許映建 石 磊

(南通市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司， 江蘇 南通 226006)

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如皋城區(qū)河道治理工程中生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用

許映建 石 磊

(南通市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司， 江蘇 南通 226006)

在河道建設(shè)規(guī)劃管理過(guò)程中，河道生態(tài)治理是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，在促進(jìn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展方面具有重要意義。本文以實(shí)際工程為例，對(duì)河道生態(tài)水利設(shè)計(jì)概念進(jìn)行了介紹， 對(duì)生態(tài)理念設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了分析，對(duì)生態(tài)設(shè)計(jì)理念在河道治理工程中的應(yīng)用措施進(jìn)行了探討。

如皋城區(qū)；河道治理； 生態(tài)水利； 設(shè)計(jì)理念

1 工程概況

如皋市地處江淮之間，分屬長(zhǎng)江與淮河兩大水系，境內(nèi)為平原地帶，整體水平面高于鄰縣，地勢(shì)由西北向東南略有傾斜。境內(nèi)有市級(jí)河道4條(段)，為如海運(yùn)河、焦港、通揚(yáng)運(yùn)河和如泰運(yùn)河，過(guò)境水資源豐富。為實(shí)現(xiàn)“河暢水清、功能健全、岸美景綠、人水和諧”的綜合整治目標(biāo)，按照“恢復(fù)引排、溝通水系、提高水質(zhì)、改善環(huán)境”的要求，此次項(xiàng)目區(qū)通過(guò)河道疏浚、岸坡整治、生態(tài)修復(fù)、強(qiáng)化管理等措施，集中投入、集中連片、整鄉(xiāng)推進(jìn)，著力恢復(fù)河道功能，提高行洪排澇能力，改善農(nóng)村水環(huán)境。

2 生態(tài)設(shè)計(jì)理念的概念介紹

生態(tài)設(shè)計(jì)理念是符合生態(tài)可持續(xù)發(fā)展要求的一種設(shè)計(jì)理念，通過(guò)在河道治理中應(yīng)用生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念，可使河道的質(zhì)量得到顯著改善，提升工程的生態(tài)效益。利用生態(tài)設(shè)計(jì)理念可將生態(tài)和安全有機(jī)結(jié)合起來(lái)，不僅可以保證河道進(jìn)行正常的通航、排污和排澇，而且還能改善河道的生態(tài)性和功能性。生態(tài)水利理念是集功能理念、文化理念、生態(tài)理念于一體的新理念，可以更好地與四周的水環(huán)境協(xié)調(diào)，維護(hù)河道中的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)生態(tài)和工程設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。城市河道治理工程中引入生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念，不僅可以更好地保護(hù)自然環(huán)境，還可以營(yíng)造良好的河道景觀，實(shí)現(xiàn)工程和環(huán)境的和諧發(fā)展。

3 城區(qū)河道生態(tài)設(shè)計(jì)的原則

3.1 自我恢復(fù)

生態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)要按照自組織的基本原則，保證生態(tài)系統(tǒng)中的各種物種都具有自我選擇的能力，可以自我選擇更適合生長(zhǎng)的生存環(huán)境，保證物種的種類(lèi)和數(shù)量在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。進(jìn)行河道治理工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)物種的組織能力，確定物種的數(shù)量和種類(lèi)，組建一個(gè)多樣化的、具有自我恢復(fù)能力的生態(tài)系統(tǒng)。

3.2 安全性和經(jīng)濟(jì)性

在河道工程治理設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)生態(tài)學(xué)基本原理和河道工程的基本原理，充分利用生態(tài)學(xué)和工程學(xué)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證工程的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)河道治理的耐久性、安全性和穩(wěn)定性。

3.3 恢復(fù)和保持水域空間的異質(zhì)性

國(guó)內(nèi)外學(xué)者在對(duì)水域中的非生物環(huán)境空間異質(zhì)性和生物群落多樣性之間的關(guān)系進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，這兩者存在著不可分割、相互依存的關(guān)系。在該理念的指導(dǎo)下進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮空間異質(zhì)性的維持，盡可能創(chuàng)造一個(gè)適合水域生態(tài)系統(tǒng)的微環(huán)境，從而為生物的共存和生存提供良好的環(huán)境[2]。

4 如皋城區(qū)河道存在的問(wèn)題

目前如皋城區(qū)段河道存在的主要問(wèn)題有：由于清水泵站不能正常運(yùn)行，不能滿(mǎn)足內(nèi)外城河的水位控制的需求，且目前提供的水源水質(zhì)較差，龍游河又與大明河直接相通，河道正常水位為2.4m，不能滿(mǎn)足龍游河生態(tài)公園控制水位的要求。且大明河至中央大道段龍游河水位提升后，與沿線(xiàn)的花海河、花王河、石橋中心河及五里港的水位不匹配，極易形成高水下壓，導(dǎo)致沿線(xiàn)河道村莊受澇，同時(shí)在生態(tài)公園施工期間，龍游河內(nèi)布置了施工圍堰，導(dǎo)致龍游河水流中斷，淤積較為嚴(yán)重，降低了河道過(guò)流能力。同時(shí)河道上存在多處壩頭，僅預(yù)留較小的過(guò)水涵洞(涵洞內(nèi)徑40cm)，阻水嚴(yán)重，并且河道內(nèi)雜草叢生，導(dǎo)致水系不暢，水質(zhì)惡化。且該段河道位于龍游河生態(tài)公園南側(cè)，景觀要求相對(duì)比較突出。

