中交和美环境生态建设有限公司 湖北省武汉市 430056
摘要：随着社会经济发展，国家愈发重视环境保护工作，只有全面控制自然，才能实现人与自然的和谐发展。人类社会发展中水利异常重要，做好相关规划设计工作，才能发挥水利的正面作用。本文中选择以河道综合整治工程为切入点，分析解读河道综合整治工程设计的方法。
关键词：河道整治；水利工程；设计要素
通过对河道的有效整治，能够大大稳定水利资源、改善周边环境、提高当地生态循环水平、提升沿河居民生活质量，实现人与自然的和谐发展。良好的河道整治能够维护城市良好形象，从更广泛的范围提升城市整体竞争实力，使城市吸引力更强。
1、河道防洪能力下降的主要原因
1.1河流系统面积减少
城市发展进程中，必然会侵占自然资源，城市越是发展，对生态环境的破坏越大，同时国家对耕地的严格保护，也导致了土地资源短缺与城市快速发展的矛盾。城市在开发过程中往往会占用部分河流空间，一些河流区域被逐渐填埋，用于城市商业用地与居住用地，原有河道在进行城市建设过程中，被道路、楼房、公共项目等挤占，造成了河叉、溪沟不断增加，河流系统面积不断减小，河道总体可流经面积减少。
1.2垃圾导致河流功能弱化
城市不断发展，人口逐渐增多，而城市在发展过程中，往往会因为利益而损害环境与生态。城市发展初期，整体规划与管理落后，一些制度不健全，城市垃圾的增加，造成了城市周边环境的恶化，大部分污水未经净化处理就直排入河，造成河道淤积、水质恶化，同时大量垃圾也在河道内堆积，使河道丧失了自身生态环境修复功能。
1.3河流防洪功能减弱
河道最主要的功能是保证排水安全，但在发展历程中，河道受到破坏，排水受到影响，一些重要区段受阻碍，河道流量减少，达不到径流量需要，如果出现洪水，往往会形成大面积灾害。垃圾的堆放也导致了河道底泥淤积、河道水量干枯及流量减少，直接造成地面水不能与地下水之间进行有效交换，河道防洪功能丧失，洪水出现就会影响下游人民群众正常生产和生活。
2、河道综合整治工程设计
2.1工程概述
因城市防洪需要，半夜浜北段与芜太运河相接处有闸口拦截，水体流通不自由，南端规划河段尚未打通，河水流动性差，水体纳污容量小，河道自净功能差，主河道水体富营养化，河水中大面积分布着水葫芦、满江红等，再加上昆仑园区内的生产企业常年排放工业废水和生活污水、河道沿线村庄和小区的生活污水也直接排入，使得半夜浜水质极度污染，发黑发臭，沿河群众怨声载道，强烈要求政府部门整治半夜浜。为保证河道的过流能力，避免河道形态在水流作用下的进一步恶化，需要对项目区上游河道实施清淤疏浚工程。同时，结合城市生态建设规划，在保证河道过流能力的前提下，为进一步改善河道生态环境，对两岸岸坡进行生态防护。
2.2水文计算
2.2.1洪峰流量
项目区内多年平均降水量为475mm，降雨年际变化较大，时空分布不均，多集中在7~8月，约占全年降水量的51.7%。流域内多年平均径流深为86.8mm，径流量以洪水下泄为主，非汛期河道径流量较小。冬季气候寒冷干燥，冬春季节雨、雪稀少，最大冻土深度为1.50m。
根据河势的变化规律，结合工程布置情况，本次计算共布置了2个控制断面。本次设计按照十年一遇的防洪标准进行护岸稳定性及冲刷计算，洪峰流量为348.52m3/s。
2.2.2水面线计算
以最下游处控制断面为起始断面，利用HEC软件进行水位推求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆糙率资料取自《河道保护治理规划》，由于项目区河段较为狭窄、主槽和滩地段界线模糊，结合上述情况分析，该河段糙率率定为0.033。
2.3清淤疏浚设计
2.3.1清淤疏浚工程设计
在平面位置上，以河道现有的两岸岸坎线作为本次清淤疏浚工程的工程线。在纵断面上，以现状河道最低点作为设计河底高程，以不改变整个河段的现有比降、平顺衔接上下游河道。在横断面上，考虑到项目区土壤条件，按照1：1.5的设计坡度对左岸岸坎进行填挖修整。综上所述，确定清淤疏浚总长度1057m、比降8‰、平均宽度20～30m、平均深度0.67m。
