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      泰安市平原河道生態(tài)綜合治理設(shè)計(jì)分析

      2020-01-07 11:00:58鄭燦堂
      山東水利 2020年5期
      關(guān)鍵詞:泰安市河床平原

      高 偉 ,王 寧 ,鄭燦堂

      (1.泰安市黃前水庫(kù)管理局,山東 泰安 271036;2.泰安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,山東 泰安 271000)

      泰安市地處山東省中部,擁有多種地貌類型,山地、丘陵、平原、洼地、湖泊兼而有之。市域西部瀕臨黃河,境內(nèi)長(zhǎng)5km以上的河流共計(jì)266條,大汶河是其中唯一的大型河道,其余均為中小河流。境內(nèi)的平原均系河流沖、洪積平原,既有山前平原、也有中部平原,還有濱湖平原,分布在黃河下游右岸,大汶河中下游以及眾多中小河流中下游兩岸或尾閭。氣候?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)大陸型,四季分明的。春季,冷暖氣團(tuán)進(jìn)退不定,東南風(fēng)盛行,空氣干燥,回暖迅速。夏季,炎熱多雨,高溫高濕,降水集中,常有暴雨澇災(zāi)。秋季,受大陸氣團(tuán)影響,氣溫迅速下降,降水較少。冬季,盛行偏北風(fēng),氣壓高,溫度低,氣候干燥。

      1 平原河道現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

      1.1 河道被侵蝕破壞,生境退化惡變

      近年來(lái),泰安市經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,河道不斷被經(jīng)濟(jì)建設(shè)或特色農(nóng)業(yè)侵蝕占用、裁彎取直、束窄阻斷,其過(guò)水?dāng)嗝鏈p小甚至不通,在降低防洪排澇和調(diào)蓄水資源能力,增加洪澇干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),也使生物群落棲息環(huán)境退化甚至惡變、品種數(shù)量驟減甚至滅失,造成生態(tài)災(zāi)難。

      1.2 河流污染嚴(yán)重,水環(huán)境問(wèn)題突出

      非汛期,泰安市的平原河流一般流量較小,或斷流局部形成封閉的水域,甚至干涸,其環(huán)境容量較小。隨著工業(yè)廢污水和生活污水排放量不斷地增加,污染物成分日趨復(fù)雜,許多未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)的污水排進(jìn)河道,嚴(yán)重超出了河流水體的自凈能力。

      1.3 硬質(zhì)護(hù)岸硬化河床,整治措施不當(dāng)

      硬質(zhì)護(hù)岸以及河床硬化覆蓋,阻隔了水生態(tài)系統(tǒng)和陸生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系,改變了河道的自然結(jié)構(gòu),隔斷了地表水與地下水的聯(lián)系,破壞了河流的生態(tài)環(huán)境,水生物難以存活繁衍,生態(tài)功能與河水的自凈能力降低,加劇了水體污染。

      1.4 自然生態(tài)景觀式微,水文化載體難存

      人類活動(dòng)造成的河道群落生境退化、生物減少、生態(tài)系統(tǒng)式微的諸多現(xiàn)象,既使得河流自然凈化、水生態(tài)服務(wù)功能嚴(yán)重降低;也使得河流生態(tài)景觀以及水文化靈魂失去了怡人的載體,難以形成美好的人文意境。

      2 河床生態(tài)治理工程設(shè)計(jì)

      平原河流生態(tài)綜合治理的目標(biāo):一是保障河道特定的防洪、排澇功能;二是合理配置人民生活、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的水量需求;三是基于群落生境恢復(fù)的河流生態(tài)綜合治理,塑造良好的河流生態(tài)系統(tǒng)。

      前兩個(gè)目標(biāo)均系傳統(tǒng)的河道整治目標(biāo),本文主要探究第三個(gè)目標(biāo)。

      2.1 平原河床的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)理念

      泰安市的平原河流,其水源一般是季節(jié)性雨水為主,地下水甚少,流量隨季節(jié)變化較大。河床基質(zhì)多由沙石和土壤組成,由于土質(zhì)的差異,在水流與沙土等因素的作用下,河床平面形態(tài)逐漸演變成為順直微彎、彎曲、分汊、散亂四種類型。

      山前平原河床,基質(zhì)含卵石、礫石和粗沙較多,河床通常為順直微彎和彎曲型。中部平原河床,基質(zhì)含礫石、粗沙和中沙較多,河床一般為彎曲和分汊型。濱湖平原河床,基質(zhì)大多由中、細(xì)、粉沙和土壤組成,河床為分汊、散亂兩種類型

      河流生態(tài)綜合治理最基本的設(shè)計(jì)理念是盡量維持或增加河流立體形態(tài)的多樣性以及空間的異質(zhì)性,以此來(lái)維持或改善河流生態(tài)環(huán)境的多樣性,進(jìn)而適應(yīng)河流中不同生物群落生存繁衍的多種多樣的自然環(huán)境需求。

