高郵市生態長廊項目河道生態護岸設計研究

付永帥

（北京中鐵生態環境設計院有限公司,北京 102600）

1 引言

改革開放以來,我國社會經濟面貌發生了翻天覆地的變化,人民向往美好生活的愿望不斷加強,對于河道、湖泊等與人民生活環境息息相關的水利基礎設施建設要求也在不斷提高。隨著水利行業的不斷發展,國內外學者的不斷深入研究,結合近年來的水利工程建設經驗,水利工程“生態化”已成為大勢所趨,其中,“生態護岸”便是其中一項重要研究課題。

針對此問題，學者們進行了多方面研究，例如楊波[1]對豐城市圳頭水湖塘段河道治理工程設計進行了分析，分析結果表明：通過科學適宜的河道治理工作，能有效改善河道條件，維護河道生態環境；趙勁松[2]對遼寧省灣龍背河河道治理方案比選進行了研究，研究結果表明：采用干砌石護坡方案，能有效防止河道坡面下滑，堵塞河道；袁曉文[3]對海綿城市建設理念下城市河道防洪截污綜合治理進行了分析，分析結果表明：對淤積嚴重河段進行清淤，提高了河道的防洪排澇能力。本文對高郵市狀元溝流域進行研究,結合狀元溝流域現狀調研資料,系統梳理分析存在問題,針對性地提出解決方案。

2 狀元溝流域現狀及存在問題

（1）狀元溝送橋大道至控制閘段沿線圩堤頂部高程為8.6 m～11.88 m,現狀局部堤頂高程以及沿線匯入的支流堤（岸）頂高程較低,不能形成封閉的防洪系統,且部分河段較窄（最窄處河道上口寬度僅25 m）,河道過流能力較低,不能適應社會經濟發展的防洪要求。工程區內侵占河道現狀普遍,河內養殖設施泛濫,造成行洪不暢。

（2）部分現狀排澇泵站老舊,規模小,不滿足排澇要求。流域沿線堤頂道路缺乏,無法滿足汛期管理、巡視、搶險等要求,且親水設施不足,無法滿足當地居民以及外地游客的親水需求。

（3）大部分河段未做防護工程,不滿足沖刷要求,影響防洪安全。

3 狀元溝流域治理思路

通過對狀元溝流域現狀問題進行綜合分析,本文提出治理思路如下：

（1）對現狀狀元溝河道進行清淤、清障,堤防進行加固,提升河道防洪標準至20年一遇。

（2）對東西部水系河道進行清淤整治,老舊閘站進行提標改造,整體提升區域排澇標準至20年一遇。

（3）對堤防迎水面及河道岸坡進行生態護岸設計,提高堤防及河道岸坡抗沖能力的同時,為水生動植物提供生長棲息空間,改善水生態基底,增加親水設施,為當地居民提供一個良好的人居環境。

河道清淤、堤防以及閘站建設等屬于傳統水利工程措施,相關行業技術成熟,可參考項目經驗豐富,本文不做重點研究,主要對生態護岸設計進行分析討論。

4 狀元溝流域生態護岸設計

4.1 狀元溝河道

狀元溝治理長度3.547km,設計防洪標準為20年一遇。河道工程包括河道清淤、清表、開挖、新建堤防、老堤加固、生態護岸、新建堤頂路、園路等。水工建筑物包括新建液壓壩1 座,設計壩長108 m,壩高2.5 m,保水水位為7.84 m。

其中,河道擴挖（送橋大道～常集路段）長度1.65 km,由現狀河道上口寬度25 m～45 m 擴挖至設計河道上口寬度40 m～124 m,河道疏浚（常集路～控制閘段）長度1.897 km,基本維持現狀河道上口寬度60 m～182 m。建設兩岸堤防（包括擴挖段河道新建堤防以及疏浚段老堤加固）總長度7.324 km。為了滿足景觀布設及親水需求,在磨子橋河上游（樁號2+796處）設置一座液壓壩擋水,壩高2.5 m,壩長108 m,在左右兩側堤防迎水面邊坡8.5 m 高程處設置園路, 寬2.5 m, 總長6.879 km, 園路迎水側設置欄桿（H=1.2 m）。為滿足河道防汛以及景區電瓶車交通需求,在兩側堤防頂部設置堤頂路,總寬度9 m,其中路面寬度為6 m,兩側綠化帶寬度為1.5 m。

狀元溝兩岸堤防采用土堤型式,土堤采用粘性土填筑,堤防的標準斷面采用梯形復式斷面,設計臨水側坡比不陡于1∶2.5,局部邊坡較陡的,采用1 m×1 m 臺階,具體可結合景觀微地形布置,背水側坡比為1∶2,園路高程為8.5 m,寬3 m,根據現場現狀設計出河道橫斷面。設計堤頂寬9 m,其中堤頂路寬6 m,兩側各1.5 m 綠化帶。設計堤防采用粘性土筑堤,土料黏粒含量10%～35%,塑性指數7～20,不得含有植物根莖、磚瓦垃圾等雜質,堤身填筑壓實度不小于0.93。

