本溪縣小湯河生態(tài)治理的設(shè)計綜述

郭 超

(本溪市水利電力勘測設(shè)計有限責(zé)任公司，遼寧 本溪 117022)

0 引 言

河道生態(tài)治理充分利用河流的自修復(fù)功能，因地制宜的把美學(xué)價值、河流自然屬性融入至設(shè)計方案，以遵循自然規(guī)律為前提將生態(tài)環(huán)境受設(shè)計施工方案的影響降到最低，從而維持水系統(tǒng)的生態(tài)平衡。以小湯河治理工程為例，圍繞“凈、排、蓄、滲”等指標(biāo)開展生態(tài)護(hù)岸選型、斷面設(shè)計、中心線布置等，結(jié)果表明生態(tài)治理模式能夠保證防洪安全、恢復(fù)河流形態(tài)多樣性，為河道植物生長和動物棲息創(chuàng)造有利條件[1-3]。對比分析生態(tài)治理與傳統(tǒng)治理效果，如表1。

1 工程概況

小湯河流域河道治理共分7個工程段，治理總長13.46km，各段工程范圍、河道及兩岸堤防現(xiàn)狀詳見表2。

表1 河道治理效果對比分析表

擬對設(shè)計河道采取疏浚措施，部分河段需要擴(kuò)寬河道，以保障汛期行洪安全。其中，工程段采用賓格石籠護(hù)腳和護(hù)坡相結(jié)合的措施，生態(tài)段岸坡進(jìn)行植樹種草措施，降低汛期洪水對岸坡的沖刷影響。

表2 小湯河治理工程段河道現(xiàn)狀

續(xù)表2 小湯河治理工程段河道現(xiàn)狀

2 生態(tài)治理工程設(shè)計

2.1 工程布置原則

為保證防洪安全，建立完整防洪體系以及達(dá)到綜合整治目的，岸線布置應(yīng)遵循如下原則：

1)安全性。工程設(shè)計是以防洪為主要目的，使經(jīng)過治理后的河道能夠保證沿岸的群眾、農(nóng)田及村莊安全，達(dá)到汛期洪水下泄標(biāo)準(zhǔn)；在原有建筑物、堤防不影響泄洪的條件下，遵循能用則用的原則；對能用而又未達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)的堤防或建筑物，按規(guī)劃設(shè)計確定的防洪標(biāo)準(zhǔn)加以提高；對影響行洪或泄洪的建筑物、堤防、林地要堅決清除，從而消除安全隱患；新建岸線應(yīng)本著上、下游兼顧、左右岸互利的原則，修建在土質(zhì)較好且比較穩(wěn)定的地方。

2)經(jīng)濟(jì)性。河道治理應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，盡量做到風(fēng)險最小、利益最大，在防洪安全的同時滿足當(dāng)?shù)貙喔取⒑樗⑸鷳B(tài)、景觀等方面的要求，充分發(fā)揮投資效益。盡可能不占或少占林地、耕地，盡量少拆遷或不拆遷以降低由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)費用；條件允許時應(yīng)做到岸路結(jié)合，為防汛搶險和城市交通創(chuàng)造有利條件[4]。

3)自然性。充分考慮河道的洪水流勢及其天然現(xiàn)狀，因勢利導(dǎo)，兼顧左右岸、上下游尊重河流原有的自然形態(tài)，摒棄平面規(guī)劃、裁彎取直的原則。

4)生態(tài)性。恢復(fù)與保護(hù)多樣性的河流形態(tài)，滿足河流邊界條件，為動物棲息和植物生長創(chuàng)造適宜的空間，避免河道渠系化，盡量保存保存深潭、淺灘、急流、緩流的自然狀態(tài)。

5)景觀性。在合理布置河道護(hù)岸、確保工程防洪效益的條件下，考慮環(huán)境美化、河岸綠化等景觀要求，將小湯河流域沿岸打造成為一道靚麗的旅游風(fēng)景線。

2.2 護(hù)岸型式選擇

根據(jù)現(xiàn)狀建設(shè)材料分布、埋藏數(shù)量、工程地質(zhì)、水文條件及其他技術(shù)條件等因素，設(shè)計擬定兩種護(hù)岸型式，即Ⅰ方案賓格護(hù)腳結(jié)合賓格石籠護(hù)岸、Ⅱ方案毛石混凝土直墻式擋土墻護(hù)岸。針對以上兩種護(hù)岸型式，從經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)可行性的角度加以分析：

Ⅰ方案：賓格護(hù)腳結(jié)合賓格石籠護(hù)岸。該方案具有投資較少、所需勞力少、節(jié)省水泥、利用河道清淤與清底砂礫石的優(yōu)點，結(jié)合生態(tài)治理早坡面綠化。同時，坡式護(hù)岸施工方便、質(zhì)量容易控制，具有良好的基礎(chǔ)變形適應(yīng)性，因具有較大的岸頂寬度，有利于汛期搶險，但該方案存在占地較多的缺點[5]。

Ⅱ方案：毛石混凝土直墻式擋土墻。該方案投資于Ⅰ方案相差不大，較Ⅰ方案其勞力少，但所需較多的水泥量。此外，由于使用兩種不同性質(zhì)的材料，對基礎(chǔ)具有更加嚴(yán)格的要求，且施工干擾性大。

