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【题目】黑龙江省墨尔根河堤防加固探究
【第一章】墨尔根河的河道治理研究绪论
【第二章】水文与地质研究区概况
【第三章】墨尔根河治理工程措施分析
【第四章】综合治理工程效益分析
【结论/参考文献】墨尔根河防洪工程探析结论与参考文献
第 1 章 绪论
1.1 概述
目前，我国水利部提出了新时期对水利现代化建设的总体要求。人与自然和谐相处的原则和现代先进的科学技术、管理手段必须融入到水利建设中去。建设的主线为水的安全性和水环境建设，建设的中心为优化配置水资源，重点为建设节水防污型社会，这样才能达到充分发挥水利资源多功能，改进环境与生态，提升水资源利用率，保障经济社会健康可持续发展的作用[1].
河道整治是水利工程的重要组成部分。疏浚和护岸等措施的应用达到了人们整治和控制河道的目的，提高了水的利用率，方便了交通运输业务，修复和增强河道功能的最基本措施是开展河道整治，这样既提高生态环境、增强了水资源的承载能力又达到了绿色河道的需要[2-3].
近几年来，在洪水的死亡人数中，突如其来的暴雨造成的死亡人数从 20%增加到了 70%-80%,然而，近几年山区洪水灾害的人数，没有上升趋势。这一现象是由于河流和洪水死亡人数大幅减少的结果。但是，这也表明，减轻山洪灾害在体现以人为本中的重要性。可见，践行科学发展观、构建和谐社会的重要任务中也包括中小河流的改造和防洪减灾。
当前，中国的中小型河流的改造工作存在很多极其明显的薄弱之处。一、治理投资不足。中国的主要河流整治，它的来源一直是中央财政投资项目的预算。
中国的中小河流，主要是在省内，城市辖区内的区域，所以它主要是地方财政投资。近几年，在东部发达省份，中小河流整治一直投资很大，但大多数中西部省份的中小型河流，事实上，世纪 50- 80 年的群众参与整治的。现在传统水利的冬天和春天修复习惯已基本取消，农村劳动力外出务工，在防洪期抢险的人员力量严重缺失[4-9].
人为灾害问题十分突出。在大规模的建设时期，随着砂的需求量增大和大河道中的非法砂石开采管理的加强，小河流成为主要的砂石开采来源。然而由于管理中存在薄弱环节，导致乱采乱挖现象普遍，危及堤防安全。与此同时，增大山洪灾害的原因还有山区修路和采矿业的发展使得大量的土丢弃到河道中，从而导致河床淤积萎缩。山区道路和房屋的修建又导致山体稳定性遭到破坏，但缺乏必须的固坡防滑措施，易形成滑坡。另外，人和水资源的冲突依然非常强烈。在河道上修建房屋，严重影响了河道的排洪能力，影响人的生命安全。这些问题说明，在社会程度高度发达的今天，以前的陈旧的防洪措施已经不适合当代，而新时代的标准还没有成立。这就是目前面临的一大挑战。
“各地要加速编制重点地区中小河流改造规划，增加建设投资，中央对中西部给予适当补贴，促进地方做好河道疏浚工作”这一意见也在中央的 1 号文件中明确提出。
事实上，中小河流域的治理已引起中国政府的高度重视。2009 年财政部和水利部联合印发《重点地区中小河流近期治理建设规划》，文件指出，中国要在全国的典型地区设立一系列专门的中小河流专项资金治理中小型流域，这个综合了堤防护岸加固工程，河道疏浚和排水工程的项目，既能增强中小河流典型区域的泄洪同行大水的能力，保护居民的人身安全又能保护河道周边的生态环境。
在我国，100 平方公里的河流面积中已超过 50000 条河流，如果当地政府必须得到中央政府的补贴后才能采取改造行动，那我不知道要等到多久才能有效整治。即便中央政府可以提供资金给一些关键河流的治理，可是长期维护的资金也没有眉目。
很显然，中小河流的治理不是一个简单的问题，不能单单靠中央政府加的短期投资来解决。需要人们更多思考的是怎样面对发展的洪流，调动一切可以调动的资源来面对洪水的问题，从实际找到简单可行的解决办法。
水利工作者更要要继续钻研，学习和吸纳各方的工程经验，深入开展大量调研，积极探讨，分析总结不同地区、不同河段、不同功能河道的特殊性和普遍性，从长远出发，探讨经济、合理、有利于水环境改善及其他功能实现的新型河道治理技术，为我国河流保护和经济发展提供强有力的支撑[13-18].