5 生態(tài)設(shè)計(jì)理念在河道治理中的應(yīng)用

5.1 岸坡整治

5.1.1 植物護(hù)坡

根據(jù)河流特性，植被選用耐淹性強(qiáng)且易于繁殖的麥冬草或百慕大、黑麥草混播，淺水區(qū)種植菖蒲、水蔥等親水作物，減輕水流對(duì)坡面的侵蝕。點(diǎn)綴耐水濕、萌芽力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)的冬青、垂柳、銀杏等提高河道景觀。實(shí)施植物護(hù)坡長(zhǎng)度5050m，草皮護(hù)坡面積61751m2，水生植物面積69151m2，種植喬木2526株。

5.1.2 生態(tài)護(hù)岸

在生態(tài)護(hù)坡型式的選取中遵循河道生態(tài)的多樣性和周邊環(huán)境的多元化，針對(duì)河道所處地段、重要程度、功能作用，確定河道生態(tài)護(hù)坡的型式。

木樁護(hù)岸，適用于景觀要求突出的非主要行洪河段。灌砌塊石護(hù)岸，適用于交叉建筑物上、下游以及通航，且有行洪排澇要求的河段，減輕船行波及上、下游水流對(duì)護(hù)岸的沖刷影響，提高河道抗沖刷能力[3]。此次實(shí)施灌砌塊石擋墻344m，布置于龍游河閘站上、下游側(cè)；實(shí)施木樁護(hù)岸3790m，布置于龍游河的中央大道至環(huán)城南路段。

5.2 河道整治

由于生態(tài)公園施工期間，龍游河內(nèi)布置了施工圍堰，以及修建涵洞、橋梁等需填筑圍堰，導(dǎo)致龍游河中央大道至大明河段淤積較為嚴(yán)重，降低了河道過(guò)流能力。同時(shí)河道上存在多處壩頭，僅預(yù)留較小的過(guò)水涵洞(內(nèi)徑40cm)，阻水嚴(yán)重，并且河道內(nèi)雜草叢生，導(dǎo)致水系不暢，水質(zhì)惡化。且該段河道位于龍游河生態(tài)公園南側(cè)，景觀要求相對(duì)比較突出。此次通過(guò)對(duì)龍游河中央大道至大明河約2.2km河段清除河道淤泥，重點(diǎn)提高河道行洪排澇能力，改善河道水環(huán)境；通過(guò)拆除壩頭壩梗、小碼頭等阻水建筑物及改造小涵洞，提高河道水體流動(dòng)性，改善河道水質(zhì)。

5.3 植物護(hù)坡

為保證植物的生長(zhǎng)以及兼顧河坡防止沖刷的要求，在設(shè)計(jì)水位位置(垂直高度)種植常規(guī)草皮護(hù)坡，喬木種植于護(hù)坡中間及河口位置，如下圖所示。

植物護(hù)坡布置剖面圖

根據(jù)河流的基本特征，選擇耐淹性比較強(qiáng)且容易繁殖的狗芽根作為固土護(hù)坡植物，種草密度為20g/m2。喬木選擇耐水濕、萌芽力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)的冬青、銀杏等。選擇樹(shù)干挺直、樹(shù)形美觀、長(zhǎng)勢(shì)良好、規(guī)格整齊、無(wú)病蟲(chóng)害的一類(lèi)苗木，苗木胸徑7～9cm，樹(shù)高不低于3m，株距8m，嚴(yán)禁使用三類(lèi)苗木。項(xiàng)目區(qū)共新實(shí)施植物護(hù)坡長(zhǎng)度5050m，草皮護(hù)坡面積61751m2，種植喬木2526株。

5.4 生態(tài)護(hù)坡

生態(tài)護(hù)坡是以護(hù)坡建設(shè)良好的自然景觀和生存環(huán)境為基礎(chǔ)，在保證護(hù)坡耐久性、安全性和強(qiáng)度的同時(shí)，兼顧工程的生物效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)。該工程施工方案共考慮了三種生態(tài)護(hù)坡型式，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行選擇，項(xiàng)目區(qū)共實(shí)施生態(tài)護(hù)坡4134m。

