三河口濕地工程設計

劉香驛

(北票市凌河保護區管理局，遼寧 北票122100)

1 工程概況

北票三河口濕地一期工程位于北票市大凌河中游，治理范圍是窟窿山大橋上下游，窟窿山大橋段河流生態治理工程范圍位于省道S209 公路窟窿山大橋上下游各1 km，屬于白石水庫回水末端。目前水邊環境較差，生態環境遭到破壞，本次規劃中將著重進行生態工程的建設以提高河道自我修復能力，主要河道整治內容包括“一湖、一區、兩島”的生態布局。

2 工程設計

工程設計內容主要包括4個方面:

2.1 濕地湖工程

2.1.1 邊灘濕地湖設計

本次設計，注重體現河道的生態多樣性，以達到綜合治理、取得綜合效益的目的，以進一步改善生態環境，實現可持續發展戰略為出發點和落腳點。

本次設計擬對規劃段涼水河邊灘做生態處理，種植水生植物，營造人工濕地。

本次擬種植的植物為挺水水生植物，它不但有景觀效益，對污水的的凈化也起著非常積極的作用。

2.1.2 植物品種選擇原則

選擇適宜的植物可迅速恢復生物群落，有效提高生態效益和景觀效果。根據適應性、本土性、強凈化性和鑒賞性的原則，本次設計選擇蘆葦作為濕地湖的主要植物。

水生植物蘆葦的特性:蘆葦的植株高大，地下有發達的匍匐根狀莖。莖稈直立，稈高1 ～3 m。葉長15 ～45 cm。圓錐花序分枝稠密，向斜伸展，花序長10 ～40 cm。具長、粗壯的匍匐根狀莖，以根莖繁殖為主。多年生水生或濕生的高大禾草，生長在灌溉溝渠旁、河堤沼澤地等。屬于保土固堤植物。葦稈可作造紙和人造絲、人造棉原料，也供編織席、簾等用;嫩時為優良飼料;嫩芽也可食用;花序可作掃帚;根狀莖叫做蘆根，中醫學上可入藥。

2.1.3 河槽濕地設計原則

河槽濕地參照穩定塘設計，采用下挖式1.5 m，在此處為魚類洄游區，河底為沙石層，為魚類提供生態環境。濕地湖橫斷面見圖1，濕地湖工程量見表1。

圖1 濕地湖橫斷示意圖

表1 濕地湖工程量表

2.2 生態島嶼工程

2.2.1 設計構思

島嶼的設計以“師法自然，高于自然”的理念，以生態效益為核心，創造島嶼景觀生態系統，最終達到生態與景觀的和諧統一［1］。從空間角度講，島嶼均為私密空間;從功能角度講，島嶼分安靜休息區，非公共活動區等;從景觀角度講，島嶼均為水景區。

2.2.2 設計視覺

在窟窿山大橋上分為兩種感官視覺，行人視覺體驗、行車視覺體驗。兩座生態島嶼分別為人工島嶼及自然島嶼，窟窿山大橋上游島嶼為10 m一組團，下游島嶼為20 m一組團。

2.2.3 人工生態島嶼分叉設計

1)主汊和支汊流量計算:

汊道分流習慣上用分流比來表示，主汊的分流比為:

式中:m、n 分別表示主汊和支汊。

在主汊和支汊內選取具有代表性的斷面，分別為D1 +200 和D1 +400 斷面，計算其過水面積A，平均水深h 及各分流點至匯流點的長度L［2］，根據汊道的河床類型查表選用不同的糙率，按曼寧公式得:

經計算，主汊分得流量為80.8%。河道分叉計算成果見表2。

表2 河道分叉計算成果表

2.2.4 生態島嶼植被設計

在生態島嶼分汊一側種植蘆葦，主汊分得流量為80.8%，分叉處水量適應蘆葦的生長。主漢和支漢位位置見圖1，生態島嶼工程量見表3。

2.3 護岸工程

2.3.1 石籠生態護岸

本次河道護岸工程形式采用格賓石籠與植被護岸相結合的護岸形式。在石籠內填入適當的石塊，石塊粒徑不應＜20 cm，塊石強度＞30 MPa，石籠網格采用網格為12 ×15 cm，砌筑找平綁扎蓋網形成的石籠護岸;在石籠護岸外側栽種灌木形成植被護岸［3］。植被、石籠與土坡三者形成一個剛柔兩性的“板塊”。柔中帶剛，既綠化環境，保持水土，又能適應一定的位移。1 ～2 a之后，根系深扎，盤根錯節，起連接作用的格賓網將與具有強大的再生力的植被根系共同發揮護岸作用。護岸工程布置在艾樹溝河口入河口處，長度156.64 m。石籠生態護岸結構見圖3，護岸工程布置型式見表4。

脊柱病變的微創治療均是在局部麻醉及影像學引導下進行。粒子植入術，通常在術后24小時后腫瘤引起的疼痛可得到基本控制，4個月內都會有殺傷腫瘤的療效。經皮椎體成形術是向有病變的椎體內注入骨水泥，以達到增強椎體的強度，防止椎體進一步塌陷或腫瘤進一步破壞椎體，減輕甚至解除患者疼痛的目的，整個手術過程大約在15～30分鐘，術后第二天患者即可離床活動。

