劉夢雨 路亞茹
(1濟南市水利建筑勘測設計研究院有限公司石家莊分公司;2河北沃土農業工程設計有限公司)
新中國成立后,在黨和國家領導下,通過幾代水利人不懈的努力和奮斗,對各流域開展了大規模的治理保護工作,取得了舉世矚目的成就。隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,我們的治水理念在不斷變化,治水思想在不斷提升,人民群眾對河道生態文明建設也不斷提出新要求,黨中央更是明確了“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路。河道整治是實現河道生態文明建設的重要手段,而河道的規劃設計又是河道整治的基礎和關鍵,為更好地做好河道整治規劃設計、推進河道生態文明建設,結合實踐經驗和工作中發現的主要問題,對河道整治規劃設計中若干要點進行了分析。
分析河道現狀存在問題、提出工程建設的必要性是河道整治規劃設計的基礎和前提。在實際規劃設計中,普遍存在不注重對河道現狀的調查,不注重對現狀存在問題的分析,不注重對工程建設必要性論述,而偏重于羅列河道整治內容的現象,并且工程建設必要性與現狀存在問題脫節,造成河道整治規劃設計內容缺乏有效支撐。在河道整治規劃設計中,要高度重視對河道現狀的調查、有關問題的分析及工程建設必要性論述。在前期工作中,要仔細查勘現狀河道的流域特征、地形地貌、植被、有無堤防、完整程度、灘槽分布等基本情況;調查河道涉及的水庫、涵閘、泵站、分洪口門等防洪、排澇、灌溉引水工程以及跨、穿、臨河建筑物及其它設施的運行情況;收集相關的社會經濟、水文氣象、河床演變以及已批復的相關規劃、設計等資料。在現場查勘調查、資料收集的基礎上,核算河道現狀行洪能力,分析現有堤防、岸坡、涉河建筑物及其它設施存在的主要問題,以問題為導向,提出河道整治的必要性,為河道整治規劃設計內容的確定提供有力支撐。
河道整治的防洪、排澇、灌溉或航運等的設計標準關系到工程安全和公共利益,對合理利用水資源、節約投資、提高經濟效益和社會效益有重大影響,而河道防洪標準更是河道整治規劃設計的關鍵指標之一。各類防護對象的防洪標準,應根據經濟、社會、政治、環境等因素對防洪安全的要求,統籌協調局部與整體、近期與長遠及上下游、左右岸、干支流的關系,通過綜合分析論證確定[1]。河道整治防洪標準應按照有關規范要求,明確防洪保護區的范圍,根據不同河段保護對象的重要性、人口、耕地或當量經濟規模等指標分區、分段確定相應的防洪標準;同時應符合已批復的設計文件中規定的防洪標準。
河道水面線的分析結果會影響河道整治的范圍、工程措施以及工程量和投資。河道水面線的推求可依據天然河道水面線方法,利用恒定非均勻流的能量守恒方程式,由下游斷面起推,向上游斷面逐段推算水位,最終得到河道水面線。必要時還可以可采用數學模型分析計算,在綜合比選的基礎上,選擇合適的水面線計算成果。河道水面線推求中河道設計洪水流量的計算、河床糙率的選擇、起推水位的確定、沿河建筑物防洪影響分析等方面均會對水面線推求造成影響。在規劃設計中,應注意以下幾個方面。
一是要注重河道設計洪水流量的計算。河道整治設計應對河道分段后進行河道水力計算,有不同支流匯入時,應選擇不同河道斷面進行計算。當河道上游有水庫調蓄時,還應考慮水庫的調蓄影響,按不同的洪水組合方案進行分析。有實測水文資料的,直接采用實測資料法進行設計洪水計算,無完整實測資料的,可采用暴雨途徑間接推求設計洪水。同時要利用流量模數圖法對計算設計洪水成果進行合理性分析,有相關批復設計成果時,計算成果還應與以往成果進行比較。二是要選擇合適的河床糙率。天然河道糙率既反映河槽本身因素對河流阻力的影響,又反映水流因素對水流阻力的影響,它是水流與河槽相互作用的產物,所以影響河槽糙率的因素既有河槽方面的,也有水流方面的,灘地植被的差異及河槽縱橫形態的變化,糙率也在變化。應根據地形、地貌、河床組成、水流條件等特性綜合分析后選定。三是要注重起推水位的確定。水面線推算時,起推水位可選用河道水面線起推位置下游1km處斷面,采用均勻流公式計算確定。四是沿河建筑物防洪影響分析。沿河建筑物對河道水面線影響同樣不可忽視,對河道局部水位壅高、淹沒范圍增加、水流流速流向變化、河道局部沖刷均會產生一定影響,從何影響工程設計。
河道整治工程布置是以現有防洪工程為基礎,結合流域經濟社會發展規劃的總體目標進行,重點是保證沿岸村莊及農田防洪安全,提高河道行洪能力,使治理河段達到防洪標準;同時處理好與生態建設之間的關系,形成符合實際、適應當地經濟建設發展水平的防洪生態工程體系。必須統籌考慮流域綜合治理規劃、區域防洪規劃、城市發展規劃、土地利用規劃等要求,為河道規劃設計奠定基礎。要合理確定河道整治工程總體布置,盡量少占耕地、少拆遷,盡量避免對交通、電力等重要基礎設施的影響,為河道整治項目的順利實施創造條件。河道整治工程布置應體現河道及周邊區域發展的特點, 生態景觀與周邊景觀相協調,注重沿線的整體風貌,因地制宜、節能高效,通過工程、非工程措施,統籌前后期建設管護,盡可能降低前期建設成本和后期養護費,實現河道生態的可持續性發展。
建設生態文明,關系人民福祉,關乎民族未來。隨著社會經濟的發展和人們對美好生活的向往,人民群眾對河道整治的要求越來越高,生態文明建已經成為河道整治規劃設計中重要的一部分。河道生態整治應以構建和諧的生態環境為原則,堅持統籌規劃,綜合治理、堅持多功能協調、堅持人與自然和諧發展,不斷提升河道生態的自我修復能力,構建具有較強的自我維持及穩定的水生態系統,確保河道生態系統良性發展。河道整治規劃設計應以自然修復措施為主、人工修復措施為輔,因地制宜、充分利用現狀河道的形態、水文等條件,合理確定整治措施和內容。在以防洪安全為前提下,結合生態景觀建設,進行綜合整治,充分發揮河道在防洪、排澇、灌溉、供水、生態環境、文化景觀等方面的作用,形成一條生態景觀河道。通過對河道的綜合整治,實現河道環境的生態發展,創造了一個水清岸綠、人與自然和諧的生態走廊。
結合近年來的工程實踐和相關工程的經驗,通過前文分析,河道整治規劃設計要注重對河道現狀存在問題分析,提出工程建設的必要性,為河道整治的措施和內容提供支撐;要注重河道整治防洪標準的選擇,結合實際情況分區分段確定河道整治的防洪標準;要注重河道水面線分析,選擇合適的設計流量、河道糙率、起推水位,考慮沿河建筑物防洪影響,并做好對計算結果的合理性分析;要注重與生態建設相結合,統籌防洪與生態文明建設,合理確定河道綜合整治內容。在生態文明建設納入國家五位一體發展戰略高度的背景下,河道整治規劃設計要樹立綠水青山就是金山銀山的發展理念,要與生態文明建設有機結合起來,充分發揮河道的綜合功能,實現河道可持續的高質量發展。