生態(tài)型防洪治理技術在中小河流中的應用

陸保能

摘要：我國經濟發(fā)展迅速，城市化規(guī)模不斷擴大，使得周邊的中小河流受到了污染，使河流的生態(tài)環(huán)境遭到了破壞。水力污染已經成為制約我國城市生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的重要因素，本文就喬老河綜合治理狀況及問題進行了分析，并提出了相應的改進措施。同時，通過對河流進行生態(tài)恢復等技術手段的探討，為同類工程的防治工作提供一定的參考價值。

關鍵詞：城鎮(zhèn)中小河道；河道治理；生態(tài)修復

我國中小河道數(shù)目較多，主要集中在山地地區(qū)。其特征表現(xiàn)為：源流速快、流量大，容易發(fā)生滑坡等，嚴重危及人民的人身安全和區(qū)域基礎建設。然而，我國現(xiàn)有的防洪災害治理的研究多以干線為主，而對中小流域的防災減災問題則缺乏深入的探討[1]。喬老河的主要問題包括控制洪水、河流的生態(tài)和沿岸的綠化等。本文以喬老河為案例進行研究，根據喬老河的地形地貌等進行相應的設計，盡可能將其維持在接近天然狀態(tài)。

1 工程概況

南寧市馬山縣喬老河主要治理河段長度為3.608km，護岸總長6871.5m，新建岸頂?shù)缆房傞L4393.1m，堰壩工程4座，新建連通橋3座，新建生活碼頭12座，以及進行水生態(tài)修復和河道清障等。由于河道行洪不暢，對下游河段的防洪安全構成了極大的威脅，因此，該項目的實施將確保河床兩側的防洪標準，確保河道兩側地塊的安全使用。同時，把上游的水流順利排到下游，保證了泄洪的通暢。按照馬山縣人民的需求，綜合整治項目，結合生態(tài)景觀，保留原來的河道走向，只對河道進行清理，以賓格石籠裝填人頭石，兩旁用生態(tài)框架護岸，為確保斜坡的穩(wěn)定與安全提供了保障。

2 管理過程中及環(huán)境管理方面存在的問題

位于馬山縣古零鎮(zhèn)喬老村的喬老河，是一條“臟亂差”的河流。經過全面改造，喬老河成了一條生態(tài)河[1]。喬老河廢水未經治理后，徑向流入河道，不但導致土壤侵蝕嚴重，同時也嚴重損害了河流及周邊地區(qū)的生態(tài)[2]。農業(yè)生產的粗放、非點源的污染、水體的富營養(yǎng)化以及水葫蘆等水生生物的大量繁殖[3]。縣城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活污水任意排放，堵塞了河道，導致河流的行洪量和調節(jié)容量下降[4]。水利行業(yè)的執(zhí)法能力較差，難以實現(xiàn)有效的管理。在洪峰流域，因其流域土壤侵蝕程度較高，河道泥沙含量較高，河道水位不斷升高，加之天氣干燥，雨水稀少，使得河流的徑流一直在下降，露出了大片的河灘[4]。此外，在該河段行洪區(qū)，附近的住戶還在施工，種植了大量樹木，使得洪水的水位下降，嚴重地阻礙了河流的正常排澇。具體如下：

2.1 管理過程中存在的問題

（1）自然形成的河流，控制洪水的水平較低；縣鄉(xiāng)河段的防洪標準較低，一些地區(qū)沒有防洪堤，邊坡坍塌、農田被破壞，對周邊居民的生產、生活造成了很大的影響；現(xiàn)有堤防基礎差，存在安全隱患。

（2）水體環(huán)境惡化，由于農業(yè)生產過度發(fā)展，導致農業(yè)非點源的污染，造成水體的富營養(yǎng)化；河流兩側的污水收集管網還不健全，廢水的收集率較低，導致廢水直接排放到河道中；對上述地區(qū)的環(huán)境質量影響日益加劇，同時，河流中的廢棄物、生活垃圾等也對其產生了很大的危害。

