唐 超

(廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510635)

近年來，人與自然關(guān)系的認(rèn)識不斷提高，河道治理不僅限于人工改造，也更加注重生態(tài)建設(shè)。河道功能不再僅僅是防洪排澇、引水灌溉，生態(tài)型、景觀型河道已成為新時(shí)代發(fā)展的需要。廣東省在開展中小河流治理工程時(shí)提出“防災(zāi)減災(zāi)、岸固河暢、自然生態(tài)、安全經(jīng)濟(jì)、長效管護(hù)”的治理原則，要求實(shí)現(xiàn)生態(tài)治理[1]。淡水涌防洪達(dá)標(biāo)整治工程借鑒這一治理原則，堅(jiān)持“人與自然和諧相處”、“可持續(xù)發(fā)展”的理念，合理布置岸線，采用生態(tài)堤岸形式，建設(shè)生態(tài)河道。

1 工程概況

淡水涌位于深圳大鵬新區(qū)南澳辦事處，河道走向?yàn)闁|北—西南走向，東北起源于花山頂，流經(jīng)牙山、西涌海灘3、4號門公路，在西涌灣匯入大亞灣，流域面積為3.63 km2，干流全長為3.57 km，河道平均坡降為18.09‰。該河流為感潮河流，感潮河段長約0.8 km。淡水涌主要承擔(dān)流域集雨面積內(nèi)的地面匯流及排水，淡水涌干流大部分河段處于自然河流狀態(tài)，上游河段河道較窄，河堤高程較低，岸坡無防護(hù)，坡腳局部沖刷；淡水涌支涌流經(jīng)西涌社區(qū)，支涌河段岸坡已有整治防護(hù)，但支涌部分河段護(hù)岸年久失修。

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL 252—2017)[2]《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—2014)[3]和《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286—2013)[4]，參照《深圳市防洪潮規(guī)劃修編及河道整治規(guī)劃(2014—2020)》的成果確定本工程標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模：淡水涌采用50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)(河口段同時(shí)采用200年一遇潮位加風(fēng)浪爬高不超堤頂?shù)囊髲?fù)核堤頂高程)，堤防工程級別為2級，主要建筑物為2級，次要建筑物為3級，臨時(shí)建筑物為4級。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2015)，本區(qū)域地震基本烈度為7度，地震動峰值加速度為0.10 g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 203—97)工程主要建筑物按7度設(shè)防。

2 生態(tài)岸線布置

岸線布置遵循以下治理原則：

1) 生態(tài)建設(shè)的原則

河道平面布置盡量不改變原河道走勢，維持河道天然形態(tài)，充分體現(xiàn)自然、生態(tài)、和諧的河道治理理念，宜彎則彎，宜灘則灘，不進(jìn)行裁彎取直。保護(hù)流域現(xiàn)有的自然生態(tài)環(huán)境，河道的護(hù)岸、護(hù)底盡量采用生態(tài)材料。

2) 以防洪、排澇為主，兼顧生態(tài)景觀的原則

河道治理以滿足行洪要求為主，盡可能保持河流自然流態(tài)和天然岸坡，減少過多人為改造，增加河道親水性，為河道生態(tài)修復(fù)提供條件。

3) 統(tǒng)籌兼顧的原則

治河工程與生態(tài)綠化工程實(shí)行統(tǒng)籌考慮、統(tǒng)一建設(shè)的原則，避免同一河段反復(fù)開挖，提高政府投資效率。

4) 切合實(shí)際，經(jīng)濟(jì)合理，易于操作的原則

通過詳細(xì)調(diào)查，結(jié)合工程現(xiàn)狀，采用安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的方案。對河道的原生態(tài)區(qū)特別是兩岸居民稀少的河段盡量保留其河道的原生態(tài)性，避免在原生態(tài)河道區(qū)域內(nèi)進(jìn)行大挖大填。

5) “海綿城市”的原則

在工程設(shè)計(jì)中體現(xiàn)“海綿城市”建設(shè)理念，合理運(yùn)用植草溝設(shè)計(jì)，堤頂路鋪裝采用透水鋪裝。

6) 統(tǒng)一設(shè)計(jì)，分步實(shí)施的原則

以便設(shè)計(jì)理念能夠貫徹始終，使河道設(shè)計(jì)統(tǒng)一、和諧，同時(shí)控制河道建設(shè)管理用地。

3 生態(tài)堤岸設(shè)計(jì)

3.1 護(hù)岸材料比選

堤防護(hù)岸材料的選擇在滿足結(jié)構(gòu)安全性的基礎(chǔ)上，考慮其生態(tài)功能的要求。結(jié)合本工程的特點(diǎn)，提出以下幾種護(hù)岸材料進(jìn)行比選。