      2.2 河床工程設(shè)計(jì)技術(shù)路線

      首先調(diào)研河流流域以往和現(xiàn)狀的生態(tài)系統(tǒng),收集相關(guān)資料,研究確定河流生態(tài)綜合治理項(xiàng)目中應(yīng)該保護(hù)、維護(hù)、恢復(fù)或新建的河流生態(tài)系統(tǒng)的類別、數(shù)量及其布局,分析其結(jié)構(gòu)組成、功能機(jī)制、外界協(xié)調(diào)以及動(dòng)態(tài)變化等因素;再結(jié)合河道基礎(chǔ)設(shè)施的整體布局,制定河流群落生境恢復(fù)新建的宏觀布局和空間骨架;然后根據(jù)河道場(chǎng)地具體的客觀條件,考慮河流群落生境的細(xì)部結(jié)構(gòu),確定相應(yīng)的工程措施

      2.3 順直微彎型河床工程設(shè)計(jì)

      該類河段河床平面形態(tài)基本順直,過(guò)渡段微彎,但其主流流路整體上是彎曲的。其順直段,有犬牙交錯(cuò)的邊灘,過(guò)渡微彎段多為拋物線形狀,深槽與淺灘交錯(cuò)出現(xiàn);演變的主要特征是河灘向下游移動(dòng),與此相應(yīng)的是深槽和淺灘也同步向下游移動(dòng),規(guī)律性較強(qiáng)。

      整治原則:穩(wěn)定邊灘,使其不向下游移動(dòng),以達(dá)到穩(wěn)定河段的目的。

      工程措施:設(shè)置上挑或正挑型淹沒(méi)式丁壩群,壩頂高程均在枯水位以下,這樣有利于壩檔落淤,穩(wěn)定深槽和淺灘的分布。

      2.4 彎曲型河床工程設(shè)計(jì)

      該類河段也稱蜿蜒性河段,具有蜿蜒蠕動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性,河床橫斷面多為不對(duì)稱三角形。在彎道環(huán)流的作用下,橫向輸沙不平衡,凹岸不斷沖刷崩退,凸岸則相應(yīng)落淤增長(zhǎng),河灣在平面上不斷發(fā)生位移,曲折的程度會(huì)不斷加劇。從防洪的方面看,曲率半徑較小的彎道,水流所遇到的阻力比順直河段要大的多,勢(shì)必抬高其上游河段的水位,汛期常常形成大溜頂沖凹岸的險(xiǎn)情,危及堤岸安全。

      整治原則:根據(jù)具體情況,因勢(shì)利導(dǎo),盡量不用裁彎取直,改變現(xiàn)狀的措施。

      工程措施:堤岸護(hù)砌,設(shè)置壩垛或丁壩挑流,以壩護(hù)灣,以灣導(dǎo)溜,保護(hù)凹岸,穩(wěn)定河勢(shì)。

      2.5 分汊型河床工程設(shè)計(jì)

      該類河段也稱江心洲型河段,河床上往往具有兩股或更多股汊道,一個(gè)或幾個(gè)江心洲,橫斷面為馬鞍形(W形)。

      整治原則:現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析汊道的分流分沙現(xiàn)狀及其演變規(guī)律,制定相應(yīng)的工程方案。

      工程措施:在上游節(jié)點(diǎn)處、汊道入口處以及河中洲渚首尾,修建整治建筑物,平順護(hù)岸,固定汊道,調(diào)整水流,維持或改善河勢(shì)。盡量不要修建鎖壩,堵塞汊道。

      2.6 散亂型河床工程設(shè)計(jì)

      該類河段也稱游蕩型河段,一般位于河流尾閭,泥沙淤積嚴(yán)重,汊道眾多,洲灘密布,主流擺動(dòng)頻繁,水流散亂,灘寬槽窄,汛期大溜直沖堤岸,危及河堤安全。

      整治原則:在灘區(qū)岸線修筑必要的控導(dǎo)河勢(shì)的工程,以控制主流變遷,穩(wěn)定主河槽。

      工程措施:控導(dǎo)工程以護(hù)岸、壩垛或短丁壩為主。護(hù)岸通常采用緩坡型式,以鄉(xiāng)土植被、植被型生態(tài)混凝土或干砌石護(hù)坡等為宜。壩垛或短丁壩以當(dāng)?shù)厥母善鰹橐恕?/p>

      3 結(jié)語(yǔ)

      平原河流目前還存在工程、生態(tài)等諸多問(wèn)題,需在河流生態(tài)系統(tǒng)的理念下,深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,認(rèn)真探索研究,擯棄防洪排澇單一目標(biāo)指導(dǎo)下的堵汊挖灘、取直裁彎、硬質(zhì)護(hù)砌、渠化河床的傳統(tǒng)的措施,提出切合實(shí)際的生態(tài)綜合治理目標(biāo)、有針對(duì)性的整治原則和客觀可行的工程實(shí)施方案,在保障河道防洪排澇與水資源調(diào)蓄功能的基礎(chǔ)上,改善河流生態(tài)壞境,進(jìn)而在更高層次上實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。

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