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唐河(金峰殿—王庄堡段)河道治理与生态环境分析

2019-02-14

山西水利 2019年7期
关键词:唐河砌石河段

孟 琳

(浑源县水务局,山西 浑源 037400)

1 项目概况

唐河发源于浑源县泽清岭,流经浑源县王庄堡镇,纵贯灵丘盆地,由西向东流经灵丘县高家庄至北水芦村一带,有城头会泉水出露,河水流量逐渐增大,河流折向东南,于下北泉出山西省进入河北省,山西境内河流全长96 km,河道纵坡11‰。唐河为常流河,本次治理的工程段沿浑源境内唐河金峰殿—王庄堡河段分布,河段位于唐河上游,治理起点至终点有部分支沟汇入,较大支沟有马尾河。

1.1 区域气候、水文及地质条件

浑源县属半干旱大陆性气候,春季风大,夏热多旱,秋短早霜,冬冷干燥;多年平均气温6.5℃,极端最低气温-37.3℃,极端最高气温39.7℃,最大冻土深1.72 m;降雨量主要集中在6—9月,多年平均降水量408 mm,汛期6—9月约占全年降水量71.4%;多年平均蒸发量1 601 mm。降水量、蒸发量年内分配不均,形成了“十年九旱、年年春旱”的气候特征。

工程段沿浑源境内唐河金峰殿—王庄堡河段分布,与工程相关的地层岩性相对较简单,主要为河流松散堆积物,即第四系全新统,人工土(含生活垃圾、杂填土)应挖除,非经处理不得作为地基基础。

区域内构造相对简单,场地土的类型属中硬场地土,场地类别为Ⅱ类;建筑场地属建筑抗震一般地段。工程区土体工程地质条件较单一,性状尚好;挡墙地基主要由卵砾石层(或砾砂)和局部地段的粘质粉土构成,无液化土。

区域水文地质条件较简单,工程区含水岩层主要由松散岩类孔隙含水层组成。地下水位受季节、灌溉影响而波动,一般埋深小于3 m,受地表水和大气降水补给。工程区环境水化学类型均属HCO3·SO4—Ca·Mg型。工程区场地地基土属中—强渗透性(挡墙内外渗流联通),并存在汛期冲刷(淘蚀)问题。挡墙基础应下挖一定深度,并适当处理确保地基土稳定。

1.2 河段现状及治理的必要性

浑源县唐河现状主河槽较窄,河道大部分河段不满足20年一遇行洪要求。沿线村民在临河两岸高地上居住,离河道较近,沿线村庄分布较多,随着经济发展,洪灾损失也逐年加大。由于河段处于上游,源短流急,洪水来势迅猛,而河道纵坡较大,流速较大,河岸缺乏必要的防护措施,临河房屋、路基遭受洪水威胁。沿线穿河道路较少,取水建筑物缺乏;治理段河道现状生态环境为农村乡土环境,河道主槽上下游宽窄不一,不规整,河道局部段被侵占,河道束窄,河道生态环境较差,几乎没有水景观。同时,唐河流域属温带季风型大陆性气候,多风、少雨,干旱严重。项目区降水量小、蒸发量大,林木覆盖率低、植被稀疏,河滩地均为砂卵石或土层较薄,土质疏松,抗冲力低,易流失,流域生态环境退化,生态系统相对脆弱。

河段的现状制约着沿线村庄行洪安全、经济发展及环境保护,河段综合治理和修复非常紧迫:通过修建挡水建筑物实施村庄防护,使标准内洪水安全下泄,减少洪灾损失,可保障沿河人民的生命和财产安全;修建漫水路、取水建筑物,充分发挥水利工程设施在经济持续发展中的基础作用,可提升沿岸村民的生产生活条件,从而促进区域社会经济的稳定发展;通过生态修复工程,可涵养水源、保持水土,生物的生存环境得到改善,可提高唐河流域防御自然灾害和生态破坏的能力。

