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基于生態(tài)水利的合水鎮(zhèn)防洪工程設計方案

文檔作者：盧瓊１董培基２文檔來源：１．湖北華夏水利水電股份有限公司２．揚子江工程咨詢有限公司（湖北）		點擊數：	更新時間： 2025年11月19日
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２０１８ 年第８ 期
２０１８ Ｎｕｍｂｅｒ ８
水電與新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
第３２ 卷
Ｖｏｌ．３２
ＤＯＩ： １０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１８．０８．００２
收稿日期：２０１８ －０５ －２４ 作者簡介：盧 瓊，男，工程師，主要從事水利工程施工及管理方面的研究。
基于生態(tài)水利的合水鎮(zhèn)防洪工程設計方案
盧 瓊１，董培基２
（１．湖北華夏水利水電股份有限公司，湖北荊州 ４３４０００；２．揚子江工程咨詢有限公司（湖北），湖北武漢 ４３００００）
摘要：以合水鎮(zhèn)為案例，針對傳統防洪工程存在不足指出了生態(tài)水利建設的必要性；并結合本區(qū)環(huán)境提出生態(tài)防洪工程
設計方案，即生態(tài)護坡、自然河道恢復、強化流域環(huán)境管理、更新堤防設施和實施流域生態(tài)防洪功能區(qū)劃。從而統籌工程
設計與景觀生態(tài)設計，構筑完整而健康的流域生態(tài)系統。
關鍵詞：生態(tài)；防洪；景觀設計
中圖分類號：ＴＶ８７ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１６７１ －３３５４（２０１８）０８ －０００５ －０３
Design of the Flood Control Scheme for Heshui Town based
on Ecological Water Conservancy Concept
ＬＵ Ｑｉｏｎｇ１ ， ＤＯＮＧ Ｐｅｉｊｉ２
（１．Ｈｕｂｅｉ Ｈｕａｘｉａ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｊｉｎｇｚｈｏｕ ４３４０００， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｗｕｈａｎ ４３００００， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｉｎ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｊｅｃｔｓ， ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｏｖｅｒｌｏｏｋｅｄ， ｗｈｉｃｈ
ｉｓ ｈｏｗｅｖｅｒ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｓｏｃｉｅｔｙ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅｓｈｕｉ Ｔｏｗｎ， ａ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ
ｃｏｎｃｅｐｔ．Ｉｔ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ， ｎａｔｕｒａｌ ｒｉｖｅｒ ｃｏｕｒｓｅ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ， ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，
ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ， ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｚｏｎｉｎｇ ｏｆ
ｔｈｅ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ．Ｔｈｕｓ， ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ａｎｄ ｈｅａｌｔｈｙ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｂｕｉｌｔ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ
ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｄｅｓｉｇｎ． Key words： ｅｃｏｌｏｇｙ； ｆｌｏｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｄｅｓｉｇｎ
生態(tài)防洪是生態(tài)水利對防洪工程建設的新導向。
是指采用生態(tài)措施和生態(tài)平衡性原則實施水土保持、
堤岸穩(wěn)固、攔蓄洪水，其從源頭上涵養(yǎng)水源、保蓄水土，
降低洪澇風險［１ －７］ 。洪澇發(fā)生的本質是地表產水量超
過地表覆被物質的承載范圍，導致大規(guī)模水流傾瀉并
造成社會經濟和環(huán)境破壞的自然水文過程。生態(tài)防洪
主要從兩方面著手，其一，盡量提升流域生態(tài)系統穩(wěn)定
性、結構性，即遵循生態(tài)立體、多尺度、異質性原則對流
域范圍生態(tài)要素進行合理規(guī)劃設計，以增強植被覆蓋
度的措施強化地表固結能力和蓄水能力，消弱地表徑
流動能，將水資源以土壤水、地下水、植株攔蓄的形式
存貯；其二，采取科學、環(huán)保的工程設計攔蓄地表產水，
將其動力勢能和影響范圍控制在可接受區(qū)間之內。生
態(tài)防洪工程要求其在工程設計時對環(huán)境的破壞控制在
最小，且與自然環(huán)境相協調，兼顧景觀多樣性及其之間
的關系［８ －９］ 。
１ 合水鎮(zhèn)概況與防洪治河存在的問題
1．1 合水鎮(zhèn)環(huán)境背景
該防洪工程位于貴州省印江縣合水鎮(zhèn)長灘河上，
屬印江一級支流，流域面積１９６ ｋｍ２ ，河長２７．５ ｋｍ，總
落差６５０ ｍ，平均比降２６‰。區(qū)域屬亞熱帶季風濕潤
氣候，多年平均氣溫１６．８℃，年平均降水量１ ０９５ ｍｍ，
蒸發(fā)量６９０ ｍｍ，雨熱豐富且同期，冬季低溫少雨、夏季
５ 萬方數據
水電與新能源２０１８ 年第８ 期
高溫濕熱。由于地勢較高，常有凍雨發(fā)生。降水集中
于４ ～９ 月，洪澇隱患較高。區(qū)域地勢東高西低，海拔
介于３７ ～７９４ ｍ，高程差異大，山地、高原、河谷、山間、
丘陵相間分布，發(fā)育形成侵蝕地貌和巖溶地貌。大地
構造單元為揚子準地臺—黔北臺隆復雜構造變形區(qū)，
地震基本烈度為ＶＩ 度，區(qū)域地質穩(wěn)定性好。地層巖性
以碳酸鹽巖和碎屑巖相間分布，地下水類型為碳酸鹽
巖裂隙溶洞水、碎屑巖基巖裂隙水和第四系孔隙水，腐
蝕性微弱。
1．2 合水鎮(zhèn)防洪工程存在的問題
長灘河干流流經山地、盆地、丘陵等多種地形，河
道形態(tài)多樣、河床結構復雜、比降大，河道寬窄不一、深
淺各異、流速不穩(wěn)定。過去防洪堤岸建設多采取‘圍
堵’方式，工程設施飽受洪水沖擊，易毀壞、重修頻率
高。工程修建多沿著山體與河道相對位置的外側，淤
沙較多、基岸不穩(wěn)；河道內側自然山體侵蝕強烈、沖刷
嚴重。
該河河道蜿蜒、不規(guī)則性強，對各地段侵蝕強度不
一，淺灘、深潭呈無序分布，在以往河岸建設中部分深
潭被填洼、淺灘被清除，導致河道整體蓄水功能下降。
