付永帥

（北京中鐵生態(tài)環(huán)境設(shè)計院有限公司,北京 102600）

1 引言

改革開放以來,我國社會經(jīng)濟(jì)面貌發(fā)生了翻天覆地的變化,人民向往美好生活的愿望不斷加強(qiáng),對于河道、湖泊等與人民生活環(huán)境息息相關(guān)的水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求也在不斷提高。隨著水利行業(yè)的不斷發(fā)展,國內(nèi)外學(xué)者的不斷深入研究,結(jié)合近年來的水利工程建設(shè)經(jīng)驗,水利工程“生態(tài)化”已成為大勢所趨,其中,“生態(tài)護(hù)岸”便是其中一項重要研究課題。

針對此問題，學(xué)者們進(jìn)行了多方面研究，例如楊波[1]對豐城市圳頭水湖塘段河道治理工程設(shè)計進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：通過科學(xué)適宜的河道治理工作，能有效改善河道條件，維護(hù)河道生態(tài)環(huán)境；趙勁松[2]對遼寧省灣龍背河河道治理方案比選進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：采用干砌石護(hù)坡方案，能有效防止河道坡面下滑，堵塞河道；袁曉文[3]對海綿城市建設(shè)理念下城市河道防洪截污綜合治理進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：對淤積嚴(yán)重河段進(jìn)行清淤，提高了河道的防洪排澇能力。本文對高郵市狀元溝流域進(jìn)行研究,結(jié)合狀元溝流域現(xiàn)狀調(diào)研資料,系統(tǒng)梳理分析存在問題,針對性地提出解決方案。

2 狀元溝流域現(xiàn)狀及存在問題

（1）狀元溝送橋大道至控制閘段沿線圩堤頂部高程為8.6 m～11.88 m,現(xiàn)狀局部堤頂高程以及沿線匯入的支流堤（岸）頂高程較低,不能形成封閉的防洪系統(tǒng),且部分河段較窄（最窄處河道上口寬度僅25 m）,河道過流能力較低,不能適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的防洪要求。工程區(qū)內(nèi)侵占河道現(xiàn)狀普遍,河內(nèi)養(yǎng)殖設(shè)施泛濫,造成行洪不暢。

（2）部分現(xiàn)狀排澇泵站老舊,規(guī)模小,不滿足排澇要求。流域沿線堤頂?shù)缆啡狈?無法滿足汛期管理、巡視、搶險等要求,且親水設(shè)施不足,無法滿足當(dāng)?shù)鼐用褚约巴獾赜慰偷挠H水需求。

（3）大部分河段未做防護(hù)工程,不滿足沖刷要求,影響防洪安全。

3 狀元溝流域治理思路

通過對狀元溝流域現(xiàn)狀問題進(jìn)行綜合分析,本文提出治理思路如下：

（1）對現(xiàn)狀狀元溝河道進(jìn)行清淤、清障,堤防進(jìn)行加固,提升河道防洪標(biāo)準(zhǔn)至20年一遇。

（2）對東西部水系河道進(jìn)行清淤整治,老舊閘站進(jìn)行提標(biāo)改造,整體提升區(qū)域排澇標(biāo)準(zhǔn)至20年一遇。

（3）對堤防迎水面及河道岸坡進(jìn)行生態(tài)護(hù)岸設(shè)計,提高堤防及河道岸坡抗沖能力的同時,為水生動植物提供生長棲息空間,改善水生態(tài)基底,增加親水設(shè)施,為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┮粋€良好的人居環(huán)境。

河道清淤、堤防以及閘站建設(shè)等屬于傳統(tǒng)水利工程措施,相關(guān)行業(yè)技術(shù)成熟,可參考項目經(jīng)驗豐富,本文不做重點研究,主要對生態(tài)護(hù)岸設(shè)計進(jìn)行分析討論。

