鄭麗麗王 斌

（1.遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院 遼寧 沈陽 110003；2.沈陽市水利建筑勘測設(shè)計院 遼寧 沈陽 110003）

1 引言

近年來隨著人們對生態(tài)河道治理越來越重視，傳統(tǒng)的河道護坡只重視防洪，而忽視對環(huán)境的影響，生態(tài)護坡應(yīng)運而生。生態(tài)護坡實現(xiàn)了和諧自然環(huán)境和豐富地域文化的雙重目的，符合時代發(fā)展潮流[1]。如今生態(tài)護坡在城市河道甚至城鎮(zhèn)河道的應(yīng)用已非常廣泛，而在流經(jīng)村屯的小河道中的應(yīng)用極少。在農(nóng)村水利建設(shè)中，流經(jīng)村屯的小河道作為大中型河道的源頭，也是調(diào)節(jié)區(qū)域水資源的主要因素，因而小河道的治理也成為改善人居環(huán)境的重要一環(huán)。2013年，沈陽市提出將村屯河道治理列為沈陽市的重點工作，黨的十八大提出生態(tài)河道治理要求，強調(diào)切記千篇一律搞河道渠化、硬化。結(jié)合沈陽市村屯河道柳匠村（下黑牛村河）治理工程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，依據(jù)生態(tài)治理河道理念，提出村屯河道生態(tài)護坡的幾點看法。

2 工程概述

蘇家屯下黑牛村河位于陳相街道柳匠村，位于沈陽市南郊區(qū)，是以小城鎮(zhèn)建設(shè)聞名省內(nèi)，通迅設(shè)施齊全，交通便利，火車、公交汽車四通八達，距沈大、沈丹高速公路不超十公里。全村總面積為11 km2，共計220戶，總?cè)丝?100人，全村耕地面積1900畝，介于東經(jīng)123°06'～123°46'之間、北緯 41°26'～41°44'之間，地處北溫帶，屬暖溫帶大陸性半濕潤的季風(fēng)氣候，特點是四季分明，雨熱同季、干冷同期、光照充足、降雨集中。年平均氣溫8℃左右，最冷是1月份，最熱是7月份。年平均降水量為659.6mm，年日照時數(shù)為2498.4h，日照百分率為57%。

3 存在問題

下黑牛村河地處北方寒冷地區(qū)，該河穿越柳匠村，下黑牛河處于山丘區(qū)，起源于黑牛河水庫最終匯入沙河，日常主要承泄黑牛河水庫排放的水量，為沈陽郊區(qū)典型的農(nóng)村村屯河道。夏季暴雨時處于高水位狀態(tài)，汛期水深為2m，但高水位狀態(tài)歷時短。夏季河道常水深0.5m，而秋冬季河道內(nèi)水位非常淺或者處于干涸狀態(tài)。下黑牛村河邊坡存在問題較為突出，主要表現(xiàn)在由于自然因素及多年未治理，現(xiàn)河道主河槽狹窄，坡腳局部沖刷破壞嚴重；河道灘地及堤坡開荒，破壞河道；在0+230～0+300右岸、0+480～0+580左岸段河道為險工段，這兩段河道兩側(cè)均為居民住宅，汛期嚴重影響河道兩側(cè)安全。通過此次人工護砌，可以解決這些隱患，對下黑牛村河及周邊環(huán)境起到生態(tài)保護作用。

4 生態(tài)護坡設(shè)計

4.1 布局

本次護砌計劃對下黑牛河穿越柳匠村段進行生態(tài)護砌，其中：左側(cè)護砌長度710m，右側(cè)護砌長度710m，護砌長度共計為1420m。在設(shè)計材料選擇上本次汲取了沈陽城市河道和城鎮(zhèn)河道的經(jīng)驗和教訓(xùn)，柔性生態(tài)邊坡系統(tǒng)非常適合北方地區(qū)寒冷季節(jié)的地域情況[2]，北方村屯河道經(jīng)常是在春夏下雨時雨量較大，秋冬季水位非常淺或者處于干涸狀態(tài)，凍脹攪動產(chǎn)生體積膨脹，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的附加應(yīng)力，造成結(jié)構(gòu)局部或整體的破壞，而柔性結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)這種河道面對的問題[3]。本次設(shè)計，（1）除險工段外，其他段均采用格賓石籠護腳播撒草籽護坡型式，石籠上鋪設(shè)一層生態(tài)袋；（2）0+230～0+300右岸、0+480～0+580左岸兩處險工段采用格賓石籠護腳和植生袋護坡相結(jié)合護砌型式。

