淺析上海地區(qū)中小河道淤積成因、周期和深度以及防治措施

吳華崗

(上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 201707)

1 上海地區(qū)中小河道現(xiàn)狀

近年來工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，河口縮窄，水面積減少，致使區(qū)域河網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。上海地區(qū)大部分中小河道有規(guī)模小、分布廣散、水系溝通不暢的特點(diǎn)。土質(zhì)松軟地區(qū)，部分河道岸坡坍塌，導(dǎo)致河道淤積；農(nóng)村地區(qū)，部分居民為方便通行以及養(yǎng)殖，自行筑壩修路、攔網(wǎng)養(yǎng)魚，導(dǎo)致水系不通，造成河道斷頭浜情況嚴(yán)重。此外，有污水排放的河道，水生植物滋生加速，水質(zhì)污染明顯，加之垃圾傾倒入河等原因都導(dǎo)致了河道淤積，使河道防洪標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)蓄能力大大降低，遇暴雨時農(nóng)田、村莊出現(xiàn)內(nèi)澇，不僅威脅防汛安全，還嚴(yán)重威脅人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2 河道淤積成因分析

河道淤積情況受地質(zhì)、氣候、水流以及周圍環(huán)境、河道形式、植被類型等影響。引起河道淤積的影響因素很多，如河道土體流失、泥沙入河，外河引水帶入泥沙的沉淀，生產(chǎn)生活垃圾和建筑垃圾傾入河道，水生植物枯萎沉積，河道養(yǎng)殖和禽畜養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便入河，基礎(chǔ)建設(shè)排泥入河等，不同的河道受這些因素的影響程度不同，具體成因分析如下。

2.1 河道土體流失導(dǎo)致的淤積

河道自身的土體流失情況可大致分為3種：河水沖蝕岸線、地下水滲流侵蝕邊坡、地表徑流沖刷堤頂。

a.河水沖蝕岸線是河道土體流失的最主要原因，在河道護(hù)岸及配套設(shè)施缺失的河段，河道岸線長期受水流或水位變動時波浪的沖刷、沖蝕，造成岸坡淘空、坍塌入河。

b.地下水滲流同樣主要發(fā)生在河道護(hù)岸及配套設(shè)施缺失的河段，以木樁護(hù)岸為例，木樁護(hù)岸背部通常鋪設(shè)土工布，其主要目的就是防止樁后土體流失，避免坍塌。由于施工質(zhì)量差或者土工布自身質(zhì)量差等原因，會造成土工布斷裂、腐爛，在地下水滲流作用下，樁后土體顆粒流入河道，久而久之造成邊坡失穩(wěn)，坍塌入河。

c.地表徑流沖刷主要發(fā)生在暴雨期間，雨水匯入河道產(chǎn)生徑流，沖刷河道堤頂或兩側(cè)土地，尤其在農(nóng)村地區(qū)，河道兩側(cè)以農(nóng)田為主，表層土壤松軟，農(nóng)田在排水過程中攜帶大量的泥沙進(jìn)入河道，而村級河道河水流速低，泥沙大量沉積造成河底淤積，河床抬高。

2.2 引水帶入泥沙導(dǎo)致的淤積

上海地區(qū)河道大部分引自長江、黃浦江，而長江與黃浦江的來水都含有一定量的泥沙，在進(jìn)行調(diào)度或洪水期間太湖流域洪水下泄時，泥沙也隨之進(jìn)入河網(wǎng)。河水流速變緩，泥沙逐漸沉淀，造成淤積。青浦區(qū)在現(xiàn)狀調(diào)度控制方式下，青松片平均引水量為244.25萬m3/d,黃浦江上游多年平均含沙量約為0.263kg/m3，經(jīng)初略計(jì)算，青浦區(qū)每年通過黃浦江上游引水帶入的泥沙量約為23萬t，造成每年十幾萬平方米的泥沙沉淀、淤積。

