李洪蕊

（中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,天津 300222）

0 引言

河道生態(tài)治理是現(xiàn)代水利工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物科學(xué)、生態(tài)學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)、園林學(xué)、美學(xué)等多學(xué)科為一體的、系統(tǒng)的水利工程學(xué)[1]。以防洪安全為目標(biāo)，以造價(jià)為約束的傳統(tǒng)河道治理雖能實(shí)現(xiàn)河道安全功能，但忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)的自身需求。工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的逆向脅迫，造成生態(tài)景觀和功能衰退，損害了河流對(duì)人們帶來的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。

河道生態(tài)治理以尊重自然規(guī)律為前提，因地制宜，充分利用河流的自我修復(fù)能力，把河流自然屬性和美學(xué)價(jià)值充分融入工程設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)施工方案對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響降到最低，維護(hù)河道的生態(tài)平衡。以黃塘河生態(tài)治理工程為例，緊緊圍繞“滲、蓄、凈、排”等技術(shù)指標(biāo)開展河道中心線布置、縱橫斷面設(shè)計(jì)、生態(tài)護(hù)坡選型及岸坡防護(hù)等，結(jié)果表明采取的生態(tài)治理模式和技術(shù)措施是科學(xué)可行的。傳統(tǒng)治理和生態(tài)治理效果對(duì)比（見表1）。

表1 河道傳統(tǒng)治理和生態(tài)治理效果對(duì)比

1 工程概況

黃塘河生態(tài)治理工程主要包括清淤疏浚、生態(tài)護(hù)岸工程和生態(tài)修復(fù)工程。其中清淤疏浚長(zhǎng)度5.321 km，治理起點(diǎn)為小黃河匯入口，終點(diǎn)為入六塘河位置處涵洞。采用生態(tài)砌塊擋墻+連鎖塊護(hù)坡復(fù)式斷面結(jié)構(gòu)實(shí)施單圩村段及其支溝六斗渠河口段生態(tài)護(hù)岸，長(zhǎng)度0.52 km，為保證行人安全，岸頂增設(shè)塑木欄桿283 m。生態(tài)修復(fù)工程是岸坡及岸頂植修復(fù)約3.46 萬m2，擋墻頂至河道上開口線之間岸坡播撒狗牙根草籽，并補(bǔ)植刺槐；其余河段在常水位線至河道上開口線之間的岸坡播撒狗牙根草籽固土護(hù)岸。

2 生態(tài)治理工程設(shè)計(jì)

2.1 清淤疏浚工程設(shè)計(jì)

2.1.1 河道中心線布置

小黃河至黃塘河涵洞設(shè)計(jì)河道中心線基本按現(xiàn)狀中心線布置；單圩村段受河道東側(cè)電力線桿和現(xiàn)狀道路的限制，設(shè)計(jì)河道中心線向西偏移1 m。

2.1.2 河道縱斷面設(shè)計(jì)

河道設(shè)計(jì)縱坡維持現(xiàn)狀縱坡走勢(shì)，結(jié)合河道清淤疏浚、岸坡整治要求和主要控制建筑物底高程，綜合分析擬定。

治理起點(diǎn)設(shè)計(jì)河底高程為10.62 m，與黃塘河入小黃河現(xiàn)狀涵洞底板高程銜接一致，至單圩村橋設(shè)計(jì)河底高程為12.74 m，設(shè)計(jì)縱坡為1.00‰～3.00‰變化。單圩村橋至治理終點(diǎn)設(shè)計(jì)縱坡為-1.00‰～1.40‰變化，治理終點(diǎn)設(shè)計(jì)河底高程為8.79 m，與黃塘河入六塘河設(shè)計(jì)涵洞底高程銜接。單圩村橋?yàn)樽罡唿c(diǎn)，河道向南北兩端排水。

2.1.3 河道橫斷面設(shè)計(jì)（1）小黃河至單圩村南側(cè)段

河道設(shè)計(jì)斷面型式采用梯形斷面。設(shè)計(jì)河底寬度0.5 m～3.0 m，平均清淤深度0.49 m，河道左右岸邊坡坡比1∶2，與現(xiàn)狀地面自然銜接，兩岸上開口線寬度基本維持現(xiàn)狀（見圖1）。

