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中小河流工程治理与生态修复_图文

中小河流工程治理与生态修复
总工程师 梁 军 2016年4月

中小河流是指流域面积介于200km2——3000km2之间的 河流,四川省内约有325条,约占总河流数量的26 %。全省 约有77%的乡镇位于中小河流两岸临水而居。
因此,中小河流治理对农村及小城镇建设意义重大。
由于特殊的地理环境,中小河流多数属山区型河流,是区内大 江大河的源头。其特点是:
1,河流落差较大,坡降陡水流湍急; 2,冲刷力强,其破坏力也强,河岸多为岩质岸坡; 3,洪枯水位变幅大,汛期洪水陡涨陡落,汇流时间短,
极易形成山洪灾害。 4,对中小河流的开发利用应遵循:“给出洪水出路,人才有 活路”的原则,留够行洪过流断面,不能任意侵占河道。

?

河流是大自然赐予人

类赖以生存的宝贵资源,

一直支撑着人类社会的发

展。历史上,许多灿烂的

古代文明都是依河而兴,

人类最早的居住地也是依

河而建。

? 随着人口数量不断增加、经济高速发展,人类活动加剧等 因素的巨大影响,河流承受的压力也日益加重,河流生态 环境呈现出整体恶化的趋势。
? 据统计,县级以下的城镇77%位于江河沿岸,对河流的过 度开发侵占,导致一系列的恶果。
——对河道挤占严重,违章乱建,影响河道行洪安全;
——污水大量排放,危及河道生态安全和河流健康;
——近年来极端气候频发、突发、多发,中小河流洪涝灾 害十分突出,成为防洪减灾体系中的薄弱环节,严重威胁 城镇和乡村的防洪安全,影响到小城镇和新农村建设。

中小河流途经乡镇现状(一)

违章建筑

侵占行洪断面

中小河流途经乡镇现状(二)

水质污染严重

河道脏乱差

目前,我省中小河流工程治理与生态修复项目现已基本完成。 综合治理河道长度1831公里, 新建堤防600余公里, 新建护岸50余公里, 加固堤防20余公里, 清淤疏浚河道380余公里。 ●总长度2881公里。
取得极大的社会与生态效益: ——受益人口771万人
——受益农田草场86万亩 ——改善了城乡人居环境,维持中小河流的健康生态。

传统的河道防护工程模式
常用建筑材料:
1,砌石:干砌石、浆砌石——采用块石、条石、大卵石等。 2,混凝土:现场浇筑、购买商混、预制构件、模袋混凝土。 3,岩土坡壁:喷锚防护、土钉、刚性网、柔性网。
建成后的效果:
1,功能较单一——仅能够满足防洪保安的要求; 2,环境不友好——“黑大粗”、“两面光”,不增益环境。 3,综合利用差——人居休闲、旅游观光结合不好。

浆砌石

破坏生态
混凝土板块

劣化环境

喷锚防护

模袋

二、中小河流建设新理念
突出重点、分步实施——以保护中小河流沿岸城镇、成片农田和基础 设施的防洪安全为重点,既要考虑中小河流近期治理的需要、又要量 力而行,区分轻重缓急,分期分段开展治理。





因地制宜、注重实效——根据当地社会经济发展实际和中小河流防洪存



在的实际问题,采取经济、适用、有效的措施,优先解决最突出的问题,



讲求治理效益。

统筹协调、综合治理——统筹处理中小河流治理与河流生态环境保护、 水资源开发利用的关系;统筹协调中小河流治理河段与河流上下游及左 右岸的关系;统筹衔接中小河流治理与山洪灾害防治的关系;统筹兼顾 中小河流治理与河道管理、防洪与排涝、近期与远期的关系。

●规划为龙头——防洪规划、城镇建设规划、生态环境保护规划; ●设计是基础——堤防工程设计、景观设计,环境保护设计; ●施工作保证——堤防工程施工、市政工程施工; ●生态为引领——以自然、绿色、和谐为主题的生态打造,形成
水清岸绿、环境优美的旅游线或休闲场所。