新时期对水利现代化建设的新要求对我国中小河流改造观念的转变至关重要。除了防洪抗旱，我们还应注意流域的生态系统安全。在中小河流的改造和整治行动中，将航运，生态环境，旅游，娱乐休闲等加入到应该考虑的综合因素中，才能形成新的河道流域治理模式[10-12];我们还需要继续增加科研实力，在国外的经验的基础上，做了大量的调查研究，分析和总结不同区域，不同流域的普遍性和特殊性，从长远来看，研究有利于改善水环境的新技术，为我国的保护和经济发展提供强大支持[13].
1.2 国内外研究现状
在河流治理方面，国外比国内起步要早，所以理论和成果都较国内丰富。在20 世纪 30 年代，德国科学家提出了近自然的河流整治，即在改造和整治流域的同时让其与自然融为一体，尽量不破坏其自身的环境。到 20 世纪 50 年代，德国学者建立了近自然河治理工程概念，指出了河流遵循植物生长规律。近几年来，国内外众多专家学者做了大量的研究和尝试。比如有人提出了设计与自然融合的观点。从平面形态、河流纵断面、护岸工程和城市河流近自然治理方案设计[17-19].
在治理中的河流，在治理河流的实际工程实践中，要保护工程所在地的生态环境，用新的思想，在防洪的基础上可以使人和自然和谐共存[24]
1.2.1 国内中小型河流综合治理的研究现状
中国自发展中小型河流治理以来，河流涉及的类型范围广泛，涉及范围广泛的沿海地区，湖泊，山区和河流丘陵地区，以及县，镇和村庄等许多地方。虽然在中小河流管理方面已经取得了一定的成效，但仍有许多有待改进的地方。
（1）治理范围受到限制
虽然中国已在规划中列入中小河流的治理工作，但仍有许多因素限制，如城镇和拥有 10000 多亩农田的集中区域，这些集中区域的改造和整治，主要是保护性工程，如不能超过三千万个单一项目的要求等。这将要成为防洪工程的主要项目，作为河流的主要项目，其范围是在城市的河流的主要焦点。然而，有很多原理城区的河流，其流经区域内人口稀少，纵使其流经区域广阔，但也极少数的治理，治理已大大受限，使治理的目的不能实现，治理的效果也将大打折扣[25-28].
（2）资金到位困难
中小型河流的治理工作，根据有关政策和法规，主要是在主项目的主要河流，中央政府投资，当地政府支持拆迁和土地覆盖及配套设施等问题的解决。因为各个区域政府的资金情况有很大的不同，这使得很多改造工程的配套财政支持遇到重重阻碍，由于资金方面的限制，中小河流管理设计的相关部门提出了各种要求，这给工程的设计无意是增加了极大的难度和制约。例如，对需要退堤拓宽防洪的一些部分，但因为拆迁、占地面积而最终放弃，往往采用加高防洪堤来解决问题，堤防的坡度太陡，使得堤防加高困难。
（3）生态要求与防洪安全有冲突
为治理中小河流往往是在河流治理原有的基础上，对原有河道复杂，河道两侧有森林自然生长和控制水土流失的生态森林生长对堤岸防冲是非常有利的。然而，当防洪工程设施的建设，需要拓宽河道或新建堤坝会影响森林生态生长。两者将相互冲突。此外，坡陡的山区河流水急，护岸工程或新建堤坝将与生态保护相冲突。
（4）中小河流治理不能与城镇发展同步
随着发展的多元化，各地区的区域规划不尽相同，差异日益显着，比如，为了城镇的美观和人民安居，市政会修建一些靠水景区建筑，靠河流建观景路或水上公园等。但统观全局会发现，由于市政部门与水利部门之间交流问题，有的观景路束窄了河道，或者降低了河流的行洪能力，类似的例子严重的阻碍了中小型河流的改造和整治。但有些城市规划并要求与河流治理相关联，这使得管理的河流应更严格的要求，这个情况又与中小型河流财政投入的观点是相斥的。针对我国中小河流存在的问题和现状，常用的应对措施有以下几方面：
（1）合理确定河道治理范围
