夏慶云,蔡 軍,王尉英

(1.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州 310020;2.中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,浙江 杭州 310014;3.富陽(yáng)市水利水電工程監(jiān)管中心,浙江 富陽(yáng) 311400)

水是杭州這座城市的 “血液”。但是,多年以來(lái),這些“城市血液”逐漸地變得污濁、骯臟,不但影響了市民的生活,也影響了城市的景觀。特別是近十來(lái)年杭州城市向周邊擴(kuò)展,原來(lái)的郊區(qū)農(nóng)田變成了城區(qū),城鄉(xiāng)結(jié)合部的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)跟不上城市擴(kuò)展的速度,郊區(qū)管網(wǎng)不發(fā)達(dá),工業(yè)污水、生活污水亂排亂放,跟市區(qū)水系貫通的郊區(qū)污染水源嚴(yán)重地影響了市區(qū)的水質(zhì)。伴隨著杭州“品質(zhì)之城”的建設(shè),杭州的河道整治工作以實(shí)現(xiàn)“水清、流暢、岸綠、景美”為目標(biāo),工作扎實(shí)推進(jìn),取得了顯著成效。從河道一般清淤疏浚到綜合整治,在各方的努力、協(xié)調(diào)配合下,都取得不錯(cuò)的效果。其中南黃港河道綜合整治工程較為典型,現(xiàn)以此工程為例,就生態(tài)護(hù)岸形式的選擇及確定來(lái)和大家共同探討。

1 整治理念與原則

1.1 河道生態(tài)護(hù)岸理念與傳統(tǒng)水利

目前大部分地方河流整治過(guò)程中,因防洪的目的,多數(shù)采取石砌硬質(zhì)岸堤,盡管石砌硬質(zhì)岸堤起到了防洪作用,但是,它以犧牲生態(tài)系統(tǒng)功能為代價(jià),隔斷了河流生態(tài)系統(tǒng)和外部環(huán)境的物質(zhì)和能量交換,阻滯了水氣循環(huán),使河流變成孤立的水港,河流的自凈功能差,河水易被污染和腐化。

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,生態(tài)城市開(kāi)始成為人們聚焦的一個(gè)熱點(diǎn),而在生態(tài)城市建設(shè)進(jìn)程中,水環(huán)境綜合整治是其中重要內(nèi)容之一。河道已不僅僅具有 “瀉洪、排澇、蓄水、引清、航運(yùn)”等水道的基本功能,而且還具有“景觀、旅游、生態(tài)、與周邊環(huán)境相呼應(yīng)”等的功能,人們渴望見(jiàn)到水清天藍(lán)、綠樹(shù)夾岸、魚(yú)蝦洄游的河道生態(tài)景觀。

借鑒國(guó)外先進(jìn)的治水理念,改變傳統(tǒng)水利中片面強(qiáng)調(diào)防洪安全,對(duì)河道整治中的環(huán)境問(wèn)題、景觀問(wèn)題、生態(tài)問(wèn)題等給予重視,這樣,河道兩岸生態(tài)建設(shè)的新理念便成為一種重要需求。

1.1.1 生態(tài)護(hù)岸的定義和特點(diǎn)

生態(tài)護(hù)岸是指恢復(fù)后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護(hù)岸。它擁有滲透性的自然河床與河岸基底,豐富的河流地貌,可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能,同時(shí)具有一定的抗洪強(qiáng)度。

1.1.2 生態(tài)護(hù)岸的作用

(1)滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位。生態(tài)護(hù)岸采用自然材料,形成一種“可滲透性”的界面。豐水期,河水向堤岸外的地下水層滲透儲(chǔ)存,緩解洪災(zāi);枯水期,地下水通過(guò)堤岸反滲入河,起著滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位的作用。另外,生態(tài)護(hù)岸上的大量植被也有涵蓄水分的作用。

(2)保護(hù)和建立豐富的生態(tài)系統(tǒng)。如果在河道中形成淺灘和深潭,把岸線也做成不規(guī)則的,即有寬有窄,使護(hù)岸有陡有緩,擴(kuò)大水面和綠地,與岸邊綠地、樹(shù)林之間形成水、綠網(wǎng)絡(luò),增強(qiáng)岸邊動(dòng)植物棲息地的連續(xù)性,這樣,就可以營(yíng)造出多種多樣的、豐富的環(huán)境條件,形成豐富、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。從而,河流的自凈作用也大幅度提高。

