生態(tài)混凝土預(yù)制植草磚在灌區(qū)渠道護(hù)砌工程中的應(yīng)用

徐永波 石 煒 馬宏偉

（1.江蘇省淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 淮安 223005 2.中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司蚌埠 233001）

1 概況

淮安市渠南灌區(qū)地處淮河下游，灌區(qū)西依京杭大運(yùn)河，北靠蘇北灌溉總渠，東沿窯頭河及射陽湖與阜寧、建湖兩縣接壤，南瀕白馬湖下游引河與揚(yáng)州市寶應(yīng)縣交界。東西長(zhǎng)約41km，南北寬約24km，總面積731km2（約合110萬畝），其中耕地面積66.45萬畝，原設(shè)計(jì)灌溉面積64萬畝，有效灌溉面積53.36萬畝，近幾年實(shí)際灌溉面積52萬畝。灌區(qū)土質(zhì)以砂壤土為主，夾有零星粘土。土壤水、肥、氣、熱等條件優(yōu)越，土質(zhì)肥沃，適宜種植水稻、三麥、油料、豆類等多種作物。

渠南灌區(qū)總干及分干渠共12條136.65km，灌區(qū)共建成支渠102條,總長(zhǎng)368.4km，斗渠581條，總長(zhǎng)624km，農(nóng)渠2905條，總長(zhǎng)1743km。現(xiàn)有干支渠道襯砌總長(zhǎng)45.8km，其中，干渠襯砌26.1km，襯砌率僅20%；支渠襯砌19.7km，襯砌率不足6%。由于渠道輸水線路較長(zhǎng)，沿線為砂壤土，跑水、漏水嚴(yán)重，灌溉水損失嚴(yán)重。

2 護(hù)砌的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

在以往的渠道設(shè)計(jì)中，較少考慮渠道的生態(tài)或環(huán)境功能，和渠道與周邊歷史環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境以及人文環(huán)境的統(tǒng)一，所以往往治理后的渠道與周邊的環(huán)境不相協(xié)調(diào)；在渠道治理中，護(hù)砌結(jié)構(gòu)多數(shù)采用漿砌塊石和混凝土等剛性硬質(zhì)材料，甚至有的地方追求所謂的“高標(biāo)準(zhǔn)”河道，對(duì)渠道采用全斷面剛性材料襯砌，使渠道的環(huán)境條件模式化，并使生物種類單一化。近年來，人們開始關(guān)注水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響問題，將生態(tài)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益結(jié)合起來作為水利工程建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是水利工程建設(shè)與生態(tài)建設(shè)相互關(guān)系研究的重點(diǎn)。因而采取生態(tài)防護(hù)措施，建設(shè)生態(tài)渠道工程已成為未來工程建設(shè)的大勢(shì)所趨。

3 渠道護(hù)砌設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則和要點(diǎn)

滿足渠道功能和堤防的特點(diǎn)，并降低工程造價(jià)；簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、便于施工，縮短施工周期，盡量減少施工期對(duì)周邊環(huán)境的影響；進(jìn)行水文分析，確定護(hù)砌水位及護(hù)砌范圍；結(jié)合植物調(diào)查結(jié)果，選擇合適的植物；設(shè)計(jì)不同區(qū)域的流域，分析沖刷程度，選擇合理的護(hù)砌型式；設(shè)置多孔性構(gòu)造，為生物提供生長(zhǎng)空間，凈化水質(zhì)；設(shè)置生物安全通道，保護(hù)人畜安全。

3.2 護(hù)砌設(shè)計(jì)

3.2.1護(hù)砌高程的確定

護(hù)砌高程的合理確定關(guān)系著工程的投資，從工程經(jīng)濟(jì)實(shí)用性角度，設(shè)計(jì)考慮位于常水位以下采用現(xiàn)澆混凝土全護(hù)，位于常水位以上采用混凝土格柵生態(tài)防護(hù)，渠道的護(hù)砌各部位高程如下：

防護(hù)底高程：即為護(hù)砌下限高程，護(hù)砌底高程設(shè)計(jì)與渠道底保持齊平。

防護(hù)頂高程：即為護(hù)砌上限高程，原則按照起始點(diǎn)灌溉水位超過10cm確定。由于混凝土格柵為統(tǒng)一尺寸的預(yù)制塊，如設(shè)置比降會(huì)將造成一定的施工浪費(fèi)，同時(shí)給施工也造成難度。為便于施工，同時(shí)結(jié)合渠道現(xiàn)狀堤頂高程的情況，綜合考慮最終確定統(tǒng)一高程。

