淺析中小河流的治理-以貴州省為例,水利工程論文

淺析中小河流的治理-以貴州省為例,水利工程論文當(dāng)前中小河流治理已成為我們國家水利投資建設(shè)的重點之一，并已轉(zhuǎn)入全面施行階段。貴州省20202021年規(guī)劃施行中小河流治理項目307個，治理河長1038km，規(guī)劃投資36.98億元。貴州省大部分治理項目為山區(qū)河流，河道兩岸即為階地農(nóng)田或居民房屋;具有河道狹窄、河灣多，河道水力坡降大;汛期洪水陡漲陡落、洪量集中、洪型尖瘦、歷時短等山區(qū)河流特點。本文結(jié)合貴州省中小河流治理的特點，分析設(shè)計及施行中存在的一些主要問題，并對這些問題進(jìn)行初步討論。1中小河流治理標(biāo)準(zhǔn)貴州省山高坡陡，城鎮(zhèn)化率較低，城鎮(zhèn)規(guī)?？傮w偏小，耕地、村寨集鎮(zhèn)沿河流零星分布。中小河流治理洪水標(biāo)準(zhǔn)中，縣城防洪堤多采用20年一遇，農(nóng)田保衛(wèi)5年一遇，保衛(wèi)集鎮(zhèn)結(jié)合農(nóng)田保衛(wèi)項目10年一遇。設(shè)計及施行中發(fā)現(xiàn)，對于保衛(wèi)集鎮(zhèn)結(jié)合農(nóng)田保衛(wèi)項目，采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)大都存在設(shè)計洪水位偏高、設(shè)計防洪堤高出河岸兩側(cè)原地面較多(大部分高出1～2m)的現(xiàn)象。由此造成防護(hù)區(qū)內(nèi)澇嚴(yán)重、河岸視覺景觀受限、人水相隔、堤后為居民房屋的工程因視線受阻及征地問題難于施行、工程占地尤其是耕地增加等問題。要確定合理的防洪標(biāo)準(zhǔn)，一方面要認(rèn)真統(tǒng)計和分析不同頻率、不同量級的洪水對應(yīng)的淹沒范圍、淹沒對象，根據(jù)被保衛(wèi)對象的重要程度、分布高程、范圍以及受淹損失大小選擇適宜的洪水標(biāo)準(zhǔn)，切忌盲目提高洪水標(biāo)準(zhǔn)。對于淹沒損失較小的鄉(xiāng)村防護(hù)項目，經(jīng)論證防洪標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)降低是適宜的。另一方面，一些河流僅通過修建堤防來防御洪水，這可能是不經(jīng)濟(jì)的。例如，很多河流有條件通過堤庫結(jié)合的方式到達(dá)設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而降低工程項目因洪水標(biāo)準(zhǔn)高造成的施行難度，但因大部分河流缺少河流綜合規(guī)劃，不能全面把握整個流域防洪形勢，無法選擇最優(yōu)方案整治河流。建議各地水行政主管部門盡快組織開展河流規(guī)劃工作，提出符合實際的整體施行方案，才可因地制宜，循序漸進(jìn)，適應(yīng)多樣性需求，逐步實現(xiàn)綜合治理的目的。經(jīng)論證洪水標(biāo)準(zhǔn)不能降低的，可結(jié)合堤線堤型優(yōu)化來避免或降低相關(guān)問題的影響程度。2河流坡降大，治理水面線推求是難點水面線推求是堤防設(shè)計的一項重要基礎(chǔ)工作，關(guān)系到工程的防洪效益、建設(shè)規(guī)模、治理方案與工程投資等，尤其是山區(qū)河流，流態(tài)比擬復(fù)雜，采用常規(guī)能量方程分段推求方式方法容易出現(xiàn)成果誤差大、明顯不合理或無解現(xiàn)象。貴州省大部分治理項目為山區(qū)河道，河道狹窄、河灣多，河道水力坡降大，部分項目河道比降大于0．5%，流態(tài)已是急流，水面線推求問題比擬突出。如貴州黔東南州某中小河流治理項目，其支流匯入河口處治理河段河道平均坡降達(dá)35，河道水流為急流，設(shè)計水面線計算以匯入干流處水位為控制點，若從下游往上游推，計算水面線明顯偏高;而若從上游往下游推，設(shè)計洪水位比前者低1.0m左右，且較難處理匯入干流河口水面線銜接問題。劉曾美等研究表示清楚，緩坡河道宜由下游向上游推求，而陡坡河道則宜由上游向下游推求，坡度愈大，水面線成果誤差愈大，應(yīng)根據(jù)河道坡度嚴(yán)格控制計算河段的長度，進(jìn)而保證水面線成果的精度。推求水面線時，需要已經(jīng)知道起始斷面水位作為起推水位，但很多中小河流工程經(jīng)常缺乏此資料，而且其附近斷面也無水位～流量關(guān)系。