王力堅(jiān)

(陜西省水利水電工程咨詢中心，陜西 西安 710004)

多泥沙河流治理與水景觀設(shè)計(jì)思路探討

王力堅(jiān)

(陜西省水利水電工程咨詢中心，陜西 西安 710004)

隨著水生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，水環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目已經(jīng)被列入各級(jí)政府生態(tài)工程建設(shè)之舉措。筆者結(jié)合近年陜北地區(qū)多泥沙河流治理經(jīng)驗(yàn)，提出河流治理與水景觀建設(shè)在蓄水方案、排水排洪方案、堤防結(jié)構(gòu)方案選擇方面的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)在河道治理技術(shù)方案中要結(jié)合河流實(shí)際，在充分研究河流水沙特征的基礎(chǔ)上，慎重選用，切莫冠以“生態(tài)”模式套用。

泥沙；河流治理；景觀設(shè)計(jì)

為了貫徹落實(shí)十八大報(bào)告提出“建設(shè)生態(tài)文明”的發(fā)展理念，各級(jí)政府，特別是水利部門(mén)加大了對(duì)河流的綜合治理，在確保防洪保安功能的前提下，結(jié)合城市生活品質(zhì)的提高，營(yíng)造水域景觀便成了水文化設(shè)計(jì)的主題。然而對(duì)北方的多泥沙河流，水景觀的修建，面臨最大的問(wèn)題就是泥沙嚴(yán)重淤積、景觀功能的快速衰退，事陪功半，嚴(yán)重者將引起不安全防洪事故。如何針對(duì)北方，特別是我省陜北地區(qū)“水少、水贓、水渾”的特征，也能利用河流治理營(yíng)造人們需要的水文化環(huán)境，將是一個(gè)重要研究的課題。

北方多泥沙河流多屬“降水—暴雨—洪水—泥沙”型季節(jié)河流，有突漲突落、灃枯相差懸殊、小水小沙、大水大沙特征，為了利用洪水，就要攔洪蓄水調(diào)節(jié)，就會(huì)出現(xiàn)蓄水同時(shí)又?jǐn)r沙的矛盾。根據(jù)多年治理陜北渾水多泥沙河流的經(jīng)驗(yàn)，蓄洪排清、水沙分流、小水運(yùn)用、大水泄洪等一系列工程措施與運(yùn)行方案，將是解決這一問(wèn)題的有效途徑。

1 攔河筑壩蓄水方案

北方河流的基流量一般不足40%，多以季節(jié)洪水排泄，為了營(yíng)造水面，利用天然河流攔河筑壩蓄水是較為傳統(tǒng)的工程方案。常用的攔河筑壩方案按占用河道橫斷面的程度分為全斷面與局部斷面兩個(gè)類(lèi)型。

1.1 全斷面型攔蓄方案

具有水面面積大、水域開(kāi)闊、景觀效果好、治理目標(biāo)顯著特征。適宜于河流寬度一般300～500 m，無(wú)通航過(guò)流特殊要求，多年平均輸沙能力不大于30 kg/m3，且工程或運(yùn)行管理方面配套有調(diào)洪、排沙的措施功能，具有蓄水工程與防洪工程同標(biāo)準(zhǔn)的基本原則。在小洪水期，可以宣泄或滯留小洪水，全斷面蓄水靜區(qū)不受洪水影響，能較長(zhǎng)時(shí)間保持水面效果；在較大洪水期，可以暢泄洪水，防止大量泥沙進(jìn)入蓄水區(qū)而淤積，降低防護(hù)工程標(biāo)準(zhǔn)，加速蓄水功能消退。類(lèi)似的工程如渭河上游寶雞市設(shè)置的全斷面水閘景觀，灞河下游的多級(jí)橡膠壩系，延河延川縣城段的液壓閘壩，這些都是全攔全蓄調(diào)節(jié)型方案。

