本篇論文目錄導航：
【題目】黑龍江省墨爾根河堤防加固探究
【第一章】墨爾根河的河道治理研究緒論
【第二章】水文與地質研究區概況
【第三章】墨爾根河治理工程措施分析
【第四章】綜合治理工程效益分析
【結論/參考文獻】墨爾根河防洪工程探析結論與參考文獻
第 1 章 緒論
1.1 概述
目前，我國水利部提出了新時期對水利現代化建設的總體要求。人與自然和諧相處的原則和現代先進的科學技術、管理手段必須融入到水利建設中去。建設的主線為水的安全性和水環境建設，建設的中心為優化配置水資源，重點為建設節水防污型社會，這樣才能達到充分發揮水利資源多功能，改進環境與生態，提升水資源利用率，保障經濟社會健康可持續發展的作用[1].
河道整治是水利工程的重要組成部分。疏浚和護岸等措施的應用達到了人們整治和控制河道的目的，提高了水的利用率，方便了交通運輸業務，修復和增強河道功能的最基本措施是開展河道整治，這樣既提高生態環境、增強了水資源的承載能力又達到了綠色河道的需要[2-3].
近幾年來，在洪水的死亡人數中，突如其來的暴雨造成的死亡人數從 20%增加到了 70%-80%,然而，近幾年山區洪水災害的人數，沒有上升趨勢。這一現象是由于河流和洪水死亡人數大幅減少的結果。但是，這也表明，減輕山洪災害在體現以人為本中的重要性?？梢?，踐行科學發展觀、構建和諧社會的重要任務中也包括中小河流的改造和防洪減災。
當前，中國的中小型河流的改造工作存在很多極其明顯的薄弱之處。一、治理投資不足。中國的主要河流整治，它的來源一直是中央財政投資項目的預算。
中國的中小河流，主要是在省內，城市轄區內的區域，所以它主要是地方財政投資。近幾年，在東部發達省份，中小河流整治一直投資很大，但大多數中西部省份的中小型河流，事實上，世紀 50- 80 年的群眾參與整治的?，F在傳統水利的冬天和春天修復習慣已基本取消，農村勞動力外出務工，在防洪期搶險的人員力量嚴重缺失[4-9].
人為災害問題十分突出。在大規模的建設時期，隨著砂的需求量增大和大河道中的非法砂石開采管理的加強，小河流成為主要的砂石開采來源。然而由于管理中存在薄弱環節，導致亂采亂挖現象普遍，危及堤防安全。與此同時，增大山洪災害的原因還有山區修路和采礦業的發展使得大量的土丟棄到河道中，從而導致河床淤積萎縮。山區道路和房屋的修建又導致山體穩定性遭到破壞，但缺乏必須的固坡防滑措施，易形成滑坡。另外，人和水資源的沖突依然非常強烈。在河道上修建房屋，嚴重影響了河道的排洪能力，影響人的生命安全。這些問題說明，在社會程度高度發達的今天，以前的陳舊的防洪措施已經不適合當代，而新時代的標準還沒有成立。這就是目前面臨的一大挑戰。
“各地要加速編制重點地區中小河流改造規劃，增加建設投資，中央對中西部給予適當補貼，促進地方做好河道疏浚工作”這一意見也在中央的 1 號文件中明確提出。
事實上，中小河流域的治理已引起中國政府的高度重視。2009 年財政部和水利部聯合印發《重點地區中小河流近期治理建設規劃》，文件指出，中國要在全國的典型地區設立一系列專門的中小河流專項資金治理中小型流域，這個綜合了堤防護岸加固工程，河道疏浚和排水工程的項目，既能增強中小河流典型區域的泄洪同行大水的能力，保護居民的人身安全又能保護河道周邊的生態環境。
在我國，100 平方公里的河流面積中已超過 50000 條河流，如果當地政府必須得到中央政府的補貼后才能采取改造行動，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資金給一些關鍵河流的治理，可是長期維護的資金也沒有眉目。
很顯然，中小河流的治理不是一個簡單的問題，不能單單靠中央政府加的短期投資來解決。需要人們更多思考的是怎樣面對發展的洪流，調動一切可以調動的資源來面對洪水的問題，從實際找到簡單可行的解決辦法。
水利工作者更要要繼續鉆研，學習和吸納各方的工程經驗，深入開展大量調研，積極探討，分析總結不同地區、不同河段、不同功能河道的特殊性和普遍性，從長遠出發，探討經濟、合理、有利于水環境改善及其他功能實現的新型河道治理技術，為我國河流保護和經濟發展提供強有力的支撐[13-18].