中小河流治理标准
中小河流治理要符合流域、区域防洪规划,设计应根据国家 《防洪标准》(GB50201-94),并结合中小河流防洪保 护区现状及社会经济发展需要合理选择治理标准。防洪标 准一般采用10~20年一遇、排涝标准一般采用5~10年一 遇。 项目建设依据
●水利部、财政部《关于印发<全国重点地区中小河流近期治理建设规划>的通知》 ●《全国重点地区中小河流治理项目管理暂行办法》 ●《省重点地区中小河流治理项目建设管理暂行办法》 ●《堤防工程设计规范》 ●《省重点地区中小河流治理项目初步设计报告编制大纲(试行)》

中小河流设计特点
堤线布置原则
●平顺——应与河势流向相适应,与洪水主流线平行,有利于 行洪;
●不侵占河道——堤线一般沿自然岸线修建,以减少工程量和 不侵占河道断面;
●稳定性——堤防主要用于防洪,应满足洪水冲刷侵蚀; ●多功能——考虑堤防与道路、休闲与观光、抢险救灾与生态
建设等多方面。

中小河流设计特点
1, 稳定河宽
采用下述三个水流、河相基本方程式联合求解:
式中: k——参数k=30/33是与河岸有关的参数,一般取K=1/10030/33; Q——造床流量(m3/s),近似取2年一遇(P=50%)洪水流量,

中小河流设计特点
2, 设计洪水水面线计算 利用恒定非均匀流水面曲线方程式进行水面线分析计
算。为确定防洪堤的堤顶高程提供依据。
基本方程式:
式中:Z上和Z下 — 分别为上断面和下断面水位高程。
沿程水头损失:
局部水头损失:

中小河流设计特点

3, 冲刷计算
冲刷深度直接关系到河堤基础稳定程度。由以下式计算:

hs



H0



U cp Uc

n


1

式中: hs —— 局部冲刷深度,m;

U cp

U

2 1

H0 —— 冲刷处水深,m;

Ucp —— 近岸垂线平均流速,m/s;

Uc —— 泥沙起动流速,m/s;

U —— 行进流速,m/s;

n —— 与防护岸坡在平面上的形状有关,取n=1/4;

η —— 水流流速不均匀系数。

中小河流堤防几种基本型式①

仰斜式堤型

重力式堤型

中小河流堤防几种基本型式②

斜坡式生态堤

衡重式堤

中小河流堤防几种基本型式③
带马道斜坡式堤

中小河流堤防几种基本型式④
复合式堤 (重力式挡墙+斜坡式)

三、生态防洪堤与护坡设计
生态防洪堤——
●近年来,随着城市建设和人居环境的要求日益增高,防洪 工程已不再是传统意义上的大兴土木,而是通过河道治理 与生态措施相结合,使防洪工程与周围环境融为一体,即 保底防洪保安功能,又通过生态措施维护并保留了河道自 然生态本色,美化了河道河岸河堤,提升了环境质量,极 大地改善当地生态环境、社会环境和人居环境。
●通过整合市政、环保、社会资金,同步实施雨污分流,水 污染治理,绿化亮化工程,景观栏杆、亲水马道和城镇休 闲广场,使城镇人居环境明显改善,城市品位全面提升。

生态防洪堤工程实例
岳池县长滩寺河花园镇治理项目,结合县城防洪建设、 东湖公园和城市建设,打造生态河堤长3.2公里。

生态护坡——
●采用适宜的植物与土木工程相结合,在稳定的坡面上实施 以增强坡面美化、绿化及其生态效果,提高观赏性并尽量 与自然相融为一体,同时减轻坡面的水土流失和不同频率 洪水的侵蚀,保障堤防安全可靠的一种综合化技术措施。