加强对中小型河流早期的调查研究是非常重要的。通过河流管理的历史数据及时了解洪水和河流的特点及存在的问题。根据当地实际情况，具体问题具体分析，确定了新的行之有效的河道管理方案。为接下来的河流治理打好基础，以原定的目标和规范为依据，通过对河流周边各单位管辖范围和区域改造计划进行及时的沟通，制定与之相适应的河道改造区域，并联系实际政策需要适当倾斜工程目的或者适当妥协，这样才能够使中小河流的改造顺利进行。
（2）因地制宜确定治理方式
治理的最困难是治理方式的确定，以往的治理工程多数采用防洪治理为主。中小河流在我国的分布及其广泛，而且区域间差别也及其大，所以它的改造和整治是非常复杂的工程，它们的改造需要大量的配套基金，但这似乎是不可能达到的事，这就给我们留下了很大的财政和技术难题。所以我们应该根据区域和河流自身的情况出发，不同地区采用不同的改造措施，逐步加大改造力度和强度，早日形成完整的体系。
根据不同河段的特点和位置，可以分为山区、丘陵、平原等几大类。山区河流通常是在河的上游，坡度大，洪水将是高速迎面而来在短时间内产生巨大的破坏力，所以治理时应主要关注加强河岸的抗冲性能，而不是无休止无目的的修建河堤，导致进行水位高，加重洪水。在现有条件允许的情况下，我们主张退耕还林，修筑相应水利设施阻挡洪水。河流通常在河流中游，流域面积非常大。河道的特点是宽而浅，洪水频发，以及两岸人口集中。因此，我们也主张工程措施的同时应加大植被面积与之相配合，最终实现防洪目标。在平原中大多地形相对开阔，周边农田较多，居民居住密集，因此在河流治理的实践中，主张修筑水利工程为主，以生态植被措施为辅的思想来改造河流，庆安县墨尔根河处于平原区。
因此，本文对墨尔根的南部防洪措施进行了研究，通过对平原区的分析，推进中小型河流的治理措施。
1.2.2 国外中小河流治理的研究现状
在 20 世纪 60 年代，以改善滨水空间的功能，为目的的滨水建设活动已被广泛地在欧洲和美国进行，大规模的城市滨水空间规划也广泛开展。这些国家的研究工作细致深入，在世界处于领先水平，许多城市河流治理的思想和方法可以为其他气候、地形条件类似的地区采用及参考。韩国的河道整治工作，虽然起步较晚，但积极借鉴国外先进的理念和经验的基础上快速发展，良好的自然景观成为一道亮丽的风景。总的来说，世界的河流管理和恢复的还是较成功的，代表有日本，美国和欧洲等国家。他们较早地研究了河流生态修复与管理研究，且技术相对较为成熟[29-30], 其中有很多出名的例子可供大家借鉴，比如说莱茵河和密西西比河等[30-32].
日本、美国这些中小河改造成功的例子可以说是在这个领域开辟的一个先河，我们可以通过对其研究和学习，模仿对与其相同条件下的事例进行河流改造。同样韩国在这方面也算是专家，它的河流治理可以用突飞猛进来形容，同样也值得我们学习参考。
1.2.2.1 日本城市河流治理现状
日本民意调查结果显示：32.5%的人希望能拥有的舒适水域空间，对娱乐场所的需求占 24.8%.通过调查我们发现，单纯的河流治理已经不能满足人们的日常生活需求，更多的还要对其环境进行改善，因此在日本人们纷纷呼吁如：“水和绿色走廊”建设，“充满活力和文化的河流”,“五彩园河”,“公众向往故乡的河”,“美丽的自然的河流”,“夜晚的萤火虫照亮的河”,“清晰和舒适的河”,“反映历史的河流”,“土地黄河”,“面朝大海，和传统文化的河”,“野生鸟类和鲜花的河”,“充满文化气息和新海关河”,“绿，水，河流文化协调等口号。上世纪 90 年代提出的河流治理战略，恢复自然的方法，目标是日本建立了一个健康和富裕的生活和美丽的自然环境动态的社会， 要求加强对河流的管理工作和规划，保证中小河流有着充足的水来维持绿色植物，净化水体，从而使得河流周边环境优美，适宜居民生存。