新時期對水利現代化建設的新要求對我國中小河流改造觀念的轉變至關重要。除了防洪抗旱，我們還應注意流域的生態系統安全。在中小河流的改造和整治行動中，將航運，生態環境，旅游，娛樂休閑等加入到應該考慮的綜合因素中，才能形成新的河道流域治理模式[10-12];我們還需要繼續增加科研實力，在國外的經驗的基礎上，做了大量的調查研究，分析和總結不同區域，不同流域的普遍性和特殊性，從長遠來看，研究有利于改善水環境的新技術，為我國的保護和經濟發展提供強大支持[13].
1.2 國內外研究現狀
在河流治理方面，國外比國內起步要早，所以理論和成果都較國內豐富。在20 世紀 30 年代，德國科學家提出了近自然的河流整治，即在改造和整治流域的同時讓其與自然融為一體，盡量不破壞其自身的環境。到 20 世紀 50 年代，德國學者建立了近自然河治理工程概念，指出了河流遵循植物生長規律。近幾年來，國內外眾多專家學者做了大量的研究和嘗試。比如有人提出了設計與自然融合的觀點。從平面形態、河流縱斷面、護岸工程和城市河流近自然治理方案設計[17-19].
在治理中的河流，在治理河流的實際工程實踐中，要保護工程所在地的生態環境，用新的思想，在防洪的基礎上可以使人和自然和諧共存[24]
1.2.1 國內中小型河流綜合治理的研究現狀
中國自發展中小型河流治理以來，河流涉及的類型范圍廣泛，涉及范圍廣泛的沿海地區，湖泊，山區和河流丘陵地區，以及縣，鎮和村莊等許多地方。雖然在中小河流管理方面已經取得了一定的成效，但仍有許多有待改進的地方。
（1）治理范圍受到限制
雖然中國已在規劃中列入中小河流的治理工作，但仍有許多因素限制，如城鎮和擁有 10000 多畝農田的集中區域，這些集中區域的改造和整治，主要是保護性工程，如不能超過三千萬個單一項目的要求等。這將要成為防洪工程的主要項目，作為河流的主要項目，其范圍是在城市的河流的主要焦點。然而，有很多原理城區的河流，其流經區域內人口稀少，縱使其流經區域廣闊，但也極少數的治理，治理已大大受限，使治理的目的不能實現，治理的效果也將大打折扣[25-28].
（2）資金到位困難
中小型河流的治理工作，根據有關政策和法規，主要是在主項目的主要河流，中央政府投資，當地政府支持拆遷和土地覆蓋及配套設施等問題的解決。因為各個區域政府的資金情況有很大的不同，這使得很多改造工程的配套財政支持遇到重重阻礙，由于資金方面的限制，中小河流管理設計的相關部門提出了各種要求，這給工程的設計無意是增加了極大的難度和制約。例如，對需要退堤拓寬防洪的一些部分，但因為拆遷、占地面積而最終放棄，往往采用加高防洪堤來解決問題，堤防的坡度太陡，使得堤防加高困難。
（3）生態要求與防洪安全有沖突
為治理中小河流往往是在河流治理原有的基礎上，對原有河道復雜，河道兩側有森林自然生長和控制水土流失的生態森林生長對堤岸防沖是非常有利的。然而，當防洪工程設施的建設，需要拓寬河道或新建堤壩會影響森林生態生長。兩者將相互沖突。此外，坡陡的山區河流水急，護岸工程或新建堤壩將與生態保護相沖突。
（4）中小河流治理不能與城鎮發展同步
隨著發展的多元化，各地區的區域規劃不盡相同，差異日益顯著，比如，為了城鎮的美觀和人民安居，市政會修建一些靠水景區建筑，靠河流建觀景路或水上公園等。但統觀全局會發現，由于市政部門與水利部門之間交流問題，有的觀景路束窄了河道，或者降低了河流的行洪能力，類似的例子嚴重的阻礙了中小型河流的改造和整治。但有些城市規劃并要求與河流治理相關聯，這使得管理的河流應更嚴格的要求，這個情況又與中小型河流財政投入的觀點是相斥的。針對我國中小河流存在的問題和現狀，常用的應對措施有以下幾方面：
（1）合理確定河道治理范圍
