烏溪江下游河道治理和生態恢復工程技術措施分析

汪新文，魯文俊

(浙江省衢州市水利工程質量與安全監督站，浙江 衢州 324000)

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烏溪江下游河道治理和生態恢復工程技術措施分析

汪新文，魯文俊

(浙江省衢州市水利工程質量與安全監督站，浙江 衢州 324000)

摘要：河流系統對于城市供水和維持生態平衡有著不可替代的作用。隨著河流內外工程的建設，一些河流系統難免遭到不同程度的破壞和污染，對河道進行整改和生態恢復已經是各級水利部門和環保部門的當務之急。文章以浙江烏溪江下游河道建設和生態恢復工程為實例，介紹了對防洪堤工程，攔水堰工程，河道疏浚工程使用到的主要技術措施。

關鍵詞：烏溪江下游；河道治理；生態恢復；技術措施；分析

0前言

烏溪江在浙江衢州市境內的流域面積為610.1 km2，河流為63.1 km，是衢州人們的“母親河”。衢州城區的生活、工業、商業用水均取自烏溪江下游的黃壇口水庫。烏溪江水資源非常豐富，各地區至今已在烏溪江流域興建了多處蓄水引水工程。這些工程雖然對地區的經濟發展和人們生活起著重大作用，但同時也改變了水資源時空分布，造成烏溪江生態功能減弱，生物棲息地遭破壞，河道自凈能力降低。而且下游河道堤防建設滯后，河道被建筑物和淤泥侵占嚴重，防洪形勢嚴峻。所以對烏溪江下游段河道進行綜合治理已迫在眉睫[1]。

1工程概況

衢州市烏溪江下游河道綜合治理工程一期(張公祠段)通過加高加固、新建堤防、河道疏浚、河道清障等工程措施，使保護區防洪能力均達到20 a一遇標準。本工程主要規模：張公祠堤、張公祠堰、溪東堰、疏浚。

衢州市烏溪江下游河道綜合治理工程一期(張公祠段)的功能為：在保證防洪安全的前提下，充分體現休閑、健身、生態和文化的功能。

該工程的主要保護對象涉及柯城區花園街道及其衢化等衢州市城區主要的工業區，保護區面積13.5 km2，人口5.6萬人。

2烏溪江下游河道治理工程技術措施分析

本工程由2.23 km防洪堤、2座攔水堰和河道疏浚工程等組成。

2.1　防洪堤工程

防洪堤布置要遵循以下原則：

1)堤線與河勢流向相適應，并與大洪水主流線大致平行。

2)堤線力求平順，盡量不用折線或急彎。

3)盡量減少拆遷和占地。

4)結合現有堤防設施、地形、防洪搶險、維護管理等因素，并根據總體規劃，統籌兼顧，局部服從全局。

2.1.1基本堤型選擇

根據衢州市烏溪江張公祠段的實際地形情況，新建防洪堤選擇了衡重式、復合式和緩坡式3種斷面型式進行比較。

各堤型的特點和適用條件如下：

1)衡重式：是重力式的改進型，特點是節省土地，工程造價較重力式節省約20%，對地基承載力要求高，波浪爬高小，適用于堤身較高，建設用地緊張地段。

2)緩坡式：特點是工程占地較大，工程造價較低，地基承載力低，堤防比較生態。波浪爬高大，但波浪淘刷作用小。適用于要求生態，建設用地較寬裕的地段。

3)復合式：是重力式和斜坡式的結合型。特點是較節約土地，工程造價介于重力式和斜坡式之間。適于投資和土地均受控制地段。

由于本河道平常流量較小，在防洪安全的前提下為了充分體現生態，采用緩坡式、復合式堤型進行設計[2]。

2.1.2確定堤頂高程

洪水水面線是防洪工程的主要設計依據，堤頂高程按設計洪水位加堤頂超高確定。在此按照公式(1)和(2)確定防洪堤堤頂高程。

(1)

式中：Z上、V上為上游斷面的水位、流速；Z下、V下為下游斷面的水位、流速；h=hy+hj為兩斷面間水頭損失。

Y=R+e+A

(2)

式中：Y為堤頂超高；R為設計波浪爬高；e為設計風雍增水高；A為安全加高。

經過計算，張公祠堤堤頂高程范圍確定為76.36~80.49 m。

2.2　攔水堰工程

2.2.1攔水堰位置選擇

本次設計對溪東堰初擬3個堰址：

1)濟源溪匯合口下游100m處。

2)濟源溪匯入口上游50m處。

3)濟源溪匯入口。

為了使濟源溪出口下游水資源得以充分合理利用，故不建議使用方案2，所以對方案1、3進行比較。綜合比較情況見下表1[3]。

表1　溪東堰位置方案綜合比較表

根據表1綜合比較，堰址選擇在濟源溪匯入口處工程投資相對較小，而且施工難度也小。此外堰頂高程72.2 m與72.5 m比較形成的水面面積相差不大，因此推薦堰址選擇在濟源溪匯入口處，堰頂高程確定為72.2 m。