2.3 垃圾傾入河道導(dǎo)致的淤積

垃圾傾入河道的方式主要有兩種：?人們在生產(chǎn)生活過程中，將垃圾直接傾入河道；?將垃圾堆放在河道兩岸，然后由雨水帶入河道。如在農(nóng)村地區(qū)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展，而農(nóng)民環(huán)保意識滯后，大量秸稈、地膜、化肥袋、農(nóng)藥罐等農(nóng)業(yè)垃圾被直接投入附近河道，造成河道淤積甚至堵塞。相關(guān)資料顯示：受護(hù)岸缺失和人為因素的影響，在河道護(hù)岸及配套設(shè)施缺失的河道，垃圾造成的河道淤積相對較大；而河道護(hù)岸及配套設(shè)施完整的河道，垃圾造成的河道淤積相對較小，河道護(hù)岸完整性及配套設(shè)施齊全性在一定程度上影響了垃圾造成的河道淤積。

2.4 水生植物枯萎導(dǎo)致的淤積

由于生活污水以及農(nóng)田殘留化肥流入河道，造成了河水富營養(yǎng)化程度加重，加快了水生植物的生長，經(jīng)過多年反復(fù)生長、枯萎、腐爛、沉積，最終造成河道淤積。水生植物水葫蘆，雖然其具有很強(qiáng)的水質(zhì)凈化能力，但其繁殖快，易泛濫，當(dāng)河面大面積覆蓋后，反而造成河道堵塞，水質(zhì)惡化，影響河道其他動植物的生長。上海屬于典型的平原感潮河網(wǎng)地區(qū)，與江蘇、浙江眾多河流相連，使得上海西部地區(qū)成為水葫蘆等水生植物最易泛濫的區(qū)域[1]。

2.5 動物糞便入河導(dǎo)致的淤積

動物糞便的產(chǎn)生主要來源于河道養(yǎng)殖和禽畜養(yǎng)殖，在河道養(yǎng)殖過程中，投放的大量魚飼料以及魚類排泄物等大部分沉積于河道；而在禽畜養(yǎng)殖過程中，部分養(yǎng)殖場動物糞便直排河道，不僅造成河道淤積，還會導(dǎo)致水體中氨氮過多，河水污染發(fā)臭。上海市2019年末生豬存欄約51.35萬頭，按照1頭豬1年排泄物約2t來計(jì)算，即便只有部分散戶直排，每年也會有數(shù)萬噸排泄物排入河道，造成河道淤積。

2.6 基礎(chǔ)建設(shè)排泥導(dǎo)致的淤積

近年來，上海城市建設(shè)步伐迅速，道路、橋梁等工程施工完工后，圍堰拆除不徹底，在河底形成壩體，降低了水流速度，加快了泥沙沉淀。加之規(guī)劃圩區(qū)新建大量水閘，導(dǎo)致水體隔斷，降低了河水的流動性，同時受河道排水的影響，河道內(nèi)的淤積物沖向下游導(dǎo)致全河道淤積。其他水利工程施工過程中也會有偷排、漏排泥漿的現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致河道淤積的另一原因。

3 河道淤積周期及深度分析

為分析河道的淤積周期和深度，在浦東新區(qū)已疏浚的河道中，選取20條典型河道作為研究對象，每年選出 2～3 條河道。從地域角度而言，這些河道所在鎮(zhèn)基本從北至南，貫穿整個浦東新區(qū)。從導(dǎo)致淤積的影響因素角度而言，這些河道兩側(cè)基本涵蓋了城區(qū)、村莊、工廠、農(nóng)田、養(yǎng)殖場以及建筑工地等，并且部分河道護(hù)岸及配套設(shè)施缺失。以上河道選取保證了所選河道的代表性，具體淤積深度統(tǒng)計(jì)及分析見表1和圖1。

表1 河道淤積深度統(tǒng)計(jì)