加強對中小型河流早期的調查研究是非常重要的。通過河流管理的歷史數據及時了解洪水和河流的特點及存在的問題。根據當地實際情況，具體問題具體分析，確定了新的行之有效的河道管理方案。為接下來的河流治理打好基礎，以原定的目標和規范為依據，通過對河流周邊各單位管轄范圍和區域改造計劃進行及時的溝通，制定與之相適應的河道改造區域，并聯系實際政策需要適當傾斜工程目的或者適當妥協，這樣才能夠使中小河流的改造順利進行。
（2）因地制宜確定治理方式
治理的最困難是治理方式的確定，以往的治理工程多數采用防洪治理為主。中小河流在我國的分布及其廣泛，而且區域間差別也及其大，所以它的改造和整治是非常復雜的工程，它們的改造需要大量的配套基金，但這似乎是不可能達到的事，這就給我們留下了很大的財政和技術難題。所以我們應該根據區域和河流自身的情況出發，不同地區采用不同的改造措施，逐步加大改造力度和強度，早日形成完整的體系。
根據不同河段的特點和位置，可以分為山區、丘陵、平原等幾大類。山區河流通常是在河的上游，坡度大，洪水將是高速迎面而來在短時間內產生巨大的破壞力，所以治理時應主要關注加強河岸的抗沖性能，而不是無休止無目的的修建河堤，導致進行水位高，加重洪水。在現有條件允許的情況下，我們主張退耕還林，修筑相應水利設施阻擋洪水。河流通常在河流中游，流域面積非常大。河道的特點是寬而淺，洪水頻發，以及兩岸人口集中。因此，我們也主張工程措施的同時應加大植被面積與之相配合，最終實現防洪目標。在平原中大多地形相對開闊，周邊農田較多，居民居住密集，因此在河流治理的實踐中，主張修筑水利工程為主，以生態植被措施為輔的思想來改造河流，慶安縣墨爾根河處于平原區。
因此，本文對墨爾根的南部防洪措施進行了研究，通過對平原區的分析，推進中小型河流的治理措施。
1.2.2 國外中小河流治理的研究現狀
在 20 世紀 60 年代，以改善濱水空間的功能，為目的的濱水建設活動已被廣泛地在歐洲和美國進行，大規模的城市濱水空間規劃也廣泛開展。這些國家的研究工作細致深入，在世界處于領先水平，許多城市河流治理的思想和方法可以為其他氣候、地形條件類似的地區采用及參考。韓國的河道整治工作，雖然起步較晚，但積極借鑒國外先進的理念和經驗的基礎上快速發展，良好的自然景觀成為一道亮麗的風景?？偟膩碚f，世界的河流管理和恢復的還是較成功的，代表有日本，美國和歐洲等國家。他們較早地研究了河流生態修復與管理研究，且技術相對較為成熟[29-30], 其中有很多出名的例子可供大家借鑒，比如說萊茵河和密西西比河等[30-32].
日本、美國這些中小河改造成功的例子可以說是在這個領域開辟的一個先河，我們可以通過對其研究和學習，模仿對與其相同條件下的事例進行河流改造。同樣韓國在這方面也算是專家，它的河流治理可以用突飛猛進來形容，同樣也值得我們學習參考。
1.2.2.1 日本城市河流治理現狀
日本民意調查結果顯示：32.5%的人希望能擁有的舒適水域空間，對娛樂場所的需求占 24.8%.通過調查我們發現，單純的河流治理已經不能滿足人們的日常生活需求，更多的還要對其環境進行改善，因此在日本人們紛紛呼吁如：“水和綠色走廊”建設，“充滿活力和文化的河流”,“五彩園河”,“公眾向往故鄉的河”,“美麗的自然的河流”,“夜晚的螢火蟲照亮的河”,“清晰和舒適的河”,“反映歷史的河流”,“土地黃河”,“面朝大海，和傳統文化的河”,“野生鳥類和鮮花的河”,“充滿文化氣息和新海關河”,“綠，水，河流文化協調等口號。上世紀 90 年代提出的河流治理戰略，恢復自然的方法，目標是日本建立了一個健康和富裕的生活和美麗的自然環境動態的社會， 要求加強對河流的管理工作和規劃，保證中小河流有著充足的水來維持綠色植物，凈化水體，從而使得河流周邊環境優美，適宜居民生存。