4 狀元溝流域生態(tài)護(hù)岸設(shè)計

4.1 狀元溝河道

狀元溝治理長度3.547km,設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。河道工程包括河道清淤、清表、開挖、新建堤防、老堤加固、生態(tài)護(hù)岸、新建堤頂路、園路等。水工建筑物包括新建液壓壩1 座,設(shè)計壩長108 m,壩高2.5 m,保水水位為7.84 m。

其中,河道擴(kuò)挖（送橋大道～常集路段）長度1.65 km,由現(xiàn)狀河道上口寬度25 m～45 m 擴(kuò)挖至設(shè)計河道上口寬度40 m～124 m,河道疏浚（常集路～控制閘段）長度1.897 km,基本維持現(xiàn)狀河道上口寬度60 m～182 m。建設(shè)兩岸堤防（包括擴(kuò)挖段河道新建堤防以及疏浚段老堤加固）總長度7.324 km。為了滿足景觀布設(shè)及親水需求,在磨子橋河上游（樁號2+796處）設(shè)置一座液壓壩擋水,壩高2.5 m,壩長108 m,在左右兩側(cè)堤防迎水面邊坡8.5 m 高程處設(shè)置園路, 寬2.5 m, 總長6.879 km, 園路迎水側(cè)設(shè)置欄桿（H=1.2 m）。為滿足河道防汛以及景區(qū)電瓶車交通需求,在兩側(cè)堤防頂部設(shè)置堤頂路,總寬度9 m,其中路面寬度為6 m,兩側(cè)綠化帶寬度為1.5 m。

狀元溝兩岸堤防采用土堤型式,土堤采用粘性土填筑,堤防的標(biāo)準(zhǔn)斷面采用梯形復(fù)式斷面,設(shè)計臨水側(cè)坡比不陡于1∶2.5,局部邊坡較陡的,采用1 m×1 m 臺階,具體可結(jié)合景觀微地形布置,背水側(cè)坡比為1∶2,園路高程為8.5 m,寬3 m,根據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)狀設(shè)計出河道橫斷面。設(shè)計堤頂寬9 m,其中堤頂路寬6 m,兩側(cè)各1.5 m 綠化帶。設(shè)計堤防采用粘性土筑堤,土料黏粒含量10%～35%,塑性指數(shù)7～20,不得含有植物根莖、磚瓦垃圾等雜質(zhì),堤身填筑壓實度不小于0.93。

生態(tài)護(hù)岸A：采用仿木樁臺階式護(hù)岸型式,位于園路上方,樁長3 m,外露1 m,樁徑0.2 m,臺階寬度1 m。

生態(tài)護(hù)岸B：采用預(yù)應(yīng)力組合生態(tài)樁護(hù)岸型式,位于園路下方,樁板結(jié)合,樁長9 m,外露3 m,樁距1.2 m,樁徑0.4 m。

生態(tài)護(hù)岸C：采用土坡植草護(hù)岸,位于園路上方,結(jié)合景觀微地形設(shè)計,意在體現(xiàn)草坡入水的自然河道效果,形態(tài)優(yōu)美。

4.2 西部水系

西部水系中佟橋引排河治理長度2.92 km,設(shè)計排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。河道工程包括清表、河道開挖、清淤、生態(tài)護(hù)岸等。水工建筑物包括新建跌水堰1 座（跌差2m）、倒虹吸1 座（C30 鋼筋砼箱涵,3.0 m×2.0 m（寬×高）,總長198.7 m）、拆建泵站1 座（設(shè)計排澇流量Q=4.86 m3/s, 設(shè)計灌溉流量0.5 m3/s,3 臺800 ZLB-100 型立式軸流泵）、控制閘1 座（穿堤閘涵,4.0 m×2.5 mC30 鋼筋砼箱涵,4.0 m×2.5 m平面鋼閘門）。