生態護岸A：采用仿木樁臺階式護岸型式,位于園路上方,樁長3 m,外露1 m,樁徑0.2 m,臺階寬度1 m。

生態護岸B：采用預應力組合生態樁護岸型式,位于園路下方,樁板結合,樁長9 m,外露3 m,樁距1.2 m,樁徑0.4 m。

生態護岸C：采用土坡植草護岸,位于園路上方,結合景觀微地形設計,意在體現草坡入水的自然河道效果,形態優美。

4.2 西部水系

西部水系中佟橋引排河治理長度2.92 km,設計排澇標準為20年一遇。河道工程包括清表、河道開挖、清淤、生態護岸等。水工建筑物包括新建跌水堰1 座（跌差2m）、倒虹吸1 座（C30 鋼筋砼箱涵,3.0 m×2.0 m（寬×高）,總長198.7 m）、拆建泵站1 座（設計排澇流量Q=4.86 m3/s, 設計灌溉流量0.5 m3/s,3 臺800 ZLB-100 型立式軸流泵）、控制閘1 座（穿堤閘涵,4.0 m×2.5 mC30 鋼筋砼箱涵,4.0 m×2.5 m平面鋼閘門）。

由于狀元溝擴挖以及新建液壓壩影響,為保證西部水系原有引排功能,佟橋引水河需進行改線,改線后河道、建筑物均按20年一遇排澇標準進行建設。河道斷面采用梯形斷面,長度共計2.92 km。西部水系部分河段（樁號K0+500～K0+725）長度0.225 km,采用框式生態擋墻駁岸,其余河道均采用草皮護坡。移址拆建佟橋河控制閘（原新建佟橋引排洞）、拆建占莊一級站,新建跌水堰1 座,新建佟橋引水河箱涵。

改線佟橋河考慮水面補償要求,新開河道河口寬不小于原河口寬,河道過流斷面較為充裕,河道設計橫斷面主要采用自然放坡型式。該段河道設計斷面采用土質邊坡梯形斷面,設計底寬為2 m～8m,上口寬度為20 m,河底高程4.0 m,自河底按1∶2 坡度放坡至現狀地面,河道常水位以上坡面種植景觀植物（灌木及地被）。

生態護岸D:采用土坡植草護岸（設計原理及效果與生態護岸C 相同）。

4.3 東部水系

東部水系疏挖的河道總長2.012 km,設計排澇標準為20年一遇,包括景觀大道路邊溝1.706 km,常集路箱涵0.114 km,倒人廳站引河0.167 km,倒人廳站引河箱涵0.025 km。河道開挖疏浚采用梯形斷面,長度共計1.873 km。河道兩岸設計岸坡防護,其中景觀大道路邊溝上游1.3 km 采用卵石護坡,剩余河段0.405 km,采用石籠護坡,倒人廳站引河采用草皮護坡。并設計新建水工建筑物,水工建筑物工程包括拆建倒人廳排澇站泵站1 座（設計排澇流量3.36 m3/s,3 臺28 ZLB-70軸流泵）、新建常集路箱涵1 座（C30 鋼筋砼,寬×高分別為2.0 m×1.5 m,總長96 m）、新建倒人廳站引河箱涵1 座（C30鋼筋砼,寬×高分別為2.0 m×2.0 m,總長24 m）。

設計景觀大道路邊溝位于景觀大道東側,道路與河道緊鄰,起點自送橋大道,終點至常集路過路涵進水口,長度1.44 km。設計河道底寬3.5 m,上口寬度為6.5 m～9.5 m,左側岸頂銜接景觀大道,右側岸頂銜接現狀地面。該段河道設計底寬為3.5 m,設計邊坡坡比1∶1.5,采用全斷面卵石防護,自上而下分層做法為：0.3m 厚種植土,0.2m 厚卵石散鋪,下鋪1 層無紡土工布（300 g/ m2）,左岸銜接景觀大道設計路面高程,右岸銜接現狀地面高程。

生態護岸E：采用卵石植草生態護岸型式,設計意圖是利用卵石保證岸坡抗沖能力的同時,結合植物種植,盡可能滿足生態化需求。

對以上生態護岸設計型式的生態性以及適用場景進行分析,見表1。

表1 生態護岸型式評價表

5 結論

根據狀元溝流域水利設施現狀,對狀元溝河道、西部水系和東部水系進行生態治理。針對狀元溝河道采取擴挖、疏浚,并在兩岸建設堤防、堤防兩側設置園路,堤防頂部設置堤頂路。西部水系中佟橋引排河河道挖拓及生態護坡；東部水系疏挖及生態護坡。使流域整體防洪及排澇標準為20年一遇,既保障了狀元溝兩岸村鎮、人口及耕地受到洪水的直接威脅,又改善了區域生態環境質量,對地區經濟發展具有重要意義。