2.3.2抗滑稳定校核计算
选取典型断面进行计算，坡比为1：1.5，高度为2.5m。不同工况下的土堤抗滑稳定安全系数取值及计算结果。通过对典型断面的抗滑稳定计算分析，在坡比为1：1.5时，岸坡抗滑稳定满足要求。
2.4护岸工程
2.4.1护岸工程设计
在长期的水流作用下，河道会受到洪水冲刷，导致岸坡防洪能力下降，只有全面做好护岸工程，才能保证河道护岸安全，一般护岸工程有结构性与非结构性两种形式，要合理选择使用混凝土、浆砌石、水泥土、土工织物、抛石等提高防护能力，避免土粒出现明显流失。
在横断面上，考虑到项目区土壤条件，按照1∶1的坡度进行护岸石笼基槽开挖。石笼护岸工程采用“品”字形结构，共三层石笼网箱叠放，从下至上采用的石笼网箱规格（长×宽×高）分别是：4.0m×1.5m×1.0m、4.0m×1.2m×1.0m、4.0m×1.0m×1.0m三种规格的石笼网箱，石笼埋深不少于1.5m，网箱采用8#镀锌铁丝机编，网眼大小为13cm×15cm，网箱与网箱之间采用8#镀锌铁丝连接，网箱内填充块石粒径介于25~50cm之间，级配良好，填充后空隙率小于30%，块石强度不低于30Mpa。
2.4.2冲刷深度校核计算
冲刷计算依据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）中平顺护脚冲刷深度计算公式计算，计算弯曲段冲刷深度结果为1.258m，平顺段冲刷深度结果为1.417m。可知采用十年一遇防洪标准进行冲刷计算时，冲刷深度不大于1.5m，因此，本次设计的护岸建筑物埋深取1.5m，可满足抗冲要求。
岸坡修整后，为起到防洪固坡作用，需对岸坡及坡脚进行植物措施防护，防护形式主要为岸坡播撒草籽，植草种类主要为高羊茅、麦冬草以及狗牙根草，按等比例混合种植。
2.5 科学布局合理规划
规划中要科学规划好河道转弯处，需要保证形成平滑抛物线，使河道接近自然形态，从而构成协调多样的河道系统。河道弯曲处会出现一些浅滩，要合理进行保留，形成一定强度的堤防抗冲击力，同时，还要处理河道断面、挡水面及平面之间的协调联系，保证各部分起到作用。河道整治要秉持先下游后上游、先重点后一般、先消防后达标的原则，对重点区域进行全面整治，使城市段最先得到整治，对容易出现险情区段，需要按轻重缓急进行整治。
对于外源污染，海绵城市和截污纳管能够从源头防止污染水进入河道；城市建立健全的雨、污水分流制管道能够确保排入河道的水体质量满足国家标准。对于内源污染，配水、调水能够对小面积水域起到整治作用，整体投资不高，效果良好；ISSAPGPR原位生态修复技术能够对河道生态系统进行原位修复和提升，增加河道的自净功能，提升河道水质；种植水生植物，对水体进行曝气充氧，能降低水体的氨、氮含量，有效缓和、改善水体的污染程度，保证水质达标。
3、结语
总之，河道综合整治工程设计应满足的要求为：以防护为主，兼顾上下游及左右岸，保证项目区河势稳定、边坡安全；在河势上，尽量保留河流的自然形态；在生态上，尽量保护物种的多样性；在满足上述要求的前提下，河道整治规划应与区域规划相协调，与周边环境及发展相协调。
参考文献：
[1]牟志录.辽河流域防洪存在的问题及治理措施[J].东北水利水电，1998（07）：4-6.
[2]金殿亮.浅谈平原防洪河道险工治理[J].水科学与工程技术，2005（02）：24-25.
[3]冯新伟，刘瑞霞，李斌，段亮，张晓孟，宋永会.辽河保护区河道险工治理研究[J].环境工程技术学报，2013，3（06）：498-502.
论文作者:艾鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/12
标签：河道论文; 护岸论文; 城市论文; 网箱论文; 石笼论文; 水体论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第16期论文;