余海文

(惠州市潤源水土保持咨詢服務(wù)有限公司,廣東 惠州 516000)

0 引言

加快河道環(huán)境綜合整治是非常必要的和十分緊迫的[1-2]。水環(huán)境綜合治理工作是一項長期復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展、經(jīng)濟實力的不斷增強、治理經(jīng)驗的不斷總結(jié)、環(huán)保要求的不斷提高、理念和技術(shù)的不斷創(chuàng)新,都為后期工程的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)和創(chuàng)造了良好條件,同時也提出了更高要求[3-6]。

為全面改善萬松河流域的生態(tài)面貌,營造良好的投資環(huán)境,構(gòu)筑高品質(zhì)的人居空間,本文結(jié)合工程現(xiàn)狀和主要問題,提出了水環(huán)境治理措施和新建工程的水土保持措施,通過清淤、護岸、新建氣盾壩和清障、一系列水土保持等工程措施,有效地控制項目建設(shè)造成的水土流失,沿途周邊生態(tài)環(huán)境治理效益顯著。

1 工程概況

1.1 工程現(xiàn)狀

萬松河位于惠東縣西部,流經(jīng)梁化鎮(zhèn)和大嶺街道,為西枝江一級支流,萬松河全長28.9 km,流域總面積78 km2,河長28.9 km,主要流經(jīng)梁化鎮(zhèn)的黃竹浪村,大嶺街道的彭白村、池竹村、茗教村。萬松河各段均受不同程度污染,以下游氨氮超標最為嚴重,當?shù)卣叨戎匾暣髱X街道萬松河流域污染整治工作,要求對大嶺街道萬松河流域污染情況進行調(diào)查整改。

工程新建污水管道沿線場地原始地貌類型屬沖積平原,現(xiàn)為居民區(qū);萬松河流域地貌屬低丘山地,氣候類型屬亞熱帶季風(fēng)氣候,多年平均降水量為 1 849.7 mm,項目區(qū)內(nèi)土壤主要為赤紅壤,項目區(qū)植被主要為雜草、竹林,占地范圍內(nèi)的林草植被覆蓋率約22%。項目區(qū)屬于輕度侵蝕區(qū)依據(jù)《土壤侵蝕分類分級標準》判定本項目區(qū)土壤侵蝕強度為輕度侵蝕,土壤侵蝕模數(shù)背景值定為500 t/(km2·a)。

1.2 主要問題分析

隨著城市的建設(shè)和發(fā)展,萬松河主流和支流一度成為納污河道,河道沿線有工廠及村莊污水直排入河,河道內(nèi)腐爛的植物和落葉及上游原有的養(yǎng)殖業(yè)污染物長期積存導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,部分河段還因暴雨沖刷,導(dǎo)致大量泥沙積存,河床明顯抬高,影響行洪和排水。當前萬松河僅對中游部分河段進行了治理,并沒有進行流域系統(tǒng)治理,治理力度不足,造成無法充分發(fā)揮治理效果,具有一定的局限性。為治理上述現(xiàn)象,但項目區(qū)屬于東江上中游國家級水土流失重點預(yù)防區(qū),且無法避讓,新建污水管道存在加劇水土流失的風(fēng)險。結(jié)合既有問題和新建管道的影響,項目主要問題如下。

1.2.1 水環(huán)境污染問題

通過對本項目的現(xiàn)狀分析和對以往水治理項目的經(jīng)驗總結(jié),萬松河流域的污染源主要包括外源和內(nèi)源,外源包括城鎮(zhèn)生活污水、城鎮(zhèn)面源、沿岸生活垃圾等。

(1)外源污染的重點是生活污水,生活污水污染是由于現(xiàn)況建成區(qū)合流制污水管網(wǎng)的截污管網(wǎng)覆蓋不完善、已有部分管網(wǎng)嚴重堵塞、雨污混流、錯接、漏接及污水處理廠處理能力不足等方面造成的。

(2)內(nèi)源污染是指河道內(nèi)及兩岸腐爛的植物和落葉等屬于季節(jié)性的水體內(nèi)源污染物,需在干枯腐爛前清理;但因生活污染和工業(yè)廢水的影響,底泥的淤積較多,是萬松河最主要的內(nèi)源污染;部分河段因暴雨沖刷,導(dǎo)致大量泥沙積存,河床明顯抬高,影響行洪和排水,這部分淤積嚴重河段則需加強疏浚清理。

1.2.2 水土流失問題

(1)損害基礎(chǔ)設(shè)施。開發(fā)建設(shè)過程中,會不同程度擾動地貌、損壞土地和植被,使土體的抗蝕力、抗沖力減弱,在外營力的作用下都會造成水土流失。工程防護不夠。

