山区中小河流治理设计方法探讨

山区中小河流治理设计方法探讨

                                     汪亚争

                  广州珠科院工程勘察设计有限公司  广东广州  510611

摘要:中小河流一般指集水面积在50km23000km2河流,广东省中小河流共有1211条,河道总长达到3.66万km。这些河流大多位于山区,线路长,地形复杂,长期疏于管护,给设计工作带来很大困难。有些设计不免闭门造车,未经调查和沟通的设计方案在施工过程中会发生大量的变更;或者设计方案元素单一,标准不合理,渠化,僵化河道,有背生态治河的理念。本文主要介绍了如何利用现代化工具做好前期踏勘工作,如何设定防洪标准、确定设计洪水的合理性,以及在设计过程中如何因地制宜的选择护岸形式及材料等。

关键词:中小河流   防洪标准   护岸  护坡

1、做好前期准备工作

做好前期准备工作就要设计人员在接到设计任务后,首先熟悉测量资料,对河道沿线岸墙高度,坡度,已加固段等有个初步了解,对测量存在疑问的地方作好记录;接下来深入现场沿河查勘,调查历史洪痕。尊重当地群众和领导的意见,宣传和普及生态治河理念,与当地业主和群众初步拟定设防段,护岸段,清淤清障段,以及需要整治的建筑物和护岸形式及用地情况,避免后期意见不统一工程无法推进的情况。

前期准备工作中进行现场沿河查勘调查时,由于山区河流地形复杂,利用传统的查勘方法,不仅费时长,而且不够精准,往往连自己在哪里都不知道,无法与图纸准确对应。为了解决这一问题,我们可以选用目前市场上比较简便、流行的手机定位系统,如户外助手 “两步路”和手机自带的照片定位功能等。这些现代化工具可以准确定位查勘位置,清晰记录查勘轨迹,与拍摄的现场照片一一准确对应,并当场初拟方案。这种查勘方法高效准确,并且在现场拟定的方案直观适用,大大减少了后期内业工作难度。

2.水文资料调查分析

山区中小河流流域内基本上无水位和流量资料,气象站和水文测站大多距离较远,或者集雨面积相差较大,适用性不强,故目前设计洪水计算主要依据广东省水文局1991年编印的《广东省暴雨径流查算图表使用手册》和《广东省暴雨参数等值线图》(2003年)。但由于这些资料已经几十年未经修正,计算出的洪水往往偏大,使得计算水位偏高,给方案设计即控制投资造成很大困难。鉴于计算基础资料目前仍未更新,对现状洪痕调查及合理性分析显得非常有必要。

3、防洪标准的拟定

防洪标准的拟定要根据防洪对象来拟定,根据《广东省中小河流设计指南》,同一条河流可根据不同区域的保护对象分区分段确定防洪标准。首先分段调查防护对象,然后论述防洪标准,再分析设防必要性,最后确定治理措施。一般乡镇人口密集区的防洪标准取10~20年一遇;村庄人口集中区的防洪标准取5~10年一遇;农田因地制宜,按照5年一遇以下防洪标准或不设防考虑。

山区农田洪水来的快去也快,对农作物影响较小,一般可不设防;村庄可根据受淹范围和受淹时间等区别对待;镇区因受淹面积较大,一般应尽量设防。但由于山区中小河流因为长期无人管制,房屋一般临河而建,占用河道,房屋基础就是河道岸线,洪水时,沿岸房屋受淹,这种情况如新建堤防防护,需拆除沿线房屋,阻力很大,拆除后,需保护的房屋也所剩无几,因此,此类情况不宜新建堤防,对沿岸房屋基础进行适当防护即可。

4、工程方案设计

①岸线拟定

河道岸线布罝时应不(少)占滩,不征(占)地,不对河道进行渠化设计,不对原河道进行裁弯取直,应尽量顺沿原河道布罝,保持河道原有蜿蜒走势。

整条河道不能统一治理宽度,可以设置最小治理宽度,对于卡口位置,如果影响到行洪,可适当拓宽。对于河道现状较宽的,不得缩窄河道宽度,避免河道渠化,显得生硬,呆板。

②护岸形式及材料选择

因地制宜选择河道治理断面,尽量采用复式断面,固脚防冲与天然缓坡相结合,非不可协调原因,尽量避免混凝土高档强护岸。

山区中小河流设计方案既要考虑安全使用,也要兼顾生态环境,保证水土交换给水生物提供存活的环境,所以护岸材料宜选择生态材料。生态砼模块挡墙和植草砖是生态需求刺激下而生的新型护岸护坡形式,在人口密集的城市河道中应用较为广泛,但山区中小河流治理所在的偏远山区很难找到厂家,如果大量使用这些材料将大幅提高工程的造价。所以材料选择上应结合当地材料特色,避免大量外购材料,充分就地取材。山区河道一般存在多种粒径的卵石,砂卵砾石,这些都是很好的固脚和护岸材料,如河道砂卵石料掺土护坡、河道卵石装填石笼、浆砌河道卵石、叠砌河道大石、河道大石壅水陂头等,既节约工程投资,又可实现生态治理,体现景观特色,促进地方生态旅游。

③合理利用开挖清淤料

山区中小河流由于长期疏于管护,河道一般淤积较为严重,清除的淤积料如果全部运至弃渣场堆放,不仅增加占地而且运输费用也高,如果加以利用会大大降低投资。山区河流河床清淤料砂卵砾石较多,一方面可以用于护脚类墙后回填,也可以用于临时道路和围堰填筑等。

④打造便民休闲亮点

对村民集中的地方、桥梁的上游侧、成片农田的适当位置,要考虑布置下河台阶,方便村民洗衣服、挑水淋地。村庄附近有条件的地方,可规划适当的亲水地块,以后建村民休闲公园,给当地有个发展的空间。

结语:山区中小河流治理经过近十年的经验和教训,已慢慢趋于成熟,设计者应充分了解当地的情况和群众需求,精心设计及时反馈,在工作中发现问题,分析问题,讨论解决并实践推广。充分的结合山区中小河流实际情况,要有所突破,不再固守陈规,为治理工作指明方向,为山区中小河流治理工作规范化出一份薄力。

参考文献:

[1]黄本胜、陈晓文、黄锦林。《广东省山区中小河流治理工程设计指南》.(2016,年中国水利水电出版社)

[2]李婷婷 .《浅析中小河流治理的设计要点》. 水利技术监督.2017(04) 

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