東北地區(qū)小型生態(tài)河設計淺談——以大連市楊家溝河李店東橋上游段整治工程為例

朱萬濤

（瓦房店市水利勘測設計有限公司 遼寧大連 116300）

1 工程概況

楊家溝位于遼寧省大連市境內，為嵐崮河支流，發(fā)源于崗店小紅山，流經(jīng)九龍賈河屯、楊家溝、九龍街里，在關嵐子東南入嵐崮河，全長7.19km，全流域面積8.6km2。本次工程對楊家溝河李店東橋上游段606.4m進行治理，堤頂高程51.47～57.09m，治理段河道比降8.69‰。堤防工程級別為5級，設計防洪標準為十年一遇。

本次整治工程的主要任務是清淤、筑堤、綠化，改善環(huán)境質量，在滿足河堤防洪標準的前提下大力抓生態(tài)水利，將楊家溝河李店東橋上游段改造成碧波綠水的自然生態(tài)景觀。

2 地質與水文

2.1 地形、地貌

楊樹溝河位于遼東半島南部西側，渤海邊岸丘陵地帶，山丘海拔一般在200～350m，河谷地面一般在10～30m，屬于千山山脈西南延伸部位山地丘陵。

2.2 地層與巖性

地層巖性以震旦系石英砂巖及石英巖和印支燕山運動期侵入巖為主，第四紀分布于河谷山間，一般厚度為3～5m，以粉砂、粉質粘土、礫印石層為主，河口部位厚度可達10～20m，丘陵山地頂部第四紀不發(fā)育。區(qū)內構造不發(fā)育，主要由印支燕山活動期巖漿侵入活動，構造走向以NE、NNE、NW及邁EW向構造，為印支燕山活動期樣生斷裂。

2.3 水文地質

區(qū)內地下水賦存于第四紀松散巖性以及巖層風化殼淺層和構造斷層破碎帶及影響帶內。第四紀孔隙水以潛水為主，主要分布在山間低洼及河流谷地部位，巖層裂隙水以風化裂隙水和構造裂隙水為主，具有承壓性。

地下水主要來源為大氣降水入滲補給，在河谷及第四紀低洼部位河套切割第四紀含水層或構造裂隙水層，形成泉水向低洼部位排泄地下水。在近海、地下水受潮汐影響，河口部位水位一般在1～2m，并隨海潮汐變化，水位一定程度變化，變幅0.5～1.0m。

2.4 設計洪水

該流域內降雨主要集中在夏、秋兩季，汛期7～9月，該時段內降雨占全年降雨量的70%。主汛期7、8月份的降雨占全年降雨量50%左右，洪水主要由暴雨形成。河川基流、洪峰水量集中，洪峰水量的大小取決于暴雨的大小，洪水與暴雨存在著明顯的對應關系，略緩于暴雨。

表4 防汛墻漫決情況分類統(tǒng)計表

在萬分之一的地形圖上量算出控制斷面以上的流域面積，河道長度和河道比降。采用24h降雨量為設計雨量，根據(jù)1998年《遼寧省中小河流〈無資料地區(qū)〉設計暴雨洪水計算方法》，采用集雨面積小于300km2的設計洪水計算方法計算，楊家溝河設計洪水計算成果見下表。

3 工程設計

3.1 生態(tài)河布置要點

①堤線布置力求平順，在堤線方向改變時應用平緩曲線連接，并考慮在洪水發(fā)生時，堤線應與洪水主流大致平行。②在滿足防洪需要的前提下，盡可能保留天然河道軌跡，減少裁彎取直，以利于河道的自然化。③盡可能利用已有堤防和較高的地形，以利減少堤防工程量。④盡可能避開不利地形，力求不占耕地或少占耕地，少拆或不拆建筑物，以降低補償費用。⑤堤線布置應考慮方便工程管理和有利于防汛搶險。⑥保全恢復河流自身流動形成的復雜地形。⑦保全恢復河流的連續(xù)性。⑧考慮周邊自然植被和農(nóng)作物環(huán)境，烘托整體自然效果。

3.2 堤防平面布局

根據(jù)地形特點和地理環(huán)境，堤防基本順原河床走勢布置，力求少占房屋和樹木，保證安全行洪，改良生態(tài)環(huán)境，決定以河心樁號0＋234.1為界分上下兩段設計河寬，上游段河寬14m，下游段河寬為20m，各段連接采取漸變方式。

針對本工程具體特點，堤防采用漿砌石擋墻與土堤相結合的型式，為增加綠化面積，本工程設計高1m、寬2m的壩炕，壩炕外腳線起堤防，在壩炕、堤防上植被綠化。

3.3 確定堤頂高程

本工程水深設計采用明渠均勻流計算公式，漿砌墻糙率取0.02，土堤糙率取0.03，分別計算出20m河寬、14m河寬處水深。

根據(jù)《堤防設計規(guī)范》要求，堤頂高程為設計水深加堤頂超高，堤頂超高＝波浪爬高＋風壅水面高＋安全加高。即：

式中：Y ——堤頂超高（m）；

R——設計波浪爬高（m）；

e——設計風壅增水高度（m）；

A ——安全加高（m）。

波浪爬高采用莆田實驗站公式確定，風壅水面高可忽略不計，安全加高為定值，最后確定出堤頂高程。其中河寬20m處壩炕上堤防高為0.80m，河寬14m處壩炕上堤防高為1.15m。