（3）水源供求關系日趨緊張，調查顯示，該區(qū)存在著水資源短缺、河道水體環(huán)境惡化等問題；該地區(qū)城市生活垃圾處理量只有25%左右，導致了該地區(qū)的地下水質量逐年下降，嚴重地制約著城市的可持續(xù)發(fā)展。提高雨水利用效率、改善地下水的生態(tài)效益，必須加強農業(yè)用水的安全水平[5]。

2.2 環(huán)境方面存在的問題

（1）因在河面上興建了小規(guī)模的蓄水池，致使河流的流量急劇下降，許多河流和灘地喪失了維持生態(tài)和生態(tài)平衡的水源，河岸兩邊都有嚴重的荒漠化、干燥現(xiàn)象，地下水不能及時補充。

（2）河段下游地區(qū)的植被覆蓋率低，土壤侵蝕較為突出，局部地區(qū)泥沙淤積較大。垃圾的隨意堆積，對河道的穩(wěn)定產生了一定的影響，使河道中部河道泥沙淤積。

（3）兩岸的河灘及坡地不能進行植被的美化，造成土壤侵蝕十分嚴峻。對河流區(qū)域環(huán)境帶來巨大影響。

（4）在這條河流的上部，河床的泥沙很多，由于土壤侵蝕，河水的性質發(fā)生了改變；同時，由于河流的穩(wěn)定性下降，對下游的洪水產生了很大的干擾，大量的垃圾被傾倒在河流兩側，給河流的生態(tài)環(huán)境帶來了很大的損害。

3 生態(tài)型防洪治理技術

在本工程中，主要采用了賓格石網籠及生態(tài)框護岸等生態(tài)型防洪治理技術，具體如下：

3.1 賓格石網籠

賓格石籠圍網是一種將蜂窩狀格賓網板拼裝成箱籠，再加塊石等填料后，作為圍板的一種新技術，其構造方式是護底。因組成蜂窩網格的鋼索有較高的拉伸強度，且不容易斷裂，填料間存在間隙，使其有較好的彈性。在基礎條件改變時，例如不均勻沉降、地震等，箱中填料不會因箱體的限制而逃出箱體，而是自動調節(jié)，構成新的均衡。由于箱籠是具有彈性的，所以在防洪工程中，可以發(fā)生一些微小的變化，但是不會出現(xiàn)裂縫、網箱被扯斷，導致保護層被損壞的情況。

一般規(guī)定：（1）在施工前，要認真地對圖紙進行詳細的分析，并按照施工計劃做好技術工作。（2）按照水文、天氣、現(xiàn)場的具體條件，合理組織工程項目，如工期、物料的進入、質量的管理等。（3）做好所有的技術工作，做好河道施工的準備工作，包括施工前的準備等。

施工質量：（1）各分部按設計文件要求，對相關數(shù)據進行分析，數(shù)據和工程圖紙上的幾何數(shù)據進行復核。（2）指定專人進行測量，并能及時、精確地進行現(xiàn)場測量，并為其提供必要的數(shù)據。（3）在建筑工程中，格賓格柵的基礎施工中，其測量的準確度指標必須滿足下列條件：①在標準偏差范圍內，容許偏差為-30mm～+40mm；②容許的高度偏差為30mm；③賓格石籠網片的平面偏差容許偏差為0。（4）施工中對施工中所設的施工高度控制點，必須嚴格防護，并定期進行檢測校正。（5）機械、設備、材料、施工機械，施工工具，設備和材料等，按項目的建設計劃和時間，對規(guī)格、技術性能進行適當?shù)恼{整和調整。（6）按照工程建設的時間安排物料進入現(xiàn)場，并對原料、半成品的品質進行事前檢查。（7）進場原材料及半制件在出廠前應進行檢查。

