王 灏

（青海九0六工程勘察设计院，青海 西宁 810001）

1 工程概况

研究区域位于青海省较寒冷区域，是青海省最大煤矿区，矿区东西长约19 km，南北平均宽4 km，面积76 km2。该地多年平均气温-5.1℃，最高气温17.8℃（1959年7月），最低气温为-35.6℃。多年平均蒸发量1049.9 mm，平均最小相对湿度约3%，湿润系数0.45。主河道下游沟口处汇水面积15.1 km2，沟道长度5.26 km，沟谷平均比降为67‰左右。处于高海拔地区，海拔高程为3948 m～4184.3 m。

该区域气候严寒，长年冻土发育，人口稀少，且在该区域面临着沟道汇水面积大，地表植被稀少，松散固体物源较为丰富，易形成泥石流。河道下切，破坏沿岸植被，造成水土流失，沟道内无任何防洪设施，水流紊乱，河道淤积严重等问题。这些问题严重影响了人员的安全，对该区域的建设存在很大的安全隐患，因此，对于该地区河道生态恢复进行研究迫在眉睫。

2 生态恢复设计

2.1 标准依据

该地区处于高寒高海拔地区，对于生态恢复的设计要依据国家相关的标准条例，同时要结合本地的气候特点。

依据国家相关标准规范以及该区域内内河道和泥石流沟道的实际情况，来确定泥石流拦挡工程和排导工程均按照30年一遇洪水标准进行设计。

根据该区域内泥石流的规模、来源、发生的原因、危害程度等方面，并结合《泥石流防治工程设计规范》来确定河道内泥石流防治工程安全等级为二级。河道生态环境恢复治理工程主要包括堤防工程、河槽疏浚、湿地保护工程。

2.2 河道恢复治理设计

河道恢复治理要因势利导，顺应天然河流的流势；同时根据该地区的地质结构将河道主防洪堤间中心点作为该区域内河道治理设计横断面的中心点。对于河道的纵坡设计整体上要与原河道纵坡基本一致，可以在局部地段进行调整，兼顾上下游，尽可能使河道纵坡变化小一些，使河道纵坡变化趋小，纵坡趋于更合理[1]。对于河道内过水断面设计采用公式（1）:

式中:Q为河道设计洪水流量，m3/s；为河道过水断面积，m2；C为谢才系数；R为水力半径，m；I为河道纵比降。

根据公式（1）计算得出河道内过水断面流量，见表1。

表1 河道过水断面计算结果

2.3 防洪堤设计

按照《堤防工程设计规范》，该河道对应的2级堤防安全加高应为0.8 m，使用堤高=设计水深+堤顶超高来计算防洪堤高度，见表2。

表2 防洪堤高度计算表

根据表2结合泥石流的影响确定河道防洪堤高度，西侧、东侧泥石流沟防洪堤高度为2 m，基础埋深0.8 m；主河道上游段防洪堤高度为3.5 m，基础埋深1.5 m；主河道下游段防洪堤高度4.0 m，基础埋深1.5 m。

对于防护堤冲刷深度采用公式（2）进行求解，计算结果见表3。

式中:hB为局部冲刷深度，m；hp为冲刷处水深，m；Vcp为平均流速，m/s；V允为河床面允许不冲流速，m/s；n为与岸坡形状有关，一般取 为冲深，m。

计算结果见表3。

表3 防洪堤高度计算表

防护堤基础深度可以采用公式（3）进行计算:

式中:Δ为安全深度，一般可取范围为0 m～1.5 m。

防护堤各部分基础深度计算结果见表4。

表4 防洪堤基础深度表

2.4 泥石流防治设计

本项目区西侧、东侧泥石流沟具有物源点多，方量小，物源量主要赋存于沟道河床及两侧岸坡上，上游泥石流堆积区地形较为宽阔，适合储集泥石流物质。控制可补给泥石流的松散固体物质的数量和方式，新建防洪设施，将洪水及泥石流顺畅、安全排泄。对该泥石流沟道的治理采用横向拦挡+防洪堤（兼作物挡墙）+疏浚河道方案进行治理。

计算参数选取场地土的剪切波速:层角砾Vs=252m/s～326m/s；层强风化泥岩Vs=297m/s～311m/s，覆盖层厚约20m～25m。

按20 m计算场地等效剪切波速值为Vse=295 m/s～314 m/s。场地类别属Ⅱ类，设计特征周期值为0.45 s。

冻土层的承载力设计值为:角砾承载力特征值fak=400 kPa，C=0，φ=20 kPa～22 kPa；采用逐渐融化状态的设计时应采用融化土地基承载力，则地基承载力值为:层角砾承载力特征值fak=250 kPa，C=0，φ=18 kPa～20 kPa；层强风化泥岩承载力特征值fak=250 kPa。

2.5 植被恢复设计

项目区河道部分位置较宽阔，天然河床裸露，对河道外侧裸露河床进行生态环境恢复工程，治理后河道宽度8 m～12 m左右。

防洪堤修筑后将河道疏浚的松散物质回填在防洪堤后低洼处，整个项目区回填工程量较大。根据现场调查距离河道600 m处为煤矿废弃渣堆，可将废弃渣堆拉运回填至防洪堤后侧低洼处，回填高度与周边地形平顺，使地表水可以自流汇入河道。回填时进行分层碾压夯实，压实度系数不小于0.9。

所有回填区域表面覆盖30 cm厚种植土，并在合适的季节播种适宜高寒草甸区的牧草进行植被恢复。播种后进行浇灌养护，保证成活率。对于河提临近公路或建筑区的部位，按1∶2坡比进行回填，高度较高部位每隔3 m设一级平台，平台宽度2 m，坡面覆盖种植土层进行种草，要求与河床回填一致。

3 环境影响评价

依据《中华人民共和国环境保护法》《建设项目环境管理条例》等相关规定对于建设工程进行环境影响评价。查清河道生态环境现状、以及河道内污染物的种类、来源以及生长习性对河道内生态恢复工作大有裨益[2]，同时也有利于该地区的发展。

在项目修建过程中环境保护的措施需要注意:生活区要远离施工区，生活区和施工区之间建立防护带，粪便集中处理、弃渣堆放要统一规划布置，给施工人员一个安全卫生的生活环境。混凝土施工容易出现粉尘，为减少粉尘污染，在施工过程中采用空气中喷洒水雾来降低污染。同时在基坑内挖出的废水要按要求进行沉淀处理。加强施工环境的监督工作，定期检查；对于河道周边的绿化也要注意保护。

该区域修建后对该地区的环境能够产生许多有利影响:

（1）河道治理后，河道的防洪标准提高到30年一遇洪水设计，河道周边绿化充分，使得周边居民的生活环境得到有效改善。

（2）河道治理后，对沟道内松散物源进行拦挡，并定期进行清理，减少泥石流发生机率。

（3）河道治理后，河道内生物种类增加，有利于河道水源的自我净化。

4 结论

本文结合标准规范和当地气候特点对高寒高海拔地区的某河道内生态恢复过程中需要考虑的几个方面进行分析，并依据国家标准从河道恢复治理、防洪堤、泥石流防治和植被恢复等方面进行设计。方案实施后该河道周边环境得到一定改善，河道内生态环境得到了提高，同时减少泥石流的发生。

该地区河道修复过程中需要注意的问题在相关工程中同样需要注意，本文可以为相关的工程提供参考。经过环境影响评价，发现进行修复后该河道生态环境有明显提高，建议以后修建工程时尤其要注意环境影响。