遼西山區型中小河流防洪治理技術研究

鄒 華

(遼寧省錦州市義縣水利事務服務中心，遼寧 錦州 121100)

近年來，頻繁出現的極端天氣導致山洪災害事件頻發，對于山區中小河流的防洪治理逐漸引起工程領域和社會各界的關注。防洪治理充分發揮社會、經濟效益的根本途徑為降低一定頻率的洪水災害損失，并且經過美化整治的河道極大的改善城市景觀，對豐富居民的業務生活、滿足居民臨水親水的愿景具有積極作用，同時可以帶動工程周邊商業開發、土地升值等間接效益。從地理位置上，遼西地區主要涉及盤錦、錦州、阜新、朝陽、葫蘆島等地，地貌形態以丘陵和山地為主，土壤類型多褐土、棕壤土、草甸土，土壤抗沖蝕性弱、通透性差且腐殖質較薄，自然條件差極易誘發土壤侵蝕[1，2]。該地區河網水系密布、大小河流眾多，且大多數呈流程短、流速快、比降陡、面積小等山區型河道特征。受季風氣候影響，每年的6-9月降水占年總量的70%～80%，年降雨量500 mm，并且年際降水量豐、枯比最高可達3倍。

山區型河流彎曲、水流湍急、洪水陡漲陡落，尤其上游河段，河床狹窄、兩岸地勢低洼且防洪標準低，加上河道管理不善，以及兩岸亂填、亂棄和道路、橋梁阻隔等人類活動的影響，現狀河道寬窄無序，河岸雜草叢生、垃圾成堆、局部崩塌，河床淤塞、汛期排洪不暢，多年來山洪災害頻發、損失慘重，對兩岸居民生產生活安全造成嚴重影響，不能適應當地經濟發展要求。因此，應加強岸坡穩定性、暢通山洪處理、加強河道防洪治理，通過實施有效的防洪措施切實提升山區河流防洪標準，為沿岸居民安全和經濟持續發展提供保障。

1 山區型中小河流現狀

1.1 水文特征

因獨特的地理環境山區型中小河流，較平原河道其水力要素、水文特性、河道參數等存在明顯差異。受氣候條件與地理環境影響，洪水猛漲夢落特別是汛期水位、洪水流量具有較大變幅，較枯水期能急劇提高近百倍[3]。水流速度大、河槽窄、水面比降大屬山區河流的典型特征，降雨條件下極易產生急流。遼西地區植被覆蓋率低、巖石風化嚴重且降水集中，水流沖刷河道岸坡嚴重，泥沙隨水流而下淤積河道。所以，河道防洪治理要充分考慮其特點，充分調研勘察因地制宜的實施治理，結合區域防洪治理規劃科學設計生態整治措施[4]。

1.2 現狀分析

由于特殊的氣候條件與地理環境，大多數河流蜿蜒曲折、雜亂無章，部分河段迎水面迎流頂沖嚴重。從縱剖面的角度，河道水流速度快、比降大，造成河道局部沖刷嚴重，岸坡多不規則狀；從橫剖面的角度，上游斷面形態以深V型為主，隨著攔蓄建筑物的增加、地面減緩或匯流量的增多，河面漸寬下游斷面形態呈U型。

受人類活動干擾和氣候環境影響，現狀河流存在的問題包括：(1)因人類的過度開采、亂砍濫伐，減少了河道匯流時間，加之河流兩岸陡峭，洪水來勢兇猛，對岸坎造成嚴重的沖刷沖毀；(2)河道被長期的沖刷侵蝕出現大面積裸露的石堆或基巖，加之河床整體穩定性差、林草覆蓋度低，進一步加劇土壤侵蝕，造成下游河道淤積、上游嚴重沖刷的現狀；(3)耕地和村莊鄰近河道兩岸，隨著農業活動的加強及農村的不斷發展，面源污染、生活垃圾、固體廢棄物、畜牧養殖、工業廢水等嚴重污染河流；(4)為促進區域發展，地方政府存在填河造地、埋河修路、擠占河流、侵占溝塘等與水掙地現象，建設用地的持續擴大使得水域面積不斷減少，河道逐漸萎縮其防洪排澇功能明顯下降，山洪無出路導致農田沖毀的問題突出[5-7]。

2 中小河流防洪治理技術

充分考慮中小河流現存的問題以及山區型河道洪水特點，遵循提高防洪標準、增強岸坡岸腳穩定性、減輕土壤侵蝕、暢通山洪出路的原則，提出清淤疏浚、硬性防護、生態防護等山區型中小河流防洪治理技術。

