中小型河道治理中的生態(tài)加固和生物防治管理實(shí)踐

楊禎和

(湛江市雷州青年運(yùn)河管理局西海河管理所，廣東 廉江 524400)

我國(guó)的河道普遍存在被污染和破壞的情況，而河道作為運(yùn)輸水源的主要設(shè)施，對(duì)于生活在河流周圍的人們來(lái)講，河流的治理決定了他們的生命財(cái)產(chǎn)安全[1- 3]。因此，在河道堤防除險(xiǎn)加固過(guò)程中，需要對(duì)加固工程進(jìn)行合理的安全管理，才能長(zhǎng)期有效保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全[4]。

東海河作為市區(qū)的主要供水水源，為鶴地水庫(kù)主要骨干渠道之一。一旦投入使用的渠道年限過(guò)長(zhǎng)，或多或少地會(huì)存在一些問題，比如：年久失修、破損嚴(yán)重、維修不及時(shí)等等[5- 6]。本文以東海河河道的清淤加固和生物防治工程為背景，針對(duì)前述問題，采取了河道加固和生物防治措施，消除堤身安全隱患帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，確保東海河過(guò)流能力滿足生產(chǎn)生活的需要，使東海河供水維持正常水位，東海河供水保證能力得以鞏固保障[7- 8]。

1 河道概況及問題現(xiàn)狀

1.1 河道概況

雷州青年運(yùn)河以農(nóng)業(yè)灌溉為主，綜合工業(yè)、生活供水和防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖、航運(yùn)、旅游等功能，東海河為其分支。東海河為鶴地水庫(kù)主要骨干渠道之一，在麻章區(qū)新民鎮(zhèn)三角山處從主河左側(cè)引水，大體自北向南流經(jīng)遂溪縣牛圩仔、高樓、遂城、新橋，進(jìn)入湛江市麻章鎮(zhèn)水塘、合流至湖光巖水庫(kù)，全長(zhǎng)54.970km，全線共有各類渠系建筑物276座。東海河兼顧湛江市赤坎、麻章區(qū)和霞山區(qū)3個(gè)區(qū)的工業(yè)及城市居民供水任務(wù)，其沿線的合流水庫(kù)及赤坎水庫(kù)已列為赤坎區(qū)供水備用水源。東海河作為市區(qū)的主要供水水源，為開敞式明渠，渠道已投入運(yùn)行60余年，工程年久失修，老化嚴(yán)重，險(xiǎn)情頻現(xiàn)。

根據(jù)湛江市區(qū)供水近期規(guī)劃，近期規(guī)劃完成后東海河中下游渠段需滿足下游3座水廠，東海河在原有供水任務(wù)基礎(chǔ)上再增加日供10萬(wàn)t/d的過(guò)水流量，達(dá)到了37.5萬(wàn)t/d的過(guò)水流量，需要長(zhǎng)時(shí)間保持高水位運(yùn)行。

雖然市財(cái)政和青年運(yùn)河管理局自籌資金投入，解決了部分險(xiǎn)工險(xiǎn)段狀況，但由于資金投入不足，目前東海河仍存在多處安全隱患，一直以來(lái)工程都處于帶病運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 河道運(yùn)行存在的問題

1.2.1 渠道淤積

本區(qū)域暴雨多集中于4—9月，約占年降水量的80%，覆蓋面廣，時(shí)空分布均勻，易產(chǎn)生較大洪水。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，東海河現(xiàn)狀為開敞式明渠，渠道護(hù)坡現(xiàn)狀為砼護(hù)坡，合流段出現(xiàn)了不同程度的護(hù)坡塌落、土體滑落等現(xiàn)象，滑落的護(hù)坡淤積河道，嚴(yán)重影響了渠道過(guò)流能力。根據(jù)湛江市區(qū)供水近期規(guī)劃，近期規(guī)劃完成后東海河中下游渠段需滿足下游3座水廠，東海河在原有供水任務(wù)基礎(chǔ)上再增加日供10萬(wàn)t/d的過(guò)水流量，達(dá)到了37.5萬(wàn)t/d的過(guò)水流量，需要長(zhǎng)時(shí)間保持高水位運(yùn)行。

同時(shí)運(yùn)河河岸工程老化，邊坡砼破裂、坍塌、沖毀，滲流量較大等，嚴(yán)重影響運(yùn)河安全運(yùn)行。因此有必要對(duì)河道采取清淤和加固措施。可采用模袋混凝土對(duì)險(xiǎn)段右岸迎水面護(hù)坡進(jìn)行加固或其他合適的方案對(duì)河堤進(jìn)行加固處理。