2.2.2攔水堰結構設計

設計攔水堰長224 m，高1.0 m，頂寬2.0 m，堰體面層采用疊石砌筑，為防止堰下水流對河床的沖刷，在攔水堰上下游側均鋪排大塊石，厚度0.5 m，起防沖消能作用，上游側長度5～8 m，寬178 m，下游側長度10~12 m，寬220 m。

抗滑穩定安全系數的計算公式為：

(3)

式中：KC為抗滑穩定安全系數；∑G為作用于基礎底面以上的全部豎向荷載；∑H為作用于基礎底面以上的全部水平向荷載；f為基礎底面與地基之間的摩擦系數，本工程取f=0.50。

經過計算，各種荷載組合情況下堰體沿基礎底面的抗滑穩定安全系數均能滿足規范要求。

2.3　河道疏浚工程

烏溪江下游現狀河道萎縮嚴重，行洪能力逐步降低，棄渣和泥沙淤積侵占河道致使局部河道流向改變，影響河勢穩定，沿線村民向河道傾倒垃圾、違章建筑等侵占河道現象日漸增多，為提高河道行洪能力同時穩定河勢，對部分河道進行疏浚處理。

該項目河道疏浚主要用到的機械設備有挖掘機和抓斗式挖泥船。工程質量控制的重點有：

1)底部高程：將施工河道劃分區段，以20~30 m為宜，在每個區段內設置兩組水尺，相互校驗，在施工時應時刻關注水位變化，指導挖深。

2)平面控制：根據控制樣標分條設置邊線和中心線，開挖樣標應留有足夠的允許超寬值(本工程預留3 m)，保證巷道的平面位置符合要求。

3)邊坡控制：應按照“上超下欠，超欠平衡”的原則施工。在大規模開挖前要進行試挖，本工程采用超欠比為1∶2的梯形分層開挖形式進行的[4]。

3烏溪江下游生態恢復工程措施分析

在本項目的生態恢復工程中，主要采取以下措施：

1)通過筑堰，抬高水位，拓寬水面，改善水生態環境。

2)設置魚道與疏浚河道深泓線，為水生動物留足回游的通道，提供良好的棲息生存環境，解決脫水段的河道連續性和生物多樣性。

3)兩岸堤防設計盡采用仿自然土質緩坡，以草皮護坡為主，為水生植物的生長、水生動物的繁育和兩棲動物的棲息繁衍創造條件，保護河道生物多樣性的自然環境[5]。

4)若岸坡靠近房屋確需砌筑擋墻，則在擋墻腳拋石或砂礫料護腳，維持魚類等水生動物的繁育生長。

5)在河道界線外留寬50 m的綠化控制帶，為河道未來的進一步提高防洪能力及生態治理預留一定的空間[6]。

4結語

1)文章對烏溪江下游河道綜合治理及生態恢復進行了介紹，具體包括防洪堤工程、攔水堰工程、河道疏浚工程及生態恢復工程。

2)在治理時應充分結合河道的實際情況，盡可能少的破壞原有設施，追求經濟實用，切忌“高大上”。

3)河道治理工程包含有多個項目，要注意各個項目之間的合理搭配，例如施工工期和防洪能力，努力做到因地制宜。

參考文獻：

[1]陳雪，徐海波.生態型河道建設概述[J].工程建設與設計，2006(07)：23-25.

[2]朱昌明.生態水利在河道治理中的應用[J].黑龍江水利科技，2012(11)：35-36.

[3]蔡磊.河道治理工程經濟效益分析與評價[J].中國水利，2008(18)：20-22.

[4]曹仲宏，劉春光.現代城市河道綜合治理與生態恢復[J].城市道橋與防洪，2010(01)：16-18.

[5]王西琴，張遠.河道生態及環境需水理論探討[J].自然資源學報，2003(02)：56-58.

[6]谷勇峰，李梅.城市河道生態修復技術研究進展[J].環境科學與管理，2013(04)：10-12.

Technical Measures of River Course Regulation and Ecological

Rehabilitation Project of Lower Wuxi River

WANG Xin-wen and LU Wen-jun

(Qunzhou City Water Conservancy Project Quality and Safety Monitor Station，Zhejiang Province，Quzhou 324000，China)

Abstract：River system has an irreplaceable role in urban water supply and maintenance of ecological balance.Along with the construction of internal and external river projects，some river systems will inevitably suffer from different degrees of damage and pollution，rectification of the river course and ecological restoration has been a top priority at all levels of water conservancy departments and environmental protection departments.The paper takes the construction and ecological restoration of lower Wuxi River as the example to introduce the main technical measures used in the flood control dike projects，barrier project and river course dredging projects.

Key words：downstream of Wuxi River；regulation of river course；ecological restoration；technical measure;anylasis

[作者簡介]汪新文(1984-)，男，浙江衢州人，工程師，從事水利工程質量與安全監督工作；魯文俊(1980-)，男，湖北天門人，工程師，從事水利工程質量與安全監督工作。

[收稿日期]2015-06-28

中圖分類號：TV85；TV213.4

文獻標識碼：B

文章編號：1007-7596(2015)08-0054-03