水的要求具有舒适的开放空间，可以提供一个合适的地方，对一些娱乐活动，对保护的重要性，对如何保护河流的自然环境，如河流的自然栖息地[33].此后，原建设省提出了建设自然河道，河道整治工程，必须尊重自然的多样性，水文循环和生态系统的完整性，改变了传统的思想，开始由单一目标整治的河流流域综合管理，并考虑到生态环境建设。在 1991,日本开始实施的建设方法，创造多样化的河流模式，即”建设多条自然河流“,其中单独在日本有超过 600 个试点项目。再近几十年里，日本在河流改造方面加大资金投入力度，截止本世纪初，已经完成了将近三万个河流改造工程，而这些工程的理念都更关注生态环境，这使得环境的到了巨大的改变。[34]
总体而言，在日本的城市河流改造项目中，规划者更加注重生态建设，讲究与大自然的融合，对城市河流进行更详细的调查，并注意信息的收集，生态概念涵盖了更多，更符合生态恢复的想法。
1.2.2.2 韩国河流治理现状
在韩国，研究者把河流治理和多种学科有机的联系起来，注重多学科的交叉研究，讲究工程措施与非工程措施的配合，尽量减小洪水的危害。基于对 20 年的洪水水文模型的分析，非工程措施是首选。通常用一个模型来确定最佳泄洪流量，以减少损失。河道管理部门和水利部门通过收集整理和分析相关的数据，进而成立一个集中的河流管理系统韩国的河床很陡，径流的季节变化很明显。尤其是夏季的几个月内，台风频发，降雨密集，约占全年总量的一半以上。而最近的这几十年由于工厂的排污及其他环境的变化使得韩国境内河流的质量发生极大变化，对生态系统也造成了很大破坏。大约五十年以前，韩国境内几乎没有河流受到破坏，都保持在原始状态，然后到工业大发展以后，大多数河流都受到不同程度的污染和破坏，可以分为 5个阶段，即自然河流、防灾和河流、占领河流、河流公园、近自然河流。在 20 世纪 70 年代，河流的治理主要集中在防洪，河流的渠道管理，河流失去了环境功能，生物栖息地，如自我净化和海岸景观逐渐消失（河）；在 20 世纪 70 年代后期开始，城市公园的建设在沙滩上，大部分的公园大厦（河边）；在上世纪 80 年代，人们对河流滩涂进行大肆开发利用，如修筑道路，化滩为田，建造旅游景点等；到上世纪 90 年代初以后，人们才对环境脆弱的河流环境引起重视，并通过学习外国的技术，对其进行改造和治理；之后韩国也随即开始了相关方面的科学研究，并在十年内建成了一系列示范工程，如：乌山川，gyeongan Cheon,安阳川开始；第二十一世纪初期，韩国开始相应的河流改造整治，其中最有代表性的是清溪川，这一成功引起了韩国国内的关注，新闻对其进行了持续报道，成了韩国河流改造历史上的一个典型工程，一时间其他城市也纷纷模仿其改造成功的方法。由于城市被填埋，改为高速公路。随着经济的快速发展，在韩国的研究人员及政府人员深深的认识到河流改造整治的重要作用。于是，在 2004 年到 2005 年两年间完成了清溪川河流改造工程。并通过新闻媒体发布项目概况，使人们广泛理解工程有益之处，从而得到人们群众的广泛帮助和支持。这一项目促进了汉城的国际形象，并获得了很好的好的经济效益和社会效益。
总体而言，韩国的河流生态改造治理还没有达到高度发达的程度，其基本技术和经验多数来源于欧洲和美国等发达国家，但是韩国在相关领域的研究和开发速度非常快，其研究已经应用于工程实践中，并形成了不同地区不同规模的示范项目。目前，生态河道工程应更加重视河流流量变化，河流生态恢复、人类活动，包括大坝，砾石开采和景观等因素的变化，这是由于渠道和其他因素相互作用造成的。要了解不同尺度（微观、中观、宏观）水流、泥沙、地貌、结构和植被之间的相互作用[35].