3.2.2護(hù)砌型式選擇

目前淮安市灌區(qū)渠道護(hù)砌型式主要有現(xiàn)澆混凝土護(hù)砌、混凝土預(yù)制塊護(hù)砌、漿砌塊石護(hù)砌及干砌塊石護(hù)砌等。通過對(duì)護(hù)砌型式的比選，從經(jīng)濟(jì)技術(shù)和生態(tài)環(huán)保角度出發(fā)，渠道護(hù)砌工程選擇空心混凝土預(yù)制磚護(hù)砌。

3.2.3草種的選擇

考慮栽種植物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性、適應(yīng)性和生態(tài)平衡等問題，按照適合氣候、氣象條件、土壤要求低、抗病蟲能力強(qiáng)、適應(yīng)周邊環(huán)境、有益于動(dòng)植物生長(zhǎng)、價(jià)格低廉、易管理等特點(diǎn)進(jìn)行選擇。常見的草種有狗牙根、馬尼拉、香根草、馬蹄金等。其中水下可選擇香根草作為水生植物，香根草具有極強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性和抗逆（旱、濕、寒、熱、酸、堿等）能力，生長(zhǎng)迅速、根系發(fā)達(dá)、易種易活，是世界銀行推薦的草種，其形成密植網(wǎng)后，可攔截60%的地表徑流和90%的泥沙；水上植物選用當(dāng)?shù)爻Ｒ姷囊吧费栏渖O強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)、繁殖能力強(qiáng)，具有良好的防堤護(hù)砌效果。

3.2.4護(hù)砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

空心混凝土預(yù)制磚設(shè)計(jì)主要有兩種型式：一種型式為六角植草磚，混凝土預(yù)制格柵設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20，護(hù)砌設(shè)計(jì)厚度6cm，為等六邊形，邊寬為20cm，中空結(jié)構(gòu)，邊緣寬度為8cm；另一種型式為八字植草磚，混凝土預(yù)制格柵設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20，護(hù)砌設(shè)計(jì)厚度6cm，為等連體八字磚，縱向總長(zhǎng)40cm，橫向總寬20cm，中空結(jié)構(gòu)，中孔為正方形，寬度為8.28cm。

3.2.5水土保持及生物逃生通道設(shè)計(jì)

為體現(xiàn)“以人為本，安全第一”的宗旨，在襯砌渠道兩側(cè)堤頂內(nèi)側(cè)采用植物措施建設(shè)水土保持帶，既可防止行人滑落渠道，又可保持水土，起到美化綠化作用。水土保持具體措施為：每100m作為一個(gè)單元，其中80m栽種大葉黃楊（6株/m2），間種香樟、紫葉李、紫薇和紅梅，其中香樟、紫葉李間距8m，紫薇、紅梅間距16m。

位于渠道沿線橋梁兩側(cè)設(shè)施生物逃生通道，自渠底至頂部全部設(shè)施混凝土格柵，上下游對(duì)稱布置，位于其他渠段每100m設(shè)置一道生物通道，通道寬度均為10m。格柵顏色選用較為鮮艷亮色，便于動(dòng)物識(shí)別。

4 結(jié)語

在灌區(qū)護(hù)砌工程設(shè)計(jì)方面作了積極的嘗試，采用了生態(tài)護(hù)砌型式，利用護(hù)砌塊體的多孔性構(gòu)造，通過渠道沿線的綠化，設(shè)置生物通道，保護(hù)了生物多樣性，生態(tài)混凝土護(hù)砌克服了漿砌塊石和混凝土護(hù)砌的呆板和生硬。設(shè)置多孔性構(gòu)造，為護(hù)砌的鋪面提供了一個(gè)穩(wěn)定、柔性和透水的坡面保護(hù)層，不但對(duì)生物起到了保護(hù)作用，而且凈化了渠道水質(zhì)。當(dāng)生態(tài)磚塊體中間孔隙內(nèi)的花草生根后，塊體面層與基土之間的連接力大為提高，水土保持能力增強(qiáng)。人工鋪設(shè)加快了施工進(jìn)度，節(jié)省了工期，節(jié)約了投資■