中小河流工程治理与生态修复

中小河流工程治理与生态修复总工程师梁军2016年4月中小河流是指流域面积介于200km2——3000km2之间的河流，四川省内约有325条，约占总河流数量的26%。全省约有77%的乡镇位于中小河流两岸临水而居。因此，中小河流治理对农村及小城镇建设意义重大。由于特殊的地理环境，中小河流多数属山区型河流，是区内大江大河的源头。其特点是：1，河流落差较大，坡降陡水流湍急；2，冲刷力强，其破坏力也强，河岸多为岩质岸坡；3，洪枯水位变幅大，汛期洪水陡涨陡落，汇流时间短，极易形成山洪灾害。4，对中小河流的开发利用应遵循：“给出洪水出路，人才有活路”的原则，留够行洪过流断面，不能任意侵占河道。

河流是大自然赐予人类赖以生存的宝贵资源，一直支撑着人类社会的发展。历史上，许多灿烂的古代文明都是依河而兴，人类最早的居住地也是依河而建。随着人口数量不断增加、经济高速发展，人类活动加剧等因素的巨大影响，河流承受的压力也日益加重，河流生态环境呈现出整体恶化的趋势。据统计，县级以下的城镇77%位于江河沿岸，对河流的过度开发侵占，导致一系列的恶果。——对河道挤占严重，违章乱建，影响河道行洪安全；——污水大量排放，危及河道生态安全和河流健康；——近年来极端气候频发、突发、多发，中小河流洪涝灾害十分突出，成为防洪减灾体系中的薄弱环节，严重威胁城镇和乡村的防洪安全，影响到小城镇和新农村建设。中小河流途经乡镇现状（一）侵占行洪断面违章建筑中小河流途经乡镇现状（二）水质污染严重河道脏乱差目前，我省中小河流工程治理与生态修复项目现已基本完成。综合治理河道长度1831公里，新建堤防600余公里，新建护岸50余公里，加固堤防20余公里，清淤疏浚河道380余公里。●总长度2881公里。

取得极大的社会与生态效益：——受益人口771万人——受益农田草场86万亩——改善了城乡人居环境，维持中小河流的健康生态。

传统的河道防护工程模式常用建筑材料：1，砌石：干砌石、浆砌石——采用块石、条石、大卵石等。2，混凝土：现场浇筑、购买商混、预制构件、模袋混凝土。3，岩土坡壁：喷锚防护、土钉、刚性网、柔性网。建成后的效果：1，功能较单一——仅能够满足防洪保安的要求；2，环境不友好——“黑大粗”、“两面光”，不增益环境。3，综合利用差——人居休闲、旅游观光结合不好。破坏生态劣化环境混凝土板块浆砌石模袋喷锚防护二、中小河流建设新理念因地制宜、注重实效——根据当地社会经济发展实际和中小河流防洪存在的实际问题，采取经济、适用、有效的措施，优先解决最突出的问题，讲求治理效益。

