如皋城區河道治理工程中生態水利設計理念的應用

許映建 石 磊

(南通市水利勘測設計研究院有限公司， 江蘇 南通 226006)

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如皋城區河道治理工程中生態水利設計理念的應用

許映建 石 磊

(南通市水利勘測設計研究院有限公司， 江蘇 南通 226006)

在河道建設規劃管理過程中，河道生態治理是一個非常重要的環節，在促進生態環境可持續發展方面具有重要意義。本文以實際工程為例，對河道生態水利設計概念進行了介紹， 對生態理念設計原則進行了分析，對生態設計理念在河道治理工程中的應用措施進行了探討。

如皋城區；河道治理； 生態水利； 設計理念

1 工程概況

如皋市地處江淮之間，分屬長江與淮河兩大水系，境內為平原地帶，整體水平面高于鄰縣，地勢由西北向東南略有傾斜。境內有市級河道4條(段)，為如海運河、焦港、通揚運河和如泰運河，過境水資源豐富。為實現“河暢水清、功能健全、岸美景綠、人水和諧”的綜合整治目標，按照“恢復引排、溝通水系、提高水質、改善環境”的要求，此次項目區通過河道疏浚、岸坡整治、生態修復、強化管理等措施，集中投入、集中連片、整鄉推進，著力恢復河道功能，提高行洪排澇能力，改善農村水環境。

2 生態設計理念的概念介紹

生態設計理念是符合生態可持續發展要求的一種設計理念，通過在河道治理中應用生態水利設計理念，可使河道的質量得到顯著改善，提升工程的生態效益。利用生態設計理念可將生態和安全有機結合起來，不僅可以保證河道進行正常的通航、排污和排澇，而且還能改善河道的生態性和功能性。生態水利理念是集功能理念、文化理念、生態理念于一體的新理念，可以更好地與四周的水環境協調，維護河道中的生態環境，實現生態和工程設計的協調發展[1]。城市河道治理工程中引入生態水利設計理念，不僅可以更好地保護自然環境，還可以營造良好的河道景觀，實現工程和環境的和諧發展。

3 城區河道生態設計的原則

3.1 自我恢復

生態設計時要按照自組織的基本原則，保證生態系統中的各種物種都具有自我選擇的能力，可以自我選擇更適合生長的生存環境，保證物種的種類和數量在規定的標準范圍內。進行河道治理工程設計時，設計人員要根據生態系統物種的組織能力，確定物種的數量和種類，組建一個多樣化的、具有自我恢復能力的生態系統。

3.2 安全性和經濟性

在河道工程治理設計時，需要根據生態學基本原理和河道工程的基本原理，充分利用生態學和工程學相關的技術進行設計，保證工程的安全效益和經濟效益，實現河道治理的耐久性、安全性和穩定性。

3.3 恢復和保持水域空間的異質性

國內外學者在對水域中的非生物環境空間異質性和生物群落多樣性之間的關系進行研究后發現，這兩者存在著不可分割、相互依存的關系。在該理念的指導下進行生態設計時，需要充分考慮空間異質性的維持，盡可能創造一個適合水域生態系統的微環境，從而為生物的共存和生存提供良好的環境[2]。

4 如皋城區河道存在的問題

目前如皋城區段河道存在的主要問題有：由于清水泵站不能正常運行，不能滿足內外城河的水位控制的需求，且目前提供的水源水質較差，龍游河又與大明河直接相通，河道正常水位為2.4m，不能滿足龍游河生態公園控制水位的要求。且大明河至中央大道段龍游河水位提升后，與沿線的花海河、花王河、石橋中心河及五里港的水位不匹配，極易形成高水下壓，導致沿線河道村莊受澇，同時在生態公園施工期間，龍游河內布置了施工圍堰，導致龍游河水流中斷，淤積較為嚴重，降低了河道過流能力。同時河道上存在多處壩頭，僅預留較小的過水涵洞(涵洞內徑40cm)，阻水嚴重，并且河道內雜草叢生，導致水系不暢，水質惡化。且該段河道位于龍游河生態公園南側，景觀要求相對比較突出。

