上海市金山区水务建设工程安全质量监督管理站 上海市 201599
摘要:当前我国的生态环境问题十分凸显,存在着普遍的河道萎缩、水域淤积、水土流失等一系列的现象,整体河道的防洪和蓄水能力也在逐渐下降。这就导致目前许多河道出现了违章建筑、垃圾倾倒、雨污混接等一系列的问题,从而使得生态环境、区域防洪安全等方面受到了严重的威胁。长三角地区水域面积辽阔、中小河道众多,一旦发生了洪涝灾害、水体污染、生态破坏等一系列的问题,势必对河道两岸居民安全产生严重威胁,对国家财产造成严重损失,与区域经济发展蓬勃态势相违背。我国自2008年起就开始了对中小河流的整治工作,2017年上海市也是如火如荼地开展了全市中小河道综合整治行动。目前,中小河道综合整治工作仍是各级政府主要的工作之一。
关键词:中小河道;综合整治;措施
1中小河道整治基本方案
1.1清淤疏浚
中小河道综合整治必然要对清淤疏浚内容作出相应的部署,一般采取干法施工或湿法作业两种形式对河道中的淤泥、生活垃圾和建筑残渣等进行清理。前者通过在河道两端筑堰断流的方法,抽干堰内积水,使用机械开挖或水力冲挖进行清淤,清淤工作完成后进行边坡修整,对于河道断面及河底淤积情况能有直观的了解,适用于水流量较小的非通航河道;后者则是不断流带水作业,比较常见的是水上挖机和运泥船搭配作业,开挖作业完成后需对断面高程进行复核,方法简单施工周期短,但水上作业存在一定风险且对河底情况无直观影像说明,适用于水域较宽的通航河道。
1.2防洪筑堤
在河道整治过程中,偶尔会遇上台风过境导致河道水位漫过河岸高度的情况,尤其是地势低、人口密集区域,洪水一旦发生的范围比较广,在内河蓄水量吃紧的情况下,将造成区域大面积受灾,严重影响经济发展和社会安定。2013年的“菲特”台风就让浦南西片水系吃尽了苦头,各方携手奋战多日才勉强度过难关。为此从2015年开始,一系列的防洪堤防达标工程在上海市西部陆续开工建设。防洪堤防的主要目的是提升河岸的抗洪抗冲刷能力,避免在洪水猛烈的冲击之下发生水土流失和大面积漫堤决口的现象,为区域人员撤离和财产挽救争取时间。目前防洪的主要工程措施分生物措施和非生物措施两种,前者是造林护堤,见效慢周期长有益生态,后者是工程加固,见效快周期短破坏生态。以一定人力物力的投入短时间内就收获区域防洪减灾能力的巨大提升,选择后者无疑是一种迫不得已的选择。外河流域常用钢筋混凝土挡墙作为抵御洪水的强有力手段,抗腐蚀、抗冲刷、抗撞击能力都极为突出,由于内外河流域交界点可通过兴建水闸等挡水建筑物来调节水位,内河流域就可以更从容的选择生态型护岸来为生态治理和海绵城市建设保驾护航。钢筋混凝土挡墙结构在防治洪灾的方面无疑拥有绝对的优越性,但也极大地破坏了河道原有生态,尤其是对水陆两栖动物来说无疑是灭顶之灾,好在内河水系可以选择石笼网箱、阶梯式箱型砌块、嵌锁式挡土墙等生态护岸稍稍弥补这一遗憾。
2中小河道综合整治过程中存在的不足
在传统的河道治理工作中,中小河道综合整治被认为是单纯的防洪工程,因而在整体治理方案的设计工作中,不能仅仅进行防洪效果的片面追求,还需要做好堤岸保护、生态环境保护、人文景观维护等方面的工作。但在实际工作中,中小河道综合整治是一项兼具系统性和综合性的工程,除了做好整体工程结构的分析,还需做好其他方面的综合性设计。当下的中小河道综合整治主要进行河道清淤、防洪筑堤以及岸坡防护的工作,仍需在生态治理、环境保护等一系列的工作上下功夫。同时防洪堤岸的形式以浆砌石重力堤、钢筋混凝土挡墙为主,新技术和新方法的应用还存在着欠缺,当下施工技术远不能满足生态治理的工作要求。
3中小河道综合整治原则
3.1功能性原则
总体来说,河道治理工作需要以实现防洪排涝为主要的工作目的,但新时代新要求,河道治理工作也要融入生态环保和美化环境的理念,在综合治理方面发挥重要作用,实现整体综合效益的统一。因此实现整体防洪排涝的基本功能和实现人居环境的和谐发展是中小河道综合整治的重要功能性原则之一。
3.2生态治理原则
中小河道综合整治工作除了起到平衡生态水环境的作用以外,对于河道截污体系的建设工作也十分重要。多样性的河流形态是保证环境中生物群落多样性的基础,也是河道生态健康稳定发展的重要保证之一。中小河道综合整治需要在生态环境、自然环境、人文景观环境方面进行相应的分析,与防洪排涝功能有效结合,从而构建出更为优美、功能齐全的空间环境。中小河道综合整治并不仅仅是简单地工程建设,也不仅仅是河道硬化、河堤加固的工作,还需要从整体环境角度出发,进行生态功能的恢复,减少人为活动的负面影响。