(2)加劇洪澇災(zāi)害。水土流失造成附近河道、水庫泥沙量增加,防洪能力降低,加劇了洪澇災(zāi)害。

(3)惡化生態(tài)環(huán)境。林草植被的減少,群落退化,植物生長條件劣化,使周邊生態(tài)環(huán)境遭到破壞。

2 水環(huán)境治理措施

2.1 治理原則及思路

在定線時必須很好地研究各種條件,工程建設(shè)遵循先易后難,分期實施原則,從以下著手。

(1)截污治污。流域內(nèi)截污最大化、雨季初期混合污水收集處理最大化、底泥疏浚重點化,最大程度降低入河污染物總量,減少河道污染負荷。

(2)排澇提升。通過河道整治(包括堤岸整治等),提高整個河道的排澇蓄水能力。

(3)生態(tài)景觀。進行濱水海綿、河道景觀和生態(tài)建設(shè),提升河道景觀,涵養(yǎng)水生生物,構(gòu)建河道水下森林系統(tǒng),增強河道水體自凈能力。

2.2 治理措施

2.2.1 雨污管網(wǎng)布置

為有效的控制和按照城鎮(zhèn)的污水排水分區(qū)進行污水管道系統(tǒng)建設(shè),沿既有村道新建污水主管道,沿途設(shè)置支管收集居民污水、雨水,在村尾端增加臨時泵站,通過壓力管道輸送至污水管道,由管網(wǎng)統(tǒng)一輸送至污水處理廠處理。另外在道路的西側(cè)設(shè)置雨水邊溝,排入就近河流。

污水干管的起點管底埋設(shè)深度一般情況下控制在大于 3 m左右,部分困難地方 2.5 m左右, 終端埋深不宜大于 7.0 m,沿線管道的覆土深度控制在 2 m以上,在有條件的管線沿途盡量保證覆土大于 2.5 m。干管穿越城鎮(zhèn)主要河渠處,一般按覆土深度大于 3 m 左右控制。

2.2.2 清淤清障布置

圖1 清淤清障典型斷面圖

2.2.3 護岸工程

項目護岸范圍集中在河道迎流頂沖段和現(xiàn)狀已坍塌河段,護岸長度8.47 km。其中萬松河護岸長1.25 km;青河瀝護岸長7.22 km。

1)格賓籠護岸

人們常常利用模型試驗研究膨脹土邊坡的降雨失穩(wěn)機理，例如王國利等[4]和Chen等[5]利用離心模型試驗研究了膨脹土邊坡在干濕循環(huán)過程中裂隙的發(fā)展及其對膨脹土邊坡失穩(wěn)的影響。饒錫寶等[6]利用離心模型試驗對南陽膨脹土渠道邊坡進行分析研究，找出了其穩(wěn)定坡度。程永輝等[7]也利用離心模型試驗研究了膨脹土邊坡的牽引式滑坡。其中，程永輝等在試驗中利用設(shè)置砂井的方法來模擬坡面降雨入滲裂縫。

2)波浪樁護岸

布置在青河瀝下游,樁長5 m,懸空1.5 m,錨固長3.5 m,壁厚110 mm,截面寬度588 mm,高度300 mm,并在背水側(cè)設(shè)中砂反濾體和排水孔。墻頂設(shè)C25砼冠梁厚200 mm,冠梁以上岸坡采用機械清雜。波浪樁護岸段僅對現(xiàn)狀坡腳進行加固,防止繼續(xù)沖刷,維持現(xiàn)狀岸坡穩(wěn)定。

圖2 格賓籠護岸斷面

2.2.4 氣盾壩工程

氣盾壩具有防洪渡汛能力突出,運行安全可靠;清污、排淤能力強;景觀效果佳等特點,在枯水期需要將萬松河水位雍高,對清河瀝進行補水,與本工程的目的和需要相匹配[7]。本工程氣盾壩主要由進口段、控制段、消力池段及海漫段組成。

進口段鋪蓋采用C20砼結(jié)構(gòu),與現(xiàn)有河床寬一致,兩側(cè)擋墻采用C25砼重力式擋墻;控制段采用C30鋼筋砼結(jié)構(gòu),底板厚1.2 m。底板上方安裝壩高為1 m的氣盾壩。氣盾壩采用U型結(jié)構(gòu);消力池段采用C30鋼筋砼結(jié)構(gòu),為下挖式消力池,采用U型結(jié)構(gòu)。消力池處設(shè)有矩形布置排水管,間距1 m,池底設(shè)反濾層。

海漫段采用干砌石護底,未段設(shè)1.5 m干砌石防沖槽,兩岸擋墻采用C25砼重力式擋墻。為確保安全和美觀性能,墻頂均設(shè)仿木欄桿。

3 水土保持措施

3.1 防治區(qū)劃分

根據(jù)水土流失防治分區(qū)和水土保持措施布局原則,本項目水土流失防治責任范圍主要為項目建設(shè)范圍[8]。根據(jù)工程建設(shè)時序、工程布局和可能造成的水土流失特點,本方案將項目區(qū)劃分為管網(wǎng)工程區(qū)、河道工程區(qū)、氣盾壩工程區(qū)、等7個一級防治區(qū)。

