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牤牛河流域河道生态治理初探

2010-04-04冯金鹏冯嗣禹

东北水利水电 2010年2期
关键词:险工河势北票市

冯金鹏,吴 健,冯嗣禹

(辽宁省水利水电科学研究院,辽宁 沈阳 110003)

牤牛河系大凌河一级支流,发源于内蒙奈曼旗黄音他拉乡,由台吉营乡南台子村三家子流入辽宁省北票市境内。流经北票市的台吉营乡、黑城子镇、马友营乡、泉巨永乡、三宝乡和阜蒙县的于寺镇、化石戈乡等乡镇。至北票市下府乡石家村汇入大凌河。

牤牛河流域面积4747 km2,河长为135 km。辽宁省境内流域面积2818.47 km2,河长83.6 km。其中阜蒙县与北票市左、右岸交界河长39.10 km,北票市段河长44.5 km。

牤牛河流域地势北高南低,河道平均比降为0.123%,弯曲系数1.38。牤牛河河道基本为游荡型河道,河身比较顺直,在较长的范围内,往往宽窄相间,类似藕节状。河道滩槽分界不明显,河段基本为单一河槽,平均河宽785 m,河道平均水深0.5~1.5 m。河流弯道部分河岸冲刷较为严重,形成多处险工。

牤牛河流域地广人稀,交通不发达,属辽宁省内经济落后地区。历年地方在河道治理上投入较少,因此河道治理工程很少,少量的现有工程也由于建设年代较早,设计标准低,绝大多数破损严重。而且牤牛河洪水主要集中在汛期发生,峰高浪急,对河道的冲刷非常大;河道为游荡型河道,河道宽浅,河床河岸组成物质颗粒细,松散易冲易淤,主流摆动频繁,主槽位置也相应摆动,导致河势变化剧烈;同时两岸缺乏控制性工程,沿河两岸耕地、林地损失较大,有个别险工甚至威胁到村庄和住户的安全。以上这几点造成了牤牛河现有大量险工亟待治理,其现状已经不能满足当地社会、经济发展的要求。因此对牤牛河河道重新进行治理是十分必要的。

1 河道生态治理及原则

依据国家颁布的《防洪标准》,当保护的农田面积小于2万hm2,人口小于20万人时,乡村等级为Ⅳ级,防洪标准可定为10~20年一遇。辽宁省牤牛河流域范围内人口约4.96万人,保护农田面积1.415万hm2,工业总产值17614.8万元。考虑到牤牛河流域人口大多集中在离河较远的高地上,牤牛河河道治理主要保护对象为农田,确定牤牛河流域河道防洪标准为城市段20年一遇,农村段10年一遇。

根据牤牛河20年一遇和10年一遇的洪水成果,结合实测地勘断面资料(牤牛河水面线计算所采用的河道横断面为2008年实测的河道大横断,在白石水库回水末端迷里营子~辽蒙界河段内,共布测了33个断面,其中桥断面2个,普通断面31个),绘制了洪水淹没范围图和河道套绘图,同时做了水位与岸边高程的比较。根据以上成果,以生态治河理念为主,同时考虑河道防洪安全,确立牤牛河流域河道治理应以生态治理为主,以整治工程治理为辅的原则。其主要原则如下:

(1)树立自然、绿色的现代生态治河理念,尽量选取适合当地的植物,构成生态防护系统。要做到工程措施与非工程措施的密切配合,相互配合综合治理。

(2)尊重自然规律,针对当地的地质条件、水流特性、河道演变的特点,以河道天然现状为基础,顺应河道洪水流势,控导主流归槽,因势利导稳定河势。

(3)把防洪安全放在第一位,使河道经过治理后能够安全下泄设计标准洪水,保护河道两岸的村庄、农田及人民群众生命财产的安全,为当地经济、社会的可持续发展提供安全保障。

(4)全面合理制定河道生态治理方案,统筹兼顾,协调好上下游、左右岸的关系,充分考虑沿河各地区的利益和要求,构建和谐共生的局面。

(5)要具有一定的前瞻性,既要符合当前经济发展的水平,又要满足今后经济发展的需要。

根据上述河道生态治理原则,制定了辽宁省牤牛河流域河道生态治理方案。

2 河道生态治理方案

首先,根据河道地形勘测资料,结合布置原则,综合考虑10年一遇洪水行洪宽度,平面套绘的结果等,同时考虑给河道摆动留有一定的余地,布置牤牛河治理的整治线。沿整治线种植10 m宽生态林带以标示整治线,确定河道管理范围。整治线上种植杨树、柳树为主,亦可根据当地情况选中当地适合树种。

其次,利用河道天然节点以及河道上的整治工程控制河床,归顺水流,保持河道稳定的目的。具体措施如下:

(1)充分利用现有的天然节点。牤牛河流经低山丘陵地区,河道多处靠近山根,这些正是河道的天然控制节点,但由于牤牛河两岸山体多为黄土构造,抗冲能力不强,因此山脚天然节点对河道的控制能力不是很强。历史上曾有因山根坍塌而脱溜的现象,引起河势变化,所以对于控制长度不够,顶冲坍塌已经十分严重的地方需辅以工程,增强节点对河势的控制。

(2)现有大险工段都是在水流急、冲刷强、河道塌岸严重、河岸变形较强烈的位置,这些是河道治理的重点。利用整治建筑物控制河床变形,避免河道摆动,稳定河势,同时保护岸滩耕地、林地、村庄等。

(3)在以上两种控导工程间距较大的中间河段,以及两岸因冲刷而逐渐后退不断发展的弯道,也是河道治理的对象,在这些地方采用平顺护岸以顺导水流。

最后,采取生物固滩,在牤牛河干流河滩地上种植灌木和树木,沿河道两岸岸边形成30 m生态林带。生态林带首要的作用是利用植物根系,在第一道防线护岸护滩工程的后面,形成第二道屏障,增强河岸的抗冲能力,从而达到固滩的目的,逐渐归顺河槽,减小河势的摆动。其次是减小流速,减轻对耕地表层土壤的冲刷,保护耕地,有利于当地的经济发展。牤牛河下游的白石水库是建在多泥沙河流上的水库,泥沙淤积是一个很难解决的问题。牤牛河是水库主要的泥沙来源,生物措施无论是减少河岸崩塌,或是漫滩水流的挂淤,都将会一定程度的减少白石水库的入库泥沙。

[1]朱党生,王超,程晓冰.水资源保护规划及技术[M].北京:中国水利水电出版社,2001.

[2][日]财团法人 河道整治中心.周怀东,杜霞,李怡庭,张祥伟,译.多自然型河流建设的施工方法及要点[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

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