1.2 局部斷面攔蓄方案

該方案是針對(duì)高含沙河流采取的一種不降低現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)與功能，且又能營(yíng)造水域景觀的布置型式，適宜于河流寬度一般不小于100 m，有布置泄洪、排污的河道斷面及蓄水靜區(qū)水面的河谷地形條件。從功能上看，具有泄洪與蓄水區(qū)分開(kāi)布設(shè)特點(diǎn)，泄洪段河道可以排泄小洪水或雨水、污水，不允許其進(jìn)入蓄水靜區(qū)；蓄水區(qū)只滯留符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水體長(zhǎng)期靜滯，形成供人們使用的水面效果。只有在較大洪水時(shí)，才塌壩全斷面泄洪，破壞水面景觀。該方案具有避免小洪水頻繁塌壩運(yùn)行的不利因素，雖然水面面積小，橫向不連續(xù)、整體景觀效果不完整，但具有河流行洪安全可控、不淤積、不污染河道及蓄水靜區(qū)效果長(zhǎng)久而顯著的優(yōu)點(diǎn)，是目前治理多泥沙河流常用分區(qū)建設(shè)方案。此類(lèi)案例有渭河咸陽(yáng)城區(qū)段的橡膠壩水域景觀，其蓄水靜區(qū)位于左岸，行洪排污區(qū)位于右岸，允許低含沙量的小洪水進(jìn)入左岸蓄水區(qū)補(bǔ)水，保持靜水區(qū)長(zhǎng)久水域景觀，較大洪水、泥沙以及城市的雨水、污水則從右岸排泄，多功能配置，運(yùn)行良好。延河延長(zhǎng)段的治理方案，利用河道深泓槽筑壩蓄水形成水面，在河道兩側(cè)或堤防腳下開(kāi)渠或修筑地下廊道，排泄小洪水及污水，較大洪水時(shí)，塌壩全面泄洪。該方案解決了延長(zhǎng)縣城設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不足，又要筑壩蓄水營(yíng)造水面景觀改善城區(qū)環(huán)境的治理思路。該方案可取之點(diǎn)就是利用河道中間天然深泓槽，筑低壩蓄水營(yíng)造水面，水面位于河道中間，同時(shí)利用兩岸灘地營(yíng)造景觀，綠化美化堤岸，增加生態(tài)效果。

2 排洪排污方案

河道治理的前提是行洪安全可靠，單一的防洪工程往往僅限于堤防的修建或加固，保障洪水順利通過(guò)，但從人們對(duì)水的生活需求方面看，滯留洪水也是最大渴望。滯留洪水就要采用工程措施，既不能形成礙洪、降低安全標(biāo)準(zhǔn)，也不能頻繁泄放洪水，否則會(huì)導(dǎo)致有限的水量得不到充分利用，因此多泥沙河流營(yíng)造蓄水景觀的方案值得探討，總結(jié)陜北地區(qū)近年治理的經(jīng)驗(yàn)，有以下方案值得借鑒。

2.1 堤內(nèi)廊道布設(shè)方案

常用的有堤內(nèi)腳單側(cè)、雙側(cè)或河道中間布設(shè)三種形式。該方案在河道內(nèi)施工，多為與堤防工程同時(shí)建設(shè)，可以相互借用，具有不占地的優(yōu)勢(shì)，但需要導(dǎo)截流與排水，受洪水期制約，影響工期。常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)多為鋼筋混凝土箱涵型式，全埋于河面以下或半埋，特別時(shí)半埋廊道一般可兼做堤防基礎(chǔ)或親水平臺(tái)。如延河延安市城區(qū)段的堤內(nèi)廊道與橡膠壩景觀工程。

2.2 堤外廊道或明渠方案

受河道寬度、斷面、河水、已成堤防等因素制約，在堤外重新開(kāi)挖一條明渠或設(shè)置地下廊道，以滿足小洪水及雨污排泄要求，防止泥沙、污水進(jìn)入河道蓄水靜區(qū)，影響水質(zhì)與景觀效果。該方案雖然有開(kāi)挖占地施工的不利缺陷，但不受原有堤防與洪水影響，具有明顯獨(dú)立運(yùn)行功能，水域景觀效果長(zhǎng)久。

