生態河道綜合治理規劃

孫科研

(本溪市水利電力勘測設計研究院，遼寧 本溪 117000)

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生態河道綜合治理規劃

孫科研

(本溪市水利電力勘測設計研究院，遼寧 本溪 117000)

摘要：過去治理河道過程中，往往片面地強調河道的防洪等基本功能，忽視了河道的生態功能，加之人類的過度開發和利用，缺乏環保觀念，對河道水體造成了嚴重污染，水土流失嚴重，對河道的生態環境造成了嚴重破壞。文章以遼寧省桓仁縣紅汀子河(二棚甸子鎮)段河道治理工程為例，研究其河道生態治理方法，并進行效益分析。紅汀子河(二棚甸子鎮)段河道治理工程是綜合性的河道治理工程，以防洪為主，而且為了防止水土流失，在護堤工程和護坡工程方面采取了一定的生態措施。

關鍵詞：生態河道；綜合治理；生態護坡；堤防工程；防洪要求；河道疏浚

0引言

生態河道是在保證邊坡穩定的基礎上，以營造邊坡的生物多樣性為目標，河岸帶水文聯系為關鍵，在水一土一生物之間形成良性循環，構筑優美的城市景觀，保證河流生態系統健康。河道生態建設在許多國家已不是新興的課題，而且己經成為一個十分系統的學科，取得了豐碩的成果。這其中有歐洲的瑞士、德國，亞洲的口本，還有美國，他們所取得的經驗和技術，是值得處于起步階段的中國借鑒的。

1工程概況及防洪要求

遼寧省本溪市桓仁滿族自治縣位于遼寧省東北部邊緣，紅汀子河(二棚甸子鎮)段河道治理工程位于桓仁縣二棚甸子鎮，二棚甸子鎮位于遼寧省桓仁東部，屬山區性河流，流域面積308 km2，地形起伏大，河道坡降陡，河槽調蓄作用小，急驟強烈的暴雨形成陡漲陡落的洪水。近些年紅汀子河流域受災比較嚴重的年份是2010年和2013年，造成洪水災害的主要原因，是紅汀子河流域易發生暴雨洪水，同時，防洪工程的防洪標準低。因此，加速紅汀子河流域防洪堤建設和河道綜合治理是十分必要的。

2防洪工程存在的主要問題

近年來紅汀子河流域發生大洪水比較頻繁，多年汛期洪水對紅汀子河流域內的防洪工程破壞嚴重，分析其原因主要為以下6點：

1)土堤自然護坡坡度較陡，穩定性差，抗沖刷能力不強。

2)土堤基礎埋深不夠，堤腳抗沖刷能力弱。山區河流匯流時間短、流速較大，暴漲暴落的特點，汛期洪水流速過大，沖、淘護腳，護腳被淘空、破壞，導致土堤整體破損。

3)土堤綠化、生態護坡及硬性防護固坡措施少。

4)河道內亂采亂挖現象嚴重，廢棄物堆積，行洪不暢；坡陡流急，水土流失嚴重[1]。

5)侵占、縮窄河道行洪斷面現象嚴重，導致洪水流速加大，破壞力增強。

6)流域內堤防工程布置零星分散，防洪設施不連續。

3堤防工程設計

3.1堤距設計原則

紅汀子河為山區性河流，工程段河道天然寬度介于15～80 m，本次設計河道較長，各河段自然條件不同，因此不統一堤距。工程段河道兩岸多為耕地，若堤距設計過大，征占地程序復雜，將提高工程投資，對當地農作物經濟造成一定影響，因此設計堤距時充分考慮河道自然流態，在保證河道行洪能力要求的情況下，盡量維持原有土堤堤線及堤距。

