老虎山河治理工程中生態設計分析與探討

董文津

(朝陽縣凌河保護區管理局，遼寧 朝陽122000)

1 工程概況

老虎山河是大凌河的一級支流，發源于努魯爾虎山脈內蒙古自治區敖漢旗金廠溝梁鎮橫道子村，源頭稱金廠溝梁河。

老虎山河流經內蒙古自治區敖漢旗、遼寧省朝陽市建平縣、朝陽縣、朝陽市，在朝陽市的龍城區大平房鎮匯入大凌河。流域面積1 512 km2，河道全長79.2 km，河道比降6.27‰。

2 水 文

老虎山河是大凌河的一級支流，發源于努魯爾虎山脈內蒙古自治區敖漢旗金廠溝梁鎮橫道子村，源頭稱金廠溝梁河。

老虎山河流經內蒙古自治區敖漢旗、遼寧省朝陽市建平縣、朝陽縣、朝陽市，在朝陽市的龍城區大平房鎮匯入大凌河。流域面積1 512 km2，河道全長79.2 km，河道比降6.27‰。

本項目按照統籌規劃、因地制宜的原則，分為4段治理，即:①北溝門段;②賈家店段;③李家灣段;④大平房段。

根據氣象站水文資料，老虎山河規劃段多年平均 氣 溫8.4 ℃，最 高 氣 溫40.6 ℃，最 低 氣溫－31.1 ℃。

多年平均降水量為463 mm。年際、年內降雨分布極不均勻，多集中在7、8月份，占全年61.2%，年最大蒸發量1 962 mm。

項目區多東南風，一般風力3 ～4 級，最大風力8級，最大風速19.2 m/s，汛期平均最大風速15.44 m/s。

初霜期在10月下旬，終霜期在次年4月下旬。最大凍土深度135 cm，屬V2水文分區。

老虎山河在接近河口處建有閻家窯水文站(原德力吉水文站)，該站建于1958年，1962年后資料較完整，資料搜集到2007年。

因為有46 a的洪水實測資料系列，再加上遼寧省水文局和遼寧省水利設計院于1958年、1962年在該河段上的歷史洪水調查資料，使不連續洪水系列延長到100 a，系列代表性較好。

由于4個控制斷面處無實測洪水資料，而在老虎山河入大凌河接近河口處有閻家窯水文站(原德力吉水文站)。

本次3個控制斷面的流域面積與閻家窯水文站的下墊面基本相同，流域面積相近，因而采用水文比擬法計算4個控制斷面的設計洪水，計算式為:Q求= Q閻(F求/F閻)2/3，計算結果見表1。

3 工程地質

本次老虎山河(周臺子—大平房段)治理工程設計范圍分為4 段治理即:①北溝門段;②賈家店段;③李家灣段;④大平房段。場地周邊道路主要以一級以下公路為主，交通較為方便。護岸區地形在水流方向上為北高南低，平均坡度小于5‰。主要為河漫灘，河漫灘地形較平坦，地勢較低，洪水時被淹沒，豐水期常有季節性交叉流水，在垂直于水流方向上為東高西低，最大坡角近于90 度，護岸區往往跨越Ⅰ級階地(或Ⅰ級階地邊緣)、河漫灘及其交界地段等不同地貌單元，部分地段還延伸至主河道，地形變化相對較大。

表1 設計斷面洪峰計算成果

擬建場地地勢狹隘，地貌單元處于老虎山河河漫灘、一級階地及其過渡地帶。

區域地質構造位置處于中朝準地臺北緣，位于中生代、新生代東部大陸邊緣活動帶，屬濱太平洋構造域，兩構造的交接復合，構造十分復雜，境內區域構造運動基本可分為3 大階段，太古代至古代階段，形成了緯向構造骨架，中晚元古代至三疊紀階段華夏系的東向沉降與隆起帶發展成熟，侏羅紀白堊紀階段即燕山運動形成北東向、北東向褶皺、沖斷裂以及隆起帶雁行展布的格局，并且在某些條件適宜的地段緯向構造又有復活，形成各種不同的構造復合關系，經燕山運動后，境內構造形跡基本定局，形成復雜壯觀的山際河川。

區內無斷裂構造通過，但在本區西側近40 km處發育有北票南天門斷裂，該斷裂切斷孫家灣組及更老地層，屬壓—壓剪性殼斷裂，該斷裂近期無活動跡象。

根據本次現場鉆探、原位測試、室內土工試驗結果，本地區已有地質資料，對勘探深度范圍內的巖土層按時代、成因及土特性特征劃分為上個工程地質層即:第四系全新統人工填土①(Q4mL)和第四系全新統沖積層②③(Q4aL+ PL)侏羅系中統藍旗組(J2L)安山巖。