2.1 清淤疏浚技術

針對河道垃圾堆積、河道被侵占的問題，綜合考慮河道水生動、植物生存需要、河道枯水期最大洪水過流、枯水期河道生態需水量以及地下水補給河水的補給量等因素，對河道實行清淤整治。通過河流清淤疏浚暢通山洪出路，最大程度的保持河流原本形態。因人類活動干擾導致局部河床淤積、沖刷，對此要全面考慮各河段沖淤情況，準確計算不同河段比降，保證清淤疏浚后不會給河道帶來過度的淤積和沖刷。

河床比降的確定是應用清淤疏浚措施的關鍵環節，在規劃設計過程中考慮以下因素合理確定河床比降：(1)充分考慮上、下游河床銜接特征；(2)從河底高程以及沖淤情況的角度分析河道內跨河建筑物；(3)外源河道內障礙物、垃圾后，準確計算需要外運的清淤土方量；(4)為防止對河床造成嚴重沖刷，河床比降過陡時可以分段確定比降，經充分分析合理設置陡坎，消減水流速度平緩水流形態。

2.2 硬性防護技術

石料、混凝土等為岸坡防護工程硬性防護措施的主要材料，實際應用中存在生態功能性差、使用年限短、投資高、見效快的特點。目前，固濱籠、綠濱墊、漿砌石等硬性防護型式的應用較為常見，然而這種護岸型式不利于堤岸綠色植物的生長以及地下水與河道之間的水流交換，河流系統不利于兩棲動植物的繁殖生活和魚蝦等水生動物的繁衍。因此，要考慮被保護對象的重要性以及岸坡現狀情況，結合山區中小河流特點選擇適宜的防護措施。

2.3 生態防護技術

生態防護技術穩定岸坡的主要途徑為栽種植物，這種方法存在效益長久、見效慢、投資低等特點，對于工程投資不足、兩岸防護對象級別低的河段，以及河道凸岸、河流順直段、河道上游段比較適用生態防護技術。植物生長完全后，能夠達到穩定岸坡、防治土壤侵蝕的功能，其生態與社會效益顯著，為河流長期發展和良性循環提供保障[8]。

一般地，人工和天然材料是生態防護比較常用的材料類型，其中廣泛應用的天然材料包括天然石材、植物材料等，綜合利用人工和天然材料護岸的方式較為常見；實際工程中人工材料的形式多樣，比較常用的三維網植草、生態袋、混凝土框格梁植草、連鎖水工砌塊、綠化混凝土和雷諾護墊等。結合區域實際情況，遼西山區中小河流生態防護措施，其栽種的植物類型以柳樹、楊樹、楓樹、紫穗槐等為主，對加固岸坡、保持水土、改善環境等發揮著重要作用[9，10]。其中，岸坡頂部主要栽種喬木，如柳樹、楊樹等，結合胸徑確定栽種間距多為3～5 m，這種植物防風固沙、穩定岸坡、美化環境的作用顯著；根系發達的灌木具有較強的適用性，如楓楊、紫穗槐等，考慮實際要求栽種間距宜為0.5～1.0 m，對防止水土流失和穩定岸坡等具有很好的作用。

3 結語

考慮遼西山區型中小河流現狀情況、水文特征，應合理布設清淤疏浚、硬性防護、生態治理措施，切實提高河道的防洪功能以及增強岸坡的整體穩定性。為充分發揮工程效益、保障沿河居民財產安全，還要加強后期維修管理及逐步完善河道生態建設。

在施工和設計過程中，山區中小河流治理還要注意以下內容：(1)結合山區中小河流水文特征和河道兩側匯水特點，水文計算過程中對洪峰流量實行分段計算，在此基礎上明確各段防洪規模；(2)考慮到比降大的實際情況，一般選用MIKE11、SOBEK-RURAL、HEC-RAS等軟件計算分析水面線，并按照歷年汛期洪水或現場調查洪痕修正、分析、驗證；(3)充分考慮工程占地情況、現狀岸坎形式、河道行洪斷面等合理布置工程，結合防護對象級別采取生態與工程措施，遠期和近期以生物措施鞏固工程措施、工程措施掩護生物措施為主，從而達到河道生態、經濟、社會效益長久以及見效快、投資小的發展模式；(4)河道后期管理工作高度重視，防止出現建管分離的情況，充分發揮工程效益保證后期的正常運行；(5)結合山區型河道水文特點不斷完善非工程措施建設，將群測群防體系、山洪災害預警系統與工程措施有機結合，切實保證區域發展及沿河居民安全。