圖1 河道淤積深度分析

由表1和圖1可知，選取的20條典型河道前5年淤積深度處于持續(xù)淤積階段，尤其在3～5年淤積速率最快，在第5年淤積深度達(dá)到峰值，第6年淤積深度有所下降，第7年淤積深度重新回到峰值，第8年淤積深度又有所下降，由此可知第6年以后淤積深度處于沖淤平衡階段。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，河道的淤積規(guī)律可總結(jié)為兩個階段：

a.持續(xù)淤積階段：前5年淤積速率相對較快，處于持續(xù)淤積階段，而第5年淤積深度達(dá)到峰值。

b.沖淤平衡階段：第6年以后河道淤積達(dá)到一定程度，過水?dāng)嗝婷娣e縮小，水流速度加快，河道水流沖刷能力增強(qiáng)，基本與泥沙沉積速度達(dá)到平衡，從而淤積深度不再增加。

根據(jù)以上分析總結(jié)可知，在自然狀態(tài)或少量人為因素干擾情況下，河道的淤積周期大致在5～6年，而河道的淤積深度大致為1.5m。

4 河道淤積的防治措施

為提升河道的防洪除澇能力、改善河道水質(zhì)和水環(huán)境面貌，根據(jù)對河道淤積成因、周期和深度的分析，可采取水土保持、水系溝通、引清調(diào)水、水面保潔、加強(qiáng)管理、截污治污、水生態(tài)修復(fù)等多項(xiàng)措施，在減緩河道淤積的同時，還可改善河網(wǎng)水環(huán)境質(zhì)量，提升水資源利用價值，修復(fù)河湖水生態(tài)系統(tǒng)[2]。

4.1 水土保持

造成河道淤積的最主要因素是水土流失，所以水土保持就成為最重要的防治措施。針對河水沖蝕、地下水滲流、地表徑流3種作用形式，既存在單一作用，又存在共同作用，所以在采取防治措施時，需全方位進(jìn)行防治。主要措施可分為兩種，即生物措施和工程措施。

4.1.1 生物措施

結(jié)合河道自身情況，在一定范圍內(nèi)種植植被。種植區(qū)域可大致分為3個類別：堤頂區(qū)域、岸坡區(qū)域、河底區(qū)域。其中堤頂區(qū)域一般種植喬、灌、草本類植物；岸坡區(qū)域一般種植灌、草和濕生類植物；河底區(qū)域一般種植浮水、挺水、沉水植物。3個區(qū)域相互結(jié)合，植被相互搭配，從堤頂?shù)胶拥仔纬商烊黄琳虾屯暾闹脖惑w系，從而既能滿足水土流失防治的需要，又可實(shí)現(xiàn)河岸景觀的布局。

4.1.2 工程措施

通過改變地形地貌、修建河道護(hù)岸等工程措施可以起到明顯的防治水土流失的效果。其中河道護(hù)岸的選型尤為重要，既要考慮抗沖性、安全性，又要兼顧生態(tài)性、景觀性。目前河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式眾多，針對上海地區(qū)河道特性主要推薦生態(tài)性較好的生態(tài)石籠、生態(tài)袋、綠化混凝土、混凝土連鎖塊等護(hù)岸型式，另外為了防止護(hù)岸底部土體被淘刷，可設(shè)一定厚度的護(hù)腳。在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)的控制，以土工布材料為例，應(yīng)從源頭加強(qiáng)控制，采購符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品。工程措施效果明顯，但投資巨大，且容易破壞河道的原有生態(tài)系統(tǒng)，所以建議在河水流速大、土質(zhì)松軟的河道上修建護(hù)岸，可以更好地防止水土流失。

4.2 水系溝通、引清調(diào)水

拆壩建橋，打通斷頭浜等措施，不僅可以連通水體，貫通河網(wǎng)，還可以有效提高河道的自凈能力。水系暢通后充分利用現(xiàn)有的泵、閘等設(shè)施，加快水體交換和循環(huán)，充分發(fā)揮區(qū)域內(nèi)水資源、水動力優(yōu)勢，引入相對優(yōu)良的水資源，調(diào)活水體、改善水質(zhì)，增加河道沖淤能力。

