楊斌斌,于金源,郭瑞鵬
(遼寧省河庫(kù)管理服務(wù)中心(遼寧省水文局),遼寧 沈陽 110003)
險(xiǎn)工險(xiǎn)段是河道上存在防洪安全的隱患的工程和堤段,險(xiǎn)工險(xiǎn)段治理是防洪工程建設(shè)的重中之重[12]。遼寧省自“十二五”以來,開展了多條大江大河治理工程可研的編制工作,其中險(xiǎn)工險(xiǎn)段主要由各地的堤防管理單位認(rèn)定,由于缺乏統(tǒng)一的判別標(biāo)準(zhǔn),造成險(xiǎn)工險(xiǎn)段統(tǒng)計(jì)多而雜、無針對(duì)性、無優(yōu)先級(jí),影響決策。為了更加有序安排河道治理項(xiàng)目,合理使用資金,遼寧省組織開展了遼河流域主要河流險(xiǎn)工險(xiǎn)段排查工作,對(duì)遼河、渾河、太子河、大遼河、繞陽河5條河流進(jìn)行摸底調(diào)查,按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)險(xiǎn)工險(xiǎn)段進(jìn)行分級(jí),為水利資金使用方向提供重要參考。
本次調(diào)查的險(xiǎn)工險(xiǎn)段主要分布于遼河沖積平原,河道蜿蜒曲折,部分河段擺動(dòng)頻繁,地質(zhì)條件、灘槽關(guān)系均較為復(fù)雜,險(xiǎn)工成因、危害程度差別較大,少數(shù)險(xiǎn)工多年來較為穩(wěn)定,但大多數(shù)險(xiǎn)工遇中小洪水即造成較大威脅,險(xiǎn)工發(fā)展速度較快,且每年汛期均有新險(xiǎn)工產(chǎn)生,已治理的險(xiǎn)工水毀和自然老化也不容忽視,岸坎后灘地水土流失比較嚴(yán)重,河勢(shì)發(fā)展迅速,對(duì)堤防工程影響較大[13]。
遼河流域主要河流砂基砂堤分布較廣,且多數(shù)未經(jīng)治理,大部分存在滲透破壞風(fēng)險(xiǎn)。我省主要河流堤防集中建設(shè)于20世紀(jì)80、90年代,受當(dāng)時(shí)財(cái)力和技術(shù)水平制約,筑堤材料基本上以從河道附近取土為主,因此,砂基砂堤情況與附近河道的沙土、粉土分布較為一致。遼河、繞陽河兩岸及灘地土質(zhì)多以粉土、細(xì)砂為主,遼河近2/3堤防為砂基砂堤,繞陽河砂堤砂基占了總堤防長(zhǎng)度的一半。渾河、太子河兩岸黏性土分布范圍相對(duì)較廣,因此砂基砂堤總體比例較低。
綜合考慮河勢(shì)發(fā)展速度、防洪工程現(xiàn)狀、歷史出險(xiǎn)情況等因素,按照防汛形勢(shì)的輕重緩急,將險(xiǎn)工、險(xiǎn)段分成不同重要等級(jí),既有利于河道治理資金的合理安排使用,也能夠增強(qiáng)防汛工作的針對(duì)性。
(1)單獨(dú)確定、總體把握的原則。各險(xiǎn)工、險(xiǎn)段分類堅(jiān)持按照分類方法進(jìn)行劃分,但總體上應(yīng)以各河段不同水情和防護(hù)對(duì)象做總體把握,各類險(xiǎn)工、險(xiǎn)段數(shù)量確定應(yīng)盡量合理,避免人為造成局部地區(qū)防汛形勢(shì)過松或過緊。
(2)就高不就低的原則。城市周邊、居民聚集區(qū)附近的險(xiǎn)工、險(xiǎn)段重要程度應(yīng)盡量向上靠攏。按照分類方法屬于重要險(xiǎn)工的,可以列入特別重要險(xiǎn)工。