同時沿河山體開挖采石，破壞流域植被生長以及水生
生物生存環(huán)境。長灘河周邊地勢相對平緩，多為耕地
分布區(qū)，近年來農藥、化肥大量投入使用，在土壤水分
運移的作用下流入河道，造成水污染。
自團龍至合水鎮(zhèn)之間防洪堤壩修建年代久遠，材
質多為土石結構，局部河堤破損嚴重，時有滲水、管涌
發(fā)生，在強降雨的時候容易誘發(fā)岸堤垮塌。為了便于
農業(yè)生產灌溉，諸多引水渠道無序穿過堤壩，這為洪災
發(fā)生埋下隱患。
綜上所述，流域水資源質量面臨著居民生產生活
帶來的污染，域內植被受人為干擾強烈而保蓄水土能
力退化，同時水體自凈功能衰退；而防洪工程老化、破
損嚴重以及工程設計存在不合理之處。從區(qū)域防洪安
全和生態(tài)安全的角度考慮，實施生態(tài)防洪工程設計，從
根源上緩解洪災危險系數是極有必要的。
２ 合水鎮(zhèn)生態(tài)防洪工程設計
2．1 流域生態(tài)空間規(guī)劃與管理
水生態(tài)空間規(guī)劃是生態(tài)防洪治理實施的基礎，其
要義是基于區(qū)域生態(tài)環(huán)境特征明確生態(tài)功能定位，守
住資源消耗上限與生態(tài)支持能力下限，進而開展各功
能區(qū)管控工作?；诤纤?zhèn)主要河流水文情勢、地形、
地表覆被等本底基礎，以長灘河干流為核心廊道，參照
《全國生態(tài)功能區(qū)劃》的要求構筑防洪生態(tài)功能區(qū)（圖
１）。本區(qū)河道深切，遂在自然河道附近構筑防洪岸
線，以混凝土結構加固岸身，防御洪水或上坡水土流失
沖擊。在河道寬闊地帶劃定部分水生物多樣性保護
區(qū)，適用于飼放水生植被、動物生長，并規(guī)劃為防護林。
全域有７ 條較大的支流，是印江水源的重要補給，在支
流出口斷面建設節(jié)制閘，根據降雨量、匯流流量適時調
蓄。在支流附近坡陡、林草稀疏地帶，作為水土流失保
護區(qū)，主要采取退耕還林、植樹種草等治理措施。合水
鎮(zhèn)林草覆被率達７０％，山地、坡地多劃作生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，
該區(qū)主要減少人為破壞、強化天然林木保護，從而為區(qū)
域防洪提供生態(tài)水源調節(jié)作用。
圖1 合水鎮(zhèn)流域生態(tài)空間規(guī)劃
６ 萬方數據
盧 瓊，等：基于生態(tài)水利的合水鎮(zhèn)防洪工程設計方案２０１８ 年８ 月
2．2 防洪堤設計
基于工程區(qū)民生、經濟、環(huán)境背景，遵循因地制宜、
就近取材的原則，初步擬定了兩種防洪堤壩設計方案。
本區(qū)為長灘河上游干流河道，河流沖擊、搬運作用強
烈，河道以及灘地分布松散礫石，這為河堤建設提供了
天然材料。大部分河段斷面寬度在３０ ～２００ ｍ 之間，
地基承載力小于１５０ ｋＰａ，故主體采用柔性材質輔以生
物工程設計，以順壩為主；于河道匯灣、灌溉引流處河
面寬闊、地基承載力在２５０ ｋＰａ 標準值以上，采用花崗
巖等剛性材質予以設計成挑壩。
圖２ 為鋼筋混凝土直墻式防洪堤壩，壩體為鋼筋
混凝土澆筑而成的直墻，該側能夠直接抵御較大洪水
且抗沖刷性強；壩墻后填筑砂礫或混凝土，于表層鋪設
細沙后植樹護堤。圖３ 為鉛絲籠斜插式順壩，是工程
區(qū)壩基主要模式，該壩于河床基底采用斜坡式鉛絲籠
護砌，壩體為砂礫料，能夠適應本區(qū)地質、水文環(huán)境。
圖2 鋼筋混凝土直墻式防洪堤壩橫斷面圖
圖3 鉛絲籠斜插式順壩橫斷面圖
2．3 生態(tài)護坡設計
長灘河河道沿山體一側地勢較陡，加之降水集中、
重力勢能和流失沖蝕等因素，山體滑坡、泥石流、塌方、
落石等地質災害直接傾入河床，對此應著力建設生態(tài)
防護帶。在坡體不穩(wěn)定處采取人工護坡措施，以現代
工程設計固結坡體，并在其上植樹種草，削弱重力侵
