河道治理中的生态加固和生物防治管理

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我国的河道普遍存在被污染和破坏的情况，而河道作为运输水源的主要设施，对于生活在河流周围的人们来讲，河流的治理决定了他们的生命财产安全［1-3］。因此，在河道堤防除险加固过程中，需要对加固工程进行合理的安全管理，才能长期有效保护人民生命财产安全［4］。东海河作为市区的主要供水水源，为鹤地水库主要骨干渠道之一。一旦投入使用的渠道年限过长，或多或少地会存在一些问题，比如:年久失修、破损严重、维修不及时等等［5-6］。本文以东海河河道的清淤加固和生物防治工程为背景，针对前述问题，采取了河道加固和生物防治措施，消除堤身安全隐患带来的风险，确保东海河过流能力满足生产生活的需要，使东海河供水维持正常水位，东海河供水保证能力得以巩固保障［7-8］。

1河道概况及问题现状

1.1河道概况

雷州青年运河以农业灌溉为主，综合工业、生活供水和防洪、发电、养殖、航运、旅游等功能，东海河为其分支。东海河为鹤地水库主要骨干渠道之一，在麻章区新民镇三角山处从主河左侧引水，大体自北向南流经遂溪县牛圩仔、高楼、遂城、新桥，进入湛江市麻章镇水塘、合流至湖光岩水库，全长54.970km，全线共有各类渠系建筑物276座。东海河兼顾湛江市赤坎、麻章区和霞山区3个区的工业及城市居民供水任务，其沿线的合流水库及赤坎水库已列为赤坎区供水备用水源。东海河作为市区的主要供水水源，为开敞式明渠，渠道已投入运行60余年，工程年久失修，老化严重，险情频现。根据湛江市区供水近期规划，近期规划完成后东海河中下游渠段需满足下游3座水厂，东海河在原有供水任务基础上再增加日供10万t/d的过水流量，达到了37.5万t/d的过水流量，需要长时间保持高水位运行。虽然市财政和青年运河管理局自筹资金投入，解决了部分险工险段状况，但由于资金投入不足，目前东海河仍存在多处安全隐患，一直以来工程都处于带病运行状态。

1.2河道运行存在的问题

1.2.1渠道淤积本区域暴雨多集中于4—9月，约占年降水量的80%，覆盖面广，时空分布均匀，易产生较大洪水。经现场勘查，东海河现状为开敞式明渠，渠道护坡现状为砼护坡，合流段出现了不同程度的护坡塌落、土体滑落等现象，滑落的护坡淤积河道，严重影响了渠道过流能力。根据湛江市区供水近期规划，近期规划完成后东海河中下游渠段需满足下游3座水厂，东海河在原有供水任务基础上再增加日供10万t/d的过水流量，达到了37.5万t/d的过水流量，需要长时间保持高水位运行。同时运河河岸工程老化，边坡砼破裂、坍塌、冲毁，渗流量较大等，严重影响运河安全运行。因此有必要对河道采取清淤和加固措施。可采用模袋混凝土对险段右岸迎水面护坡进行加固或其他合适的方案对河堤进行加固处理。1.2.2河道蚁害隐患在该河段右岸及其坝脚50m范围通过人工法查找白蚁外露特征，在坝体及50m蚁源区均发现大量白蚁外露特征—泥被、泥线及有蚁蛀食引诱片、枯草、杂木等，白蚁外露特征—泥被、泥线在6、7m内即可发现，甚至泥被、泥线呈片状分布，揭开泥被、泥线即可见白蚁蜂拥而出，蚁害非常严重。在堤坝顶道路路缘、排水沟、堤坝坡面中间，以及灌木等多处发现红火蚁蚁丘，蚁丘数6～10个/100m2，属中度危害区。如图1所示。根据《广东省水利工程白蚁防治技术指南》，该河段土坝蚁害程度属二类。堤坝白蚁、红火蚁活动频繁，蚁害非常严重，安全隐患日益严重，随时有溃坝风险，不但影响市区供水安全，且严重威胁周边人民群众生命财产安全。.3河道的综合治理原则针对东海河河道运行存在的问题，采取了清淤加固和生物防治的治理思路，遵循以下治理原则:①确保不会缩小现有河道断面面积，砼护坡建成后不会减少东海河过流能力;②保护东海河段护坡不被破坏，减少渗漏水量;③确保河道可以长时间保持高水位运行;④在建设过程中减少短时间内造成局部水土流失和水质环境污染等不利影响。