(3)意見一致的原則。由于不同險(xiǎn)工、險(xiǎn)段分類涉及后續(xù)編制的防汛預(yù)案不同,且日常管理方式也必然有所區(qū)別,水利以外其他行業(yè)部門也同樣需要構(gòu)建防汛保證體系,為了使得分類后的結(jié)果能讓各方面均能接受,且在實(shí)際防汛過程中起到預(yù)期的作用,在分類方案要深入溝通,形成一致意見。
險(xiǎn)工分類主要考慮河勢(shì)(彎頂)發(fā)展速度、與堤防(居民區(qū))距離、險(xiǎn)工位置水流與岸坡或堤防角度、河道土質(zhì)、險(xiǎn)工治理程度等因素,此外,還應(yīng)重點(diǎn)考慮近年裁彎取直的老河道對(duì)防洪安全的影響。險(xiǎn)段危險(xiǎn)程度劃分主要考慮砂堤砂基距離險(xiǎn)工距離、砂堤砂基附近險(xiǎn)工治理程度、砂堤砂基治理情況、堤防質(zhì)量等因素。
(1)符合下列標(biāo)準(zhǔn)之一的可歸類為特別重要險(xiǎn)工險(xiǎn)段
①險(xiǎn)工與堤防(居民區(qū))最小距離不超過50m,且上下游河勢(shì)沒有向好發(fā)展趨勢(shì)的;
②險(xiǎn)工與堤防(居民區(qū))最小距離不超過100m,堤防臨水側(cè)無硬性工程防護(hù),且水流頂沖岸坡較為嚴(yán)重的;
③險(xiǎn)工與堤防(居民區(qū))最小距離不超過100m,且灘地土質(zhì)較差,險(xiǎn)工無有效工程控制的;
④險(xiǎn)工與堤防(居民區(qū))最小距離不超過100m,險(xiǎn)工主要部分為近10年發(fā)展新出現(xiàn),缺乏有效工程控制且發(fā)展速度較快的;
⑤險(xiǎn)工距離砂基砂堤不超過50m范圍的;
⑥險(xiǎn)工距離砂堤砂基雖然超過50m,但不超過100m且砂堤砂基未治理的;
⑦老背河后面不超過200m范圍內(nèi)有砂基砂堤的;
⑧堤防經(jīng)系統(tǒng)整修后近年仍發(fā)生過堤防決口堤段;
⑨近年來堤防背水側(cè)出現(xiàn)過長(zhǎng)時(shí)間滲漏或管涌,或臨水側(cè)出現(xiàn)過大面積脫坡,且仍未整治的砂基砂堤段。
(2)符合下列標(biāo)準(zhǔn)之一的可歸類為重要險(xiǎn)工險(xiǎn)段
①險(xiǎn)工與堤防(居民區(qū))最小距離不超過100m,且上下游河勢(shì)沒有向好發(fā)展趨勢(shì)的;
②險(xiǎn)工與堤防(居民區(qū))最小距離不超過200m,且缺乏有效工程控制,近年河勢(shì)發(fā)展較快、水流頂沖對(duì)岸嚴(yán)重的;
③險(xiǎn)工與堤防(居民區(qū))最小距離不超過200m,且河道內(nèi)土質(zhì)以粉細(xì)砂、粉土等抗沖性較差土質(zhì)為主,且缺乏有效工程控制的;
④未治理砂基砂堤且不符合特別重要險(xiǎn)段條件的。
(3)其他險(xiǎn)工險(xiǎn)段
①特別重要險(xiǎn)工和重要險(xiǎn)工以外的險(xiǎn)工;
②已治理砂基砂堤且不符合特別重要砂基砂堤條件的。
本次險(xiǎn)工險(xiǎn)段調(diào)查分為外業(yè)調(diào)查和內(nèi)業(yè)資料整理2個(gè)階段。外業(yè)調(diào)查通過合理安排路線和行程,對(duì)所有已治理和未治理險(xiǎn)工險(xiǎn)段進(jìn)行實(shí)地查勘和影像(地理坐標(biāo))信息采集。險(xiǎn)工險(xiǎn)段上下游端點(diǎn)、工程端點(diǎn)、水毀處等均拍攝現(xiàn)場(chǎng)圖片和視頻,各點(diǎn)的地理坐標(biāo)利用GPS進(jìn)行采集,影像資料包含上游、下游、對(duì)岸、背水等不同角度,視頻至少環(huán)繞一周,GPS點(diǎn)采集至少滿足5顆衛(wèi)星同時(shí)定位。