對于陡坡河道，起推水深小于臨界水深時的水面線成果最終都趨于正常水深，即只要起推水位是急流狀態(tài)下的水位，則向下推求一段距離后水位都會趨向于同一值。山區(qū)河流流態(tài)一般是急流，當(dāng)沒有起推水位且起推斷面以上的河道為漸變河段時，通?？稍谄鹗紨嗝嬉陨霞訙y幾個斷面用來推求起始斷面水位，一般距離取0.6km左右即可。3堤線布置、堤型選擇a)堤線布置問題。胡曉靜等對北京2020721暴雨洪災(zāi)調(diào)查與影響因素分析中，山區(qū)河流洪水致災(zāi)人為原因:一是侵占河道，災(zāi)情主要發(fā)生在受束窄的河段，且束窄河段的岸坡?lián)p毀數(shù)量占總岸坡?lián)p毀數(shù)量比例較大，損毀程度總體較無束窄河段大;二是攔水工程及亂采亂棄等人為干擾，導(dǎo)致河道防洪空間缺乏，流速、流勢等水力條件變化，河道內(nèi)壅水嚴(yán)重等問題，呈現(xiàn)干擾越強(qiáng)烈(如束窄溝道、橫向壩阻斷溝道等)，損毀程度越高的趨勢。山區(qū)河道蜿蜒彎曲復(fù)雜，天然河勢沖淤構(gòu)成的臺階地、灘地，具有調(diào)蓄天然洪水及水生態(tài)功能，可使洪水逐步坦化，洪峰沿程衰減。但在中小河流治理設(shè)計中，為追求堤線順直與平順連接，經(jīng)常大幅度壓縮河道，侵占了治理河道的灘地，尤其在河道轉(zhuǎn)彎處。如此將造成治理后河道洪水調(diào)蓄能力降低，洪水流速變大，洪水傳播速度加快，沖刷嚴(yán)重等問題，一旦發(fā)生大洪水將使當(dāng)?shù)睾拖掠卧馐芨髶p失。建議在堤防設(shè)計中，不要片面地為了追求堤線順直而侵占了河道，尤其是兩岸具有調(diào)蓄洪水的河灘地，應(yīng)預(yù)留河道的調(diào)蓄空間，不可過分毀壞河道自然形態(tài)和河道功能。b)堤型選擇。筆者介入貴州省內(nèi)幾個中小河流治理的設(shè)計工作，也介入了珠江委對貴州省中小河流的檢查工作，發(fā)現(xiàn)堤防堤型相對單一，漿砌石擋墻防洪堤較多。山區(qū)河道坡陡流急，洪水匯流快，來勢猛，沖刷能力強(qiáng)，對于塊石料豐富、運(yùn)距較近、當(dāng)?shù)亟涤炅看蟮捻椖?，傳統(tǒng)的漿砌石堤型具有占地少、施工簡便，投資少等特點，尤其在護(hù)腳防沖及保衛(wèi)農(nóng)田為主的項目中可用之處廣泛。但檢查中發(fā)現(xiàn)部分漿砌石堤施工質(zhì)量稍差，存在砂漿不飽滿、強(qiáng)度較低及施工不規(guī)范等問題，應(yīng)給予高度重視。在縣城及民族生態(tài)園防洪為主的項目中，宜重點考慮知足生態(tài)治理要求與趨勢，增加親水及生態(tài)效果的堤型。建議設(shè)計工作中根據(jù)安全、生態(tài)、和諧的理念，結(jié)合治理河段地形、地質(zhì)、河流流勢及對生態(tài)要求等情況，選擇適宜的堤型進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，在可行的情況下，要積極運(yùn)用和推廣新技術(shù)、新材料。為此省級水利部門可建立中小河流治理關(guān)鍵技術(shù)庫，重點研究適宜的生態(tài)型堤防及護(hù)坡等的關(guān)鍵技術(shù)。4工程投資a)工程總投資控制問題。根據(jù)(全國中小河流治理項目和資金管理辦法〕要求，貴州省中小河流治理項目補(bǔ)助資金根據(jù)規(guī)劃投資額的80%布置，地方配套資金根據(jù)省級補(bǔ)助12%、州(市)級配套8%布置，縣級配套永久占地及超規(guī)劃部分投資。施行中發(fā)現(xiàn)，州配套資金很多沒有落實、縣(市)級配套資金滯后。由于國家資金投入有限，且貴州經(jīng)濟(jì)落后，地方財政不可能在河道治理項口中投入太多資金，因而水利主管部門只能根據(jù)上報項目的重要性和緊迫性分批分段且限額設(shè)計施行。中小河流項目治理長度及投資已由規(guī)劃規(guī)定，由于地方資金配套困難，一般要求設(shè)計單位嚴(yán)格根據(jù)規(guī)劃投資設(shè)計。農(nóng)田防護(hù)項目洪水標(biāo)準(zhǔn)5年一遇，投資一般按245～328萬元/km控制;鄉(xiāng)鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，按340～400萬元/km控制;縣城防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，按430～490萬元/km控制(km為綜合治理河長，投資不包含永久占地費用)。