水的要求具有舒適的開放空間，可以提供一個合適的地方，對一些娛樂活動，對保護的重要性，對如何保護河流的自然環境，如河流的自然棲息地[33].此后，原建設省提出了建設自然河道，河道整治工程，必須尊重自然的多樣性，水文循環和生態系統的完整性，改變了傳統的思想，開始由單一目標整治的河流流域綜合管理，并考慮到生態環境建設。在 1991,日本開始實施的建設方法，創造多樣化的河流模式，即”建設多條自然河流“,其中單獨在日本有超過 600 個試點項目。再近幾十年里，日本在河流改造方面加大資金投入力度，截止本世紀初，已經完成了將近三萬個河流改造工程，而這些工程的理念都更關注生態環境，這使得環境的到了巨大的改變。[34]
總體而言，在日本的城市河流改造項目中，規劃者更加注重生態建設，講究與大自然的融合，對城市河流進行更詳細的調查，并注意信息的收集，生態概念涵蓋了更多，更符合生態恢復的想法。
1.2.2.2 韓國河流治理現狀
在韓國，研究者把河流治理和多種學科有機的聯系起來，注重多學科的交叉研究，講究工程措施與非工程措施的配合，盡量減小洪水的危害?；趯?20 年的洪水水文模型的分析，非工程措施是首選。通常用一個模型來確定最佳泄洪流量，以減少損失。河道管理部門和水利部門通過收集整理和分析相關的數據，進而成立一個集中的河流管理系統韓國的河床很陡，徑流的季節變化很明顯。尤其是夏季的幾個月內，臺風頻發，降雨密集，約占全年總量的一半以上。而最近的這幾十年由于工廠的排污及其他環境的變化使得韓國境內河流的質量發生極大變化，對生態系統也造成了很大破壞。大約五十年以前，韓國境內幾乎沒有河流受到破壞，都保持在原始狀態，然后到工業大發展以后，大多數河流都受到不同程度的污染和破壞，可以分為 5個階段，即自然河流、防災和河流、占領河流、河流公園、近自然河流。在 20 世紀 70 年代，河流的治理主要集中在防洪，河流的渠道管理，河流失去了環境功能，生物棲息地，如自我凈化和海岸景觀逐漸消失（河）；在 20 世紀 70 年代后期開始，城市公園的建設在沙灘上，大部分的公園大廈（河邊）；在上世紀 80 年代，人們對河流灘涂進行大肆開發利用，如修筑道路，化灘為田，建造旅游景點等；到上世紀 90 年代初以后，人們才對環境脆弱的河流環境引起重視，并通過學習外國的技術，對其進行改造和治理；之后韓國也隨即開始了相關方面的科學研究，并在十年內建成了一系列示范工程，如：烏山川，gyeongan Cheon,安陽川開始；第二十一世紀初期，韓國開始相應的河流改造整治，其中最有代表性的是清溪川，這一成功引起了韓國國內的關注，新聞對其進行了持續報道，成了韓國河流改造歷史上的一個典型工程，一時間其他城市也紛紛模仿其改造成功的方法。由于城市被填埋，改為高速公路。隨著經濟的快速發展，在韓國的研究人員及政府人員深深的認識到河流改造整治的重要作用。于是，在 2004 年到 2005 年兩年間完成了清溪川河流改造工程。并通過新聞媒體發布項目概況，使人們廣泛理解工程有益之處，從而得到人們群眾的廣泛幫助和支持。這一項目促進了漢城的國際形象，并獲得了很好的好的經濟效益和社會效益。
總體而言，韓國的河流生態改造治理還沒有達到高度發達的程度，其基本技術和經驗多數來源于歐洲和美國等發達國家，但是韓國在相關領域的研究和開發速度非?？?，其研究已經應用于工程實踐中，并形成了不同地區不同規模的示范項目。目前，生態河道工程應更加重視河流流量變化，河流生態恢復、人類活動，包括大壩，礫石開采和景觀等因素的變化，這是由于渠道和其他因素相互作用造成的。要了解不同尺度（微觀、中觀、宏觀）水流、泥沙、地貌、結構和植被之間的相互作用[35].