1.2.2 河道蟻害隱患

在該河段右岸及其壩腳50m范圍通過(guò)人工法查找白蟻外露特征，在壩體及50m蟻源區(qū)均發(fā)現(xiàn)大量白蟻外露特征—泥被、泥線及有蟻蛀食引誘片、枯草、雜木等，白蟻外露特征—泥被、泥線在6、7m內(nèi)即可發(fā)現(xiàn)，甚至泥被、泥線呈片狀分布，揭開泥被、泥線即可見白蟻蜂擁而出，蟻害非常嚴(yán)重。在堤壩頂?shù)缆仿肪墶⑴潘疁稀⒌虊纹旅嬷虚g，以及灌木等多處發(fā)現(xiàn)紅火蟻蟻丘，蟻丘數(shù)6～10個(gè)/100m2，屬中度危害區(qū)。如圖1所示。

根據(jù)《廣東省水利工程白蟻防治技術(shù)指南》，該河段土壩蟻害程度屬二類。堤壩白蟻、紅火蟻活動(dòng)頻繁，蟻害非常嚴(yán)重，安全隱患日益嚴(yán)重，隨時(shí)有潰壩風(fēng)險(xiǎn)，不但影響市區(qū)供水安全，且嚴(yán)重威脅周邊人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

圖1 蟻害現(xiàn)場(chǎng)情況圖

1.3 河道的綜合治理原則

針對(duì)東海河河道運(yùn)行存在的問題，采取了清淤加固和生物防治的治理思路，遵循以下治理原則：①確保不會(huì)縮小現(xiàn)有河道斷面面積，砼護(hù)坡建成后不會(huì)減少東海河過(guò)流能力；②保護(hù)東海河段護(hù)坡不被破壞，減少滲漏水量；③確保河道可以長(zhǎng)時(shí)間保持高水位運(yùn)行；④在建設(shè)過(guò)程中減少短時(shí)間內(nèi)造成局部水土流失和水質(zhì)環(huán)境污染等不利影響。

2 河道加固治理

2.1 渠道過(guò)水能力分析

根據(jù)《東海河中下游渠段供水能力改造工程初步方案報(bào)告》，對(duì)設(shè)計(jì)本工程段的東海河合流段渠道過(guò)水能力分析如下：渠道底寬5m，渠底高程24.20～24.16m，渠頂高程為26.70～27.50m，邊坡1∶1.5，糙率取0.02，渠底比降1/20000，設(shè)計(jì)過(guò)水流量約5m3/s，根據(jù)水力計(jì)算結(jié)果，渠道水深1.7m，安全超高0.65m，渠道深度2.35m。如圖2所示。

圖2 東海河合流段渠道水力計(jì)算示意圖

綜上，該段滿足渠道過(guò)水要求，堤壩無(wú)須加高，但沿線護(hù)坡均已破損，須重建混凝土護(hù)底護(hù)坡。

2.2 生態(tài)護(hù)坡加固

東海河供水功能改造是在既有的工程基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃，工程建設(shè)完成后既不縮窄原有河道過(guò)流斷面，也能滿足近期規(guī)劃治理的東海河供水功能改造項(xiàng)目斷面需求。

本次工程措施對(duì)東海河合流段右岸720m長(zhǎng)的渠道內(nèi)坡采用水下模袋混凝土進(jìn)行防護(hù)加固。模袋混凝土是通過(guò)高壓泵把混凝土或水泥砂漿灌入模袋中，混凝土或水泥砂漿的厚度通過(guò)袋內(nèi)吊筋袋、吊筋繩的長(zhǎng)度來(lái)控制，混凝土或水泥砂漿固結(jié)后形成具有一定強(qiáng)度的板狀結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)，能滿足工程的需要。

同時(shí)，模袋砼護(hù)坡采用新型模袋建筑材料，實(shí)施過(guò)程中除整理平整護(hù)坡時(shí)影響少量水體外，灌漿和護(hù)坡平整等大部分工程措施均在水下進(jìn)行，施工工期短，建設(shè)資金少，無(wú)需采取圍堰等臨時(shí)措施，對(duì)供水能力影響有限。

2.2.1 模袋混凝土厚度計(jì)算

根據(jù)《水利水電工程模袋混凝土技術(shù)規(guī)范》，模袋混凝土護(hù)坡厚度可以根據(jù)附錄A推薦的公式計(jì)算：

(1)

式中，δ—計(jì)算護(hù)坡厚度，m；C—面板系數(shù)，大塊混凝土護(hù)面，C取1.0；γc—混凝土的容重，取值24kN/m3；γw—水的容重，取值9.81kN/m3；Hw、Lw—累計(jì)頻率為1%的波高、平均波長(zhǎng)，可根據(jù)SL744進(jìn)行計(jì)算，m;Lc——垂直于水邊線的護(hù)面長(zhǎng)度，m；m—坡角的余切，取值1.5。