圖1 小黃河至單圩村南側(cè)段典型斷面圖（尺寸單位：m）

（2）單圩村段

單圩村段河道位于村民集中居住區(qū)，為規(guī)整岸線，保持岸坡穩(wěn)定，河道設(shè)計(jì)斷面型式采用復(fù)式生態(tài)斷面，河道下部采用擋墻防護(hù)。設(shè)計(jì)河底寬度2.5 m～6.0 m，平均清淤深度0.50 m，主槽布置擋墻防護(hù)，擋墻頂部采用1∶2.6～1∶3 邊坡與現(xiàn)狀地面自然銜接，兩岸上開口線寬度基本維持現(xiàn)狀；樁號(hào)1+574 處六斗渠進(jìn)行清淤疏浚順接（見圖2）。

圖2 單圩村段典型斷面圖（尺寸單位：m）

（3）單圩村北側(cè)至黃塘河涵洞段

河道設(shè)計(jì)斷面型式采用梯形斷面。設(shè)計(jì)河底寬度1.0 m～8.0 m，平均清淤深度0.54 m，河道左右岸邊坡坡比1∶2，與現(xiàn)狀地面自然銜接，兩岸上開口線寬度基本維持現(xiàn)狀，部分河段上開口寬度略有擴(kuò)大（見圖3）。

圖3 單圩村段典型斷面圖（尺寸單位：m）

2.2 生態(tài)護(hù)岸工程

2.2.1 護(hù)岸材料選型

單圩村段河道斷面狹窄，河道下部護(hù)岸型式采用直立或近乎直立結(jié)構(gòu)型式，擋墻以上采用自然草坡與地面銜接。對(duì)常用的生態(tài)護(hù)岸、護(hù)腳擋墻結(jié)構(gòu)有格賓石籠擋墻、生態(tài)砌塊、松木樁等予以綜合比選確定。

（1）格賓施工擋墻

格賓石籠是將低碳鋼絲經(jīng)機(jī)器編制而成的雙絞合六邊形金屬網(wǎng)格組合的工程構(gòu)件，鋼絲采用鍍高爾凡防腐處理，網(wǎng)孔規(guī)格為6 cm×8 cm，格賓石籠內(nèi)填充礫石，礫石最小粒徑不小于10 cm，最大粒徑不大于20 cm。

格賓石籠為柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，既可以適應(yīng)河床的變形，又可以適應(yīng)地基的不均勻凍脹，其抗沖流速大，能有效的達(dá)到防護(hù)效果，同時(shí)可以迅速沉積土壤，促進(jìn)植被生長(zhǎng)，對(duì)河流生態(tài)基本沒影響。格賓石籠采用大粒徑卵礫石為主要裝填石料，極大地降低了結(jié)構(gòu)的整體造價(jià)，且施工方便，受氣候干擾小，可以進(jìn)行水下施工，抗腐蝕性強(qiáng)，一般情況下，使用壽命達(dá)到50 a～60 a。但城區(qū)河段易產(chǎn)生垃圾掛網(wǎng)，整潔性相對(duì)差。

（2）生態(tài)砌塊擋墻

生態(tài)砌塊通過連接槽相互連接，具有良好的穩(wěn)定性；砌塊自重輕，偏于施工，大大降低了施工成本；砌塊結(jié)構(gòu)具有密實(shí)度好、強(qiáng)度高、抗沖擊能力強(qiáng)、抗凍、抗腐蝕、持久耐用、提升環(huán)境景觀等優(yōu)點(diǎn)。

砌塊擋墻獨(dú)特的孔腔結(jié)構(gòu)，可以在內(nèi)部培土綠化，水下部分可以種植水生植物，對(duì)凈化水質(zhì)起到一定的作用，亦可作為魚蝦等水生動(dòng)物棲息場(chǎng)所，生態(tài)效果較好。生態(tài)砌塊擋墻尺寸規(guī)格較多，常用于河道的砌塊既有小砌塊（如蘇波洛克磚規(guī)格400 mm×300 mm×150 mm），也有箱體式的大砌塊（規(guī)格2000 mm×1000 mm×500 mm）。

（3）松木樁

松木樁護(hù)岸具有規(guī)整岸線、保護(hù)岸坡穩(wěn)定、增加護(hù)岸生態(tài)景觀效果的作用，在護(hù)岸開挖斷面小、有生態(tài)需求的河段較為適應(yīng)，且施工方便，受氣候干擾小，可以進(jìn)行水下施工。