设计原则

统筹协调、综合治理——统筹处理中小河流治理与河流生态环境保护、水资源开发利用的关系；统筹协调中小河流治理河段与河流上下游及左右岸的关系；统筹衔接中小河流治理与山洪灾害防治的关系；统筹兼顾中小河流治理与河道管理、防洪与排涝、近期与远期的关系。突出重点、分步实施——以保护中小河流沿岸城镇、成片农田和基础设施的防洪安全为重点，既要考虑中小河流近期治理的需要、又要量力而行，区分轻重缓急，分期分段开展治理。●规划为为龙头头——防洪规划划、城镇镇建设规规划、生生态环境境保护规规划；●设计是基基础——堤防工程程设计、、景观设设计，环环境保护护设计；；●施工作保保证——堤防工程程施工、、市政工工程施工工；●生态为引引领——以自然、、绿色、、和谐为为主题的的生态打打造，形形成水清岸绿绿、环境境优美的的旅游线线或休闲闲场所。。中小河流流治理要要符合流流域、区区域防洪洪规划，，设计应应根据国国家《防洪标准准》（GB50201-94），并结结合中小小河流防防洪保护护区现状状及社会会经济发发展需要要合理选选择治理理标准。。防洪标标准一般般采用10～20年一遇、、排涝标标准一般般采用5～10年一遇。。中小河流流治理标标准●水利部、、财政部部《关于于印发<全国重重点地区区中小河河流近期期治理建建设规划划>的通通知》●《全国重重点地区区中小河河流治理理项目管管理暂行行办法》》●《省重点点地区中中小河流流治理项项目建设设管理暂暂行办法法》●《堤防工工程设计计规范》》●《省重点点地区中中小河流流治理项项目初步步设计报报告编制制大纲（（试行））》项目建设设依据中小河流流设计特特点堤线布置置原则●平顺——应与河势势流向相相适应，，与洪水水主流线线平行，，有利于于行洪；；●不侵占河河道——堤线一般般沿自然然岸线修修建，以以减少工工程量和和不侵占占河道断断面；●稳定性——堤防主要要用于防防洪，应应满足洪洪水冲刷刷侵蚀；；●多功能——考虑堤防防与道路路、休闲闲与观光光、抢险险救灾与与生态建建设等多多方面。。1,稳稳定河宽宽采用下述述三个水水流、河河相基本本方程式式联合求求解：式中：k——参参数k=30/33是是与河岸岸有关的的参数，，一般取取K=1/10030/33；Q——造造床流量量（m3/s）），近似似取2年年一遇（（P=50%））洪水流流量，中小河流流设计特特点2,设计洪水水水面线线计算利用恒定定非均匀匀流水面面曲线方方程式进进行水面面线分析析计算。。为确定定防洪堤堤的堤顶顶高程提提供依据据。基本方程程式：中小河流流设计特特点式中：Z上和Z下—分别为上上断面和和下断面面水位高高程。沿程水头头损失：：局部水头头损失：：3,冲刷计算算冲刷深度度直接关关系到河河堤基础础稳定程程度。由以下式式计算：式中：hs——局局部冲冲刷深度度，m；；H0——冲冲刷处处水深，，m；Ucp——近近岸垂线线平均流流速，m/s；；Uc——泥泥沙起动动流速，，m/s；U———行行进流流速，m/s；；n———与与防防护岸坡坡在平面面上的形形状有关关，取n=1/4；η———水水流流流速不均均匀系数数。中小河流流设计特特点中小河流流堤防几几种基本本型式①仰斜式堤堤型重力式堤堤型中小河流流堤防几几种基本本型式②斜坡式生生态堤衡重式堤堤中小河流流堤防几几种基本本型式③带马道斜斜坡式堤堤中小小河河流流堤堤防防几几种种基基本本型型式式④复合合式式堤堤（重重力力式式挡挡墙墙+斜斜坡坡式式））三、、生生态态防防洪洪堤堤与与护护坡坡设设计计生态态防防洪洪堤堤———●近年年来来，，随随着着城城市市建建设设和和人人居居环环境境的的要要求求日日益益增增高高，，防防洪洪工工程程已已不不再再是是传传统统意意义义上上的的大大兴兴土土木木，，而而是是通通过过河河道道治治理理与与生生态态措措施施相相结结合合，，使使防防洪洪工工程程与与周周围围环环境境融融为为一一体体，，即即保保底底防防洪洪保保安安功功能能，，又又通通过过生生态态措措施施维维护护并并保保留留了了河河道道自自然然生生态态本本色色，，美美化化了了河河道道河河岸岸河河堤堤，，提提升升了了环环境境质质量量，，极极大大地地改改善善当当地地生生态态环环境境、、社社会会环环境境和和人人居居环环境境。。