3.2堤線布置

紅汀子河：堤防加固，新建護岸，河道疏浚，生態護岸。

工程起點為四平鄉大橋下游2.7km處，河道中心線樁號Z0+000.00(H-1)，自下游向上游，河道內疏浚處理，將阻礙行洪的灘地用機械向兩岸推平，岸坡休整為自然坡，種植植被。中心樁號Z0+287.13(H-3)為左岸段起點，起點為護岸工程，樁號HL0+000.00，工程起點處為支溝交通橋橋墩。堤線沿現有堤坡布置，其中樁號HL1+043.71，HL1+365.72處原有排水涵處，進行相應交叉建筑物的埋設。至樁號HL2+104.55，對應中心線樁號Z2+329.43(H-16)原岸坡處，現有岸坡防護形式為已建漿砌石直立擋墻，護岸形式由均質土堤漸變為現狀直立擋墻相銜接。經穩定分析，已建直立擋墻穩定，可以利用，對該部分進行堤防加固處理。堤線繼續沿已建直立擋墻布置。樁號HL2+276.98處為1#攔河壩，對應中心線樁號Z2+518.08(H-18)。堤線穿越攔河壩時保證堤防連續。樁號HL2+442.15為四平鄉大橋，對應中心線樁號Z2+680.04(H-20)。樁號HL2+693.56，對應中心線樁號Z2+961.40(H-23)處，為右岸護岸段起點，樁號HR0+000.00。右岸護岸段處為支溝交通橋橋墩，岸坡坡頂高程滿足紅汀子河回水高度要求。左右岸一直沿著現有堤坡布置。左岸樁號HL2+796.10處為農田灌溉引水渠道，在此處預留涵管。左岸至樁號HL2+918.14處，對應中心線樁號Z3+175.69(H-26)為該段工程終點，終點與現有岸坡閉合。右岸樁號HR0+414.34處有已埋設排水涵管一處，通過計算確定本次設計新埋箱涵取代原有管涵。右岸樁號HR0+448.41處，對應中心線樁號Z3+358.24(H-28)處，為右岸護岸段終點，終點與現有岸坡閉合。左右岸修建堤防護岸同時，河道內進行疏浚處理。中心線樁號Z3+358.24(H-28)～Z4+010.75(H-36)，河道內疏浚處理。將阻礙行洪的灘地用機械向兩岸推平，岸坡休整為自然坡，種植植被，左岸生態護岸樁號GSTL0+000.00～GSTL0+327.18，右岸生態護岸樁號GSTR0+000.00～GSTR2+108.62。

3.3護岸型式選擇和護岸斷面設計

3.3.1護岸型式選擇

3.3.1.1護岸型式選擇要求

1)工程治理范圍為典型山區性河流，坡降大，水流急，堤防護腳應采取抗沖刷性強的處理方式。

2)工程區河道清灘、清障及開挖的砂礫料充足，砂礫料既是筑堤材料又是混凝土骨料料場，宜采用均質回填土料堤型。

3)工程治理范圍內攔、跨河建筑物較多，堤線布置應與各攔、跨河建筑物閉合。在攔河建筑物蓄水區內，護腳高程應不低于蓄水位，防止長時間浸水對堤防穩定造成影響[2]。

4)護岸型式選擇時應充分考慮現狀天然岸坎及已有護岸情況，因地制宜，與現有護岸可以平順連接。盡量少占地或者不占地。

3.3.1.2護岸型式選擇

本次設計根據現場實地踏勘，并根據上述護岸型式選擇要求，結合建設單位及當地居民反應洪水影響情況，根據工程段所在河道實際情況，選取適宜型式。紅汀子河兩岸現狀為自然岸坡，可利用現狀岸坡。左岸上游四平鄉大橋附近有已建漿砌石擋墻，擋墻保存完好，且滿足紅汀子干流設計洪水要求，只是基礎受洪水沖淘有部分破損，對其基礎進行加固處理即可[3]。

3.3.1.3護岸各部位選材比較

本次設計除左岸段部分為堤防加固以外，其余工程段均采用均質土堤，現將均質土堤各部位選材進行比較。

岸坡選材比較：岸坡選材可采用聯鎖磚護坡和賓格網石籠護坡。聯鎖磚護坡整體性好，各磚為鉸接式連接，人工鋪設，鋪磚時施工要求較高，聯鎖磚運距遠，單價高；賓格網石籠護坡可就近取材，河道內有充足原料，網箱可采購成品，也可現場編織，網箱之間人工綁扎，網箱需要機械鋪設[4]。聯鎖磚護坡和賓格網石籠護坡均可與生態河道建設結合。從經濟性上比較，每平米單價聯鎖磚高于賓格網石籠；從施工難度上比較，聯鎖磚與賓格網石籠施工難點不同，賓格網石籠施工難度相對低；從外觀上比較，聯鎖磚整體性好，岸坡大規模鋪設優于賓格網石籠；從生態河道建設上比較，聯鎖磚與賓格網石籠均可達到與生態河道建設結合的功能。綜合比較后，岸坡選材采用賓格網石籠護坡[5]。

