多種生態護岸型式在高郵橫涇河整治工程中的應用

楊慶慶 王桂智 張慧 劉冠霆 周健

摘 要：高郵橫涇河整治工程中河道護岸型式比選較為重要，需根據具體情況綜合選擇。本文通過比較不同生態護岸的優缺點，優選出四種生態護岸型式應用于橫涇河整治工程中，對今后類似工程具有借鑒意義。

關鍵詞：生態護岸;結構型式;方案比選

中圖分類號：TV861? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）11-0111-03

1 工程概況

高郵橫涇河位于江蘇省高郵市的中北部，西起運河腳下馬棚陳橋村，向東穿越白馬蕩、三垛蕩，直連橫涇的三郎廟至興化市的東潭溝入九里蕩，高郵境內長28.35km，為人工河。它是高郵腹部地區一條重要的排澇骨干河道，該河流經馬棚、龍虬、三垛、橫涇4個鄉鎮。保護人口8.8萬人，保護耕地面積22萬畝。

自1974年對河道進行疏浚工程以后，橫涇河未再有大的工程措施，因此現狀河道淤積嚴重，遇有強降雨時下泄不暢，極易形成大面積內澇[1]。同時現狀部分圩堤坍塌嚴重，堤坡剝落，難以抵擋高水位。河道沿線的建筑物大多數建于上世紀七、八十年代，多年運行，建筑物損壞嚴重，尚有圩口涵閘是漿砌磚結構，遇有高水位，就會發生險情，安全隱患較為突出。

2017年橫涇河整治工程正式實施，工程主要內容為河道疏浚整治、河坡護岸防護及沿線建筑物拆建等。其中護岸設計根據河道功能、所處位置以及坍塌程度不同采用不同結構的生態護岸型式，以達到因地制宜的治理效果。

2 護岸設計

2.1設計原則

不同結構的護岸防護型式可根據河道功能及工程位置所確定，河道護岸型式應優先采用生態型護岸[2]。一是根據工程所在位置劃分為生活區護岸與生產區護岸。經工廠、居民密集處的河段劃分為生活區護岸，經農田等無人居住區的河段劃為生產區護岸。生活區護岸型式應以護岸修整、綠化工程和生態修復為主，同時結合河道清淤，以提高水體自凈能力，用自然型護岸替代傳統硬質材料護岸[3]。但是有時存在過水斷面不足的情況，自然型護岸往往無法滿足河坡穩定要求，因而依舊需采用硬化護岸。生產區護岸主要為滿足河道固有功能，硬質護岸便能滿足要求。二是根據現狀河道排水功能劃分，以行洪為主的河道，需要抵抗河流沖刷，采用硬質結構護岸較為合理;以排澇為主的河道，則可采用自然型護岸。三是根據河道現狀情況，對不同河段進行不同的防護型式，存在崩岸、塌岸、迎流頂沖、淘刷嚴重河段的堤岸，需采取硬化護坡護岸措施。

橫涇河整治工程具體生態護岸型式包括：仿木樁植被復合護岸、石籠凈水復合護岸、自嵌式植生擋墻、連鎖式生態護岸。

2.2仿木樁植被復合護岸

仿木樁植被護岸是將圓仿木樁沿著岸坡走向直接打入河坡底部，仿木樁護岸不僅可以抵消部分由于水位變化及船行波對兩岸的沖刷，還可以在仿木樁之間形成縫隙，使墻后水體與河道水體形成活水交換[4];仿木樁底部進行清淤處理，使地下水與河道水循環流動，在汛期和枯水期起到雙向調節的作用。木樁材料一般采用松木，施工前對松木表面進行防腐處理。護岸后部土坡坡比宜取1：2.5～1：3，可種植根系發達的狗牙根、高羊茅等生態護岸植物以及觀賞性植物，使河道景觀功能與生態功能和諧統一。見圖1。

2.3石籠凈水復合護岸

石籠凈水復合護岸兼具石籠的穩定性、內部填料的凈水性、生態護岸的景觀性、水生植物的保護性等多種優點，是一種新興的護岸型式。主要結構為石籠內部裝入碎石，置于護岸前端底部，同時在石籠內裝入可以凈水的凈水填料（凈水填料的種類與河道污染嚴重程度有關，例如河道污染主要為有機污染，則選用活性炭作為石籠填料;河道污染主要為富營養化，則選用由鉆合劑和鐵屑合成的球形凈水材料）。石籠上部埋土，土內可種植相應的水生植物，對于水體凈化具有一定作用。石籠凈水復合護岸也可直接采用水生植物作為凈水材料，放置于石籠內。石籠護岸后方斜坡可采用三維植被網進行護坡，以達到美化環境、穩定土坡的目的。石籠凈水復合護岸主要在水質較差、坡度較大的河道護岸工程中應用較為廣泛[5]。見圖2。

