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        生態(tài)理念在山區(qū)蜿蜒型河道護岸工程中的應用

        2023-03-08 15:21:32
        黑龍江水利科技 2023年1期
        關(guān)鍵詞:護腳格賓抗沖

        萬 勇

        (韶關(guān)市水利水電勘測設計咨詢有限公司,廣東 韶關(guān) 512026)

        0 引言

        傳統(tǒng)護岸工程往往側(cè)重于河道渠化和淤泥疏浚、岸坡加固和堤防建設,而對河道生態(tài)環(huán)境缺乏全面評估,致使河道逐漸失去生態(tài)機能和活力[1-2]?;诖?,生態(tài)護岸理念應運而生。生態(tài)護岸在滿足防洪要求的前提下,還具備升華河岸景觀、水土保持、塑造生態(tài)系統(tǒng)完整性等功能,作為水陸交互區(qū)域,可以滿足水陸系統(tǒng)進行物質(zhì)、能量和信息交換的需要。文章探討了山區(qū)型河道生態(tài)護岸設計要點,提出了適宜的護坡型式和植物配置,盡量達到安全、經(jīng)濟和生態(tài)相結(jié)合的典型護岸設計方案。

        1 河道概況

        大坪水又稱半徑水,位于湞江北岸,在南雄市的西北部,屬于珠江流域北江水系,為北江干流湞江的一級支流,發(fā)源于南雄市百順鎮(zhèn)觀音棟,海拔931m,全流域面積101.1km2,全河長37km,總落差826m,平均坡降13.8‰。

        大坪水流域?qū)俑呱角鹆瓴⒓嬉詻_積盆地組成,上游以山地為主,其間有山間小盆地,下游為丘陵地帶。地勢西北高東南低,大坪水先由南向北流經(jīng)下南山和溪頭與另一條支流匯合后水流轉(zhuǎn)向東南方向,流經(jīng)深坑、蒼石、坪坑等地,再從小水村由西向東匯入湞江。本工程治理河段屬于山區(qū)性蜿蜒型河道,河流坡降陡,流速大,河流彎曲,洪水陡升陡降,容易造成河岸沖刷,塌岸、進占農(nóng)田等現(xiàn)象時有發(fā)生。

        2 護岸工程

        護岸工程重點布置在易塌岸、崩岸段,迎流頂沖段,一般可選用墻式護岸、坡式護岸、壩式護岸和其他護岸型式。坡式護岸是用抗沖材料直接鋪設在岸坡,對河床邊界形態(tài)改變較小,是一種常用的護岸型式。墻式護岸順河岸設置,具有斷面小占地小的優(yōu)點,但大體積護岸斷面生態(tài)性較差。壩式護岸依河岸修建,有調(diào)整水流作用。大坪水工程引入生態(tài)理念進行設計。

        2.1 生態(tài)理念

        貫徹“生態(tài)文明”的理念,鞏固“防災減災、岸固河暢、自然生態(tài)、安全經(jīng)濟、長效管護”的中小河流治理的總體原則,在保障工程安全的前提下,工程措施結(jié)合新農(nóng)村建設需要,更加注重生態(tài)、景觀,進而實現(xiàn)水清、流暢、岸綠、景美的治理效果。在斷面設計中,盡量保留原有河道岸邊的竹林及樹林,疏通主河槽,增大河道過流能力,促使行洪順暢。護岸建筑物設計注重在滿足防洪抗沖前提下,兼顧生態(tài),護岸建筑物根據(jù)各河段基本情況采用不同的護岸型式。迎流頂沖段采用抗沖性能突出的埋石混凝土護腳、生態(tài)連鎖磚、草皮護坡及塊石護腳;非迎流頂沖段或順直段采用格賓護腳、草皮護坡及漿砌預制混凝土塊、大塊石砌筑護腳等。

        2.2 護腳方案

        工程結(jié)合實際地形條件、過水斷面、以及生態(tài)環(huán)境等因素提出以下4 種護腳方案:重力式(階梯式)埋石砼擋墻護腳,見圖1;大塊石砌筑護腳,見圖2;格賓石籠擋墻護腳,見圖3,格賓石籠和格賓墊護腳,見圖4。

        圖1 重力式(階梯式)埋石砼擋墻護腳

        圖2 大塊石砌筑護腳

        圖3 格賓石籠擋墻護腳

        1)護腳方案1:重力式(階梯式)擋墻護腳。該護腳采用重力式埋石砼擋墻護腳,具體尺寸根據(jù)實際需要確定,該方案優(yōu)點為:埋石砼護腳抗沖刷能力強,擋墻為直墻式能減少占用河道,施工方便,前坡階梯式,面層貼一層有利于親水,同時也方便人類及牲畜下河涉水等活動。缺點:開挖面大,埋石砼擋墻生態(tài)效果較差。

        2)護腳方案2:大塊石砌筑護腳。該護腳采用漿砌大塊石型式,具體尺寸根據(jù)上述標準圖,該方案優(yōu)點為:考慮到大坪水(大坪村段)有較多大塊河卵石,此斷面形式可以充分利用當?shù)夭牧希瓤蓽p少投資又減少了外棄,施工中外表面不進行漿砌抹面,有一定的生態(tài)景觀性,為水生動、植物提供棲息場所,生態(tài)效果較好。缺點:施工需采用人工砌筑,進度相對較慢。