圖2 主汊和支汊位置圖

表3 生態島嶼工程量表

圖3 石籠生態護岸結構圖

為保護河岸植被及生態連續性，護岸施工后回填現場土，而且維護灘地高程不變。

表4 護岸工程布置型式表

2.3.2 護坡穩定計算

1)基本資料

護岸高度H =3m，護岸采用格賓石籠網材料。護岸后傾角α =45°，護岸結構單位長度體積V =3m3/m，土對石籠護岸基礎的摩擦系數μ = 0.6，箱籠回填石材為毛石，重度為γ =25 kN/m3，孔隙率n = 0.3，護岸背填土凝聚力C =0，填土內摩擦角φ =30°，填土重度為18 kN/m3，護岸結構的重度為17.5 kN/m3。地基承載力特征值fak=160 kPa。格賓石籠護岸下部埋深1.5 m，具體尺寸見結構圖。

2)主動土壓力計算:

式中:Ka 為主動土壓力系數;φ 為填土內摩擦角;Ea為主動土壓力;γ 為填土重度;h 為石籠護腳高度。

3)石籠護岸的抗滑穩定計算:

式中:Ks為抗滑移安全系數;Gn為土墻每延米自重在垂直于基底方向的分力;Gt為土墻每延米自重在平行于基底方向的分力;Ean為主動土壓力在垂直于基底方向的分力;Eat為主動土壓力在平行于基底方向的分力;μ 為土對石籠護腳基礎的摩擦系數。

經計算，抗滑移安全系數Ks＞1.3，滿足穩定要求。

4)石籠護岸的抗傾穩定計算:

式中:Kt為每延米抗傾覆安全系數;G 為每延米護腳的重力;Eax為每延米主動土壓力的水平分力;Eaz為每延米主動土壓力Ea的垂直分力;x0、xf、zf分別為G、Eax、Eaz至墻趾O 點的距離。

經計算，傾覆安全系數Kt＞1.6，滿足穩定要求。護岸的抗傾穩定計算結果見表2。

5)石籠護岸基底壓應力的計算:

式中:σmax為基底的最大應力;∑G 為垂直荷載，kN;A 為底板面積，m2;∑M 為荷載對底板形心軸的力矩，kN·m;W 為底板的截面系數，m3。

經計算，基底最大壓應力σmax＜120 kPa。護岸底壓應力的計算結果見表5。

表5 護岸穩定計算結果

2.4 綠化工程

現有河道1+400 斷面間已有京桃4 588 m2，外有一部分灘地，無法形成綠化帶，種植野花組合7995 m2;在艾樹溝河匯入口處河道斷面1+200 處濕地湖栽植蘆葦1 134 m2，以保證濕地湖功能;斷面0 +600 ～1 +800 河段右岸有白石水庫界樁，在界樁附近的耕地屬于不合理的開荒地，破壞了河道有岸綠化帶的完整性，規劃中對其采取退耕還河措施，栽種棉槐4 排，間距0.5 m ×0.5 m，長度934 m，形成生態綠化界限，不僅有利于恢復河道綠色生態，而且確定權屬問題。

在生態島嶼01 附近及分叉處栽種蘆葦4 382 m2，形成邊灘濕地，在生態島嶼01 凸岸處種植香蒲1462 m2。在窟窿山大橋上下游灘地處生態功能脆弱，植物綠化功能受到破壞，在灘地上栽種苜蓿草14 008 m2，野花組合7 585 m2。考慮到景觀的效果，在生態島嶼01 上要種植5 棵饅頭柳。在窟窿山大橋節點處從生態及景觀的角度分享大凌河的魅力。斷面0 +000 ～0 +400 河段為鳥類棲息地保護區，其中大凌河左岸細沙灘地約12 865 m2，保留沙灘地特性，為鳥類提供棲息地。在斷面0 +400 ～0 +800 河段，種植蘆葦1 560 m2，香蒲750 m2，增加其濕地功能。

3 結 語

本項目力爭創造一個注重生態并以自然景觀為主的環境，設計融合地區特色，并利用本地現有植物，創造一個獨一無二的風景休閑娛樂勝地。景觀設計的元素可以加強整體結構，兩岸的山體景觀構成綠色空間，河道兩邊設有緩沖帶和蓄水區形成有變化的空間。結合排、蓄水系統，與其他公共空間一同使綠地面積達到最大效果，突出自然與生態物種的多樣性和景觀的豐富性。

［1］牛瑞華，宋新山，周斌，王宇暉. 潛流人工濕地水力學研究進展［J］. 南水北調與水利科技，2014，12(01):94－96.

［2］裴林剛. 汾河水庫濕地工程設計簡述［J］. 山西水利，2013(08):46 －47.

［3］董哲仁. 生態水工學的理論框架［J］. 水利學報，2003(01):46 －47.