護腳選材比較：護腳選材可采用賓格網石籠護腳、毛石混凝土護腳和漿砌石護腳3種。賓格網石籠不需要水泥，基礎要求低，施工技術要求較低，施工工序較多，所需勞動力少，占用土地多，開挖量大，排水要求低，若箱體填石后直接放入基槽，可有水施工。毛石混凝土護腳水泥用量大，基礎要求高，施工技術要求較高，施工工序少，所需勞動力少，占用土地少，開挖量少，排水要求低，基槽內有少量靜態水也可施工，毛石混凝土護腳抗沖刷，耐腐蝕效果好，蓄水區內浸水影響小；漿砌石護腳水泥用量較大，基礎要求高，施工技術要求高，施工工序多，所需勞動力多，占用土地及開挖量與毛石混凝土護腳相同，排水要求高，基槽內不可有水，漿砌石護腳抗沖刷效果好，耐腐蝕效果好，蓄水區內浸水影響小；賓格網石籠護腳、毛石混凝土護腳和漿砌石護腳所需石料均可就近取材[6]。從經濟性上比較，毛石混凝土護腳投資高于賓格網石籠護腳及漿砌石護腳，漿砌石護腳人工施工量大，人工費高，因此經濟性上3種型式接近；從施工難度上比較，漿砌石施工難度高，漿砌石護腳與毛石混凝土護腳基礎要求高，工程段內地質條件良好，基礎為砂礫料，承載力滿足要求，漿砌石護腳基槽排水要求高，賓格網石籠護腳基槽排水綜合要求低于毛石混凝土護腳，賓格網石籠護腳開挖量最大。綜合比較后，護腳選材采用賓格網石籠護腳。

3.3.2護岸斷面設計

工程治理范圍：本次紅汀子河流域河道治理河長4.01km，分為3個小工程段：左岸段、右岸段、疏浚段。

左岸段，新建護岸段起點為支溝交通橋橋墩，終點為四平鄉已建直立墻處。樁號HL0+000.00～HL2+104.55(下)。其中樁號HL0+000.00～HL0+019.90為毛石混凝土漸變段，HL0+000.00與橋邊墻閉合。HL0+019.90～HL2+089.55護岸結構型式為賓格網石籠護腳賓格網石籠護坡均質土堤。護腳賓格網石籠長為4.0m，單層石籠厚為1000mm；疊放2層，護腳外露設計河底0.5m。岸坡迎水面采用0.3m厚的賓格網護坡至設計堤頂，賓格網石籠尺寸為4m×2m×0.3m。賓格網石籠下鋪設400g/m2土工布。HL2+089.55～HL2+104.55(下)為毛石混凝土漸變段與老堤連接閉合。堤防加固段起點為四平鄉已建直立墻處，終點為2#攔和壩下游0.2 km已建直立墻處。樁號HL2+104.55(上)～HL2+918.14為毛石混凝土護腳對原擋墻基礎及迎水面進行防護，坡腳設置重力式C25F200毛石混凝土護腳，護面頂寬0.3m，迎水面1:0.1放坡與護腳相連接。生態護岸段起點為四平鄉大橋下游2.7 km左岸處，終點為支溝交通橋橋墩。樁號GSTL0+000.00～樁號GSTL0+327.18，當坡比陡于1:2.5的河段，堤坡修整至坡比為1:2.5，當堤坡緩于1:2.5的河段維持現狀，在整形后堤坡種植紫穗槐，株距0.2×0.2m。

右岸段，新建護岸段起點為右岸支溝交通橋橋墩，終點為2#攔河壩右岸翼墻。樁號HR0+000.00～HR0+027.07為毛石混凝土漸變段，HR0+000.00與橋邊墻閉合。樁號HR0+027.07～HR0+433.41護岸結構型式為賓格網石籠護腳賓格網石籠護坡均質土堤。護腳賓格網石籠長為4.0m，單層石籠厚為1000mm；疊放2層，護腳外露設計河底0.5m。岸坡迎水面采用0.3m厚的賓格網護坡至設計堤頂，賓格網石籠尺寸為4m×2m×0.3m。賓格網石籠下鋪設400g/m2土工布。護岸頂與原河道岸頂自然坡銜接。樁號HR0+433.41～HR0+448.41為毛石混凝土漸變段。生態護岸段起點為四平鄉大橋下游2.7 km右岸處，終點為2#攔河壩上游0.35 km右岸處。樁號GSTR0+000.00～樁號GSTR2+108.62，當坡比陡于1:2.5的河段，堤坡修整至坡比為1:2.5，當堤坡緩于1:2.5的河段維持現狀，在整形后堤坡種植紫穗槐，株距0.2×0.2m。

3.3.3超標準洪水防御措施

在大汛期間，相關部分要積極了解，準確的做好氣象預報和洪水預測，力爭在洪水到來之前提前做好迎戰洪水的準備。準備齊全人力和物力，做到分工明確。護岸重點險段安排好人力物力，實時監測，出現險情，第一時間通知群眾撤離[7]。