綜上分析，護(hù)岸型式以Ⅰ方案更為合適，工程投資和勞力比其它方案少，而且技術(shù)簡單，對環(huán)境影響小，又能就地取材，施工方便。另外，岸線布置時以原有岸坎線為基礎(chǔ)，岸坡占地為河道灘地范圍。河道清灘、清障和開挖的砂礫料基本能滿足護(hù)岸土料需求，工程所需毛石、碎石可由距施工現(xiàn)場8km的二道溝采石場購運，開采面廣，儲量豐富，軟弱層少，運輸條件較好，石場至施工現(xiàn)場有公路相連，運輸方便。河道治理應(yīng)充分考慮生態(tài)河道建設(shè)，以減少工程措施外露。通過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較，最終確定護(hù)岸型式選擇Ⅰ方案，護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式如圖1。

工程設(shè)計范圍起點香磨大橋，終點陳英橋，河道治理總長13.46km，新建護(hù)岸全長為10909m，其中右岸新建護(hù)岸5846m(型式為賓格石籠基礎(chǔ)結(jié)合賓格石籠護(hù)岸型式)；左岸新建護(hù)岸5063m(樁號L1+780-L3+039段、L4+020-L5+063段為生態(tài)護(hù)岸型式，其余均為賓格石籠基礎(chǔ)結(jié)合賓格石籠護(hù)岸型式)。

(a)方案Ⅰ

(b) 方案Ⅱ

2.3 護(hù)岸斷面設(shè)計

2.3.1 護(hù)岸頂高程

小湯河工程段現(xiàn)狀河道呈“V”型，主河槽位于河谷中心，兩岸多為灘地，岸坎較低，岸坎以外為逐漸抬高階地，階地外側(cè)多為山體，河道現(xiàn)狀岸坎平均高度為1.5m。現(xiàn)狀左右岸岸坎頂高程滿足防洪要求，河道兩岸堆砌河道疏浚料，為防止洪水淘刷岸坎，故設(shè)計護(hù)岸頂高程以設(shè)計洪水水位加0.5m而定。

2.3.2 斷面設(shè)計

工程設(shè)計共分7個段，由新建護(hù)岸及河道疏浚組成，其中新建護(hù)岸由均質(zhì)護(hù)岸、生態(tài)護(hù)岸兩種型式。設(shè)計河底縱斷面，按照天然河道，盡量避免加深河道行洪斷面或縮小行洪斷面為原則確定設(shè)計河底高程線。并與交通橋墩基礎(chǔ)比較，不影響交通橋的安全使用為原則[6-7]。

1)均質(zhì)護(hù)岸。護(hù)岸岸坎按1∶2.5的坡比整形，岸坡采用賓格石籠防護(hù)，坎頂高程護(hù)至設(shè)計水位加0.5米超高處。賓格網(wǎng)石籠厚0.3m，下設(shè)0.2m卵石墊層及反濾土工布一層。護(hù)岸坡腳設(shè)置賓格網(wǎng)石籠，護(hù)腳深度1.2m，寬1m，背水側(cè)坡比為1∶2，放坡至原地面，背水坡播撒草籽并種植紫穗槐(株行距：0.4m×0.4m)。

2)生態(tài)護(hù)岸。迎水面坡比為1∶3，坡面撒草籽并種植紫穗槐(株行距：0.4m×0.4m)。新建護(hù)岸考慮防汛搶險要求，岸頂寬度設(shè)定為4m。

2.3.3 疏浚設(shè)計

小湯河(香磨橋-陳英橋段)河道治理工程清淤疏浚總長度為9.412km，根據(jù)河勢情況，對凸岸淤積段和河道較狹窄段在不占地的前提下進(jìn)行開挖疏浚，將疏浚的土方就近運至低洼或護(hù)岸頂部，石籠防護(hù)段按照1∶2.5邊坡進(jìn)行整形填筑，之后鋪設(shè)石籠防護(hù)，生態(tài)防護(hù)段邊坡坡比為1∶3.0，采用紫穗槐進(jìn)行護(hù)岸。根據(jù)兩岸險工布置和河床情況，考慮上下游銜接進(jìn)行疏浚開挖，共計布置3段分別為河心樁號0+475-2+627、3+306-9+560、10+843-11+849，如表3，各斷面河道控制高程按照縱斷圖確定。

表3 清淤工程布置表

2.4 工程量確定

小湯河河道治理工程主要包括河道清淤、生態(tài)護(hù)岸及賓格石籠護(hù)岸工程，其中清淤河段長度共計9.412km，生態(tài)護(hù)岸長度共計2.302 km，賓格石籠護(hù)岸長度共計8.607km。主要工程量：河道清淤30.74萬m3、土方開挖8.18萬m3、賓格石籠護(hù)墊2.09萬m3，賓格石籠基礎(chǔ)1.08萬m3，如表4。

表4 主要工程量

3 結(jié) 論

隨著生活水平的提升和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對河道生態(tài)環(huán)境的要求也越來越高。河道治理工程設(shè)計、建設(shè)、組織過程中，如何積極吸取生物學(xué)、生態(tài)學(xué)研究方法，遵循河流自然屬性減少生態(tài)環(huán)境受河道治理的脅迫，形成標(biāo)準(zhǔn)化河道生態(tài)治理模式已成為現(xiàn)階段研究的重點。通過確定清灘疏浚范圍、生態(tài)護(hù)岸及格賓石籠護(hù)岸，小湯河河道治理工程實現(xiàn)了美學(xué)價值和保留河流原有自然屬性的生態(tài)目標(biāo)，可為其他河道生態(tài)治理提供一定的參考。