1) 干砌石

干砌石是水利工程中常用的一種護(hù)坡形式，采用塊石或片石通過人工砌筑，大小石塊相互咬合緊密，無水泥砂漿填縫，具有一定通透性，但景觀效果差。

2) 棕櫚石

棕櫚石是一種新型的生態(tài)護(hù)岸材料，是棕櫚纖維與多孔混凝土的組合體，能有效保持土壤水份和營養(yǎng)物質(zhì)，穩(wěn)固植物根系，促進(jìn)生長，并能抵抗較大的水流沖刷，其規(guī)格為1.0 m×1.0 m×0.2 m(見圖1所示)。

圖1 棕櫚石護(hù)岸示意

3) 生態(tài)袋

生態(tài)袋由無紡纖維編制而成，植物種子能夠穿透袋體生長，袋內(nèi)填充土壤，不改變植物的生態(tài)環(huán)境，具有良好的生態(tài)性能(見圖2所示)。

圖2 生態(tài)帶護(hù)岸示意

4) 生態(tài)植草預(yù)制塊

采用廢陶瓷顆粒通過機(jī)器壓制而成，具有強(qiáng)度高、抗折性好使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。預(yù)制塊通過互相咬合連接成連鎖矩陣，提高了護(hù)坡的整體性能，抗沖刷能力強(qiáng)，坡面不易產(chǎn)生坍塌和沉陷。空心部位利于植物生長，增加生態(tài)效果。其規(guī)格為0.45 m×0.30 m×0.20 m(見圖3所示)。

圖3 生態(tài)植草預(yù)制塊示意

5) 草皮護(hù)坡

草皮護(hù)坡適用于背水坡及常水位以上迎水坡，具有一定的抗沖刷能力，與前述護(hù)坡相比，價(jià)格較為便宜。

6) 植草墊

植草墊適用于迎水坡對抗沖刷能力有一定要求的護(hù)坡，與其他護(hù)坡相比，價(jià)格仍相對便宜，僅比草皮護(hù)坡貴，但生態(tài)性較好，適用范圍廣，本次下游斷面迎水側(cè)水流速度仍較大，擬采用植草墊。

7) 生態(tài)混凝土

生態(tài)混凝土護(hù)坡抗沖刷能力較強(qiáng)，生態(tài)性較好，適用范圍廣，但造價(jià)略高，本次下游斷面迎水側(cè)水流速度仍較大，擬采用生態(tài)混凝土。

8) 石籠

石籠防護(hù)工程是一種將塊石裝入蜂巢形狀的格網(wǎng)箱籠，將裝有塊石的箱籠用作護(hù)岸生態(tài)植被的技術(shù)，可以作為擋墻、護(hù)坡和護(hù)底等。護(hù)坡、護(hù)底工程常用較薄的一種箱籠稱為石籠網(wǎng)墊(厚度一般在30～50 cm)；擋墻石籠常用較厚的一種(一般高度在50 cm以上)。網(wǎng)片系熱鍍鋁鋅異形截面低碳鋼絲涂聚酯保護(hù)膜后經(jīng)專用機(jī)械編織而成。石籠護(hù)岸及擋墻見圖4。

石籠抗沖刷能力好，不改變土壤與地下水的交換功能，有利于植被的生長。

圖4 石籠護(hù)岸及擋墻示意

9) 普通混凝土擋墻

結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，整體性好，抗變形能力強(qiáng)，施工簡單質(zhì)量有保障。

10) 透水混凝土擋墻

由粗骨料和水泥組成，孔隙率大，透水性好，有利于堤岸與河道之間的水體和物質(zhì)交換，同時(shí)具有普通混凝土的高強(qiáng)度等特性。

11) 漿砌石

結(jié)構(gòu)整體性較好，抗變形能力強(qiáng)，但施工質(zhì)量較難保障。

12) 生態(tài)混凝土花槽擋墻

結(jié)構(gòu)生態(tài)，施工方便快捷，但單價(jià)偏高。規(guī)格為2.0 m×1.0 m×0.5 m。生態(tài)混凝土花槽擋墻見圖5。

各類護(hù)岸材料性能比較見表1所示。結(jié)合本工程特點(diǎn)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和生態(tài)需求，淡水涌干流采用生態(tài)混凝土花槽擋墻為堤岸材料，干流下游出?？?00 m范圍內(nèi)采用生態(tài)混凝土為護(hù)坡材料，干流其他段采用植草墊為護(hù)坡材料；淡水涌支流采用生態(tài)混凝土為護(hù)坡材料。

表1 護(hù)岸材料性能比較

3.2 斷面設(shè)計(jì)