內(nèi)業(yè)資料整理根據(jù)遙感圖和現(xiàn)場(chǎng)查勘影像資料描繪現(xiàn)狀和規(guī)劃險(xiǎn)工護(hù)岸,量測(cè)險(xiǎn)工距大堤或保護(hù)目標(biāo)距離,根據(jù)險(xiǎn)工險(xiǎn)段分類標(biāo)準(zhǔn)確定險(xiǎn)工險(xiǎn)段級(jí)別,明確已治理、未治理規(guī)模。
本次確定5條河流險(xiǎn)工險(xiǎn)段工程規(guī)模如下:遼河險(xiǎn)工險(xiǎn)段286處,其中:未治理險(xiǎn)工121處,總險(xiǎn)長(zhǎng)114.49km,未治理砂堤砂基51段,總長(zhǎng)125.409km;渾河險(xiǎn)工險(xiǎn)段93處,其中:未治理險(xiǎn)工29處,總險(xiǎn)長(zhǎng)14.854km,未治理砂堤砂基21段,總長(zhǎng)28.198km;太子河險(xiǎn)工險(xiǎn)段53處,其中:未治理險(xiǎn)工18處,總險(xiǎn)長(zhǎng)13.17km,未治理砂堤砂基8段,總長(zhǎng)18.04km;大遼河險(xiǎn)工險(xiǎn)段48處,其中:未治理險(xiǎn)工21處,總險(xiǎn)長(zhǎng)26.117km,未治理砂堤砂基21段,總長(zhǎng)27.59km;繞陽河險(xiǎn)工險(xiǎn)段40處,其中:未治理險(xiǎn)工10處,總險(xiǎn)長(zhǎng)12.491km,未治理砂堤砂基12段,總長(zhǎng)70.766km;大凌河未治理險(xiǎn)工27處,總險(xiǎn)長(zhǎng)37.14km,未治理砂堤砂基4段,總長(zhǎng)5.72km。險(xiǎn)工險(xiǎn)段分類統(tǒng)計(jì)如圖1所示。
險(xiǎn)工險(xiǎn)段治理型式應(yīng)因地制宜、符合實(shí)際,在堅(jiān)持工程安全的同時(shí)兼顧生態(tài)效益,注重治理型式的實(shí)際使用效果的同時(shí)應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)性[14- 15],可參照下列方法進(jìn)行確定。
(1)根據(jù)已有治理型式治理效果確定。對(duì)于一個(gè)險(xiǎn)工中已經(jīng)有部分治理且實(shí)際防護(hù)效果較為理想的,其續(xù)建部分應(yīng)主要考慮原工程治理型式。對(duì)于已完工程治理效果不十分理想或常管理中存在明顯問題的,如險(xiǎn)工地處工程整理或部分結(jié)構(gòu)易遭人為破壞河段等,工程治理型式應(yīng)有相應(yīng)的調(diào)整。
(2)參考上下游情況相似、分類等級(jí)基本相同且治理效果較好的型式確定。對(duì)于整個(gè)險(xiǎn)工險(xiǎn)段處于未治理狀態(tài)的,首先應(yīng)參考上下游河段中彎道類型、水深、水流流速等均基本接近且治理效果較好的治理型式。此外,還應(yīng)考慮分類等級(jí),如果差別較大,工程型式選擇應(yīng)論證其安全性和經(jīng)濟(jì)性。
(3)根據(jù)河段水情、河勢(shì)、河床質(zhì)、險(xiǎn)工分類等綜合條件,參照同一河流或同一流域內(nèi)其他河流上治理效果較好的險(xiǎn)工型式確定。砂堤砂基治理型式還可根據(jù)堤身、堤基土質(zhì)、臨背水堤高、堤防達(dá)標(biāo)等情況進(jìn)行確定。