經(jīng)計(jì)算δ≥0.08m，參照類似工程經(jīng)驗(yàn)及滿足施工要求，模袋砼護(hù)坡厚度為0.15m。

因此，采用模袋砼護(hù)坡加固的工程措施可行，且可以作為項(xiàng)目區(qū)內(nèi)護(hù)坡永久加固形式，既可以起到近期內(nèi)保護(hù)東海河該段護(hù)坡不被破壞，減少滲漏水量，對(duì)解決壩體滲漏起到積極作用，又不會(huì)影響到近期規(guī)劃實(shí)施的東海河供水能力改造工程。

2.2.2 模袋的安裝

水下模袋混凝土施工時(shí)沿渠道長(zhǎng)度方向分段施工，首先采用挖掘機(jī)把渠道邊坡及渠底的破損混凝土板拆除，然后用碎石包將崩塌淘空處填筑密實(shí)并整平；模袋每20m設(shè)置一個(gè)隔離帶，每個(gè)隔離體之間互不相通，模袋按設(shè)計(jì)要求在工廠進(jìn)行整片制作后現(xiàn)場(chǎng)連接，然后由專業(yè)潛水員負(fù)責(zé)潛入水下把按照渠道寬度事先制作好的混凝土專用模袋固定在渠底及邊坡；模袋固定好后，混凝土泵車通過(guò)地泵將水下混凝土從模袋預(yù)留的灌入口，潛水員負(fù)責(zé)協(xié)助灌入混凝土，并使模袋貼緊渠道邊坡及渠底，一段模袋灌滿后再灌注下一段模袋。

2.2.3 膜袋砼護(hù)坡加固措施

模袋砼護(hù)坡厚度為15cm，坡比根據(jù)現(xiàn)狀為1∶1.5，在原有護(hù)坡基礎(chǔ)上，清理渠道邊坡及渠底的破損混凝土板，然后用碎石包將崩塌淘空處填筑密實(shí)并整平。整平后預(yù)留15cm模袋混凝土的厚度，確保不會(huì)縮小現(xiàn)有河道斷面面積，砼護(hù)坡建成后不會(huì)減少東海河過(guò)流能力，加固斷面如圖3所示。

圖3 東海河合流段加固標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖

模袋布自下而上從兩側(cè)向中間進(jìn)行充灌，充灌飽滿后，暫停10min，待模袋填料中水分、空氣析出后，再稍充些填料，這樣就能充填飽滿，而且使充灌后的混凝土強(qiáng)度大于同標(biāo)后的常規(guī)方法澆筑的混凝土。

充滿結(jié)束后，用繩將充灌袖口系緊，防止混凝土外溢，待混凝土稍微凝固，用人工將袖口混凝土掏出，將袖口布塞入布袋內(nèi)，用水將模袋表面沖洗干凈，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)不少于7d。

3 河道生物防治

3.1 白蟻防治措施

3.1.1 蟻情分析

主要是查找白蟻分群孔滅殺成年巢，防止其有翅成蟲分飛配對(duì)形成新群體，查找白蟻活巢指示物—雞叢菌，并進(jìn)行施藥滅殺。為防止因人工視覺或白蟻外出活動(dòng)時(shí)機(jī)與查找機(jī)遇不同步而產(chǎn)生遺漏，堤身及其周邊50m范圍作為防治重點(diǎn)，施工人員在堤壩身排成一列，以每人視覺距3～5m為宜，隨身攜帶治蟻藥具進(jìn)行地毯式檢查。

3.1.2 滅蟻餌劑消殺

施工人員外出施工，隨身攜帶工具和藥物進(jìn)行檢查，以免檢查漏網(wǎng)，凡發(fā)現(xiàn)白蟻外露特征的必須及時(shí)施藥滅殺，埋設(shè)或投放誘殺片，查找白蟻外出取食活動(dòng)的掩體及喜食物，做到徹底干凈地消滅蟻害，杜絕蟻源，為保證施工質(zhì)量和防治效果，還采取以下措施：①統(tǒng)一使用推廣的防治藥械；②采用行之有效的“三環(huán)節(jié)8程序”白蟻防治技術(shù)，結(jié)合巢外見蟻投餌及以“引代找，引殺結(jié)合”的白蟻防治方法開展滅白蟻保堤壩施工，反復(fù)多次巡回檢查防治，確保工程安全運(yùn)行。

3.2 紅火蟻防治措施

3.2.1 毒餌防治

堤身及其周邊50m范圍作為防治重點(diǎn)，施工人員在堤壩身排成一列，以每人視覺距3～5m為宜，隨身攜帶治蟻藥具進(jìn)行地毯式檢查，并進(jìn)行施藥滅殺。