施工材料：（1）格賓網架材質為具有異型斷面的熱鍍鋅低碳鋼絲，并在外層覆蓋一層塑料薄膜。金屬材料應滿足GB/T700-2007中的要求，而熱鍍層應滿足GB/T15393-2007中的要求。（2）賓格網應采用經特殊工藝編織的熱鍍鋅低碳鋼賓格網，以保證其穩(wěn)定性和抗拉性能。（3）賓格網板篩孔尺寸要一致，不可發(fā)生扭轉，網眼直徑誤差不能低于孔徑5%。（4）賓格格柵的抗壓、剪切強度和相關的機械性能，其抗腐蝕能力應滿足《工程用機編鋼絲及組合體》中的有關規(guī)定，且其機械強度應滿足設計規(guī)范。（5）網眼直徑100*120mm，網眼直徑60*80mm網線直徑為φ2.5mm。（6）賓格石籠網應具有產品合格證明和產品合格證明。

填充料：（1）填料應為強度高、耐風化的石材，網箱中的填料不應少于12cm，每顆石材的重量不得少于5kg，70%的物料應選用30kg以下的石材。（2）網箱中的石頭應超過80%的網孔直徑，并達到設計所需的顆粒尺寸。

3.2 生態(tài)框護岸

在一般的河道治理中，采用階梯型的生態(tài)護框，以解決土壤侵蝕和美化環(huán)境的目的。因其外表為石頭，增加了觀賞性。一般采用平鋪型生態(tài)護框，主要用于較為平坦的坡面。坡面護框是一種綜合工程力學、土壤學、生態(tài)學、植物學等基礎知識的綜合防護技術。在開挖坡面形成后，采用植物與巖石、土壤的相互作用（根系錨固）共同保護和加固邊坡表層，使其在保證表層穩(wěn)定性的同時，恢復受破壞的自然生態(tài)環(huán)境，是一種非常有效的護坡固坡方法。采用彈性支護結構，使支護有一定的活動空間，從而消除了支護后土的側向應力。采用自嵌結構，減少了基礎的承載力。采用內填碎石和土層，可以有效地改善護坡的橫向剪力。平鋪型護坡采用室內綠化，既能有效地降低地面氣溫，又能利用各種綠色植物來創(chuàng)造不同的景觀效果，減輕視覺疲勞。

4 生態(tài)防洪治理的措施

在中小河流工程治理中，主要包括河道整治分類、河道防洪整治工程，以及河岸生態(tài)景觀工程等有效措施，有效提高生態(tài)防洪治理效率，具體如下：

4.1 河道整治分類

（1）河道的主要功能是控制和排澇。要健全防洪工程制度，對各個支護進行治理，根據實際情況，合理利用土地面積，合理調整河堤的截面形狀，從而提高防洪標準，節(jié)約土地資源，提高防洪標準。

（2）主要目的是改善河流生態(tài)。中小河流治理在滿足防洪、排洪等基本職能的同時，還承擔著生態(tài)、環(huán)境等方面的作用。通過自身的自組織，河流生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)作用持續(xù)增強：一是保持河堤的結構性穩(wěn)定，加固河堤，保證河床自然生態(tài)環(huán)境的完整性；二是為了改善河道的生態(tài)穩(wěn)定，促進河道整體的健康發(fā)展。建立了一個取水口、一個親水性平臺、沿河生態(tài)景觀、保持生態(tài)環(huán)境、恢復河流生態(tài)環(huán)境等多種生態(tài)工程，對被毀的河灘進行修復、固坡截污等生態(tài)功能進行修復，以提升生態(tài)系統(tǒng)的價值，增加生物多樣性。采取截污治理水源污染、治理河流的生態(tài)修復、減少河流的硬護墻、修復河流兩側的植被。建立植被，修復地表和地下水源，改善水的自潔能力。在項目策劃中融入了“生態(tài)治水”的思想，打破了原有的設計思路，采用了親水、貼近自然的方法，強調了生態(tài)化，同時又考慮了景觀。三是清理常態(tài)化的河段。淤泥淤積既能有效地回收水庫中的淤積，又能極大地降低河道中的有機物，改善河道系統(tǒng)，這是一種較為有效的治理方法。

