泰安市平原河道生態綜合治理設計分析

高 偉 ，王 寧 ，鄭燦堂

（1.泰安市黃前水庫管理局，山東 泰安 271036；2.泰安市水利勘測設計研究院，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，境內長5km以上的河流共計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。氣候屬溫帶季風大陸型，四季分明的。春季，冷暖氣團進退不定，東南風盛行，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。秋季，受大陸氣團影響，氣溫迅速下降，降水較少。冬季，盛行偏北風，氣壓高，溫度低，氣候干燥。

1 平原河道現狀及存在的問題

1.1 河道被侵蝕破壞，生境退化惡變

近年來，泰安市經濟社會快速發展，河道不斷被經濟建設或特色農業侵蝕占用、裁彎取直、束窄阻斷，其過水斷面減小甚至不通，在降低防洪排澇和調蓄水資源能力，增加洪澇干旱災害風險的同時,也使生物群落棲息環境退化甚至惡變、品種數量驟減甚至滅失，造成生態災難。

1.2 河流污染嚴重，水環境問題突出

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，其環境容量較小。隨著工業廢污水和生活污水排放量不斷地增加,污染物成分日趨復雜,許多未經處理或處理不達標的污水排進河道，嚴重超出了河流水體的自凈能力。

1.3 硬質護岸硬化河床，整治措施不當

硬質護岸以及河床硬化覆蓋，阻隔了水生態系統和陸生態系統的聯系，改變了河道的自然結構，隔斷了地表水與地下水的聯系，破壞了河流的生態環境，水生物難以存活繁衍，生態功能與河水的自凈能力降低，加劇了水體污染。

1.4 自然生態景觀式微，水文化載體難存

人類活動造成的河道群落生境退化、生物減少、生態系統式微的諸多現象，既使得河流自然凈化、水生態服務功能嚴重降低；也使得河流生態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 河床生態治理工程設計

平原河流生態綜合治理的目標：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、經濟社會、農業生產等方面的水量需求；三是基于群落生境恢復的河流生態綜合治理，塑造良好的河流生態系統。

前兩個目標均系傳統的河道整治目標，本文主要探究第三個目標。

2.1 平原河床的特點和設計理念

泰安市的平原河流，其水源一般是季節性雨水為主，地下水甚少，流量隨季節變化較大。河床基質多由沙石和土壤組成，由于土質的差異，在水流與沙土等因素的作用下，河床平面形態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，基質大多由中、細、粉沙和土壤組成，河床為分汊、散亂兩種類型

河流生態綜合治理最基本的設計理念是盡量維持或增加河流立體形態的多樣性以及空間的異質性，以此來維持或改善河流生態環境的多樣性，進而適應河流中不同生物群落生存繁衍的多種多樣的自然環境需求。

2.2 河床工程設計技術路線

首先調研河流流域以往和現狀的生態系統，收集相關資料，研究確定河流生態綜合治理項目中應該保護、維護、恢復或新建的河流生態系統的類別、數量及其布局，分析其結構組成、功能機制、外界協調以及動態變化等因素；再結合河道基礎設施的整體布局，制定河流群落生境恢復新建的宏觀布局和空間骨架；然后根據河道場地具體的客觀條件，考慮河流群落生境的細部結構，確定相應的工程措施

2.3 順直微彎型河床工程設計

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

整治原則：穩定邊灘，使其不向下游移動，以達到穩定河段的目的。

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

2.4 彎曲型河床工程設計

該類河段也稱蜿蜒性河段，具有蜿蜒蠕動的動態特性，河床橫斷面多為不對稱三角形。在彎道環流的作用下，橫向輸沙不平衡，凹岸不斷沖刷崩退，凸岸則相應落淤增長，河灣在平面上不斷發生位移，曲折的程度會不斷加劇。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情，危及堤岸安全。

整治原則：根據具體情況，因勢利導，盡量不用裁彎取直，改變現狀的措施。

工程措施：堤岸護砌，設置壩垛或丁壩挑流，以壩護灣，以灣導溜，保護凹岸，穩定河勢。

2.5 分汊型河床工程設計

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，一個或幾個江心洲，橫斷面為馬鞍形（W形）。

整治原則：現場調研分析汊道的分流分沙現狀及其演變規律，制定相應的工程方案。

工程措施：在上游節點處、汊道入口處以及河中洲渚首尾，修建整治建筑物，平順護岸，固定汊道，調整水流，維持或改善河勢。盡量不要修建鎖壩，堵塞汊道。

2.6 散亂型河床工程設計

該類河段也稱游蕩型河段，一般位于河流尾閭，泥沙淤積嚴重，汊道眾多，洲灘密布，主流擺動頻繁，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：在灘區岸線修筑必要的控導河勢的工程，以控制主流變遷，穩定主河槽。

工程措施：控導工程以護岸、壩垛或短丁壩為主。護岸通常采用緩坡型式，以鄉土植被、植被型生態混凝土或干砌石護坡等為宜。壩垛或短丁壩以當地石材干砌為宜。

3 結語

平原河流目前還存在工程、生態等諸多問題，需在河流生態系統的理念下，深入現場調查，認真探索研究，擯棄防洪排澇單一目標指導下的堵汊挖灘、取直裁彎、硬質護砌、渠化河床的傳統的措施，提出切合實際的生態綜合治理目標、有針對性的整治原則和客觀可行的工程實施方案，在保障河道防洪排澇與水資源調蓄功能的基礎上，改善河流生態壞境，進而在更高層次上實現人與自然和諧相處。