根據(jù)不同餌料特點(diǎn)和蟻巢分布方式有多重滅殺方法，具體有：①將滅蟻凈餌料投放到紅火蟻洞口之處，通過(guò)喂哺，相互傳遞，達(dá)到全巢死亡。②殺蟻餌劑：該餌劑的設(shè)計(jì)要求作用較緩慢，根據(jù)紅火蟻發(fā)生情況，一般一個(gè)月后再進(jìn)行第二次全面防治或重點(diǎn)補(bǔ)治。③單個(gè)蟻巢處理：在蟻巢分布較分散且工蟻數(shù)量較少時(shí)，可進(jìn)行單個(gè)巢處理，在使用餌劑時(shí)盡量不要擾動(dòng)蟻巢，一般在距蟻巢50～100cm處將餌劑作點(diǎn)狀或環(huán)狀撒放。④一定面積撒施:在蟻巢分布普遍的發(fā)生地或只誘到工蟻，很難發(fā)現(xiàn)蟻巢的發(fā)生地可采取均撒施餌的方法進(jìn)行防治。⑤綜合處理:在紅火蟻嚴(yán)重發(fā)生區(qū)，可考慮采取單蟻巢處理與大面積撒施相結(jié)合的綜合處理措施，以保證防效。

3.2.2 蟻巢處理

使用液劑或可濕性粉劑兌水，慢慢灌入蟻巢中，每巢用藥液量一般10～15L，對(duì)較大的蟻巢適當(dāng)增加藥液量。不要破壞蟻丘和擾動(dòng)蟻巢，防治紅火蟻搬家、擴(kuò)散，使用新鮮餌劑切忌將餌劑混合其他物質(zhì)，不要在下雨天施藥，應(yīng)施用于干燥的地面，盡量避免陽(yáng)光直射，并且盡量在紅火蟻活動(dòng)覓食時(shí)段施用，在施藥區(qū)應(yīng)插上明顯的警示牌，避免造成人、畜中毒或其他意外。

4 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

本工程屬社會(huì)公益工程，由政府撥款興建。本工程應(yīng)屬于公益項(xiàng)目，主要產(chǎn)生的是社會(huì)效益，本項(xiàng)目投入使用后將會(huì)有長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

4.1 社會(huì)效益

本項(xiàng)目實(shí)施后，東海河合流段得到了除險(xiǎn)加固，可以消除因堤身安全隱患帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，使東海河供水維持正常水位，東海河供水保證能力得以鞏固保障，根據(jù)東海河目前增加的西廳水廠一期試運(yùn)行(及原有供水任務(wù)：麻章水廠和赤坎水廠，東海河供水供水需求共37.5萬(wàn)m3/d，是湛江市城區(qū)供水的大動(dòng)脈。

工程保障了湛江市居民生活用水，當(dāng)?shù)厝嗣袷窃擁?xiàng)目的直接受益者。項(xiàng)目建設(shè)有利于城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。項(xiàng)目的建設(shè)有利于湛江的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)湛江整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也可推動(dòng)沿線及周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)、企業(yè)的迅速壯大及發(fā)展，從而提高居民收入，改善人民的生活環(huán)境，提高居民的生活質(zhì)量。

4.2 環(huán)境效益

本項(xiàng)目實(shí)施關(guān)系到人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)穩(wěn)定。通過(guò)采用膜袋砼護(hù)坡加固的工程措施可行，且可以作為項(xiàng)目區(qū)內(nèi)護(hù)坡永久加固形式，既可以起到近期內(nèi)保護(hù)東海河該段護(hù)坡不被破壞，對(duì)解決壩體滲漏起到積極作用，又不會(huì)影響到近期規(guī)劃實(shí)施的東海河供水能力改造工程。

盡管建設(shè)過(guò)程中將不可避免地在短時(shí)間內(nèi)造成局部水土流失和水質(zhì)環(huán)境污染等不利影響，但其負(fù)面影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其有利效益。

4.3 綜合評(píng)價(jià)和建議

本項(xiàng)目實(shí)施后，東海河險(xiǎn)工險(xiǎn)段得到了除險(xiǎn)加固，東海河供水保證能力得以鞏固保障，當(dāng)?shù)厝嗣袷窃擁?xiàng)目的直接受益者。從國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)可見，本工程社會(huì)效益顯著，工程在經(jīng)濟(jì)上合理可行的。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以東海河河道的清淤加固和生物防治工程為背景，提出了河道加固和生物防治措施，有效消除因堤身安全隱患帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，確保東海河過(guò)流能力滿足生產(chǎn)生活的需要，保護(hù)東海河該段護(hù)坡不被破壞，減少滲漏水量，使東海河供水維持正常水位，東海河供水保證能力得以鞏固保障。但本項(xiàng)目的治理也造成了一定的水土流失，今后將仍需要加強(qiáng)對(duì)河道整治中的水土保持進(jìn)行治理。