2河道加固治理

2.1渠道过水能力分析

根据《东海河中下游渠段供水能力改造工程初步方案报告》，对设计本工程段的东海河合流段渠道过水能力分析如下:渠道底宽5m，渠底高程24.20～24.16m，渠顶高程为26.70～27.50m，边坡1∶1.5，糙率取0.02，渠底比降1/20000，设计过水流量约5m3/s，根据水力计算结果，渠道水深1.7m，安全超高0.65m，渠道深度2.35m。如图2所示。综上，该段满足渠道过水要求，堤坝无须加高，但沿线护坡均已破损，须重建混凝土护底护坡。

2.2生态护坡加固

东海河供水功能改造是在既有的工程基础上进行规划，工程建设完成后既不缩窄原有河道过流断面，也能满足近期规划治理的东海河供水功能改造项目断面需求。本次工程措施对东海河合流段右岸720m长的渠道内坡采用水下模袋混凝土进行防护加固。模袋混凝土是通过高压泵把混凝土或水泥砂浆灌入模袋中，混凝土或水泥砂浆的厚度通过袋内吊筋袋、吊筋绳的长度来控制，混凝土或水泥砂浆固结后形成具有一定强度的板状结构或其他结构，能满足工程的需要。同时，模袋砼护坡采用新型模袋建筑材料，实施过程中除整理平整护坡时影响少量水体外，灌浆和护坡平整等大部分工程措施均在水下进行，施工工期短，建设资金少，无需采取围堰等临时措施，对供水能力影响有限。2.2.1模袋混凝土厚度计算根据《水利水电工程模袋混凝土技术规范》，模袋混凝土护坡厚度可以根据附录A推荐的公式计算:式中，δ—计算护坡厚度，m;C—面板系数，大块混凝土护面，C取1.0;γc—混凝土的容重，取值24kN/m3;γw—水的容重，取值9.81kN/m3;Hw、Lw—累计频率为1%的波高、平均波长，可根据SL744进行计算，m;Lc———垂直于水边线的护面长度，m;m—坡角的余切，取值1.5。经计算δ≥0.08m，参照类似工程经验及满足施工要求，模袋砼护坡厚度为0.15m。因此，采用模袋砼护坡加固的工程措施可行，且可以作为项目区内护坡永久加固形式，既可以起到近期内保护东海河该段护坡不被破坏，减少渗漏水量，对解决坝体渗漏起到积极作用，又不会影响到近期规划实施的东海河供水能力改造工程。2.2.2模袋的安装水下模袋混凝土施工时沿渠道长度方向分段施工，首先采用挖掘机把渠道边坡及渠底的破损混凝土板拆除，然后用碎石包将崩塌淘空处填筑密实并整平;模袋每20m设置一个隔离带，每个隔离体之间互不相通，模袋按设计要求在工厂进行整片制作后现场连接，然后由专业潜水员负责潜入水下把按照渠道宽度事先制作好的混凝土专用模袋固定在渠底及边坡;模袋固定好后，混凝土泵车通过地泵将水下混凝土从模袋预留的灌入口，潜水员负责协助灌入混凝土，并使模袋贴紧渠道边坡及渠底，一段模袋灌满后再灌注下一段模袋。2.2.3膜袋砼护坡加固措施模袋砼护坡厚度为15cm，坡比根据现状为1∶1.5，在原有护坡基础上，清理渠道边坡及渠底的破损混凝土板，然后用碎石包将崩塌淘空处填筑密实并整平。整平后预留15cm模袋混凝土的厚度，确保不会缩小现有河道断面面积，砼护坡建成后不会减少东海河过流能力，加固断面如图3所示。模袋布自下而上从两侧向中间进行充灌，充灌饱满后，暂停10min，待模袋填料中水分、空气析出后，再稍充些填料，这样就能充填饱满，而且使充灌后的混凝土强度大于同标后的常规方法浇筑的混凝土。充满结束后，用绳将充灌袖口系紧，防止混凝土外溢，待混凝土稍微凝固，用人工将袖口混凝土掏出，将袖口布塞入布袋内，用水将模袋表面冲洗干净，并进行养护不少于7d。