4.2 選材

圖1 石籠護腳孔徑鐵絲網(wǎng)大樣圖

圖2 護坡形式標準斷面圖

圖3 格賓石籠結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 格賓石籠護腳和植生袋護坡斷面圖

格賓網(wǎng)是金屬線材編織的角形網(wǎng) (六角網(wǎng))制成的網(wǎng)箱，使用的金屬線徑是根據(jù)六角形的大小而不同。如果是金屬鍍層的金屬線，則使用線徑為2.0mm～4.0mm的金屬線；如果是PVC包覆的金屬線編織的六角網(wǎng)，則使用外徑為3.0mm～4.5mm的PVC(金屬)線，網(wǎng)眼尺寸14cm×16cm，外框邊緣的線則使用比六角網(wǎng)線粗一號的線。在一些水質(zhì)不太好且對工程壽命、質(zhì)量要求高的地方，也可以在鍍鋅線上再包覆上一層經(jīng)特殊優(yōu)化的抗腐蝕聚氯乙烯樹脂。該結(jié)構(gòu)具有防銹、防靜電、抗老化、耐腐蝕、抗高壓等特點，能有效抵抗咸水或高度污染物的侵蝕。

植生袋由聚丙烯為原材料制成的雙面熨燙針刺無紡布加工而成的袋子。在充分考慮材料力學(xué)、水力學(xué)、生物學(xué)諸多條件下，具有抗紫外、抗老化、無毒，不助燃，裂口不延伸的特點，真正實現(xiàn)了零污染。拉伸強度≥0.65kN/m，斷裂伸長率≤50%。生態(tài)袋具有目標性透水不透土的過濾功能，既能防止填充物流失，又能實現(xiàn)水分在土壤中的正常交流，植物穿過袋體自由生長，根系與袋體形成穩(wěn)定系統(tǒng)。目前我國對于生態(tài)袋尚無國家和行業(yè)標準，生態(tài)袋采用進口材料縫制，其物理指標達到并超過無紡?fù)凉た椢飮覙藴省?/p>

4.3 護坡設(shè)計

4.3.1 格賓石籠護腳：

治理范圍：全段河道治理長度710m，除險工段（0+230～0+300右岸、0+480～0+580左岸）外，由于村屯河道斷面不大，緊鄰河道兩側(cè)的居民建筑較多，考慮設(shè)計中盡量不涉及征占地情況、季節(jié)過流的特點和生態(tài)性的要求，采用格賓石籠護腳，石籠擋墻尺寸為2m×0.5m×1.0m，墻頂采用植生袋壓頂，植生袋尺寸為0.8m×0.5m，填充以后尺寸為8cm厚。岸坡均采用植草護坡，堤頂兩側(cè)栽種0.5m寬灌木帶，如實際地形不足0.5m或超出0.5m，按照實際情況栽種，以達到最佳景觀效果。

生態(tài)袋中裝填客土，依靠袋中土的自重保持穩(wěn)定，袋與袋之間采用綁扎帶鏈接，每隔10個袋布置一個錨桿，插入格賓石籠的縫隙中。待客土植物生長后，依靠透入土體和石縫中的植物根系鏈接起來，實現(xiàn)既生態(tài)環(huán)保又穩(wěn)定邊坡的目的。

沖刷深度計算，依據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》GB50286-2013平順河道沖刷深度，計算公式為：

式中：hs為局部沖刷深度（m）；H0為沖刷處的水深；Ucp為平均速流（m/s）；n為相關(guān)系數(shù)，一般取n=1/4～1/6；η為水流流速不均勻系數(shù)。

經(jīng)計算，主河槽最大沖刷深度為0.4m。

4.3.2 格賓石籠護腳和植生袋護坡

河道險工段位于河道兩個轉(zhuǎn)彎處，分別為 0+230～0+300右岸、0+480～0+580左岸，總長度170m。針對現(xiàn)狀存在的問題，采用格賓石籠護腳結(jié)合植生袋護坡，植生袋護坡以現(xiàn)狀邊坡坡比為準，適當修整邊坡，護砌垂直高度達到洪水位高度2m。

護坡厚度計算，依據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》GB50286-2013護坡厚度計算公式為：