4.2 河道防洪整治工程

中小河流綜合整治工程由防洪排澇、水質改善、綠化改善、改善水質、美化河堤，建設天然、安全的城鎮(zhèn)區(qū)域，大力扶持鄉(xiāng)村可持續(xù)發(fā)展。結合流域特點、地形地質條件和施工條件，對防洪工程的防洪情況進行了復審和評價。根據環(huán)境影響、工程占地和建設資金等方面，提出了對規(guī)劃區(qū)域進行整治的主要方法。

4.3 河岸生態(tài)景觀工程

中小河流流經的地區(qū)多以農村耕地為主，對河流的影響以農村非點源為多，而城市對河流的污染則呈現(xiàn)出單一的特征，即以城市的生活廢水為主導，居住小區(qū)大都沿江而建，但都是沿江而不是近海，風景不佳。根據該地區(qū)的生態(tài)特征，從生態(tài)控制線的建設、植被的梳理、生態(tài)恢復等方面對農村的生態(tài)景觀進行了改造，喬老河生態(tài)環(huán)境整治的主要對策是：

（1）建立區(qū)域內的生態(tài)控制區(qū)。在適宜的河道調整5～10m的范圍內，在地區(qū)形成一個有效的生態(tài)控制區(qū)，既可以使湘中的農業(yè)文明得到進一步的發(fā)展，又可以使農業(yè)文明得到持續(xù)的發(fā)展，使其形成一個平衡的、穩(wěn)定的、統(tǒng)一的和諧的生態(tài)體系。就其本身而言，補充各種灌渠和各種大小的水庫，也有助于形成一個覆蓋水土、植被的水系系統(tǒng)。

（2）建設一條生態(tài)型的溝渠。在合理的規(guī)劃設計指導下，合理地使用河流類型，在河流中建立生態(tài)溝渠，將附近的居民生活廢水通過生態(tài)溝渠進行處理，達到減少水體污染的目的。

（3）建設沿河的水上運動場所。依據河道斷面形狀，在城市居住區(qū)內沿河道布置3m寬度的巡河路，將各個地區(qū)交通不便、人員密集的路段連接起來，并增加娛樂場所，營造一個多點、多個地區(qū)的親水平臺，為人、水的連接創(chuàng)造一個充滿活力的區(qū)域。

（4）建立一個植被的生態(tài)系統(tǒng)。利用當?shù)刂参锏纳鷳B(tài)連續(xù)性，構建陸生、濕生和水草交錯地帶，利用竹類、喬木、灌木，水稻在垂直的空間上形成了一個復雜的群落。使得喬老河景觀更加生態(tài)化，營造出純真天然的河流生態(tài)環(huán)境。在生態(tài)恢復中，構建優(yōu)美低碳的生態(tài)系統(tǒng)，并在相應的配套設施的改造下，使人們與自然更加親近。該地區(qū)河道整治項目的實施，對改善城區(qū)環(huán)境質量，以及改善生態(tài)環(huán)境，促進和諧發(fā)展有重要意義。

5 結語

對喬老河兩岸進行生態(tài)整治，實現(xiàn)了各河段有效防洪，清除了泥沙，強化了項目的管理。初步建立起了一套完整的流域防洪體系，能夠有效地保障河流的防洪，達到了人們對水質的需求。將生態(tài)觀念貫徹到河流治理中，力求創(chuàng)造出多層次的生態(tài)濕地，減少對河流流動狀態(tài)的影響，維持其原有的生態(tài)形式，形成相對完善的水系，達到一個良好的循環(huán)與可持續(xù)發(fā)展。

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