5 生態設計理念在河道治理中的應用

5.1 岸坡整治

5.1.1 植物護坡

根據河流特性，植被選用耐淹性強且易于繁殖的麥冬草或百慕大、黑麥草混播，淺水區種植菖蒲、水蔥等親水作物，減輕水流對坡面的侵蝕。點綴耐水濕、萌芽力強、根系發達的冬青、垂柳、銀杏等提高河道景觀。實施植物護坡長度5050m，草皮護坡面積61751m2，水生植物面積69151m2，種植喬木2526株。

5.1.2 生態護岸

在生態護坡型式的選取中遵循河道生態的多樣性和周邊環境的多元化，針對河道所處地段、重要程度、功能作用，確定河道生態護坡的型式。

木樁護岸，適用于景觀要求突出的非主要行洪河段。灌砌塊石護岸，適用于交叉建筑物上、下游以及通航，且有行洪排澇要求的河段，減輕船行波及上、下游水流對護岸的沖刷影響，提高河道抗沖刷能力[3]。此次實施灌砌塊石擋墻344m，布置于龍游河閘站上、下游側；實施木樁護岸3790m，布置于龍游河的中央大道至環城南路段。

5.2 河道整治

由于生態公園施工期間，龍游河內布置了施工圍堰，以及修建涵洞、橋梁等需填筑圍堰，導致龍游河中央大道至大明河段淤積較為嚴重，降低了河道過流能力。同時河道上存在多處壩頭，僅預留較小的過水涵洞(內徑40cm)，阻水嚴重，并且河道內雜草叢生，導致水系不暢，水質惡化。且該段河道位于龍游河生態公園南側，景觀要求相對比較突出。此次通過對龍游河中央大道至大明河約2.2km河段清除河道淤泥，重點提高河道行洪排澇能力，改善河道水環境；通過拆除壩頭壩梗、小碼頭等阻水建筑物及改造小涵洞，提高河道水體流動性，改善河道水質。

5.3 植物護坡

為保證植物的生長以及兼顧河坡防止沖刷的要求，在設計水位位置(垂直高度)種植常規草皮護坡，喬木種植于護坡中間及河口位置，如下圖所示。

植物護坡布置剖面圖

根據河流的基本特征，選擇耐淹性比較強且容易繁殖的狗芽根作為固土護坡植物，種草密度為20g/m2。喬木選擇耐水濕、萌芽力強、根系發達的冬青、銀杏等。選擇樹干挺直、樹形美觀、長勢良好、規格整齊、無病蟲害的一類苗木，苗木胸徑7～9cm，樹高不低于3m，株距8m，嚴禁使用三類苗木。項目區共新實施植物護坡長度5050m，草皮護坡面積61751m2，種植喬木2526株。

5.4 生態護坡

生態護坡是以護坡建設良好的自然景觀和生存環境為基礎，在保證護坡耐久性、安全性和強度的同時，兼顧工程的生物效應和環境效應。該工程施工方案共考慮了三種生態護坡型式，結合現場的具體情況進行選擇，項目區共實施生態護坡4134m。

5.4.1 植被型生態混凝土護坡

生態混凝土主要由表層土、緩釋肥料、保水材料、多孔混凝土構成。多孔混凝土主要由水泥、粗骨料、細摻和料構成，是植被性生態混凝土的基本骨架，具有良好的透氣性，在很大程度上保證了空氣和土的濕、熱交換能力。以有機質保水劑作為主要的保水材料，并將無機保水劑摻入混合使用，為植物生長提供必需的水分。表層土在多孔混凝土表面進行鋪設，形成可以供植物發芽的空間，降低土中水分的蒸發量，為植物發芽初期提供足夠的養分。植被型生態混凝土抗沖刷能力強，上部種植的草具有一定的緩沖性。這種護坡受水位驟降的影響較小；在季節性寒冷地區，有利于排出和降低被保護土內含水量，減少凍害破壞。 選擇孔隙率在30%以上、骨料直徑為20～30cm、寬度為12cm、澆筑深度為20cm的六角形素混凝土框格，每間隔15m設置一道縫，用生態混凝土澆筑到框中，澆筑厚度為15cm。