蝕。于緩坡地帶主要排查災害易發(fā)生地帶，加強底部
基壩堅固程度并設置滑坡緩沖區(qū)，以承接滑落物體，避
免其直接入河；另外逐步推進退耕還林還草工程，增強
植被覆蓋度。長灘河存在多條支流，支流水量較小、分
布離散，因而其治理難度大，但其護坡任務仍然艱巨，
對此主要采取播撒草籽的方式增生植被，以固結水土。
關于護坡材料選用，主要考慮坡度帶自然狀況對河道
的影響程度大小，在主河道的陡坡帶采取鋼筋混凝土
結構強力護坡并作為基墊，其上覆蓋土壤且附生喜水
性植被；在緩坡或者支流處可因地制宜采取土石混凝
土、松木樁作為基礎（圖４）。
2．4 自然河道恢復
綜合考慮上、中、下游水勢特征，對河流動能進行
準確估計并計算中軸線，界定河道變率的水面控制范
圍，增強水文調控空間。清理河中巨型障礙物和淤泥、
枯枝殘葉，疏通流水不暢地段，排查占用河道的行為，
圖4 生態(tài)護坡結構圖
恢復其自然河道。對于淺灘砂地適當予以清理，并增
加水生植被。疏浚斷面如圖５ 所示。
圖5 河道疏浚典型斷面
（下轉第４３ 頁）
７ 萬方數據
孫 偉：基于空氣源熱泵的熱水機組在水布埡電廠生活基地的應用２０１８ 年８ 月
均高于直熱模式。同時，即熱模式下冷凝壓力、壓縮
比、壓縮機最高出口溫度等重要參數都要優(yōu)于循環(huán)模
式，節(jié)約了電能消耗，縮短了加熱時間，這些保證了機
組具有良好的可靠性和運行效率，顯示出空氣源熱泵
熱水系統在直熱模式下具有更優(yōu)越的熱泵性能［４］ 。
如此處置，會給設備壽命帶來多大影響尚需時間檢驗。
３ 結 語
通過此次空氣源熱泵熱水機組替換燃煤鍋爐的更
新改造，還對１ 號職工值班樓、工勤樓的２５１ 塊老式機
械電度表（已經使用１８ 年） 更換為上海人民ＤＤＥＳＹ１９６８
型單相電子表（２２０ Ｖ，４０ Ａ），同時更換１Ｐ３２Ａ
的空氣開關３２０ 個。此舉不僅提高了員工宿舍的電路
安全水平和計量準確度，而且為數字化管理基地宿舍
打下了良好的基礎。
此次改造還為公司節(jié)省了人力成本，四名鍋爐工
和一名管理人員不再聘用。并且燃煤采購、招標、驗
貨、入庫，煤渣處理等環(huán)節(jié)及特種設備年檢、特種作業(yè)
人員的取證、復審環(huán)節(jié)均可省掉，提高了企業(yè)的運營
效率。
空氣源熱泵熱水機組近年來作為崛起的新型節(jié)能
熱水機組，性價比全面超越其他類型的熱水器，作為新
型的熱水解決方案優(yōu)勢明顯，并且空氣源熱泵技術已
于２００９ 年被歐盟確定為可再生能源技術［５］ ?？梢灶A
測隨著環(huán)保節(jié)能減排要求的普及，熱泵補貼的政策出
臺的可能性相當大。但是市場上各種品牌的空氣源熱
水機組型號眾多，產品質量上良莠不齊［６］ ，選擇質量
過硬、品牌形象好、技術力量強的廠家來做改造就顯得
尤其重要。尤其是選擇空氣源產品不光要考慮初始投
資，更要重點考慮空氣源熱泵熱水機組整套設備在全
生命周期內運行維護成本，應該擇優(yōu)選擇那些全生命
周期內投資最具性價比的方案。
參考文獻：
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（上接第７ 頁）
３ 結 語
防洪工程是維護民生之本，為適應生態(tài)文明建設，
促進人與自然可持續(xù)發(fā)展，在防洪工程設計中應充分
認識河道具有生態(tài)功能與社會功能雙重特性并統籌其
平衡性；核心內容一方面是采用現代綠色、環(huán)保和高新
技術和材質建筑人工提防，另一方面是運用生態(tài)功能
區(qū)劃進行景觀生態(tài)設計，將二者融入流域生態(tài)全局，從
而構建一個具有結構性、穩(wěn)定性、空間異質性、多樣性
的流域生態(tài)系統，最終從保蓄水土、涵養(yǎng)水源與人工攔
截等方面有效降低洪災危險系數。
參考文獻：
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