上述護(hù)岸方式都能起到一定的岸坡穩(wěn)定的作用，生態(tài)效果較好。

由于單圩村段河道較窄，兩側(cè)無放坡空間，河道土質(zhì)為粉土。綜合考慮河流流速、河道形態(tài)、造價(jià)、施工的邊界性等各方面因素，本工程單圩村河道采用砌塊擋墻結(jié)構(gòu)護(hù)岸。

2.2.2 岸坡防護(hù)工程設(shè)計(jì)

砌塊擋墻生態(tài)護(hù)岸工程位于黃塘河單圩村段及其支溝六斗渠河口段，左右岸防護(hù)長(zhǎng)度合計(jì)0.52 km。該段為單圩村莊段，道路距離河道位置較近，為了保證行人及車輛安全，岸頂增設(shè)塑木欄桿，長(zhǎng)度為283 m。

主槽布置生態(tài)砌塊擋墻（蘇布洛克磚）防護(hù)，擋墻高度1.50 m，擋墻頂部為20 cm 厚C20 素混凝土壓頂，背水側(cè)設(shè)置兩層土工格柵，土工格柵縱橫向抗拉強(qiáng)度≥50 kN，增加擋墻穩(wěn)定性；由于黃塘河排澇期間流速較小，一般小于0.8 m/s，結(jié)合擋墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和凍土深度要求，擋墻基礎(chǔ)厚度35 cm，采用C25混凝土，下設(shè)10 cmC15 素混凝土墊層。蘇布洛克磚體內(nèi)部填充粒徑20 mm～40 mm 新鮮塊石。墻后回填土分層壓實(shí)，兩岸上開口線寬度基本維持現(xiàn)狀。生態(tài)砌塊擋墻墻后回填土壓實(shí)度不小于0.91，或相對(duì)密度不小于0.6。擋墻頂部采用1∶2.6～1∶3 邊坡與現(xiàn)狀地面自然銜接（見圖4）。

圖4 生態(tài)砌塊擋墻大樣圖

黃塘河河道設(shè)計(jì)斷面要素（見表2）。

2.3 岸坡生態(tài)修復(fù)工程

2.3.1 岸坡植被修復(fù)范圍

岸坡植被修復(fù)范圍為治理起點(diǎn)小黃河至六塘河，主要對(duì)常水位以上、清淤疏浚上開口線之間的岸坡區(qū)域進(jìn)行植被恢復(fù)，固土護(hù)岸。

2.3.2 植被修復(fù)綠化設(shè)計(jì)原則

（1）水土保持性：充分利用植物的護(hù)坡功能，減少岸坡水土流失。

（2）本土化種植：宜選擇具有明顯地域特征的鄉(xiāng)土樹種及適宜本地生長(zhǎng)的觀賞樹種。

（3）綠化景觀性：營(yíng)造水清、岸綠、景美的親水空間。

（4）成本合理：選用植物時(shí)盡量降低后期維護(hù)。

（5）保留現(xiàn)狀植物：盡量保留現(xiàn)狀植物，將新增綠化與現(xiàn)狀植物和諧搭配。

表2 黃塘河河道設(shè)計(jì)要素表

2.3.3 植被修復(fù)綠化方案

河道清淤疏浚工程完成后，為保障岸坡穩(wěn)定，恢復(fù)岸坡生態(tài)，在河道兩岸沿河在常水位至清淤疏浚河道上開口線之間的岸坡播撒狗牙根草籽固土護(hù)岸，播種規(guī)格為250 kg/hm2，岸坡植被修復(fù)面積3.46 萬m2。單圩村段岸頂補(bǔ)植刺槐34 株，胸徑7 cm～8 cm。

3 結(jié)語

社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展使得人們對(duì)河道環(huán)境生態(tài)要求更為迫切。在設(shè)計(jì)、組織和建設(shè)等治理過程中如何遵循河流自然屬性，積極吸取生態(tài)學(xué)和生物學(xué)研究方法，減少對(duì)河道自然生態(tài)環(huán)境脅迫，為生態(tài)治理模式提供標(biāo)準(zhǔn)化參照是未來治理河道的重點(diǎn)研究方向。黃塘河生態(tài)治理工程通過確定清淤疏浚范圍，系統(tǒng)設(shè)計(jì)河道縱橫斷面圖，采取生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)材料及岸坡集中修復(fù)，達(dá)到了保留河道自然屬性和美學(xué)價(jià)值的生態(tài)目標(biāo)，治理模式可供類似河道借鑒。