3 堤防結(jié)構(gòu)形式選擇

河流在自然狀態(tài)下的堤岸是水陸交錯(cuò)的過(guò)渡地帶，具有顯著的邊緣效應(yīng)，它是水陸生物、植物及動(dòng)物的分界限，同時(shí)也是多多種物種的兩棲地，因此河道治理中堤防的結(jié)構(gòu)形式選用尤為重要。從治河的角度思考，為了防止河流洪水沖刷與侵蝕，人們?cè)O(shè)置堤防需要堅(jiān)固耐久，而從物種生態(tài)方面，需要保留天然狀態(tài)，這就使得堤防分為剛性硬化與柔性生態(tài)兩種形式之分。

3.1 剛性硬化堤防結(jié)構(gòu)

該類(lèi)堤防主要由塊石、混凝土等材料構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，為了降低河流糙率，往往將臨水面做成光滑平面，具有整潔感觀外表，渾然一體，堅(jiān)固耐久，其優(yōu)點(diǎn)是可以抵抗較強(qiáng)的洪水沖刷，具有治河防洪的精確性和可靠性，防護(hù)效果立竿見(jiàn)影，效能十分顯著，特別是在狹窄的城區(qū)段，安全而又能為城市用地留出空間被廣泛采用；缺點(diǎn)是人工痕跡明顯，阻隔水陸交換，破壞河岸自然植被覆蓋和自然侵蝕能力，不利于水體自然凈化，降低生物多樣性。但在洪水爆發(fā)頻繁，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、侵蝕嚴(yán)重的多泥沙河流仍為治河防洪的首選可行方案。

3.2 柔性生態(tài)堤防結(jié)構(gòu)

該類(lèi)堤防就是以天然河流為前提，在原始堤岸的基礎(chǔ)上廣泛選用植物措施固堤或結(jié)合部分人工硬化措施，使堤岸成為具有一定防沖和抗侵蝕能力的治河方案。該方案最大的特點(diǎn)是不破壞原有天然河道的河勢(shì)、堤岸，具有水陸交替的連通性，河道自凈化能力強(qiáng)，生態(tài)效益最好。方案適用于河流寬闊、用地充足、岸坡較緩、河床固定、侵蝕不嚴(yán)重的少沙河流。其局限性在于堤防防洪景觀效果存在滯后及季節(jié)性，更重要地是植物物種的選擇要有適宜性，并要校核其防洪能力，滿足抗沖刷要求。因此選用該方案時(shí)，一定要分析適宜性，并采用部分剛性硬化措施聯(lián)合治理。如渭河西安段的治理，選用的就是土質(zhì)堤防加生態(tài)林草植物措施，沒(méi)有對(duì)堤防實(shí)施硬結(jié)固化措施，但為控制河勢(shì)導(dǎo)流，僅在灘槽或頂沖段設(shè)置了部分磨盤(pán)壩或丁壩提高堤防的抗沖刷能力，保持了河道內(nèi)原始的淺灘水潭、淤積小島、堤內(nèi)防沙防沖林帶，使河流完全處于天然消能狀態(tài)，這就是柔性生態(tài)結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語(yǔ)

河流治理是一項(xiàng)傳統(tǒng)的水利工程，可以追溯到大禹治水的原始社會(huì)，僅我國(guó)就有五千年的歷史及諸多經(jīng)驗(yàn)，但隨著科技手段提高及物質(zhì)財(cái)富的豐富，新的理念與措施不斷被應(yīng)用，直到十八大“五位一體”總體布局中提出的生態(tài)文明建設(shè)，又給河道治理賦予新的理念。這一新理念，已經(jīng)成為目前河道治理生態(tài)化的熱潮，同時(shí)也被一些管理者視為必用措施，特別是在項(xiàng)目技術(shù)審查中，盲目引用，有一刀切的趨向，筆者認(rèn)為，在河道治理技術(shù)方案中，一定要結(jié)合河流實(shí)際，在充分研究河流水沙特征的基礎(chǔ)上，慎重選用，切莫冠以“生態(tài)”模式套用。防洪的安全是最終目標(biāo)，方案與措施的選擇及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，必須在滿足安全的前期下，實(shí)現(xiàn)生態(tài)理念。

2017-06-14

王力堅(jiān)(1964-)，男，陜西臨潼人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事水利水電工程技術(shù)咨詢工作。

TV148+.1

B

1004-1184(2017)04-0112-02