4 工程設計總體思路

根據老虎山的河道特點，主要對擠占河道嚴重河段進行行洪區整治，主要措施為河道清障，栽植護岸帶，淤塞河段進行河道疏浚;農村段及兌岸嚴重河段以護岸治理為主［1－2］。

本文重點探討老虎山河周臺子—大平房段，治理工程總長度12.8 km，其中北溝門段長5.83 km，賈家店段長3.37 km，李家灣段長1.14 km，大平房段長2.46 km。

大平房河道設計底坡i =3.3‰，其余河段河道設計底坡i =6‰，糙率n =0.022，采用石籠護岸結構與生態模式。

5 工程設計內容

工程設計內容包括3個部分:疏浚工程、生態綠化工程設計和生態護岸工程。

5.1 疏浚工程

老虎山河地處遼西，水土流失嚴重，部分泥沙淤塞河道。通過主槽疏浚，灘地平整，使河道灘槽分明、岸線清晰，并可利用疏浚土方回填砂坑，填筑植樹臺，亦可堆在河道兩岸。

另外，規劃河段內有棄碴、生產生活垃圾棄于河道內，縮窄了行洪斷面，造成河道彎曲，河床不穩定，影響正常行洪，威脅兩岸防洪安全，同時也對河道造成很大污染［3－4］。

因此對棄碴、生產生活垃圾進行清除外運至4 km 外的業主指定傾倒地點。

大平房段河道平均寬度300 m，漫灘較發育，泥沙淤積，阻礙行洪。大平房入河口段設計河底比降3.3‰，設計疏浚底寬130 m。典型斷面見圖1。

圖1 河道疏浚典型斷面圖

5.2 生態綠化工程設計

生態綠化工程設計包括護堤林和護岸帶。

5.2.1 護堤林

護堤林均布置在堤防迎水側，種植耐澇的喬木，洪水時，護堤林地可減緩洪水流速，防風防浪，搶險時又可就地取材［5］。林帶距堤腳線3 m，株距2 m ×4 m。大平房段護堤林總計10 408 株，左、右岸各5204 株。

5.2.2 護岸帶

護岸帶除了能穩固河灘，抵制洪水兌岸和侵蝕耕地，減少水土流失外，還能改善生態，美化環境。經過護岸帶的緩沖，通過林帶的洪水流速大幅下降，減輕了因水流沖刷產生的破壞，降低洪水災害損失。另外，護岸帶也是確定河道主行洪區的外沿控制線，明確河道主行洪區范圍，便于今后管理。

在不影響防洪安全的前提下，根據老虎山河上、下游不同河段河道實際情況，因地制宜的在主行洪區邊界補植一定寬度的護岸帶，樹種以灌木帶為主，護岸帶寬度10 m，大平房段共種植棉槐147 660株。

從防洪安全、生態安全角度出發，河道內除保護堤防、護岸等工程的護堤林、護岸帶外不得新植樹木，通過體制、機制改革，將河道內已有的林木逐漸清除［6］。

老虎山河行洪區整治典型斷面見圖2。

圖2 行洪區整治典型斷面圖

5.3 生態護岸工程

李家灣段新建護岸工程704 m，位于右岸樁號Y2 +594 ～Y3 +302，采用石籠護岸網格，并采用生態網格工藝。

所用生態網格為機編五鉸六邊形，材質是熱鍍鋅絲，網孔為100 ×120 mm，絲徑為Φ2.7 mm。石籠壩斷面圖詳見圖3。

結構特性:

1)透水性好:有利于山坡和岸灘的穩定。

2)柔性好:無結構縫，整體結構有延展性。

3)耐腐蝕:鍍鋅材料不怕水。

4)抗沖刷:適用于河流岸灘和護坡工程。

5)整體性:有其它材料難以替代的連貫性。大面積組裝不設縫。

6)施工方便:不用水泥和模板，不要電力供應。

7)組合性好:加工運輸方便，可按設計要求捆扎成各種形狀，適應山坡，岸灘和堤防的形狀。

8)經濟:使用當地石材，不用水泥。

9)保護生態環境:石塊之間的縫可被土充填(人為或自然)，植物的根系可以通過石塊之間的土深深扎入邊坡，從而工程措施和植被措施相結合，形成一個柔性整體護面，滿足水土保護和綠化美化環境的需要。

圖3 石籠護岸斷面圖

6 結 語

老虎山河經過生態設計，工程若實施后，既可以提高兩岸的防洪能力，從生態角度說，又可以提升該河段的沿河景致。

因此，河道的生態設計應該不斷探索，不斷發展，創造出適合本地特色的生態設計理論并加以改進和推廣。

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