中小河流治理設(shè)計中存在的問題及措施

張佳琪

（秦皇島市水利勘測設(shè)計有限公司，河北 秦皇島 066000）

我國擁有眾多中小河流，為人們的生產(chǎn)生活源源不斷的提供水源。為一進步發(fā)揮中小河流作用，我國始終堅持綜合治理方針，雖然取得了一定戰(zhàn)果，但為達到預(yù)期目標(biāo)。一方面，河流治理措施不得當(dāng)，另一方面，合理治理設(shè)計存在重大缺陷，以至于河道始終無法保持最佳工作狀態(tài)。每當(dāng)雨季來臨時，河流治理弊端就會凸顯，以至于災(zāi)害頻頻發(fā)生，不僅造成了巨大的經(jīng)濟損失，還對百姓生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，有必要優(yōu)化中小河流治理設(shè)計。本文先分析河流治理設(shè)計中常見問題，再提出幾點解決措施，旨在提升河流治理設(shè)計質(zhì)量。

1 中小河流治理設(shè)計問題分析

1.1 行洪斷面尺寸不合理

在中小河流中存在不少河汊、濕地，這些區(qū)域具有較強的滯洪落淤作用[1]。當(dāng)洪水退去時，這些低洼處就會呈現(xiàn)一定的自然景象。在設(shè)計處理方案中，會制定深挖河道、順直河岸等措施。更有甚者采取填高河灘沙洲的方法，使之變?yōu)橥恋兀m然增加了可使用土地面積，但行洪斷面尺寸就無法滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)洪水再次來臨時，泥沙就無處沉淀。隨著時間推移，河床的高度勢必會升高，大大削弱了滯洪落淤作用。

1.2 穿堤建筑物設(shè)置不科學(xué)

穿堤建筑物一般會被布置在人口密集區(qū)域，在設(shè)計過程中，相關(guān)人員將目光聚焦在建筑物本身，忽視了關(guān)鍵性問題，比如中小河流兩岸的管線布置問題、取水排污效果等。還有些設(shè)計方案沒有考慮施工環(huán)節(jié)，當(dāng)河道變窄時，施工活動就無法一起進行，從而引發(fā)了矛盾與沖突。由于缺少有力依據(jù)，以至于矛盾沖突無法解決，不僅造成大量資源浪費，還會阻礙治理工程的有序開展。工程無法在規(guī)定時間內(nèi)完成，勢必會降低中小河流的使用功能。

1.3 岸線布置不妥當(dāng)

有些設(shè)計工作的時間比較緊，但工作量卻很大，使得設(shè)計方案缺乏考慮，尤其是沒有聽取周圍百姓的意見。為了節(jié)約時間，絕大多數(shù)設(shè)計人員會征求主管領(lǐng)導(dǎo)的意見。當(dāng)工程進行過程中，周圍百姓因利益受損，就會對工程進行干擾。百姓會要求設(shè)計方案中添加便橋、欄桿的建筑物，這關(guān)系到設(shè)計變更問題。一旦設(shè)計方案更改，費用隨之增高，超出了國家預(yù)算。因此，百姓的訴求得不到滿足，會增加工程方與百姓之間的矛盾。由此可見，設(shè)計人員并未對岸線布置進行穩(wěn)妥布置。

1.4 設(shè)計計算不準(zhǔn)確

設(shè)計人員疏于對現(xiàn)場情況進行調(diào)查，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確全面的收集有關(guān)數(shù)據(jù)。一般來說，設(shè)計人員會根據(jù)自身經(jīng)驗完成計算工作，但由于缺乏有效數(shù)據(jù)，以至于設(shè)計結(jié)果存在偏差[2]。這樣做會導(dǎo)致兩方面問題：一方面，在河流治理過程中，一旦出現(xiàn)設(shè)計與實際不符的狀況，就會導(dǎo)致工程停滯。為了解決問題，需要對設(shè)計進行變更，徒增了工作量。另一方面，河流治理效果不顯著，增加了安全隱患的出現(xiàn)幾率，無論是對周圍百姓，還是施工人員，都構(gòu)成了一種威脅。

