基于生態理念的防洪工程優化設計分析

2018-01-15 08:45:21吳培軍葛旭峰徐繼銘

陜西水利 2017年6期

吳培軍，葛旭峰，徐繼銘

（1.江西省鄱陽湖水利樞紐建設辦公室，江西南昌 330046；2.陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西西安 710000）

0 前言

城鎮防洪工程建設不僅要發揮水利工程的功效，而且要融入城鎮生態保護、園林景觀、建筑藝術等多種內容[1-2]。近年來，隨著河道整治工程建設力度的加大，在實施過程中，截彎取直，占河占灘，束窄河床等現象屢見不鮮，一定程度上破壞了河流的自然生態。因此，將生態理念融入防洪工程的規劃、設計階段，恢復河流自然生態環境，維持河流系統生態和功能的多樣性，營造人水和諧、濱水宜居的水生態系統，成為近幾年各地在防洪工程建設中重點。

本工程充分結合工程地理位置和區域規劃的要求，遵從“恢復自然、生態優先”的理念，在堤身加固、護坡及配套設施完善方面體現生態理念，并通過優化堤防布置和結構型式，在解決防洪的同時兼顧景觀生態和市政交通，有效的改善了周邊生態環境，形成一個新的水利景觀，促進經濟發展。

工程位于陜西南部某城鎮物流園區，是城市西北的門戶，附近交通條件便利，區位優勢明顯。防護區位于饒峰河、珍珠河道及漢江交匯處，受三條河流來水影響，歷史上洪水災害頻發，每遇漢江2年一遇以上洪水就汪洋一片，防洪形勢嚴峻。

根據規劃，周邊物流園區總面積為54.7畝，到2020年總人口0.3萬人，國民生產總值2000萬元。通過對工程建設，使得物流園區防洪標準達到20年一遇，相應洪峰流量16000m3/s，在滿足防洪要求的同時，結合規劃，建設城鎮新區、物流園區及濕地公園，兼顧市政、交通的需要，改善區域環境，產生生態效益。

1 工程的生態理念

1.1 利用棄渣填筑料

本堤防工程需加高10～13m，填筑量近70萬m3（防洪工程回填量為23萬m3，城市建設回填量約47萬m3），填筑料的開挖、運輸對工程影響較大，填筑料及料場的選擇不僅是堤身斷面設計的依據，也是影響工程理念和投資的關鍵。經過對周邊實地調查和試驗資料，綜合對比后，確定利用周邊高速公路隧洞的棄渣作為填筑料。高速公路隧洞采用光面爆破施工，新出石碴皆為棱角狀，其中5～80 mm的粒徑含量約占45%～60%，是堤身回填較好用料，儲量約100萬m3，滿足填筑要求（物理力學指標見表1）。通過棄渣填筑堤身，即解決了高速公路處理棄渣的問題，又為堤防工程提供了較好的填筑料，體現了生態理念。

表1 料場石渣物理力學指標匯總表

1.2 三維植被網生態護坡

三維植被網護坡是指利用活性植物并結合土工合成材料等，在坡面構建一個具有自身生長能力的防護系統，通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術，具有固土性能優良、消能作用明顯、網絡加筋作用突出、保溫促進植物生長等特點，可有效地解決巖質邊坡、高陡邊坡防護問題。根據廠家及工程經驗，三維植被網抗沖流速是一般植物防護的2倍，待植物生長茂盛時，能抵抗沖刷的徑流流速達6m/s。

本工程斜坡式土堤，臨水面設計坡比為1∶2.5，三維植被上部覆0.1m厚種植土以滿足植草覆蓋需要，下部設0.4m厚沙壤種植土滿足植物生長需要，種植壤土底面設置復合反慮土工布防止堤身填筑料滲流，土工布底部設置0.2 m厚砂卵石保護墊層防止土工布被回填石渣刺穿或頂破（見圖1）。