        3)護腳方案3:格賓石籠擋墻護腳。該護腳采用格賓石籠堆疊成擋墻護腳,該方案優(yōu)點:結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)能適應易變形基礎,材料可以保證河流水體與土體中水正常交換,利于水生動植物的生長,生態(tài)效果明顯。缺點:格賓籠容易鉤掛垃圾和樹枝,較難清理。

        圖4 格賓石籠和格賓墊護腳

        4)護腳方案4:格賓石籠和格賓墊護腳。該護腳采用格賓石籠和格賓墊連接護腳,該方案優(yōu)點:結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)能適應易變形基礎,材料生態(tài)效果明顯。缺點:岸坡需從岸底腳放坡,開挖和占地較大,格賓籠的質(zhì)量難以保證,格賓籠容易鉤掛垃圾和樹枝,較難清理。

        以上4 種護腳方案各有其優(yōu)缺點,護腳方案比選表,見表1。

        表1 護腳方案比選表

        2.3 護坡方案

        根據(jù)已建工程實例可知常見的有護坡方案有植草、草皮護坡、混凝土、連鎖預制塊護坡、麻筋水保抗沖椰墊等,現(xiàn)結(jié)合本工程實際情況對該五種方案進行比選,植生毯護坡,見圖5;植生毯護坡,見圖6;混凝土護坡,見圖7;生態(tài)磚護坡,見圖8;麻筋水??箾_椰墊護坡,見圖9。

        圖5 植生毯護坡

        圖6 植生毯護坡

        圖7 混凝土護坡

        圖8 生態(tài)磚護坡

        圖9 麻筋水保抗沖椰墊護坡

        1)護坡方案1:植草護坡。主要是對邊坡撒播草籽,種草防護,該方案優(yōu)點為:景觀性好,生態(tài)效果明顯,造價低,易施工。缺點為:草籽生長前,抗沖能力較差。

        2)護坡方案2:植生毯護坡。主要是植生毯通過附帶肥料,可在不利于植物生長的坡面也能夠達到綠化效果,使用生態(tài)布,可在不阻止植物生長的同時抑制施工初期的雨水侵蝕,并且為可降解材料。該方案優(yōu)點為:景觀性好,生態(tài)效果明顯,易施工。缺點為:投資相對草皮護坡較高。

        3)護坡方案3:混凝土。采用現(xiàn)澆混凝土護坡鋪設于砂卵石墊層上,該方案優(yōu)點為:整體性好、抗沖能力強。缺點為:造價較高,生態(tài)性較差。

        4)護坡方案4:連鎖預制塊護坡。采用在岸坡拼接預制塊,預制塊中間留有孔洞,可以植草,該方案優(yōu)點為:利于生物生長,具有凈化及生態(tài)護岸的優(yōu)勢,景觀效果較好。缺點為:造價較高,不適應水位反復作用處。

        5)護坡方案5:麻筋水??箾_椰墊護坡。麻筋水??箾_椰墊護坡并在其上鋪設種植土用以長草,該方案優(yōu)點為:生態(tài)型護坡、該材料為植物的生長提供了良好的條件,景觀效果好。缺點為:造價高,抗沖能力較差。

        以上5 種護坡方案各有其優(yōu)缺點,護坡方案比選表,見表2。

        表2 護坡方案比選表

        植草護坡抗沖能力差但投資少,經(jīng)濟實用;植生毯護坡生態(tài)性較好,相對于草皮護坡造價太高;混凝土護坡適用于沖刷大的迎流頂沖段河道,投資大且生態(tài)性太差;連鎖預制塊護坡透水性好,生態(tài)和景觀效果較好,投資較大,適用于頂沖段或者生態(tài)要求高的河段,考慮在大坪村委段(人村集中段)采用。結(jié)合各段河道沖刷情況、投資等限制條件,治理根據(jù)各河段的具體情況選用的護坡形式有草皮護坡、連鎖預制塊護坡兩種。

        2.4 護岸工程布置

        岸坡整治總體思路為河岸受水流、波浪作用可能或已經(jīng)發(fā)生沖刷破壞影響岸坡安全時,采取防護措施。護岸型式采用坡式護岸,坡式護岸中的護腳及護坡材料及型式根據(jù)岸坡地形、地基基礎、景觀要求、水流等限制條件確定。下部護腳主要采用埋石混凝土護腳、格賓護腳、拋石護腳、大塊石砌筑護腳,上部護坡在河道常水位以上采用草皮護坡,部分頂沖段采用連鎖預制塊護坡。

        3 結(jié)語

        山區(qū)河道的地形、水力特性及地質(zhì)條件都決定了生態(tài)護岸工程的設計對堤岸穩(wěn)定、護岸形式選擇更為苛刻。同時,在滿足防洪需求等基本前提下,要充分利用當?shù)亟ㄖ牧蠞M足經(jīng)濟性和生態(tài)性功能,考慮植物措施進行固土護坡,生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建,建設水清岸綠景美的山區(qū)蜿蜒型清水河道。

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