5.4.2 木樁護岸

護岸木樁采用杉木樁，木樁護岸結構可有效防止岸坡塌方，便于就地取材，生態友好，結合河道綠化，可取得很好的景觀效果。樁與樁之間的間隙可促進地表水與地下水的交換，為生物的生長發育提供棲息地，發揮河流、土壤、植被的自凈化功能；為植被生長創造條件，保持河流的側向聯通性。設計木樁直徑12cm，樁長2m，木樁密排，臨土側通常布置上、下兩根圓木橫擋，并設一層300g/m2無紡土工布防護。

5.4.3 灌砌塊石護岸

對于流量大、水流急的行洪河道,在治理時，使用傳統灌砌塊石重力擋土墻結構進行設計和施工，擋土底板使用素混凝土，壓頂使用鋼筋混凝土，墻身使用灌砌塊石結構進行施工，墻后通常布置排水棱體，保證擋墻水位不斷變化過程中具有良好的穩定性。根據現場實際踏勘及工程設計情況，龍游河中央大道至環城南路段緊靠龍游河生態公園，景觀要求比較突出，設計采用木樁護岸，而城南大道至大明河段由于布置有龍游河閘站，平時引排水較為頻繁，水位變化較大，因此設計采用灌砌塊石重力式擋墻，具體情況見下表。

項目區護岸匯總表

由于龍游河閘站上、下游水位不同，因此閘站上、下游灌砌塊石擋墻斷面有所不同。上游側墻頂高程3.80m，底板頂面高程1.50m、底面高程1.10m，底板厚0.4m，寬2.1m，壓頂為60cm寬C25鋼筋混凝土種植槽，擋墻高程2.45m以下墻身為C20灌砌塊石，高程2.45m以上至壓頂采用無砂混凝土壓砌塊石。底板為C20素混凝土，擋墻前趾30cm，后踵20cm。為降低墻后地下水高度，減少墻前墻后水位差，在高程2.15m處設透水棱體和冒水孔。下游側墻頂高程2.90m，底板頂面高程0.60m、底面高程0.20m，底板厚0.4m，寬2.1m，壓頂為60cm寬C25鋼筋混凝土種植槽，擋墻高程1.55m以下墻身為C20灌砌塊石，高程1.55m以上至壓頂采用無砂混凝土壓砌塊石。底板為C20素混凝土，擋墻前趾30cm，后踵20cm。為降低墻后地下水高度，減少墻前墻后水位差，在高程1.25m處設透水棱體和冒水孔。

6 結 語

總而言之，河道治理是保證城市生態環境可持續發展的重要措施。因此，在對河道生態環境進行治理時，需要結合地區河道的具體功能以及河道地理要素等選擇相應的河道治理方案，將河道的經濟功能、生態功能和環境功能充分發揮出來，實現人與自然的和諧統一。

[1] 趙文龍.生態水利理念在中小河流治理工程中的應用[J].水利科技,2013(1):50-52.

[2] 賈浩謀,宋曉鵬.探析生態水利設計理念在城市河道治理工程中的應用[J].河南科技,2013(17):166.

[3] 賈玉愛.生態水利設計理念在城市河道治理美化工程中的應用[J].水利技術監督,2012(5):60-62.

Application of ecological water conservancy design concept in Rugao urban area river regulation project

XU Yingjian, SHI Lei

(Nantong Water Conservancy Survey Design Institute Co., Ltd., Nantong 226006, China)

In the process of channel construction planning management, river ecological management is a very important link, and it has great significance in promoting the sustainable development of ecological environment. In the paper, actual project is adopted as an example to introduce the concept of river ecological water consenancy design. Ecological concept design principles are analyzed. Application measures of ecological design concept in river regulation project are discussed.

Rugao urban area; river management; ecological water conservancy; design concept

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.07.011

TV212

B

2096- 0131(2016)07- 0038- 04