(3)形成優(yōu)美的風(fēng)景。生態(tài)護(hù)岸不僅可以與周?chē)h(huán)境形成相協(xié)調(diào)的河道景觀,而且可以通過(guò)保護(hù)和建立豐富的生態(tài)系統(tǒng)使河水清澈見(jiàn)底、魚(yú)蝦洄游、水草茂盛的自然生態(tài)景觀。

1.2 生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)原則

根據(jù)國(guó)內(nèi)外生態(tài)護(hù)岸的成功經(jīng)驗(yàn),結(jié)合南黃港的特點(diǎn),生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧如下原則:

(1)生態(tài)護(hù)岸應(yīng)滿足河道功能河堤的穩(wěn)定要求,并降低工程造價(jià);

(2)盡量減少剛性結(jié)構(gòu),增強(qiáng)護(hù)岸在視覺(jué)中的 “軟效果”,美化工程環(huán)境;

(3)進(jìn)行水文分析,確定水位變幅范圍,結(jié)合植物調(diào)查結(jié)果,選擇不同區(qū)域和部位的合適的植物;

(4)應(yīng)設(shè)置多孔性構(gòu)造,為生物提供一個(gè)安全的生長(zhǎng)空間;

(5)盡量采用自然的材料,避免二次環(huán)境污染;

(6)布置建筑物時(shí)考慮人們的親水要求。

2 工程概況

2.1 河道現(xiàn)狀

南黃港地處杭州城北石大路以南,西起石橋河,東至備塘河,全線約2.5 km。河道寬約12～21 m,河底高程約2.0～2.8 m。由于周邊沒(méi)有完善的污水管網(wǎng),沿河的農(nóng)居和企業(yè)產(chǎn)生的污水都直接排入河道,從而造成水質(zhì)污染,河床淤積;同時(shí)由于周邊環(huán)境、人員復(fù)雜,違占建筑、各類垃圾侵占河道的情況較普遍;河道總體環(huán)境惡劣,對(duì)周邊居民的生活環(huán)境形成嚴(yán)重影響。根據(jù)南黃港沿線兩岸不同條件以及河道現(xiàn)狀,具體細(xì)分如下:

(1)石石立交施工范圍以西,河道兩岸現(xiàn)狀漿砌石駁坎均保存完好。

(2)石石立交施工范圍內(nèi),大部分河道已被填平用作施工場(chǎng)地,同時(shí),該段河道南側(cè)緊臨農(nóng)居點(diǎn),北靠石大線,河道斷面不具備拓寬空間。

(3)石石立交與華中路之間的河道線形基本保持了原狀,但其北岸因布置了雙石立交的施工便道,河岸原有的綠化已基本被破壞;南岸本為農(nóng)居點(diǎn),因下城區(qū)“農(nóng)改居”工程的實(shí)施,部分沿河農(nóng)居已被拆除。

(4)華中路以東至查工橋段,該段河道保持完好,河道北岸的林地綠化帶與石大路相銜接,形成了連續(xù)的綠地景觀帶;河道南岸的沈家港以西為石祥路貨運(yùn)市場(chǎng),沈家港以東為農(nóng)業(yè)用地。

(5)查工橋至備塘河段,該段河道北岸沿河基本都是農(nóng)居,南岸除西端沿河有五幢農(nóng)居外,其余為農(nóng)業(yè)用地。

2.2 岸坡穩(wěn)定計(jì)算

南黃港河道兩岸環(huán)境復(fù)雜,局部河段緊臨石大路、農(nóng)居房等情況,而石大路主要以重車(chē)運(yùn)輸為主,車(chē)量荷載大,震動(dòng)明顯;而農(nóng)居房一般基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)單,基礎(chǔ)抗變形能力差;因而河道岸斷面開(kāi)挖、防護(hù)必須確保岸坡穩(wěn)定,以免對(duì)周邊構(gòu)造物以及居民形成安全隱患。因此著重針對(duì)緊臨石大線以及農(nóng)居點(diǎn)的河道斷面進(jìn)行多工況岸坡抗滑穩(wěn)定分析計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 岸坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果 (安全系數(shù))表