2 中小河流治理設(shè)計問題的解決措施

2.1 洪峰流量

中小河流的情況不盡相同，即便是一條河流，所處區(qū)域不同，其流域流量還存在顯著差異。這就需要設(shè)計人員主動聯(lián)系水文站，獲取洪水?dāng)?shù)據(jù)信息，以便計算出每個流域的洪峰流量。有些河流經(jīng)過的區(qū)域較多，那么水文站的數(shù)量也會隨之增加，設(shè)計人員要做好統(tǒng)籌規(guī)劃，依托全部資料，繪制出諾模圖，從圖中獲取準(zhǔn)確流量值。倘若出現(xiàn)無水文站的情況，那么就需要設(shè)計人員運用不同公式進行計算，再對比計算結(jié)果，從中選擇安全性高的洪峰流量。

2.2 堤線堤距

堤線不僅要與河流走勢相適應(yīng)，還要與洪水流向相平行，這就需要設(shè)計人員設(shè)計出合理的堤線，以此提高河流抵御洪水的能力。在相鄰堤段之間要平穩(wěn)，切記不可出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎或折線段。在布置堤線時要謹(jǐn)遵少占農(nóng)用地及建筑用地，一方面可降低矛盾，另一方面方便防汛搶險的開展。在設(shè)計時，要用好已有堤防及地形，盡可能選擇在穩(wěn)固地址的區(qū)域。如果堤線布置在灘地，需要擴大其寬度。為了提升堤線的準(zhǔn)確性，設(shè)計人員要開展嚴(yán)密的計算工作，通過不斷分析與論證。河道種類比較多，包括積淤型、順直型、游蕩型等。設(shè)計人員根據(jù)實際狀況及計算結(jié)果選擇類型，以提升河段的穩(wěn)定性。堤距也是設(shè)計工作的關(guān)鍵內(nèi)容，要求設(shè)計人員統(tǒng)籌規(guī)劃，精準(zhǔn)計算。首先，設(shè)計人員要依托洪峰流量確定穩(wěn)定狀態(tài)下的河流寬度，堤距最少要達到1.5倍河寬。其次，設(shè)計人員要掌握現(xiàn)場情況，包括地質(zhì)地貌、水文條件等，以發(fā)展的眼光開展確定最終方案。比方說某河段上有建筑物或汕頭，那么堤距要適當(dāng)增加。通過精準(zhǔn)設(shè)計，緩解洪水壓力。

2.3 河流堤型

唯有堤型合理，方能發(fā)揮河流功效。堤型的確定要考慮經(jīng)濟、環(huán)境等多方面因素，經(jīng)過多方面對比選出最優(yōu)方案。當(dāng)然，如果河堤處已有堤防，只需對其加固改造，這樣做可大大節(jié)約資源。在設(shè)計堤型時還要考慮地質(zhì)條件，比方說在黃土高原就要選擇梯形坡式，護堤材料既能是混凝土，也可是砂漿砌塊石[3]。如若使用混凝土，材料厚度不低于15cm，高于25cm，由下至上逐漸增加厚度。如采用砂漿砌塊石，同樣是逐漸變厚，厚度要控制在30～80cm范圍里。如果遇到河道寬度小，深度高的情況，有兩種設(shè)計方案，一是重力式結(jié)構(gòu)，二是仰斜式結(jié)構(gòu)。一般來說城市河道會使用重力式結(jié)構(gòu)，處于經(jīng)濟考慮，可對其進行改進，上半部依然保持此機構(gòu)，下半部需采取復(fù)合式堤防。無論選擇何種堤型，都要滿足幾點要求：河堤要堅固，不會因時間推移而變得松垮。抵御洪水的能力一定要強，同時具有良好的耐磨性能。與河床相適應(yīng)，當(dāng)河床發(fā)生變形后，河堤不會出現(xiàn)大面積損壞。方便修復(fù)與加固，節(jié)省資源、降低投入。河流治理材料要就近取材，既能拉動地方發(fā)展，又能節(jié)約工程資金。