遼寧省省內(nèi)主要河流已建成的險(xiǎn)工治理工程多采用平順護(hù)岸或護(hù)岸與丁壩結(jié)合的形式,近年來,由于丁壩工程對(duì)水流流態(tài)造成較大的影響,引發(fā)水事糾紛的事件時(shí)有發(fā)生,險(xiǎn)工治理已盡量避免修建丁壩。平順護(hù)岸采用抗沖材料鋪敷在岸坡一定范圍內(nèi),行程連續(xù)的覆蓋式護(hù)岸,其結(jié)構(gòu)以枯水位為界劃分為上部護(hù)坡和下部護(hù)腳二層。護(hù)坡部分在水上時(shí)間較長(zhǎng),可以在陸上施工,選擇能夠適應(yīng)干濕變化和風(fēng)浪沖擊,具有較強(qiáng)的抗腐蝕性材料。護(hù)腳部分長(zhǎng)期浸沒與水下,需在水下施工,應(yīng)選擇耐水流沖擊,適應(yīng)河床變形能力較強(qiáng)的材料。由于護(hù)坡和護(hù)腳形式多樣,應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行方案優(yōu)選。
目前,遼寧省省內(nèi)主要河流采用護(hù)坡形式有干砌石、連鎖磚和格賓石籠,前2種形式施工質(zhì)量控制難度大,后期不易管理,在“十二五”時(shí)期以后開展的河道治理項(xiàng)目中應(yīng)用較少。格賓石籠由于其適應(yīng)變形能力強(qiáng),施工簡(jiǎn)便,便于就地取材,且近年來材料防腐技術(shù)有很大改善,已經(jīng)成為最廣泛采用的護(hù)坡形式。護(hù)腳形式采用較多的主要有格賓石籠、柴排或軟體排,其中格賓石籠由于水下施工難度大,主要應(yīng)用于枯水位以下水深較小的河段,對(duì)于水深較大處優(yōu)先選用柴排或軟體排。
砂堤砂基的治理在省內(nèi)應(yīng)用較為成熟的有垂直鋪塑、高噴混凝土、水泥土截滲墻等3大類治理方法,因材料不同又細(xì)分為十余種,其中垂直鋪塑因其造價(jià)相對(duì)較低應(yīng)用范圍最廣,但其對(duì)原堤防結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及生態(tài)恢復(fù)的影響也是最大,需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
在“工程補(bǔ)短板,行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的背景下,河道險(xiǎn)工險(xiǎn)段的關(guān)注度前所未有。通過對(duì)遼河流域主要河流的系統(tǒng)調(diào)查分析,對(duì)險(xiǎn)工險(xiǎn)段進(jìn)行甄別分類,有利于因地制宜開展河道險(xiǎn)工險(xiǎn)段治理,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等多重治理效果?!昂訜o常勢(shì)、水無常形”,河道險(xiǎn)工險(xiǎn)段調(diào)查工作應(yīng)該定期開展,特別是大水過后,應(yīng)立即對(duì)險(xiǎn)工險(xiǎn)段信息進(jìn)行核實(shí)、更新,以確保信息的時(shí)效性。此外,應(yīng)以此為基礎(chǔ),穩(wěn)步推進(jìn)省內(nèi)其他河流險(xiǎn)工險(xiǎn)段的信息調(diào)查,推動(dòng)建立科學(xué)完善的河道治理體系,全面提高河道防洪能力。