驗(yàn)，在施工時(shí)應(yīng)時(shí)刻關(guān)注水位變化，指導(dǎo)挖深。

2)平面控制：根據(jù)控制樣標(biāo)分條設(shè)置邊線和中心線，開挖樣標(biāo)應(yīng)留有足夠的允許超寬值(本工程預(yù)留3 m)，保證巷道的平面位置符合要求。

3)邊坡控制：應(yīng)按照“上超下欠，超欠平衡”的原則施工。在大規(guī)模開挖前要進(jìn)行試挖，本工程采用超欠比為1∶2的梯形分層開挖形式進(jìn)行的[4]。

3烏溪江下游生態(tài)恢復(fù)工程措施分析

在本項(xiàng)目的生態(tài)恢復(fù)工程中，主要采取以下措施：

1)通過筑堰，抬高水位，拓寬水面，改善水生態(tài)環(huán)境。

2)設(shè)置魚道與疏浚河道深泓線，為水生動(dòng)物留足回游的通道，提供良好的棲息生存環(huán)境，解決脫水段的河道連續(xù)性和生物多樣性。

3)兩岸堤防設(shè)計(jì)盡采用仿自然土質(zhì)緩坡，以草皮護(hù)坡為主，為水生植物的生長(zhǎng)、水生動(dòng)物的繁育和兩棲動(dòng)物的棲息繁衍創(chuàng)造條件，保護(hù)河道生物多樣性的自然環(huán)境[5]。

4)若岸坡靠近房屋確需砌筑擋墻，則在擋墻腳拋石或砂礫料護(hù)腳，維持魚類等水生動(dòng)物的繁育生長(zhǎng)。

5)在河道界線外留寬50 m的綠化控制帶，為河道未來的進(jìn)一步提高防洪能力及生態(tài)治理預(yù)留一定的空間[6]。

4結(jié)語

1)文章對(duì)烏溪江下游河道綜合治理及生態(tài)恢復(fù)進(jìn)行了介紹，具體包括防洪堤工程、攔水堰工程、河道疏浚工程及生態(tài)恢復(fù)工程。

2)在治理時(shí)應(yīng)充分結(jié)合河道的實(shí)際情況，盡可能少的破壞原有設(shè)施，追求經(jīng)濟(jì)實(shí)用，切忌“高大上”。

3)河道治理工程包含有多個(gè)項(xiàng)目，要注意各個(gè)項(xiàng)目之間的合理搭配，例如施工工期和防洪能力，努力做到因地制宜。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳雪，徐海波.生態(tài)型河道建設(shè)概述[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2006(07)：23-25.

[2]朱昌明.生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2012(11)：35-36.

[3]蔡磊.河道治理工程經(jīng)濟(jì)效益分析與評(píng)價(jià)[J].中國水利，2008(18)：20-22.

[4]曹仲宏，劉春光.現(xiàn)代城市河道綜合治理與生態(tài)恢復(fù)[J].城市道橋與防洪，2010(01)：16-18.

[5]王西琴，張遠(yuǎn).河道生態(tài)及環(huán)境需水理論探討[J].自然資源學(xué)報(bào)，2003(02)：56-58.

[6]谷勇峰，李梅.城市河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理，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

[作者簡(jiǎn)介]汪新文(1984-)，男，浙江衢州人，工程師，從事水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督工作；魯文俊(1980-)，男，湖北天門人，工程師，從事水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督工作。

[收稿日期]2015-06-28

中圖分類號(hào)：TV85；TV213.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-7596(2015)08-0054-03