由于狀元溝擴(kuò)挖以及新建液壓壩影響,為保證西部水系原有引排功能,佟橋引水河需進(jìn)行改線,改線后河道、建筑物均按20年一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。河道斷面采用梯形斷面,長度共計2.92 km。西部水系部分河段（樁號K0+500～K0+725）長度0.225 km,采用框式生態(tài)擋墻駁岸,其余河道均采用草皮護(hù)坡。移址拆建佟橋河控制閘（原新建佟橋引排洞）、拆建占莊一級站,新建跌水堰1 座,新建佟橋引水河箱涵。

改線佟橋河考慮水面補(bǔ)償要求,新開河道河口寬不小于原河口寬,河道過流斷面較為充裕,河道設(shè)計橫斷面主要采用自然放坡型式。該段河道設(shè)計斷面采用土質(zhì)邊坡梯形斷面,設(shè)計底寬為2 m～8m,上口寬度為20 m,河底高程4.0 m,自河底按1∶2 坡度放坡至現(xiàn)狀地面,河道常水位以上坡面種植景觀植物（灌木及地被）。

生態(tài)護(hù)岸D:采用土坡植草護(hù)岸（設(shè)計原理及效果與生態(tài)護(hù)岸C 相同）。

4.3 東部水系

東部水系疏挖的河道總長2.012 km,設(shè)計排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,包括景觀大道路邊溝1.706 km,常集路箱涵0.114 km,倒人廳站引河0.167 km,倒人廳站引河箱涵0.025 km。河道開挖疏浚采用梯形斷面,長度共計1.873 km。河道兩岸設(shè)計岸坡防護(hù),其中景觀大道路邊溝上游1.3 km 采用卵石護(hù)坡,剩余河段0.405 km,采用石籠護(hù)坡,倒人廳站引河采用草皮護(hù)坡。并設(shè)計新建水工建筑物,水工建筑物工程包括拆建倒人廳排澇站泵站1 座（設(shè)計排澇流量3.36 m3/s,3 臺28 ZLB-70軸流泵）、新建常集路箱涵1 座（C30 鋼筋砼,寬×高分別為2.0 m×1.5 m,總長96 m）、新建倒人廳站引河箱涵1 座（C30鋼筋砼,寬×高分別為2.0 m×2.0 m,總長24 m）。

設(shè)計景觀大道路邊溝位于景觀大道東側(cè),道路與河道緊鄰,起點自送橋大道,終點至常集路過路涵進(jìn)水口,長度1.44 km。設(shè)計河道底寬3.5 m,上口寬度為6.5 m～9.5 m,左側(cè)岸頂銜接景觀大道,右側(cè)岸頂銜接現(xiàn)狀地面。該段河道設(shè)計底寬為3.5 m,設(shè)計邊坡坡比1∶1.5,采用全斷面卵石防護(hù),自上而下分層做法為：0.3m 厚種植土,0.2m 厚卵石散鋪,下鋪1 層無紡?fù)凉げ迹?00 g/ m2）,左岸銜接景觀大道設(shè)計路面高程,右岸銜接現(xiàn)狀地面高程。

生態(tài)護(hù)岸E：采用卵石植草生態(tài)護(hù)岸型式,設(shè)計意圖是利用卵石保證岸坡抗沖能力的同時,結(jié)合植物種植,盡可能滿足生態(tài)化需求。

對以上生態(tài)護(hù)岸設(shè)計型式的生態(tài)性以及適用場景進(jìn)行分析,見表1。

表1 生態(tài)護(hù)岸型式評價表

5 結(jié)論

根據(jù)狀元溝流域水利設(shè)施現(xiàn)狀,對狀元溝河道、西部水系和東部水系進(jìn)行生態(tài)治理。針對狀元溝河道采取擴(kuò)挖、疏浚,并在兩岸建設(shè)堤防、堤防兩側(cè)設(shè)置園路,堤防頂部設(shè)置堤頂路。西部水系中佟橋引排河河道挖拓及生態(tài)護(hù)坡；東部水系疏挖及生態(tài)護(hù)坡。使流域整體防洪及排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,既保障了狀元溝兩岸村鎮(zhèn)、人口及耕地受到洪水的直接威脅,又改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,對地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。