1.2.2.3 美國城市河流治理現狀
1962 年，生態學家 todum 將生態學的概念應用于工程建設，進而推動治理工程措施的生態意識。其基本任務是根據自然條件和生態特征，對河流的管理近自然和工程措施，滿足人類對河流生態功能的需求，同時滿足生物多樣性的要求。
美國南部在 20 世紀 70 年代建立了大量的人工河流，但逐漸發現，周圍濕地變得越來越干，生物多樣性也急劇減少，90 年開始的有效改造和恢復河流，河流已恢復到蜿蜒狀態。著名的洛杉磯河也正在拆除襯砌。此外，亞利桑那州的科羅拉多河流域的生態恢復已被關注，美國地質調查局（USGS）開展了大量的工作，在河上，包括電廠運行對下游河道的影響，魚類和其它水生生物資源調查，濱水植物和野生動物，鳥類，娛樂價值和非使用價值，文化資源調查等[31].美國的另一個成功的河流生態修復的基西米河?；髅缀拥淖匀磺鄣臍v史，包括很多的濕地，生物多樣性豐富；在 1962-1971 河是渠道轉型，生物多樣性減少，生態功能喪失。
基西米河生態恢復的目標是恢復原有的自然水文情勢，對原河改造，原有的濕地植物群落的多樣性和恢復原來的生物多樣性和生態功能的連續性和恢復海灘。
美國地質調查局和美國陸軍工程兵部隊（USACE）對大量的數據和經驗進行了研究，并進行了對河流生態修復工程的監測與評價進行了探討。所提出的方法已被作為一種有效的方法用來評估實施效果[36].為了促進河流生態修復工作，在 1996年建立了河流生態恢復委員會[37].
總體上，美國在河道整治方面的研究進行較多，涉及到生態、景觀、文化等多方面的問題。其主要目的是改善生態環境，美化休閑娛樂場所，保護文化的恢復和土地升值等。
1.2.2.4 歐洲城市河流治理現狀
因為第二十世紀中期在歐洲實現河漫灘生態修復的必要性，二十世紀 60 年代以來，以實施有效的污染控制措施，歐洲河流水質有明顯改善，但河流生境質量，生物多樣性的現狀仍然不容樂觀，人們重新審視傳統的河流控制技術和管理措施。
上世紀 80 年代，德國、瑞士等國提出了”重新自然化“的概念，將河流恢復到自然的水平；英國利用近自然河流治理技術，它強調對河流的恢復和維護，必須優先重視河流的生態功能，荷蘭河生態恢復和防洪，提出了河流的空間觀念，水循環的生態完整性的維護和維護非常重要。在歐洲的水資源管理是非常重視的”環境需水量“,例如，英國的”最小可接受的流量“,強調河流生態的重要性。
目前，歐洲資助很多河流生態修復的工程，以促進更多的組織的從中受益，并在 1995 成立了一個歐洲的河流生態修復中心（ecrr）收集信息。1999,ecrr 在丹麥舉行會議，來自歐洲 22 個國家的 55 個代表，管理機構的建立，極大地促進了河流生態修復的組織和個人了解領域相關信息、促進相互交流，分享有關經驗等，促進河流生態修復的快速發展。
在工程實踐中，歐洲國家重視建設河流示范項目生態修復，如一百六十公里長的多瑙河重新修復工程，skjema 長約 19km 河段修復工程。對于”跨界河流，如萊茵河流域，通過流域國家聯合制定的計劃以修復，大大改善了河流水質的條件下，萊茵通過有計劃修復的萊茵河河流濕地，河流生境質量改善，返回到的鳥類返回到人民的身邊，萊茵河和重現過去的美麗風光。
總之，大量的國家對破壞自然環境的行為進行反思并采取治理措施逐步回歸到自然的轉變。自上世紀 90 年代以來，德國、美國、日本、法國、瑞士、奧地利等國都有大規模的清除硬襯。事實上，拆除襯砌的基金的投資更為昂貴，但一般認為，保護自然環境對保護動植物資源、保護水質、防止水土流失等都具有重要的現實意義。對河流，生態護岸的修復使用，濱水植物群落、河岸林成為目前國際河流建設的主要趨勢。城市濱水空間規劃、設計與建設活動使我們能夠看清，也能為空間、還原美麗、舒適、富有活力的原有、建設滿足現代城市經濟發展的城市濱水空間，是未來世界城市河流建設和發展的主要趨勢之一。
1.3 研究目的及意義
本論文擬從墨爾根河流域現狀入手，分析小型河流特點、洪澇災害發生規律及河流、水利工程存在的問題，并以此為切入點，從清淤工程、堤防工程、護坡工程等方面提出墨爾根河工程治理措施，進一步開展工程效益分析，為我國小河流的管理提供必要參考，為中小型河流的綜合評價和合理管理和改造提供強有力的科學依據。