2.4 基礎(chǔ)埋深

在開展基礎(chǔ)埋深設(shè)計工作時，要采集河床試樣，將治導(dǎo)線劃分為不同階段，各段間隔在二百至五百米。倘若河道地質(zhì)較為特殊，采樣間距要適當(dāng)縮短。將收集到的試樣統(tǒng)一送至實驗室，通過顆分試驗獲得響應(yīng)曲線，從曲線中確定中值粒徑，為之后的計算提供數(shù)據(jù)支持。按照標(biāo)準(zhǔn)公式確定沖刷深度，以此指導(dǎo)埋深工作。通常情況下，埋深的安全值為五公分至十公分。將沖刷深度與安全埋深相加，既可得到基礎(chǔ)埋深。再通過調(diào)整坡度，以掌握高程。有幾點注意事項需要設(shè)計人員明晰：如果河床較為特殊，深度不得少于一米。試驗過程中出現(xiàn)不符合常理的數(shù)據(jù)，要及時將其刪除。河流流向和岸邊的夾角值要精確，這關(guān)系到?jīng)_刷深度計算的準(zhǔn)確型。計算過程中要考慮該區(qū)域的天氣因素，掌握最大凍土深度，倘若數(shù)值加大時，要講最大凍土深度作為基礎(chǔ)埋深的數(shù)值。

2.5 水深計算

前面工序完成后，即可開展水深計算，計算范圍囊括整條河流。中小河流大多是自然形成的，由于受到河水沖刷，導(dǎo)致河床高度不一，所以計算方式要選擇得當(dāng)。通常情況下，采用柏努立能量方程較為適宜。每隔一百至二百米測量一下橫斷面的數(shù)值，以此判斷此區(qū)域的水深。結(jié)合各河段的水深值，可得出水面線，可作為確定初始斷面的重要依據(jù)。設(shè)計人員在開展這項工作是要注意幾方面問題：起始斷面要選在平順的河段，最好是靠近明渠。在計算橋梁、渠首等位置水深值時要使用寬頂堰泄流公式，而明渠附近河段要采用曼寧公式。水面線的確定順序是自上至下，只有當(dāng)平緩堤段，才能將順序顛倒。在設(shè)計時要著重關(guān)注水流漸變狀況?？筛鶕?jù)洪水痕跡反向計算流量，從而驗證斷面選取是否得當(dāng)。通過多措并舉，提升設(shè)計的準(zhǔn)確性。

2.6 超高計算

在《堤防工程設(shè)計規(guī)范》中給出了超高的計算方法，設(shè)計人員要嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行。在計算波浪爬高時，要使用蒲田試驗站計算公式。計算時會涉及風(fēng)速，這就需要設(shè)計人員收集往年最大風(fēng)速，將平均值乘以1.5。對比多個治理工程后超高值一般保持在八公分至十三公分區(qū)間，這個結(jié)論可作為驗證計算結(jié)果是否合理的依據(jù)。

2.7 基礎(chǔ)處理

前些年因為種種原因，導(dǎo)致河流管理不當(dāng)，管理缺失會給亂開亂采提供機會。這些行為會增加采砂坑數(shù)量，當(dāng)洪水退去后，坑中就會留下淤泥，使得有些河道的地基狀況不佳。設(shè)計人員要堅持避讓原則，倘若無法避開，那么就需要采取相應(yīng)措施，包括清除地基表層軟黏土，如果土層較厚，則可采取鋪設(shè)透水材料，以提升滲透速度。在河堤外安置壓載、水井等設(shè)備設(shè)施。如果是黃土地基，設(shè)計人員要準(zhǔn)確判斷其濕陷性。一般而言，或浸水或夯實，讓地基更為牢固。對于可液化土層，可使用的方法比較多，常用的有振沖和圍封。設(shè)計人員要根據(jù)現(xiàn)場情況選擇適宜的處理辦法，這對提升河道穩(wěn)定性很有幫助。

3 結(jié)語

中小河流治理屬于一類惠民工程，關(guān)系到百姓的安居樂業(yè)，因此需要提高重視。設(shè)計人員要及時更新設(shè)計理念，提升設(shè)計能力。與此同時，把握設(shè)計細(xì)節(jié)，做好每項工作，這樣才能確保設(shè)計方案的科學(xué)性、先進性。