生态护坡常见类型

1 人工种草、平铺草皮护坡
人工播撒草种、在边坡 面铺设天然草皮,施工简 单、造价低廉;是最常用 也是应用面最广的生态植 草措施

崇州市羊马河江源镇防洪堤

生态护坡常见类型

2 液压喷播植草护坡
将草籽、肥料、粘着 剂、纸浆、土壤改良剂、 色素等混合配水搅匀, 由机械加压喷射到坡面。

汶川绵池镇生态堤防

生态护坡常见类型
3 客土植生护坡
将保水剂、粘合剂、腐殖 土、缓释复合肥等材料制成客 土,经机械搅拌后吹附到坡面 上,形成一定厚度的客土层。 然后将选好的种子经过喷播机 搅拌后喷附到坡面客土层。
新津城区堤防

生态护坡常见类型
4 网格生态护坡 是由砖、石、混凝土砌块、现浇混凝土或空心砼砖等材
料形成网格,在网格中栽植植物,形成网格与植物综合护坡 系统,既能起到护坡作用,同时能恢复生态、保护环境。
广安区渠江堤防

生态护坡常见类型
5 植被型生态混凝土护坡 生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和植生
土层组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组 成,是植被型生态混凝土的骨架。保水材料以有机质保水剂 为主,可掺入无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分。 植生土层铺设于多孔混凝土底面,形成植物生长基础;
广 元市剑阁县白龙镇 炭口河防洪整治工程

生态护坡常见类型
6 生态袋护坡 由抗老化高分子化学纤维材料和自然土体组成,植物在
装有土的生态袋中生长,替代钢筋水泥等高能耗和破坏环境 的传统建筑材料,以此来进行护坡和修复环境的一种护坡技 术。具有柔性、绿化、环保、施工快捷、抗冲性能好等诸多 优点。这项技术已成为生态护坡的发展方向。
江油市城区生态堤防

生态袋护坡工程实例(一)
乐山市市中区 绵竹镇竹公溪防洪治理工程

生态袋护坡工程实例(二)
蒲江县蒲江河 寿安镇防洪堤工程

简评
在以上六、七种生态护坡型式中,仍以网格生态护坡、 植被型生态混凝土护坡、生态袋护坡三种生态护坡型式具有 较强竞争力,其中以生态袋护坡型式最具安全可靠性能。
浦江县西来镇临溪河防洪治理工程

生态护坡设计准则
从一些地区诸中等四三十几项生态护坡工程实际应用 情况分析,可以归纳出生态护坡实际应用与选择所应遵循 的若干准则。
1 防洪安全准则。 应首先满足工程安全与防洪安全的要求,不能一味追
求“花架子”而舍本逐末。
2 结构可靠准则。 生态护坡应建立在稳定牢固的工程边坡上,传统工程边
坡“穿上”生态“外衣”形成生态边坡,其自身要稳定可 靠,不能因为失稳、滑坡、绿化失效而影响生态边坡的结 构稳定。

生态护坡设计准则
3 生态美化准则。 生态堤防应尽可能地为人类城市提供良好的居住环境与生
态景观,这两个方面的相互融合才是真正优良的防洪工程, 因此追求生态美化的园林景观设计是必不可少的。 4 经济合理准则。
选择、造价低廉的生态护坡型式一定要量力而行,做到经 济合理、安全可靠、生态美化等方面的协调统一。 5 因地制宜准则。
应针对我省山区型河流的特点,认真分析水流流速、冲刷 性、河岸形态等河势变化情况,选择安全可靠、经济合理的 生态护坡型式与结构。

中小河流工程治理是基础,生态修复是提升,人居 环境打造是社会经济发展的必然,实现人与自然 的和谐共处是目标。
涉及水利部门、环保部门、住房建设部门、国土部 门等多部门合作,通过整合资源、项目、资金, 形成合力,必将使河湖治理和生态修复上升到一 个新的水平!

谢谢大家 !


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