4 綠化設計

生態(tài)治河的意義并不僅僅是筑堤防洪，它更大的作用是將洪水肆虐的天然河道改造成和諧自然的生態(tài)景觀，綠化設計作為生態(tài)治河的重中之重，每一個步驟都要嚴格遵循“生態(tài)、和諧、自然”六字。

4.1 植物選擇要點

選擇植物要綜合考慮硬性條件與軟性標準，并結合工程造價和美學效果制定合理方案。就本工程而言，因地處東北地區(qū)，耐寒－－尤其是臨水植物的耐寒是必要考慮條件，除此之外，還要考慮到土壤酸堿度、不同植物花期的協(xié)調性、色彩搭配、形態(tài)美觀等諸多因素。

植物搭配切忌品種貪多，否則將會造成雜而不協(xié)的敗筆。

4.2 選定植物

選擇植物要考慮植物的環(huán)境適應性與成活率、工程特點以及整體效果三個方面。本工程提防采用漿砌墻與土堤結合式，可供植被綠化的分別為壩炕、堤內坡、堤頂、堤外坡、上游三角地五部分。

由于壩炕高程較低，逢洪必沒，故需選擇耐水性良好的植物，本工程選用垂柳。垂柳為楊柳科落葉喬木，喜溫暖濕潤氣候，喜潮濕深厚的酸性及中性土壤，耐寒，特耐水濕，成活率高，正適合本地區(qū)氣候需要。上游三角地作為壩炕的延伸，特點與壩炕相近，又考慮到整體合一的效果，故也選用垂柳。

提防內外坡受地形制約而寬窄不一，再加之坡面傾斜，故不適合種植喬木，本工程選用豆科灌木紫穗槐。紫穗槐是豆科紫穗槐屬落葉灌木，高1～4m，叢生、枝葉繁密，紫穗槐喜光、耐寒、耐旱、耐濕、耐鹽堿、抗風沙，在荒山坡、道路旁、河岸、鹽堿地均可生長，生命力極強，滿足本工程需要。

堤頂平坦狹窄，同樣不適宜栽植大型喬木，堤頂不受洪水影響，耐潮濕已不作為本工程選擇植物的必要條件，又考慮到與垂柳、紫穗槐花期相配和色彩搭配，本工程選用紅王子錦帶。

紅王子錦帶為忍冬科錦帶花屬落葉灌木，株高1.5～2m，抗旱、抗高溫、抗鹽堿、抗病蟲，滿足本工程要求。

4.3 植物栽種

植物栽種過密，即不利于植物生長又浪費工程資金，反之，植物間距過疏，留白代黑太甚，又不能充分發(fā)揮綠化效益。綜合考慮本工程特點，決定壩炕栽植2行柳樹，株距2m，堤頂栽植紅王子錦帶2行，株距1m，堤防兩側種植紫穗槐，株距1m。左岸上游三角地大面積栽植垂柳。

垂柳樹苗高為1.5～2.5m，胸徑為3cm，紫穗槐高為0.6～1.0m，紅王子錦帶高為0.6～1.0m。樹苗移植需要人工換土，以提高成活率。

4.4 環(huán)境影響評價

通過環(huán)境保護措施的實施，工程施工中被破壞的植被均能得到恢復，裸露處及施工場的林草覆蓋率達90%以上，使施工期新增的水土流失得到有效控制，扼制當?shù)丨h(huán)境的惡化趨勢。

植被覆蓋率的提高，改善了項目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，待植物措施發(fā)揮效益后，不但防治水土流失、改善環(huán)境，而且可以美化、綠化河道工程。

5 結語

中華文化，旨在柔美、中正、和諧，上善若水，水利萬物而不爭。大巧不工，至善至美，自然和順，天人合一，是一切藝術設計必須遵循的原則。

本工程分兩步施工，筑提工程現(xiàn)今已基本竣工，綠化工程預計在2011年4月竣工。

遙想數(shù)年之后，恰逢春夏之交，漫步河堤之畔，耳聞潺潺流水，目睹華朱葉翠，楊柳依依，絳紫遍地，堤頂胭脂，濃艷茂密，其形佳，其態(tài)美，其韻悠，生態(tài)治河之主旨，盡已不言而喻。

1 GB50201－2000，防洪標準

2 GB50286－98，堤防工程設計規(guī)范

3 SL201－97，江河流域規(guī)劃編制規(guī)范

4 GBJ7－89，建筑地基基礎設計規(guī)范

5中華人民共和國水土保持法