3河道生物防治

3.1白蚁防治措施

3.1.1蚁情分析主要是查找白蚁分群孔灭杀成年巢，防止其有翅成虫分飞配对形成新群体，查找白蚁活巢指示物—鸡丛菌，并进行施药灭杀。为防止因人工视觉或白蚁外出活动时机与查找机遇不同步而产生遗漏，堤身及其周边50m范围作为防治重点，施工人员在堤坝身排成一列，以每人视觉距3～5m为宜，随身携带治蚁药具进行地毯式检查。3.1.2灭蚁饵剂消杀施工人员外出施工，随身携带工具和药物进行检查，以免检查漏网，凡发现白蚁外露特征的必须及时施药灭杀，埋设或投放诱杀片，查找白蚁外出取食活动的掩体及喜食物，做到彻底干净地消灭蚁害，杜绝蚁源，为保证施工质量和防治效果，还采取以下措施:①统一使用推广的防治药械;②采用行之有效的“三环节8程序”白蚁防治技术，结合巢外见蚁投饵及以“引代找，引杀结合”的白蚁防治方法开展灭白蚁保堤坝施工，反复多次巡回检查防治，确保工程安全运行。

3.2红火蚁防治措施

3.2.1毒饵防治堤身及其周边50m范围作为防治重点，施工人员在堤坝身排成一列，以每人视觉距3～5m为宜，随身携带治蚁药具进行地毯式检查，并进行施药灭杀。根据不同饵料特点和蚁巢分布方式有多重灭杀方法，具体有:①将灭蚁净饵料投放到红火蚁洞口之处，通过喂哺，相互传递，达到全巢死亡。②杀蚁饵剂:该饵剂的设计要求作用较缓慢，根据红火蚁发生情况，一般一个月后再进行第二次全面防治或重点补治。③单个蚁巢处理:在蚁巢分布较分散且工蚁数量较少时，可进行单个巢处理，在使用饵剂时尽量不要扰动蚁巢，一般在距蚁巢50～100cm处将饵剂作点状或环状撒放。④一定面积撒施:在蚁巢分布普遍的发生地或只诱到工蚁，很难发现蚁巢的发生地可采取均撒施饵的方法进行防治。⑤综合处理:在红火蚁严重发生区，可考虑采取单蚁巢处理与大面积撒施相结合的综合处理措施，以保证防效。3.2.2蚁巢处理使用液剂或可湿性粉剂兑水，慢慢灌入蚁巢中，每巢用药液量一般10～15L，对较大的蚁巢适当增加药液量。不要破坏蚁丘和扰动蚁巢，防治红火蚁搬家、扩散，使用新鲜饵剂切忌将饵剂混合其他物质，不要在下雨天施药，应施用于干燥的地面，尽量避免阳光直射，并且尽量在红火蚁活动觅食时段施用，在施药区应插上明显的警示牌，避免造成人、畜中毒或其他意外。

4经济评价

本工程属社会公益工程，由政府拨款兴建。本工程应属于公益项目，主要产生的是社会效益，本项目投入使用后将会有长远的社会效益和环境效益。

4.1社会效益

本项目实施后，东海河合流段得到了除险加固，可以消除因堤身安全隐患带来的风险，使东海河供水维持正常水位，东海河供水保证能力得以巩固保障，根据东海河目前增加的西厅水厂一期试运行(及原有供水任务:麻章水厂和赤坎水厂，东海河供水供水需求共37.5万m3/d，是湛江市城区供水的大动脉。工程保障了湛江市居民生活用水，当地人民是该项目的直接受益者。项目建设有利于城市的社会经济发展。项目的建设有利于湛江的可持续发展，进而推动湛江整体经济的发展，也可推动沿线及周边地区经济的快速发展，带动相关的产业、企业的迅速壮大及发展，从而提高居民收入，改善人民的生活环境，提高居民的生活质量。

4.2环境效益

本项目实施关系到人民群众生命财产安全和社会稳定。通过采用膜袋砼护坡加固的工程措施可行，且可以作为项目区内护坡永久加固形式，既可以起到近期内保护东海河该段护坡不被破坏，对解决坝体渗漏起到积极作用，又不会影响到近期规划实施的东海河供水能力改造工程。尽管建设过程中将不可避免地在短时间内造成局部水土流失和水质环境污染等不利影响，但其负面影响远远小于其有利效益。

4.3综合评价和建议

本项目实施后，东海河险工险段得到了除险加固，东海河供水保证能力得以巩固保障，当地人民是该项目的直接受益者。从国民经济评价可见，本工程社会效益显著，工程在经济上合理可行的。

5结语

本文以东海河河道的清淤加固和生物防治工程为背景，提出了河道加固和生物防治措施，有效消除因堤身安全隐患带来的风险，确保东海河过流能力满足生产生活的需要，保护东海河该段护坡不被破坏，减少渗漏水量，使东海河供水维持正常水位，东海河供水保证能力得以巩固保障。但本项目的治理也造成了一定的水土流失，今后将仍需要加强对河道整治中的水土保持进行治理。

作者:杨祯和 单位:湛江市雷州青年运河管理局西海河管理所