●通过整合合市政、、环保、、社会资资金，同同步实施施雨污分分流，水水污染治治理，绿绿化亮化化工程，，景观栏栏杆、亲亲水马道道和城镇镇休闲广广场，使使城镇人人居环境境明显改改善，城城市品位位全面提提升。生态防洪洪堤工程程实例岳池县长长滩寺河河花园镇镇治理项项目，结结合县城城防洪建建设、东东湖公园园和城市市建设，，打造生态河堤堤长3.2公里里。生态护坡坡——●采用适宜宜的植物物与土木木工程相相结合，，在稳定定的坡面面上实施施以增强强坡面美美化、绿绿化及其其生态效效果，提提高观赏赏性并尽尽量与自自然相融融为一体体，同时时减轻坡坡面的水水土流失失和不同同频率洪洪水的侵侵蚀，保保障堤防防安全可可靠的一一种综合合化技术术措施。。生态护坡坡常见类类型1人工种草草、平铺铺草皮护护坡人工播撒撒草种、、在边坡坡面铺设设天然草草皮，施施工简单单、造价价低廉；；是最常用也也是应用用面最广广的生态态植草措措施崇州市羊羊马河江江源镇防防洪堤生态护坡坡常见类类型2液压喷播播植草护护坡将草籽、、肥料、、粘着剂剂、纸浆浆、土壤壤改良剂剂、色素素等混合合配水搅搅匀，由由机械加加压喷射射到坡面。汶川绵池池镇生态态堤防生态护坡坡常见类类型3客土植生生护坡将保水剂剂、粘合合剂、腐腐殖土、、缓释复复合肥等等材料制制成客土土，经机机械搅拌拌后吹附附到坡面面上，形形成一定定厚度的的客土层层。然后后将选好好的种子子经过喷喷播机搅搅拌后喷喷附到坡坡面客土土层。新津城区区堤防生态护坡坡常见类类型4网格生态态护坡是由砖、、石、混混凝土砌砌块、现现浇混凝凝土或空空心砼砖砖等材料料形成网网格，在在网格中中栽植植植物，形形成网格格与植物物综合护护坡系统统，既能能起到护护坡作用用，同时时能恢复复生态、、保护环环境。广安区渠渠江堤防防生态护坡坡常见类类型5植被型生生态混凝凝土护坡坡生态混凝凝土由多多孔混凝凝土、保保水材料料、缓释释肥料和和植生土土层组成成。多孔孔混凝土土由粗骨骨料、水水泥、适适量的细细掺和料料组成，，是植被被型生态态混凝土土的骨架架。保水水材料以以有机质质保水剂剂为主，，可掺入入无机保保水剂混混合使用用，为植植物提供供必需的的水分。。植生土土层铺设设于多孔孔混凝土土底面，，形成植植物生长长基础；；广元市市剑阁县县白龙镇镇炭口河河防洪整整治工程程生态护坡坡常见类类型6生态袋护护坡由抗老化化高分子子化学纤纤维材料料和自然然土体组组成，植植物在装装有土的的生态袋袋中生长长，替代代钢筋水水泥等高高能耗和和破坏环环境的传传统建筑筑材料，，以此来来进行护护坡和修修复环境境的一种种护坡技技术。具具有柔性性、绿化化、环保保、施工工快捷、、抗冲性性能好等等诸多优优点。这这项技术术已成为为生态护护坡的发发展方向向。江油市城城区生态态堤防生态袋护护坡工程实例（（一）乐山市市市中区绵竹镇竹竹公溪防防洪治理理工程生态袋护护坡工程实例（（二）蒲江县蒲蒲江河寿安镇防防洪堤工工程简评评在以上六六、七种种生态护护坡型式式中，仍仍以网格格生态护护坡、植植被型生生态混凝凝土护坡坡、生态态袋护坡坡三种生生态护坡坡型式具具有较强强竞争力力，其中中以生态态袋护坡坡型式最最具安全全可靠性性能。浦江县西西来镇临临溪河防防洪治理理工程生态护坡坡设计准准则从一些地地区诸中中等四三三十几项项生态护护坡工程程实际应应用情况况分析，，可以归归纳出生生态护坡坡实际应应用与选选择所应应遵循的的若干准准则。1防洪安全全准则。。应首先满满足工程程安全与与防洪安安全的要要求，不不能一味味追求“花架子”而舍本逐逐末。2结构可靠靠准则。。生态护坡坡应建立立在稳定定牢固的的工程边边坡上，，传统工工程边坡坡“穿上”生态“外衣”形成生态态边坡，，其自身身要稳定定可靠，，不能因因为失稳稳、滑坡坡、绿化化失效而而影响生生态边坡坡的