2.4自嵌式植生擋墻

自嵌式植生擋墻主要由自嵌式植生擋土塊（魚巢磚）、濾水填料、加筋材料、墻后土體等部分構成。自嵌式植生擋土結構是一種柔性擋土結構，主要是憑借自嵌式擋土塊干壘而形成，同時依靠自嵌式擋土塊塊體自重來穩定擋墻，固定護岸。見圖3。

（1）自嵌式植生擋土墻的墻面生態孔內可以種植小型喬木及各種花草，水下部分可以采用水草種植。塊體后方小孔可以埋入植生土壤，形成立體的景觀效果。水生植物可以起到凈化水體的效果，可有效去除水體中的氮、磷等對水體有害的微量元素，同時植物的根系可以從擋土塊小孔伸入后方土壤中，以加固擋墻，提高整體穩定性;

（2）河道內的泥沙等物隨水流裹挾前進，遇到墻體阻擋會在重力的作用下沉積在塊體孔內，形成可供水生植物生長的土壤，而泥沙中沉積的礦物元素也是良好的植物生長肥料，對植物生長具有良好的促進作用;

（3） “魚巢”型式及孔內的水生植物是河道魚類等動物產卵繁殖的天然場所，起到了良好的“以魚養水”的作用，對河道的整體生態平衡具有很大的調節作用;

（4）自嵌式植生型擋土墻區別于傳統硬質混凝土擋墻，其滲透性較高，可以充分保證河道內水與墻后地下水的水體交換，發揮水體自凈作用，有效抑制藻類等有害植物的繁殖生長，調整河道生態循環，重建河道以及河堤的生態系統;

（5）塊體混凝土中添加納米氧化銀能有效抑制真菌、嗜水氣單胞菌和豚鼠氣單細胞菌等病原菌的繁殖，提高魚類免疫能力，減少魚類常見病的發生。

2.5連鎖式生態護岸

連鎖式生態護岸是一種目前新興的護岸結構型式。它適用于多種河道，是一種新型連鎖式預制混凝土塊鋪面系統，可以有效控制土壤水侵蝕，保證護岸結構穩定與長時間使用。它的聯鎖設計使每塊磚與周圍的6塊磚產生鎖力較大的聯合作用，使鋪面系統具有良好的整體穩定性，即使水流沖擊作用較強也可以防御。磚孔和磚縫中生長的植物可以進一步提高鋪面的耐久性和穩定性，另一方面可以美化環境，增加坡面植被。近年來，連鎖式生態護岸廣泛應用于各種河流的治理工程中以及城市河道護岸工程。連鎖式生態護岸結構詳見下圖。

3 不同護岸方案比選

對不同的護岸型式進行優、缺點比較，有利于更直觀地反映不同護岸的特點，便于根據工程及現場實際情況選擇最適宜的護岸型式。

以上四個方案優、缺點比選如下表所示。

橫涇河河坡防護基本采用在水位變動區建設護岸的方式。考慮到現狀迎水側堤坡陡立，且位于鎮區及村民集中居住段，其土地資源較少，升值潛力大，為節約土地、節省投資，河道的設計斷面應在規劃上、經濟上均較合理的基礎上，進一步確定河口寬度，同時采用生態的、景觀的、經濟合理的河坡防護方案，以兼顧河道功能與投資控制的要求。在滿足河道設計功能的基礎上，工程設計盡量考慮與周邊景觀相協調。

在河坡塌陷嚴重、且河口寬度有限的河段，優先采用仿木樁植被復合護岸及石籠凈水復合護岸;在河口較為寬闊的河段則考慮采用自嵌式植生擋墻及連鎖式生態護岸。

4 結語

本文結合高郵橫涇河整治工程生態護岸設計方案的比選研究，分析了不同生態護岸型式的優缺點及適用范圍，確定最終護岸型式還需根據河道開挖條件、工程造價、工程防護要求等綜合考慮確定。本文的研究思路，對于今后河道整治工程中生態護岸的型式比選具有較強的借鑒意義。

參考文獻：

[1]揚州市勘測設計研究院有限公司. 《災后水利薄弱環節建設項目高郵市橫涇河上段整治工程》[R].揚州：揚州市勘測設計研究院有限公司，2018.6.

[2]徐秋菡.對河道生態護岸的思考[J].江蘇水利，2018（04）：61-64.

[3] 何旭升，逄勇，魯一暉，李文奇.凈水型護岸技術的探討[J].水利學報，2008（06）：659-666.

[4] 關春曼，張桂榮，程大鵬，何斌，費宗如.中小河流生態護岸技術發展趨勢與熱點問題[J].水利水運工程學報，2014（04）：75-81.

[5] 李焯然，江洧，李仟，晏成明.河道生態型護岸研究進展[J].廣東水利水電，2019（04）：20-23+29.