1.2.2.3 美国城市河流治理现状
1962 年，生态学家 todum 将生态学的概念应用于工程建设，进而推动治理工程措施的生态意识。其基本任务是根据自然条件和生态特征，对河流的管理近自然和工程措施，满足人类对河流生态功能的需求，同时满足生物多样性的要求。
美国南部在 20 世纪 70 年代建立了大量的人工河流，但逐渐发现，周围湿地变得越来越干，生物多样性也急剧减少，90 年开始的有效改造和恢复河流，河流已恢复到蜿蜒状态。着名的洛杉矶河也正在拆除衬砌。此外，亚利桑那州的科罗拉多河流域的生态恢复已被关注，美国地质调查局（USGS）开展了大量的工作，在河上，包括电厂运行对下游河道的影响，鱼类和其它水生生物资源调查，滨水植物和野生动物，鸟类，娱乐价值和非使用价值，文化资源调查等[31].美国的另一个成功的河流生态修复的基西米河。基西米河的自然曲折的历史，包括很多的湿地，生物多样性丰富；在 1962-1971 河是渠道转型，生物多样性减少，生态功能丧失。
基西米河生态恢复的目标是恢复原有的自然水文情势，对原河改造，原有的湿地植物群落的多样性和恢复原来的生物多样性和生态功能的连续性和恢复海滩。
美国地质调查局和美国陆军工程兵部队（USACE）对大量的数据和经验进行了研究，并进行了对河流生态修复工程的监测与评价进行了探讨。所提出的方法已被作为一种有效的方法用来评估实施效果[36].为了促进河流生态修复工作，在 1996年建立了河流生态恢复委员会[37].
总体上，美国在河道整治方面的研究进行较多，涉及到生态、景观、文化等多方面的问题。其主要目的是改善生态环境，美化休闲娱乐场所，保护文化的恢复和土地升值等。
1.2.2.4 欧洲城市河流治理现状
因为第二十世纪中期在欧洲实现河漫滩生态修复的必要性，二十世纪 60 年代以来，以实施有效的污染控制措施，欧洲河流水质有明显改善，但河流生境质量，生物多样性的现状仍然不容乐观，人们重新审视传统的河流控制技术和管理措施。
上世纪 80 年代，德国、瑞士等国提出了”重新自然化“的概念，将河流恢复到自然的水平；英国利用近自然河流治理技术，它强调对河流的恢复和维护，必须优先重视河流的生态功能，荷兰河生态恢复和防洪，提出了河流的空间观念，水循环的生态完整性的维护和维护非常重要。在欧洲的水资源管理是非常重视的”环境需水量“,例如，英国的”最小可接受的流量“,强调河流生态的重要性。
目前，欧洲资助很多河流生态修复的工程，以促进更多的组织的从中受益，并在 1995 成立了一个欧洲的河流生态修复中心（ecrr）收集信息。1999,ecrr 在丹麦举行会议，来自欧洲 22 个国家的 55 个代表，管理机构的建立，极大地促进了河流生态修复的组织和个人了解领域相关信息、促进相互交流，分享有关经验等，促进河流生态修复的快速发展。
在工程实践中，欧洲国家重视建设河流示范项目生态修复，如一百六十公里长的多瑙河重新修复工程，skjema 长约 19km 河段修复工程。对于”跨界河流，如莱茵河流域，通过流域国家联合制定的计划以修复，大大改善了河流水质的条件下，莱茵通过有计划修复的莱茵河河流湿地，河流生境质量改善，返回到的鸟类返回到人民的身边，莱茵河和重现过去的美丽风光。
总之，大量的国家对破坏自然环境的行为进行反思并采取治理措施逐步回归到自然的转变。自上世纪 90 年代以来，德国、美国、日本、法国、瑞士、奥地利等国都有大规模的清除硬衬。事实上，拆除衬砌的基金的投资更为昂贵，但一般认为，保护自然环境对保护动植物资源、保护水质、防止水土流失等都具有重要的现实意义。对河流，生态护岸的修复使用，滨水植物群落、河岸林成为目前国际河流建设的主要趋势。城市滨水空间规划、设计与建设活动使我们能够看清，也能为空间、还原美丽、舒适、富有活力的原有、建设满足现代城市经济发展的城市滨水空间，是未来世界城市河流建设和发展的主要趋势之一。
1.3 研究目的及意义
本论文拟从墨尔根河流域现状入手，分析小型河流特点、洪涝灾害发生规律及河流、水利工程存在的问题，并以此为切入点，从清淤工程、堤防工程、护坡工程等方面提出墨尔根河工程治理措施，进一步开展工程效益分析，为我国小河流的管理提供必要参考，为中小型河流的综合评价和合理管理和改造提供强有力的科学依据。
