劉建剛,潘敬陽
(1.無錫市五洲建設工程監(jiān)理有限責任公司,江蘇 無錫 214024;2.江蘇春為項目管理有限公司,江蘇 常州 243000)
當前,我國中小河流存在防洪基礎設施不足、治理投入不足等問題。這些問題的處理是當前我國水利治理的重點和難點。中小河流在治理過程中,由于人為因素可能會導致植被、土壤的破壞,進而容易引起水土流失,對環(huán)境和周邊人們生活造成不利影響。因此,在治理河流問題時需要預先制定水土保持方案,以達到較好的治理效果。在中小河流治理中,通過妥善應用水土保持方案,不僅可以很好地保持當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,而且可以很好地起到河流的防洪排澇作用。在中小河流的治理工程中有可能對河流造成二次污染,因此在水土保持方案的制定上要考慮到這一點,盡量結合當?shù)亟涤昵闆r及時清除淤泥,避免二次污染的發(fā)生;此外,對于水土流失較為嚴重的邊坡工程,要進行重點處理[1~2]。
中小河流治理關系到中小河流重點河段的防洪減災能力,中小河流流域周邊的生態(tài)環(huán)境,糧食安全等重大問題。此外,我國水資源較為匱乏,中小河流的有效治理可以很好地解決河流的水土流失現(xiàn)象,對保持水資源有很重要的作用[3~4]。因此,中小河流的水土保持治理意義重大。本文以某縣河道治理為例,結合該河流的工程概況,針對具體問題,提出相應的治理措施。
某縣位于我國南部,地屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),降水主要集中在4 月~9 月。該縣土壤主要有潮土和水稻土,表層土壤厚度在20 cm~40 cm,土壤可蝕性中等。該縣有一條河流經(jīng)過,河流總長26.5 km,匯水面積約73 km2。目前河流存在著河道淤積、水流不暢、防洪排澇功能不良等問題。開展河流治理是該縣重點整治和水利治理規(guī)劃的重要部分,因為河道治理關系到本縣的防洪排澇安全,用水安全保障等民生問題,因此河流治理勢在必行。該工程呈縱向分布,線性排開,縱深較長,工程較大,且不同的地段由于環(huán)境條件不同需要采取不同的施工方式,進而可能會破壞土壤、植被,還有可能會造成新的水土流失,從而對周邊環(huán)境造成影響。根據(jù)施工設計規(guī)劃,工程建設征占地總面積159.3 hm2,其中:永久占地80.7 hm2、臨時占地78.6 hm2;主體工程挖填土石方總量473.2×104m3,其中:挖方總量394.4×104m3,填方總量78.8×104m3。為滿足堤防加固工程的需要,工程需借方16.0×104m3,產(chǎn)生棄方331.5×104m3。
該工程范圍大部分位于各行政村和自然村,由于歷史遺留原因加上長久治理不善,使得河道淤積嚴重,河岸較為雜亂。這種臟亂差的環(huán)境嚴重影響周邊生態(tài),使得人們的生活也大受影響,因此需要對河岸進行清理,對護坡進行重新設計,從根本上清除淤積使得綠水長流,在解決水安全的同時也解決美化生態(tài)問題,加強生態(tài)文明建設,讓附近的村民有一個休閑的好去處。
中小河流河道治理工程是一項綜合性工程。由于河流的地形特征使得河流河道的治理呈線型分布,但是具體到某一點或者某一處的治理,又有了“點”的特征。這表明河流的治理工程量很大,涉及的場所較多。
該縣河道的治理造成的水土流失見圖1,水土流失總量為5243 t,其中工程施工新增水土流失總量為4800 t,可見工程帶來的水土流失還是很大的,占據(jù)了水土流失總量的絕大部分(91.55%)。新增水土流失中施工準備期、施工期和自然恢復期分別占到總量的0.21%、91.25%和8.54%。施工期造成的新增水土流失量最大,施工期造成的地表裸露、植被破壞、污水排放等給人類帶來危害。
圖1 水土流失情況匯總
由于工程量很大,在河道的治理過程中,土石方的開挖量很大。該工程的土石方調(diào)配情況見表1,土石方的開挖量達390.6×104m3,主要集中在河道清淤、堤防加固和邊坡治理工程上;回填的土石方達76×104m3,主要集中在邊坡治理和堤防加固工程。由于開挖的淤泥質(zhì)量較差,不合適再用來回填或者來加固邊坡,因此造成大量的棄土,棄方量高達329.8×104m3。開挖量減去棄方量,剩余60.8×104m3,由于回填量為76×104m3,因此需要借土方15.2×104m3。河道治理過程中造成了大量的棄土,如果不妥善處置這些淤泥質(zhì)土將很有可能造成更嚴重的水土流失。
表1 土石方具體分布
該工程范圍大部分位于各行政村和自然村,且河流所經(jīng)大部分區(qū)域地勢較緩,護岸工程所占空間不大,因此護岸工程受已有構筑設施影響較小。由于河道周圍已建堤防較多,考慮到盡量少占地和經(jīng)濟投入,護岸工程斷面形式采用復合式斷面形式。復合式斷面形式上部斜坡可以種植綠化,景觀性好,生態(tài)性好,雖然復合式斷面存在過水面積小的缺點,但是中小河流的流量也是可以滿足的,此外這種斷面形式投資少,因此確定復合式斷面形式。其設計方案設計有如下兩種:
方案1:下部采用漿砌石擋墻護腳,漿砌石擋墻頂寬為,高,墻趾和墻踵設置為的形式,墻面坡比為,背坡比為。墻頂鋪設厚混凝土壓頂,墻頂后側(cè)設置寬步道(厚透水磚鋪設),步道下設厚砂礫石墊層。擋墻基礎設置厚砂礫石墊層,上部岸坡大于時,按的坡比進行削坡,緩于時則保持岸坡坡度,并在坡面采用撒播草籽護坡,見圖2。
方案2:方案2 的設計大體上和方案1 相同,只是細微部分有些許差異,方案2 的設計中取消了墻頂?shù)膲喉敽蛪敽髠?cè)的步道,見圖3。
一般而言,選擇方案1 和方案2 均可,只有細微差別,但是如果河流治理工作時需要較多的岸上工作則宜選擇方案1,因為方案1 岸上操作空間更廣闊;但是方案1 需要開挖更多的土方,因此在選擇時應根據(jù)具體需求做出選擇。
圖2 護岸設計方案1(單位:mm)
圖3 護岸設計方案2(單位:mm)
根據(jù)該縣河流主體工程施工總體布置和施工特點,該河道處理水土保持的重點在于防治分區(qū)和總體布局。在治理河道之前要根據(jù)該縣河流的具體土壤性質(zhì),地質(zhì)條件,工程建設特點以及重點整治區(qū)等作出全盤考慮,從而在水土保持方面作出總體布局。水土保持分區(qū)主要體現(xiàn)在主體工程施工區(qū)、臨時堆土區(qū)和施工輔助區(qū)。
在水土流失防治措施布局上,有永久防治措施和臨時防護措施。永久防治措施主要是工程措施,采用護坡、擋墻等對邊坡、堤岸等進行加固防護處理,此外輔助以植物保護;臨時防護措施主要體現(xiàn)在施工過程中,這些防護措施旨在服務于工程施工,服務時間較短,以臨時排水溝,編織袋防護等措施為主。工程完畢后要對土地進行整平并采取相應的土地復墾措施,防止水土流失。
主體工程施工區(qū)水土保持措施要結合具體的施工內(nèi)容進行。河道清淤工程要重點考慮圍堰的填筑和拆除,圍堰填筑基坑底部挖集水溝,上下游各設置水泵進行抽水,外坡進行植物防護;水系聯(lián)通工程要重點考慮河道的拓寬,并且在拓寬的同時做好相應的防護措施,臨河一側(cè)設置臨時編織袋防護措施,防止土方滑入河道;邊坡治理工程以堤腳線以外2.0 m 區(qū)域為重點防護區(qū)域,因為該區(qū)域是重點擾動區(qū)域,在邊坡治理工程中這部分區(qū)域土體剝離最為嚴重,但是這部分區(qū)域的土壤往往較為肥沃,因此必須進行重點整治,重點在于剝離土體后的綠化覆土,剝離厚度約30 cm,裸露面用苫布覆蓋;堤防加固工程主要是河道岸坡防護,迎水坡坡比控制在1∶1.5~1∶2.0,背水坡坡比均為1∶2.0;如果采用植物防護措施,則在堤防高程15.0 m 以上的迎水坡坡面鋪設草皮,15.0 m 以下迎水坡坡面種植水生植物,背水坡面全部鋪設草皮。此外需要做好生態(tài)修復景觀工程。
土料開采需要一個堆土區(qū)用來存儲,若臨時性堆土堆高小于3.0 m,則邊坡坡比控制在1∶1.5 以內(nèi),周圍設臨時擋墻,擋墻外挖排水溝;若邊坡高度大于5.0 m,則從坡頂開始,每隔5.0 m 設置寬度為2.0 m 的臺面,臺面向內(nèi)傾斜,且在坡底設置平臺溝。
棄土、棄渣的堆放同樣需要存放在堆土區(qū)。棄土、棄渣堆放時,應考慮到水土保持,將碎石壓在邊坡表面,且邊坡坡比應控制在1∶2.0。如果邊坡高度較高,大于等于6.0 m,則從坡底開始每6.0 m 加設一個平臺,平臺斜率應大于等于4%。臨時堆土區(qū)在使用結束后應進行土地整治,對邊坡采用噴播草灌護坡,土質(zhì)進行改良,植被進行恢復,盡量保護周邊環(huán)境。
施工之前,對生活區(qū)和便道區(qū)的表土進行剝離并集中堆放,剝離后的裸露地面用苫布覆蓋,周邊設置臨時擋墻;施工過程中,要在區(qū)域周邊修筑排水溝,以便順利排水;施工過后,對土地進行整治,若是耕地則進行復耕,若是草地則進行種草,若原來土地用作臨時道路,則拆除硬化路面,復墾土地。
中小河流治理,對于當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展,人民的居住生活等具有十分重要的作用和意義。該縣在經(jīng)過中小河流治理后實現(xiàn)了防洪排澇,此外農(nóng)業(yè)灌溉排水達標,可以直接利用,節(jié)約經(jīng)濟,此外還實現(xiàn)了“河暢、水清”的優(yōu)美環(huán)境,為其他地區(qū)做出了示范。河流的水土保持應該從源頭做起,制定相關的治理措施及方案時,應從整體布局和分區(qū)治理上進行考慮。河道的淤積問題一般是比較常見的問題,治理時應考慮水流特性對河岸的沖刷,還要計算治理后的水力特性,以保證河道的治理根本化,避免淤積再次發(fā)生。
本文針對某縣河流存在的具體問題,結合其水土流失量大和開挖、棄土方量大的特征,對該縣河流治理的水土保持措施進行了詳細闡述,針對河道分區(qū)治理,如主體工程施工區(qū)、臨時堆土區(qū)和施工輔助區(qū)的治理措施進行詳細的介紹,為同類工程的治理提供借鑒。