通過(guò)對(duì)開(kāi)挖岸坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的分析,工況1、工況3的抗滑安全系數(shù)尚不滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求,而安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的滑面深度在7 m左右,滑弧相對(duì)較深。

3 河道生態(tài)護(hù)岸方案設(shè)計(jì)與比選

3.1 河道生態(tài)護(hù)岸方案設(shè)計(jì)

3.1.1 自然原型護(hù)岸

自然原型護(hù)岸是在兩岸植被保持較好的河段,不進(jìn)行河道拓寬,保留原有的草地、樹(shù)林、灌木以及岸邊自然生長(zhǎng)的挺水和沉水植物所組成的自然生態(tài)系統(tǒng);配合補(bǔ)種樹(shù)木,達(dá)到護(hù)岸的效果。同時(shí)為保持清淤后的岸坡穩(wěn)定,可在坡腳布置2排松木樁 (見(jiàn)圖1)。

圖1 自然原型護(hù)岸示意圖

3.1.2 人工自然型護(hù)岸

人工自然型護(hù)岸用天然石材、木材護(hù)底,如在坡腳設(shè)置各種固腳體、采用石籠或木樁等護(hù)岸,斜坡種植植被,實(shí)行喬灌結(jié)合,固堤護(hù)岸。同時(shí)為確保岸坡防洪抗沖刷能力以及岸坡穩(wěn)定,局部采用如石籠護(hù)坡、干砌石骨架護(hù)坡以及樹(shù)根樁等結(jié)構(gòu)。

3.1.2.1 干砌石植被護(hù)岸

干砌石植被護(hù)岸是在常水位以下,以漿砌石為骨架,骨架內(nèi)充填干砌石、鵝卵石,常水位以上配置植被綠化的一種防護(hù)方式。漿砌石骨架提高了護(hù)岸的整體穩(wěn)定性以及抗沖刷能力,內(nèi)嵌干砌石、鵝卵石由于存在大量的空隙,從而保持了河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性。通過(guò)一定時(shí)間的淤積,石縫空隙為濱水帶生物的生長(zhǎng)、繁殖提供條件。同時(shí),干砌石具很高透氣性,在很大程度上保持了土與空氣間的水、氣、熱交換能力。此類生態(tài)護(hù)岸主要適用于岸坡較陡,需一定淺層防護(hù)的河段(見(jiàn)圖2)。

3.1.2.2 塊石固腳植被護(hù)岸

塊石固腳植被護(hù)岸,在坡腳施打分散型松木樁,樁頂1～2 m范圍內(nèi)嵌大塊天然河石以穩(wěn)固坡腳,坡面種植根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)快、生存期長(zhǎng)、適應(yīng)性好的水生植物,達(dá)到生態(tài)護(hù)岸效果。工程完工初期,植被尚未形成覆蓋層前,坡面采用可降解材料形成初期保護(hù)。

坡面覆草具有緩沖性能,草生根后,草與土形成一體,草根的“錨固”作用使抗滑力增加,提高了邊坡的穩(wěn)定性。覆草洪水期間還能使水流順暢、流速減慢,改善水流條件,保護(hù)岸坡安全度汛。此類生態(tài)護(hù)岸主要適用于水域開(kāi)闊,岸坡平緩的河段(見(jiàn)圖3)。

圖2 干砌石植被生態(tài)護(hù)岸示意圖

圖3 塊石固腳植被護(hù)岸示意圖

3.1.2.3 樹(shù)根樁景觀石護(hù)岸

樹(shù)根樁景觀石護(hù)岸即在岸坡常水位附近先施打樹(shù)根樁,同時(shí)樁頂用混凝土承臺(tái)聯(lián)系,臺(tái)頂不露出水面,然后在承臺(tái)周?chē)S意堆放適量的景觀石,堆放的邊緣彎曲而自然形成雅趣;之后,在塊石間隙撒一層種植土(含草籽),使之填充石與石之間的縫隙,有利于水生植物的大量生長(zhǎng)。該類型的護(hù)岸主要適用于河道周邊有重要構(gòu)造物或岸坡存在深層滑動(dòng)安全隱患的河段(見(jiàn)圖4)。