淡水涌干流采用生態(tài)混凝土花槽砌塊堤岸+植草抗沖墊的設(shè)計(jì)方案。生態(tài)混凝土花槽砌塊沖刷能力強(qiáng)，而且材質(zhì)具有防腐蝕性，將其用于工程上可有效維持河勢的穩(wěn)定，使用時(shí)可在其上栽培綠色植物，增添綠化和美化作用，與周圍的自然環(huán)境相交融。

淡水涌干流下游河道維持現(xiàn)狀河寬，中游河道設(shè)計(jì)河底寬6 m，上游河道設(shè)計(jì)河底寬4 m，采用生態(tài)混凝土花槽砌塊與植草墊護(hù)坡(下游200 m采用生態(tài)混凝土護(hù)坡)，堤頂設(shè)透水混凝土路面，以綠籬隔離代替欄桿。局部河段存在含砂淤泥質(zhì)土層，含砂淤泥質(zhì)土層較淺，則采用拋石擠淤的方式處理地基，含砂淤泥質(zhì)土層較深，則采用水泥攪拌樁處理地基。淡水涌為山區(qū)性河流，上游河水流速較大，河床采用干砌石護(hù)底，干砌石下鋪設(shè)土工布。堤頂?shù)缆穼? m，采用透水混凝土路面，臨水側(cè)設(shè)寬1 m綠籬；堤后背水坡坡比緩于1:2，景觀工程在此基礎(chǔ)上利用開挖料填筑微地形，進(jìn)行堤后景觀提升。淡水涌干流河道橫斷面見圖6所示。

淡水涌支流河道現(xiàn)狀為漿砌石斜坡式護(hù)岸，噴生態(tài)混凝土后增加綠化，重建堤頂路，以綠籬隔離代替欄桿。淡水涌支流河道橫斷面見圖7所示。

圖6 淡水涌干流河道橫斷面示意(單位：mm)

圖7 淡水涌支流河道橫斷面示意(單位：mm)

沿河堤頂路采用透水路面，雨水由透水面層滲透至6%水泥穩(wěn)定碎石基層面(此層上表面稀漿封層避免雨水滲透至路基)后就地四周擴(kuò)散，不僅可以削減徑流量，又可以減少初期雨水對河道的污染。透水路面見圖8所示。

堤頂?shù)缆放R水側(cè)設(shè)置生態(tài)植草溝，綠籬種植在植草溝，替代欄桿防護(hù)功能，植草溝由碎石基礎(chǔ)、土工布、種植土組成，收集、凈化堤頂?shù)缆酚晁畯搅鳌＠弥膊轀虾椭参锏膮f(xié)同作用實(shí)現(xiàn)雨水的收集、轉(zhuǎn)輸、凈化以及補(bǔ)充地下水的作用，在海綿城市建設(shè)中優(yōu)先使用植草溝代替?zhèn)鹘y(tǒng)管道轉(zhuǎn)輸雨水徑流。植草溝大樣見圖9所示。

圖8 透水路面示意

圖9 植草溝大樣示意(單位：mm)

4 河道建筑物生態(tài)設(shè)計(jì)

淡水涌為山區(qū)性河流，枯水期上游存在斷流的可能性。為保持淡水涌日常水位，盡量避免河道斷流，新建水陂2座，確?？菟谒樯嫌斡幸欢ㄛ账?，增加增氧曝氣時(shí)間，滿足周邊生態(tài)需求，并與周邊景觀相協(xié)調(diào)。

水陂采用混凝土底板+自然石塊堆砌，混凝土底板厚0.3 m，砌石高0.5 m，順?biāo)鞣较驅(qū)?.0 m，垂直水流方向與河道同寬。水陂大樣見圖10所示，水陂實(shí)景見圖11所示。

圖10 水陂大樣示意(單位：mm)

圖11 水陂實(shí)景示意

5 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展人們越發(fā)意識到生態(tài)文明建設(shè)的重要性，河流生態(tài)治理的理念引起人們重視。河流生態(tài)治理理念主要體現(xiàn)：合理布置岸線，合理確定防洪標(biāo)準(zhǔn)，順應(yīng)河勢避免裁彎取直，采用環(huán)保疏浚方法減少對河流及環(huán)境的破壞[5]，改善河流水環(huán)境，保護(hù)與修復(fù)河流生態(tài)，建設(shè)人與自然和諧相處的、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)河道。

河流治理既要滿足防洪排澇、引水灌溉等方面的功能需求，也要滿足水資源保障、水環(huán)境改善、水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)等方面的生態(tài)需求，處理好河流與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，引入生態(tài)治理理念，保護(hù)與修復(fù)生態(tài)環(huán)境，打造美好自然景觀，建設(shè)人與自然和諧相處的、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)河道。