4.3 水面保潔

上海地區(qū)河網(wǎng)密布，夏季水葫蘆等水生植物生長迅速，河道兩側(cè)農(nóng)田的殘留農(nóng)藥、化肥流入河道，更加快了水生植物的生長、蔓延，因此必須及時打撈水葫蘆等水生植物，加強(qiáng)水面保潔工作，避免冬季水生植物的枯枝敗葉以及人為丟入河道中的垃圾造成的河道淤積和污染。

4.4 加強(qiáng)管理

4.4.1 垃圾入河管理

2019年7月1日起實(shí)施的《上海市生活垃圾管理?xiàng)l例》，不僅改善了人民的生活環(huán)境，減少了垃圾對環(huán)境的污染，增強(qiáng)了人們對垃圾分類的意識，還大大降低了生活垃圾入河的數(shù)量，一定程度上減緩了河道淤積的速度。但生產(chǎn)和建筑垃圾依然存在入河的情況，建議制定生產(chǎn)和建筑類垃圾的相關(guān)管理?xiàng)l例，從源頭上避免垃圾入河。

4.4.2 糞便入河管理

建議農(nóng)業(yè)部門加強(qiáng)控制畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖的規(guī)模，加大對畜禽養(yǎng)殖糞便的綜合利用以及無害化處理；同時加強(qiáng)宣傳環(huán)境保護(hù)意識，從而形成結(jié)構(gòu)合理、良性循環(huán)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。

4.4.3 基礎(chǔ)建設(shè)管理

基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目在實(shí)施過程中，水務(wù)部門不僅要加強(qiáng)開工備案和施工許可制度的管理，還應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督檢查以及對相關(guān)單位的指導(dǎo)工作。例如在施工過程中關(guān)于泥漿排放、項(xiàng)目完工后圍堰的拆除等，水務(wù)部門應(yīng)全程指導(dǎo)，避免泥漿漏排和圍堰清除不凈造成河道淤積。

4.5 截污治污

改善水質(zhì)僅靠水系溝通、引調(diào)水以及水生植物合理種植等措施遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，截污治污才是根本。一方面加強(qiáng)污水收集，統(tǒng)一處理，尾水達(dá)標(biāo)后方可排入河道，尤其是農(nóng)村地區(qū)，居民分布零散，更應(yīng)合理制定污水收集方案。另一方面加強(qiáng)對沿河排水口的檢查，對無排污許可的進(jìn)行封堵，同時加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測，對進(jìn)入河道的各種污染源進(jìn)行嚴(yán)格控制。杜絕區(qū)域內(nèi)的污水直排河道，截污治污是河道水環(huán)境整治的根本所在[3]。

4.6 生態(tài)修復(fù)

河道是一種開放、流動、連續(xù)性的生態(tài)系統(tǒng)，在河道治理過程中，應(yīng)結(jié)合護(hù)岸工程、綠化工程等措施對河道進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)。而在物種種類的選擇上，應(yīng)具有自然性和物種多樣性，對已退化的河道水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行重建，因地制宜地選擇物種種類,遵循以本土物種為主的原則，防止生物入侵，保障生態(tài)安全。

5 結(jié) 語

通過分析造成上海地區(qū)中小型河道淤積的6種因素，同時結(jié)合選取的典型河道作為研究對象，基本確定河道的淤積周期大致為5～6年，河道的淤積深度大致為1.5m，對河道疏浚周期和計(jì)劃的制定具有一定的幫助。在河道淤積的防治過程中，不僅要針對淤積成因方面制定措施，同時還要從截污治污、提升水質(zhì)、生態(tài)修復(fù)等方面進(jìn)行治理，最終使河道達(dá)到“安全、親水、景觀、生態(tài)”的效果。