2 工程内容及布置

本次河道治理工程的设计标准,村庄段防洪标准为20年一遇,堤防级别为4级;农田段的防洪标准为10年一遇,堤防级别为5级。

主要建设内容有:通过采取河道两岸修建防洪堤岸,新建护岸、挡墙等措施,对唐河金峰殿—王庄堡约14 km河段进行综合整治,使其达到设计防洪标准,彻底解决两岸村庄的洪水隐患;修建漫水路、灌溉取水口及巡河路等工程,改善沿岸村庄生产、生活条件;通过河道内生态修复,减少水土流失。

2.1 村庄及农田防护工程

防护工程共涉及5个村庄,计2 904 m河段的护岸挡墙:龙咀村684m,鸽子峪村378 m,下达枝村544 m,水磨村387 m,王庄堡镇唐河段288 m及马尾河段623 m。

沿线护岸堤防工程在龙咀村、鸽子峪村及下达枝村段布置在河道左岸,在水磨村上下游及王庄堡镇段布置于右岸。堤线布置上结合河道现状及特点,遵循的原则是:尽量利用现有堤防满足防洪及工程管理要求,少占耕地,保护周边环境等。

堤型选择时本着就地取材、因地制宜、降低造价的原则,对砂砾石土堤和重力式浆砌石挡墙两种堤型方案进行比较:砂砾石土堤的优点是施工方便,适应变形能力强,造价较低,其生态和景观效果明显,但占地面积较大;重力式浆砌石挡墙,具有抗冲能力强、耐久性好等优点,且占地空间小。最终采用重力式浆砌石挡墙的堤型,一是鸽子峪、水磨村、王庄堡段堤后为耕地,有利于保护有限的耕地资源,同时可以减少征地困难;二是下达枝村河段紧邻村庄,堤防修建占压道路房屋,可以减少房屋拆迁,便于村民出行及村内正常排水和工程顺利实施。

以20年一遇防洪标准对河流水文资料进行分析,计算得到各段河道水面线作为设计水位,加0.9 m超高控制护岸堤防的顶高程,顶宽0.6 m。护岸堤防工程每间隔10 m设一处变形缝,采用2 cm高压闭孔板嵌缝;基础埋深位于地面以下2.0~2.1 m,满足抗滑稳定要求。

水磨村下游河段有50 m水毁堤防,治理时采用格宾挡墙墙后填土恢复原岸坡,在岸坡上恢复原浆砌石堤防。格宾挡墙墙体总高5 m,采用5层格宾块体垒筑,最下部块体宽3 m,最上部块体宽1 m,单块高1 m。墙后回填至现状滩地高程,墙后及底部贴250 g/m2土工布反滤。恢复时堤防堤顶高程顺接上下游堤防堤顶,墙高约1.5 m。堤防恢复仍采用原浆砌石墙断面,顶宽 0.7 m,迎水侧边坡 1∶0.3,背水侧边坡 1∶0.2。

2.2 河道清障疏浚及道路取水工程

对治理段约14 km主河槽,按照设计河底宽度及纵坡进行疏浚。鸽子峪村段河道左岸120 m堆积有约750 m3石材废料,影响行洪,要求清除;下达枝河段设漫水路2处作穿河道路,为防止漫水路上下游冲刷,上下游均设3 m宽格宾石笼防护;鸽子峪村下游左岸建设300 m巡河路,采用泥结碎石路面,宽度3.0 m;水磨村203省道桥上游设取水口工程,保证两岸耕地正常灌溉,左右岸进水口宽度分别取0.6 m、0.4 m,对称布置,进水口上下游设置渐变段。进水口与河道中心线夹角30°,相邻进水口设置冲沙口,宽度1.0 m。

2.3 生态修复工程

河段滩地生态修复与保护以种植为主,以河段治导线为控制边界,进行全线的生态保护与修复:沿线村庄附近重点选取5个节点,营造水生态景点,其它部分现状植被情况较好的予以保留。