通過介入的一些項目，筆者發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田防護(hù)項目規(guī)劃投資基本適宜;鄉(xiāng)鎮(zhèn)防洪項目根據(jù)項目實際情況，有的資金緊張，有的存在充裕;而縣城防洪項目多數(shù)資金緊張。建議設(shè)計人員根據(jù)計劃資金的額度，結(jié)合河流治理規(guī)劃成果，初步判定可能治理的河段長度、范圍和治理方案，積極與項目業(yè)主溝通，獲得業(yè)主的同意后進(jìn)一步深切進(jìn)入設(shè)計，避免返工和重復(fù)工作。b)降低臨時工程費用問題。貴州省河道治理項目多為山區(qū)河流，設(shè)計防洪堤堤基堤腳多采用漿砌石或混凝土護(hù)腳，且堤高不高。因而可簡化施工圍堰設(shè)計、采用分段施工、允許圍堰過水等措施降低臨時工程費用，節(jié)省的資金可用在限額設(shè)計工作中其他永久工程上。5中小河流管理問題a)中小流域治理十分是城鎮(zhèn)河段存在居民建筑、橋涵、生活垃圾等擠占河道現(xiàn)象，致使河道行洪能力降低。永久征地費用需由地方配套，因配套資金困難，有些局部侵占河道的建筑物工程仍沒有設(shè)計拆除，有些設(shè)計拆除但施行困難，影響工程進(jìn)度。水利部門對河道管理相對薄弱，工程完工后人為侵占河道現(xiàn)象難以杜絕。建議根據(jù)有關(guān)法規(guī)強(qiáng)化管理，并出臺相關(guān)中小河流管護(hù)措施，落實日常管護(hù)經(jīng)費。b)部分項目建設(shè)管理不到位。中小流域治理項目均成立了項目法人單位，但其管理人員多為水利局領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員兼任，由于近年來基層各類水利項目較多，基層水利工作繁忙，存在建設(shè)管理及監(jiān)督不到位情況，不利于治理項目推動。建議流域機(jī)構(gòu)加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)，開展以財務(wù)管理為重點的相關(guān)培訓(xùn)，幫助地方解決技術(shù)、管理等方面存在的問題。c)中小河流洪水預(yù)報系統(tǒng)。建立監(jiān)測、通信及預(yù)報系統(tǒng)，是防治洪水災(zāi)禍的一項重要的非工程措施。當(dāng)前洪水管理措施大多是針對大江大河及華而不實下游平原洪泛區(qū)的，針對山區(qū)小流域洪水管理的研究還比擬少。山區(qū)小流域洪水具有與江河洪水顯著不同的特性，其產(chǎn)流快，匯流時間短，洪水落差大，陡漲陡落，同時存在基礎(chǔ)觀測資料少、缺乏相關(guān)技術(shù)支撐，工程措施施行困難，防洪組織體系不健全等缺乏，因而在洪水風(fēng)險分析、監(jiān)測預(yù)報等技術(shù)方面也存在顯著不同。因而，加強(qiáng)山區(qū)小流域洪水預(yù)報及相關(guān)技術(shù)研究，包括研究中小河流河道洪水構(gòu)成及傳播特性、建立適應(yīng)于中小河流特點的洪水預(yù)報系統(tǒng)、提高洪水預(yù)報精度及流域防洪減災(zāi)工作決策的科學(xué)性和預(yù)見性等，對于提高山區(qū)中小河流小流域洪水風(fēng)險管理水平具有特別重要的現(xiàn)實意義。6結(jié)束語隨著中小河流治理大規(guī)模施行和全面推進(jìn)，各項工作也將出現(xiàn)新的階段性特征，需要我們高度重視、健全機(jī)制、科學(xué)治理，準(zhǔn)確把握中小河流治理的施行要求，為扎實推進(jìn)中小河流治理提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。結(jié)合貴州省中小河流治理的特點，分析討論了在設(shè)計及建設(shè)管理中存在的洪水標(biāo)準(zhǔn)、山區(qū)河流水面線推求、堤線布置、堤型選擇、工程投資及管理方面等存在的問題，提出了注重洪水標(biāo)準(zhǔn)的比選，開展山區(qū)河流水面線推求研究，考慮河道調(diào)蓄洪水作用，注重堤線布置，不侵占河道行洪空間，結(jié)合生態(tài)、投資、占地等方面優(yōu)選堤型，加強(qiáng)中小河流建后管理，研究中小河流洪水預(yù)報系統(tǒng)的研究等建議，望對開展中小河流治理相關(guān)工作提供幫助。以下為參考文獻(xiàn):［1］李鈞.貴州山區(qū)河道治理工程設(shè)計總結(jié)與考慮［J］.