圖4 樹(shù)根樁景觀石護(hù)岸示意圖

3.2 護(hù)岸形式選用

根據(jù)不同生態(tài)護(hù)岸形式的適用條件以及河道現(xiàn)狀和岸坡穩(wěn)定情況,從而選擇合適的護(hù)岸形式。在選擇護(hù)岸形式時(shí)需兼顧經(jīng)濟(jì)性以及景觀綠化等因素。

南黃港石石立交至華中路段,右岸緊臨農(nóng)居房、左岸緊臨市大路,且岸坡存在深層滑動(dòng)的安全隱患,最終選用樹(shù)根樁景觀石護(hù)岸,并根據(jù)本工程實(shí)際情況以及邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果,樹(shù)根樁樁長(zhǎng)采用10 m,雙排,采用間距40 cm,“Z” 字形布置。

南黃港華中路至備塘河段,河道現(xiàn)狀水面寬約7～11 m,岸坡形態(tài)自然,整體穩(wěn)定,臨水植被完好。為了充分發(fā)揮、挖掘該段河道生態(tài)、自然的本質(zhì)特色,該段河道基本保持河道原有斷面,主要采用自然原型護(hù)岸。

南黃港河道整治中所涉及到的生態(tài)護(hù)岸主要是以樹(shù)根樁為主的的人工自然型護(hù)岸以及以松木樁為主的自然原型護(hù)岸。兩種生態(tài)護(hù)岸形式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但此類防護(hù)在豐富河道兩岸生態(tài)效果以及提升文化品位。

4 問(wèn)題與建議

4.1 合理把握規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)

在河道整治實(shí)施過(guò)程中,最大問(wèn)題是規(guī)劃部門(mén)根據(jù)行洪需要,所確定的河道斷面往往比較標(biāo)準(zhǔn)化、唯一化,形成 “一刀切 “模式。在整治過(guò)程中,若以此為依據(jù),對(duì)原河岸植被生態(tài)狀況良好的河段進(jìn)行改造,必將產(chǎn)生一定的破壞,有違內(nèi)河整治的初初衷。所以,筆者建議規(guī)劃單位對(duì)市區(qū)河網(wǎng)防洪配水的主次定位略作調(diào)整,擴(kuò)充周邊其他原生態(tài)保持情況較差河道的行洪配水能力,通過(guò)河網(wǎng)內(nèi)部調(diào)整滿足城市總體的防洪配水要求。

4.2 治污必先截污

從整治的近10條河道中,有城鄉(xiāng)結(jié)合部的,也有流經(jīng)居民區(qū)的,但無(wú)一例外都是臭氣熏天,水質(zhì)奇差。究其根本無(wú)非2類:①河岸沿線生產(chǎn)污水、生活污水的亂排;②由于河道淤積、河水富氧化造成河道本身的自凈功能的減弱。因而要徹底改善水質(zhì),必先切斷污染源,最大限度的進(jìn)行截污納管;其次,建議加強(qiáng)整治后的河道沿線管理與監(jiān)督,只有通過(guò)長(zhǎng)期有效的管理,杜絕各類污水亂排、偷排,才能真正讓水清起來(lái),岸綠起來(lái),天藍(lán)起來(lái)……

5 結(jié) 語(yǔ)

南黃港河道整治工程于2007年6月開(kāi)工,當(dāng)年12月底順利完成主體工程,同時(shí)2008年9月底完成景觀、綠化工程。(由于征地、拆遷問(wèn)題工期有所延誤)通過(guò)目前實(shí)施效果來(lái)看,水質(zhì)得到明顯改善,景觀效果得到沿線居民普遍認(rèn)可。

[1]王洪霞,金德鋼.寧波市生態(tài)河道護(hù)岸初探 [J].浙江水利科技,2006(1):53-55.

[2]呂亞紅,朱大成.水域綜合整治規(guī)劃中的生態(tài)學(xué)建議[J].華東水電技術(shù),2004(3):90-92.