臨近晚上的時候，兩個俄羅斯警察來到江大亮的首飾店里，拿著吉平平的照片還有兩個中國男人的照片讓江大亮辯認，江大亮故意搖搖頭說：“不認識?！蹦莾蓚€警察又問了好多，一看問不出什么大名堂就走了。

式中：t為厚度，m；K1為系數(shù)；γb為塊石的容重，kN/m3；H為計算坡高，m；L為坡長；m為斜坡坡比。

經(jīng)計算，護坡厚度0.25m。植生袋寬度為0.8m，滿足沖刷要求。

4.4 護坡施工設(shè)計

4.4.1 格賓石籠護砌施工

（1）格賓石籠護底籠體順水流方向長4m，寬0.5m，高1m。

（2）格賓石籠每個單體均在現(xiàn)場按圖制作，用與網(wǎng)線同材質(zhì)的鋼絲綁扎連接成整體。

（3）籠體內(nèi)充填石料時嚴禁拋投作業(yè)，填充石料時宜對稱填料，且應(yīng)大小料配合，使充填飽滿。

（4）石籠充填滿槽后，表層用較小石料（粒徑大于10cm）找平，使之平整美觀。

（5）格賓網(wǎng)箱供貨單位需提供由中國國家認證認可監(jiān)督管理委員會認證的檢測單位出具的檢測報告。

（6）竣工后運行期，應(yīng)對格賓石籠進行管理，防止人為破壞。

4.4.2 生態(tài)袋鋪設(shè)施工

（1）種植土配置：將篩過以后的中性土、草炭土、膨化雞糞、復(fù)合肥按比例混合攪拌均勻。配合比為1m3中性土、0.2m3草炭土、50公斤雞糞和10公斤復(fù)合肥。

（2）將種植土逐個裝入生態(tài)袋中，密封袋口，在石籠頂部橫向順水流方向整齊的擺放植生袋。

（3）生態(tài)袋之間用耐久性強的綁扎帶鏈接。

5 工程效果分析

隨著我國城市化進程的加快，不光對城市河道景觀性要求加強，也對穿越村屯的河道要求逐漸加強。沈陽市村屯河道標準化治理工程的建設(shè)，為村屯河道生態(tài)治理提供了寶貴的經(jīng)驗。通過對下黑牛河生態(tài)護坡工程的治理，總結(jié)出了以下幾個方面的內(nèi)容：

格賓石籠護砌有效的穩(wěn)固了水流對河道的沖刷破壞，通過植生袋的鋪設(shè)和邊坡播撒草籽，改善了河道的生態(tài)環(huán)境，調(diào)節(jié)了局部小氣候，解決了水土流失問題。根據(jù)觀測，河道水質(zhì)有很大改善，綠化面積增加。由于河道環(huán)境的改善，周圍居民的垃圾傾倒現(xiàn)象也明顯改善。這種工程措施和非工程措施相結(jié)合的有效的起到防御洪水和增加景觀性的雙重目的[4]。為今后的村屯河道護坡工程設(shè)計提供了參考。但同時需要注意以下幾個方面的問題：

（1）護腳是護坡工程措施中重要的組成部分[5]，在發(fā)生的護坡破壞中多數(shù)是因為護腳深度不夠和護腳措施不當引起的。防沖深度應(yīng)考慮歷史沖刷深度調(diào)查資料和沖刷深度計算等因素綜合確定。

（2）護岸工程是河道整治工程的重點，選用生態(tài)護岸措施首先要考慮運行安全，同時要盡可能與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，并保證投資盡可能低。所以在設(shè)計過程中一定要進行多方案比較，擇優(yōu)采用。

（3）有些工程護坡范圍不合理，順直河道段非沖刷部位也采用硬護砌，兼顧生態(tài)環(huán)境不夠。有些護坡過分強調(diào)生態(tài)措施，迎流頂沖、水土流失嚴重的險工段護坡方式不安全。

（4）生態(tài)護坡因地制宜，選材要結(jié)合當?shù)夭牧系姆N類來進行，護坡與植物搭配使用要考慮適應(yīng)當?shù)厣L的植物。

6 結(jié)語

如今人水和諧的生態(tài)河道治理理念指導(dǎo)河道設(shè)計過程中，生態(tài)護坡在河道治理工程中投資占的比例很大，合理的生態(tài)護坡工程措施不僅是工程安全的保證，也是保護生態(tài)環(huán)境，使投資合理的保證。最終使整治后的河道達到河暢、水清、景美的生態(tài)河道的要求。陜西水利

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