5.4.1 植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡

生態(tài)混凝土主要由表層土、緩釋肥料、保水材料、多孔混凝土構(gòu)成。多孔混凝土主要由水泥、粗骨料、細(xì)摻和料構(gòu)成，是植被性生態(tài)混凝土的基本骨架，具有良好的透氣性，在很大程度上保證了空氣和土的濕、熱交換能力。以有機(jī)質(zhì)保水劑作為主要的保水材料，并將無(wú)機(jī)保水劑摻入混合使用，為植物生長(zhǎng)提供必需的水分。表層土在多孔混凝土表面進(jìn)行鋪設(shè)，形成可以供植物發(fā)芽的空間，降低土中水分的蒸發(fā)量，為植物發(fā)芽初期提供足夠的養(yǎng)分。植被型生態(tài)混凝土抗沖刷能力強(qiáng)，上部種植的草具有一定的緩沖性。這種護(hù)坡受水位驟降的影響較?。辉诩竟?jié)性寒冷地區(qū)，有利于排出和降低被保護(hù)土內(nèi)含水量，減少凍害破壞。 選擇孔隙率在30%以上、骨料直徑為20～30cm、寬度為12cm、澆筑深度為20cm的六角形素混凝土框格，每間隔15m設(shè)置一道縫，用生態(tài)混凝土澆筑到框中，澆筑厚度為15cm。

5.4.2 木樁護(hù)岸

護(hù)岸木樁采用杉木樁，木樁護(hù)岸結(jié)構(gòu)可有效防止岸坡塌方，便于就地取材，生態(tài)友好，結(jié)合河道綠化，可取得很好的景觀效果。樁與樁之間的間隙可促進(jìn)地表水與地下水的交換，為生物的生長(zhǎng)發(fā)育提供棲息地，發(fā)揮河流、土壤、植被的自?xún)艋δ?；為植被生長(zhǎng)創(chuàng)造條件，保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。設(shè)計(jì)木樁直徑12cm，樁長(zhǎng)2m，木樁密排，臨土側(cè)通常布置上、下兩根圓木橫擋，并設(shè)一層300g/m2無(wú)紡?fù)凉げ挤雷o(hù)。

5.4.3 灌砌塊石護(hù)岸

對(duì)于流量大、水流急的行洪河道,在治理時(shí)，使用傳統(tǒng)灌砌塊石重力擋土墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，擋土底板使用素混凝土，壓頂使用鋼筋混凝土，墻身使用灌砌塊石結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，墻后通常布置排水棱體，保證擋墻水位不斷變化過(guò)程中具有良好的穩(wěn)定性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際踏勘及工程設(shè)計(jì)情況，龍游河中央大道至環(huán)城南路段緊靠龍游河生態(tài)公園，景觀要求比較突出，設(shè)計(jì)采用木樁護(hù)岸，而城南大道至大明河段由于布置有龍游河閘站，平時(shí)引排水較為頻繁，水位變化較大，因此設(shè)計(jì)采用灌砌塊石重力式擋墻，具體情況見(jiàn)下表。

項(xiàng)目區(qū)護(hù)岸匯總表

由于龍游河閘站上、下游水位不同，因此閘站上、下游灌砌塊石擋墻斷面有所不同。上游側(cè)墻頂高程3.80m，底板頂面高程1.50m、底面高程1.10m，底板厚0.4m，寬2.1m，壓頂為60cm寬C25鋼筋混凝土種植槽，擋墻高程2.45m以下墻身為C20灌砌塊石，高程2.45m以上至壓頂采用無(wú)砂混凝土壓砌塊石。底板為C20素混凝土，擋墻前趾30cm，后踵20cm。為降低墻后地下水高度，減少墻前墻后水位差，在高程2.15m處設(shè)透水棱體和冒水孔。下游側(cè)墻頂高程2.90m，底板頂面高程0.60m、底面高程0.20m，底板厚0.4m，寬2.1m，壓頂為60cm寬C25鋼筋混凝土種植槽，擋墻高程1.55m以下墻身為C20灌砌塊石，高程1.55m以上至壓頂采用無(wú)砂混凝土壓砌塊石。底板為C20素混凝土，擋墻前趾30cm，后踵20cm。為降低墻后地下水高度，減少墻前墻后水位差，在高程1.25m處設(shè)透水棱體和冒水孔。

6 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，河道治理是保證城市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要措施。因此，在對(duì)河道生態(tài)環(huán)境進(jìn)行治理時(shí)，需要結(jié)合地區(qū)河道的具體功能以及河道地理要素等選擇相應(yīng)的河道治理方案，將河道的經(jīng)濟(jì)功能、生態(tài)功能和環(huán)境功能充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。

[1] 趙文龍.生態(tài)水利理念在中小河流治理工程中的應(yīng)用[J].水利科技,2013(1):50-52.

[2] 賈浩謀,宋曉鵬.探析生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念在城市河道治理工程中的應(yīng)用[J].河南科技,2013(17):166.

[3] 賈玉愛(ài).生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念在城市河道治理美化工程中的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2012(5):60-62.

Application of ecological water conservancy design concept in Rugao urban area river regulation project

XU Yingjian, SHI Lei

(Nantong Water Conservancy Survey Design Institute Co., Ltd., Nantong 226006, China)

In the process of channel construction planning management, river ecological management is a very important link, and it has great significance in promoting the sustainable development of ecological environment. In the paper, actual project is adopted as an example to introduce the concept of river ecological water consenancy design. Ecological concept design principles are analyzed. Application measures of ecological design concept in river regulation project are discussed.

Rugao urban area; river management; ecological water conservancy; design concept

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.07.011

TV212

B

2096- 0131(2016)07- 0038- 04