生态修复工程布置时遵循的原则有:不妨碍河道的防洪调蓄;结合浑源县当地的自然气候,因地制宜进行植物搭配;重视植物的多样性和特色性;注意河道的空间性及视线通透性。

在工程项目选取的打造节点,采用草本—河槽的断面形式,首先全面撒播野牛草打底,其次按照不同高度的草本植物进行组团式搭配种植:主体草本植物选用紫花苜蓿、沙打旺、菊芋等,既耐旱又耐水湿,且具有固土作用,可减少河道输水期间对两岸的冲刷,避免水土流失;以高度次之、色彩各异的狼尾草—小冠花、马蔺—费菜、甘野菊—小冠花、大叶补血草—蒲公英等草本植物曲线型组团搭配依附,突出自然岸线的曲线形式,营造丰富的植物岸线形态;从上游至下游纵向保证较好的视线通廊,形成高低错落明朗的绿化空间和线性流畅、简洁的绿化风格,打造即具郊野特色又有一定观赏价值的生态河道。

为了减小大洪水时对滩地冲刷破坏植物生长环境,在生态整治段的两岸滩地设置浆砌石潜坝。潜坝厚度0.6 m,埋深2.0 m,垂直水流方向布置。潜坝下游设0.5 m厚格宾石笼防护,防护宽度3.0 m,顶部设0.3 m回填土便于种植。

3 生态环境分析

本河道治理工程主要内容为沿河村庄防护、河道生态修复,属非污染生态类项目,是一项公益性水利工程。工程的实施将提高治理区域的防洪能力,改善河道沿线生态环境,提升治理区域的居住环境水平。

3.1 水土保持措施

工程项目区属北方土石山区,土壤侵蚀类型包括水力侵蚀和风力侵蚀。本工程水土流失防治区分为主体工程区、堤防施工临时占地区、弃渣场区、交通道路区和施工生产生活区等5个防治区。

水土保持防治措施主要采取有工程措施、植物措施和临时措施:工程措施包括主体工程浆砌石挡墙和格宾石笼水平防护,其他防治区表土剥离、绿化覆土、回填复耕和土地平整;植物措施包括播撒草籽,恢复植被;对临时堆放的表土堆采取袋装土拦挡坡脚、密目网苫盖表面等措施。

河道治理工程采用生态治理方案,在河道管理范围内撒播草籽,既可抵御雨洪的冲刷,又能形成良好的景观效果,以上措施对维护河道稳定、水土保持、生态绿化起到了积极作用。

3.2 环境影响分析

村庄护岸堤防工程采用了重力式浆砌石堤岸配合格宾石笼护脚抗冲的布置方式,格宾石笼结构柔性、适应较大变形能力较好,且选用材料环保、施工简便可控,相比于传统的刚性浆砌石工程,在抵抗高流速、强冲刷方面更具优势,同时可以减少污水产生,在生态环保领域更受欢迎。

工程建设对沿线生态环境影响较小,不存在影响项目建设的环境制约因素。主要环境问题在于施工期废水、废气、噪声、固体废弃物等排放,对工程影响区内的生态环境造成不利影响,采取必要环保措施后可以得到有效减免。

工程施工期间要加强环境监测和管理工作,关注大气、噪声、固体废弃物等对渠道沿线村庄的影响,实施环境监理和环境工程“三同时”制度,及时掌握各施工阶段的环境污染程度和范围,可减免工程对环境的不利影响。

4 结论

本河道治理工程中,村庄防护工程结合旧有的浆砌石堤防,采用浆砌石重力护岸配合格宾石笼护脚防冲的布置方式。新建堤防工程采用格宾石笼,材料环保、简便经济、抗冲刷更佳,逐渐成为主要的工程措施,多用植物措施进行生态治理和环境保护,治水思路向“生态水利”转变。

工程实施后,沿河村庄防洪能力加强,保障防洪安全,实现“山、水、林、田、草”相互促进,改善了该段河道生态环境,促进唐河河流生态系统向良性循环,能有力地促进当地社会、经济和环境的可持续协调发展,生态、环境和社会效益显著。

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