防御超標準洪水總的指導思想是：認真貫徹“安全第一，常備不懈，以防為主，全力搶險”的方針，以保護國家利益和人民群眾的生命財產安全為宗旨。實行全黨動員、全民參戰、全力以赴抵御洪澇災害，要主動防范，突出重點，確保水庫(塘)、河道、城鎮、農村、學校、鐵路、公路和工礦企業等安全度汛，必要時犧牲局部利益，保全局、保重點，努力把洪澇災害損失減少至最低限度。

當紅汀子河發生超標準洪水時，各地區、各單位必須從全局出發，確保重點堤段安全。同時，要按照屬地負責和分級管理的原則，加強對重點堤段和重要地區的防守，確保人民群眾生命財產安全。緊急情況時，各級地方政府和有關部門要按照防洪預案和逃險方案組織群眾做好逃險工作。各有關部門要各司其職，采取有效措施，積極做好災民的安置和善后工作。

3.4河道疏浚設計

3.4.1河道疏浚設計原則

1)河道疏浚工程應遵循河道演變規律，做到因勢利導，并應與堤防加固、河道整治、生態河道要求、環境保護等想結合。

2)河道疏浚設計應根據河道治理工程總體古街，結合河道治導線確定。疏挖后應使河槽與河岸保持穩定。

3)疏浚河道的河槽設計中心線宜與主流方向一致，河槽開挖中心線應為光滑、平順的曲線。

4)疏浚河段的河底高程宜與現狀河底高程想接近，不宜改變整治河段的河道比降。

5)疏浚的橫斷面宜設計成梯形，疏挖斷面應符合邊坡穩定的要求。

6)疏挖的棄土可在岸上或水下處理。在岸上處理時，棄土區的布置應結合造地等綜合利用或進行挖填平衡。在水下處理時，棄土區應選擇在流速小、對河槽不產生明顯淤積，且不影響泄洪、排澇的水下深潭或廢棄的支汊等部位[8]。

7)疏浚段河道進、出口處應與原河道漸變連接。

3.4.2河道疏浚設計

根據紅汀子河流域治理工程分布特點，充分聽取當地居民對洪水災害描述，依據河道疏浚設計相關原則，使治理后工程段滿足相應洪水標準要求，本次設計疏浚段與治理河道段相結合。河道疏浚河寬一般為15～80 m。

疏浚段，河道中心線樁號Z0+000.00～Z4+010.75，主河槽內土方平整，兩岸無山體無工程措施處岸坡生態防護處理。

本次河道疏浚斷面設計均采用梯形斷面型式，保持河道主河槽中心線處河底數值不變，不改變疏浚段河道自然比降，將河道兩岸高灘地平整，用于河道低洼地段填平。

堤坡整形以現有坡型為基礎，保證堤坡符合邊坡穩定要求。根據“5.4.2.4”相關計算可知，紅汀子河河道邊坡穩定臨界坡比為1∶2.5，本次設計以該坡比為設計依據，當坡比陡于1∶2.5的河段，堤坡修整至坡比為1∶2.5，當堤坡緩于1∶2.5的河段維持現狀，但需清理坡腳處淤積土料。

為結合生態河道治理理念，同時增加岸坡抗沖刷影響，可在岸坡上設置生態治理措施。生態治理措施選擇時應考慮不妨礙河道行洪，需避免種植高大樹木，應選擇固土效果好，投資低，后期管理維護方便的植物，根據桓仁縣近年來生態河道治理經驗，本次設計推薦種植紫穗槐，即在整形后堤坡種植紫穗槐，株距0.2m×0.2m。

4結論

通過防治措施的實施，主體工程本身的安全得到保障，促進了其排澇效益的發揮，同時棄渣和開挖動土面得到了有效防護和充分利用，新的水土流失基本得到控制，避免了棄渣對水質的污染和對環境的影響。其次防治措施減少了邊坡的土壤侵蝕，合理利用了土地資源，綠化美化了項目區，給沿線居民和移民營造了一個舒適的生活環境。通過工程措施和植物措施的結合，可有效地減輕水流對堤身的沖刷，防治崩岸，控制水土流失的進一步發展。造林種草等植物措施的實施可使項目區的受損植被得到恢復，提高林草覆蓋率，改善貼地層的溫度、濕和風力。

參考文獻：

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[4]侯英杰.城鎮生態河道建設中護岸型式及選擇[J].水科學與工程技術,2011(02):34-36.

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[7]高永敏,許士國.大連市生態型河道建設[J].中國水利,2004(14):53-55，5.

[8]張令梅.生態坡岸在城鎮河道建設中的應用[J].水利科技與經濟,2008(11):924-925.

文章編號：1007-7596(2016)02-0123-04

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡介]孫科研(1983-)，男，遼寧本溪人，工程師，從事水利水電工程設計工作。

中圖分類號：TV85

文獻標識碼：B