3.2 水土流失防治措施體系

根據(jù)水土流失防治分區(qū)和水土流失防治措施布局原則,本方案水土流失防治采用治理與預(yù)防相結(jié)合、治理與管護相結(jié)合的綜合治理方法,針對工程建設(shè)中各分區(qū)部位的水土流失具體情況,因地制宜采取防治措施。工程主體設(shè)計已考慮的水土保持措施,在水土保持措施總體布局中只簡單計列,在本方案水土保持工程中不再考慮。水土流失防治措施體系詳見圖3。

3.3 水土保持典型措施

水土保持的目的是維護光伏項目后期安全運行,確保部分措施具有水土保持功能。根據(jù)工程建設(shè)區(qū)水土流失現(xiàn)狀通常采取的典型水土保持措施有。

3.3.1 雨水邊溝

施工前,沿連塘村各村民住宅之間共布設(shè)雨水邊溝623 m,規(guī)格為0.4 m(底寬)×0.4 m(深),雨水邊溝匯入周邊設(shè)計的雨水管網(wǎng),最終排入萬松河及環(huán)城北路DN600污水預(yù)留管道;沿水唇村惠州大道西側(cè)在建d600雨水管道出口布設(shè)雨水邊溝244 m,其中規(guī)格為0.8 m(底寬)×0.4 m(深)的邊溝127 m,規(guī)格為0.8 m(底寬)×0.5 m(深)的邊溝117 m,水唇村雨水邊溝由北向南排向村仔河。

圖3 水土流失防治措施體系框圖

3.3.2 土地整治

各村污水管網(wǎng)及連塘村雨水管網(wǎng)施工完成后,對破除的道路給予恢復(fù)施工,對部分臨時占地區(qū)域?qū)嵤┩恋卣?整治面積為1.16 hm2。

3.3.3 植物措施

撒播草籽:施工后期,對破除的道路給予恢復(fù)施工,對部分臨時占地區(qū)域?qū)嵤┩恋卣魏笕霾ゲ葑?撒播密度為60 kg/hm2,撒播草籽面積為1.16 hm2。

3.3.4 排水溝、沉沙池

3.3.5 臨時措施

溝槽開挖施工過程中,預(yù)備彩條布在遇到大風(fēng)或降雨天氣時苫蓋開挖的裸露溝槽及沿線堆土,彩條布苫蓋面積25 000 m2。

3.4 水土保持監(jiān)測

為及時了解建設(shè)過程中水土流失類型、強度、數(shù)量變化情況和危害;分析水土流失發(fā)展趨勢和水土保持成效,對本工程進行水土保持監(jiān)測。

包括水土流失防治責任范圍,以及項目建設(shè)與生產(chǎn)過程中擾動與危害的其他區(qū)域。本項目監(jiān)測范圍為項目水土流失防治責任范圍,面積為25.82 hm2。監(jiān)測分區(qū)與水土流失防治分區(qū)一致。水土保持監(jiān)測的主要內(nèi)容包括:水土流失自然影響因素、項目施工全過程中各階段擾動土地情況、水土流失狀況、水土流失防治成效、水土流失危害工。

4 綜合治理效益分析

工程通過清淤、護岸、新建氣盾壩和清障的工程措施,保障河道行洪暢通,提高流域綜合減災(zāi)能力,有效保護水環(huán)境人民生命財產(chǎn)和經(jīng)濟社會發(fā)展的防洪安全保障問題得到初步解決,治理效益顯著,具體效益分析內(nèi)容如下:

水土流失防治效益分析主要是對照方案采取的水土流失防治措施,預(yù)測可能達到的防治效果,水土保持方案實施生態(tài)效益計算結(jié)果見表1[9]。

表1 水土保持方案實施生態(tài)效益計算表

同時從國民經(jīng)濟指標計算成果看,本項目對當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展起到積極推動作用,經(jīng)濟效益巨大,社會效益、環(huán)境效益顯著,項目國民經(jīng)濟內(nèi)部收益率為11.25%,大于8%,經(jīng)濟內(nèi)部收益率均大于8%,社會效益顯著。

5 結(jié)語

本工程通過新建氣盾壩、河岸護坡修繕、河道清淤疏浚、新建河岸碧道和對沿河流域的污水排口進行截污對萬松河流域的環(huán)境綜合整治,河段的防洪能力得到增強,水環(huán)境問題得以改善,特別是通過對沿河排口的截污及沿河村莊污水的收集,使排入萬松河的生活污水通過片區(qū)的污水管網(wǎng)進入污水處理廠進行處理,控制入河污染物排放量,有效地保護萬松河的水環(huán)境。同時一系列的水土保持措施有效地控制項目建設(shè)造成的水土流失,沿途周邊生態(tài)環(huán)境將得到有效保護,同時可使工程建設(shè)破壞的生態(tài)環(huán)境得到有效的治理和恢復(fù),對探索和推廣適合本地區(qū)特點的其它河涌水環(huán)境整治,全面改善城市區(qū)域環(huán)境,打造全新的城市形象,促進經(jīng)濟和社會健康協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。