3.3自然和谐原则
从自然生态环境的平衡发展角度出发进行分析,中小河道综合整治尤其是小流量的河道建设、季节性的河道建设工作,可以通过设置橡胶坝进行蓄水工作,平时在城市景观建设过程中发挥相应的作用,在关键时期还可以进行泄洪排涝的作用,提升水资源的利用率。对于流经人口密集区的河道治理工作而言,在河道绿化、路岸设计的过程中,应该在实现功能和保证安全的前提之下发挥休闲娱乐的功能,从而保证水与人之间的和谐相处,提升城市的生活质量。
4中小河流河道综合整治措施
4.1橡胶坝
橡胶坝是当前比较新而且应用比较广的一类水利工程设施,其具有着结构简单、施工时间短的特点,尤其是在较宽河道的治理过程中发挥了比较明显的作用和效益。橡胶坝在中小河道综合整治中的应用,一方面实现了蓄水防洪,另一方面还实现了水资源整合、污染治理、监控调度等多方面综合治理,在生态、人文环境的融合过程中发挥重要作用。在洪水到来时进行塌坝泄洪,洪水过后可以进行蓄水调节,还可以补给地下水,从而提升区域水资源的利用效率。
4.2石笼网箱护岸
石笼网箱箱体是由热轧钢丝进行拉伸之后的网线制作而成,这种钢丝需要在前期进行防锈工艺的处理,保证强度和抗腐蚀的性能,可以在实际的工作中保持良好的稳定性和整体性。石笼网箱护岸结构的优势就在于可以实现整体结构与自然环境之间的高度融合,网笼填料之间具有足够的空隙,构建了良好的水气、养分通道,有利于水生植物的良好生长。其抗冲刷能力和抗洪强度都比较高,在水流量大、流速快的河道治理工作中发挥了重要的作用,造价成本也相对低廉,得到了广泛的应用。
4.3介质筛护岸
介质筛护岸的工程原理为筛分,按照中小河道综合整治的原则和工作要求,由岸向河布设粒径逐渐增大的介质,临近河面的位置布设孔径大、孔隙率低的粗颗粒,岸堤内侧布设孔径小、孔径率高的细颗粒,从而形成了与原本自然河床相类似的介质形式,促进了生物生存空间的延伸,完善了水陆生态系统。为使整体河岸的抗冲刷能力不断增强,从导流屏的角度出发进行相应的角度设置,以60°为宜,从而降低水流对于介质的冲刷作用。在这种结构措施的帮助之下,河岸得到了有效地保护,大幅度降低了湍流冲刷力度,减轻水土流失。
4.4阶梯式生态框护岸
阶梯式生态框采用预制钢筋混凝土结构,化学抗腐蚀能力强,产品规整施工便利,设计美观且不易变形,钢筋混凝土底板设计充分保证了竖向荷载承受能力。用砂土和碎石作为填充物且预留空间,有利于水生动植物筑巢和生长,促进生态环保。但如何减少框内土体冲刷以及固定植物根系仍是一大技术难题,不适用于流速快的河道。
4.5自嵌式挡土墙
自嵌式挡土墙是一种新型的拟重力式结构,主要依靠嵌锁块、土工碎石包、土工格栅堆砌锚固构成的复合体自重来抵抗动静荷载,从而达到稳定,在遇到小规模基础沉陷或短暂的非常荷载组合(如地震、高地下水位等)时具有相当高的适应能力。水与墙后土体能有效进行水循环,使水体能达到自身净化的目的,同时水中营养物质会逐步在墙体周边沉淀,错缝搭设也给水生动植物及各种微生物预留了生存空间,有利于构筑水体生态循环系统。
4.6三维土工网垫护坡
网垫型生态护岸材料采用强度较高、柔韧性较好的聚丙烯或聚乙烯等高分子合成物,比较常见的有加筋麦克垫。网垫内有大量空隙,可填充土壤,为植被提供适宜的生长载体,也有利于结构后填土中孔隙水的排出,降低土体中孔隙水压力,保证土体的抗剪强度,有利于整个结构的稳定。植物发育后,表层土壤和网垫在植物根系作用下紧密结合,有效减少水土流失。三维土工网垫施工简单,施工成本低,后期养护成本低,但不适用于岸坡陡、流速快、植物难生长的河段。
结论
综上所述,中小河道综合整治刻不容缓,在传统的河道治理时侧重点在防洪排涝功能的最大化,但在新时期的整治工作中,也需做好人文景观和生态方面的建设。因此,中小河道综合整治在设计方案编制时应进行多角度、多层次考虑,追求工程建设完成后的长效功用,实现整治后河道各方面能力显著提升。
参考文献:
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[2]罗满华.淤塞河道疏浚施工技术与方案分析[J].水利科技与经济,2019(4).