初探山區(qū)河道生態(tài)堤防工程設(shè)計(jì)

【摘要】本文針對(duì)山區(qū)河道的特點(diǎn)，并結(jié)合縉云縣河陽(yáng)生態(tài)堤防工程設(shè)計(jì)實(shí)例，探討山區(qū)河道的基本特征、生態(tài)堤防建設(shè)的必要性和設(shè)計(jì)原則，并對(duì)工程措施和植物措施的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，使山區(qū)河道堤防建設(shè)更加科學(xué)、合理和生態(tài)，希望能給相關(guān)人員提供一點(diǎn)參考。

【關(guān)鍵詞】山區(qū)河道；生態(tài)堤防；設(shè)計(jì)

1、概述

生態(tài)堤防主要是指采取河道岸坡生態(tài)防護(hù)、水質(zhì)凈化、生物友好、親水設(shè)施、景觀美化等措施進(jìn)行建設(shè)，并具有顯著的生態(tài)效益和社會(huì)效益的人工堤防。

1.1 山區(qū)河道的基本特征

河道集雨面積一般較小，暴雨集中，匯流歷時(shí)短，洪水暴漲暴落；河道坡降較陡，流速大，河水挾沙能力和沖刷能力強(qiáng)；河道兩岸集中分布鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊、農(nóng)田等大部分生產(chǎn)力；河道岸坡植被脆弱，水土流失嚴(yán)重；防洪、防沖等問(wèn)題相對(duì)平原河道嚴(yán)重，河道生態(tài)堤防建設(shè)難度較大。

1.2 生態(tài)堤防建設(shè)的必要性

改革開(kāi)放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，環(huán)境意識(shí)、河道建設(shè)等沒(méi)有跟上發(fā)展步伐。過(guò)去山區(qū)河道堤防工程建設(shè)，大多采取硬化加固堤岸、裁彎取直、修筑丁壩等措施，主要為了滿足供水、防洪等要求，很少?gòu)纳鷳B(tài)性、親水性、人水和諧等方面綜合考慮。這些堤防建設(shè)在一定時(shí)期內(nèi)給人們帶來(lái)了較大效益，但同時(shí)這種堤防設(shè)計(jì)理念也極大地改變了河道的結(jié)構(gòu)和功能，造成一些水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們認(rèn)識(shí)水平的提高，河道堤防質(zhì)量普遍較低這種狀況與城鎮(zhèn)化建設(shè)及美麗鄉(xiāng)村等要求已不相適應(yīng)。山區(qū)河道堤防己不再僅僅具有防洪、防沖功能，它還與人們的物質(zhì)、文化生活息息相關(guān)，是人們生活環(huán)境的重要組成部分，是重要的基礎(chǔ)設(shè)施。河道生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，生態(tài)堤防建設(shè)是提高水環(huán)境承載能力，改善生態(tài)環(huán)境的基本措施。探索生態(tài)堤防設(shè)計(jì)，是最大限度地發(fā)揮生態(tài)環(huán)境綜合效益，促進(jìn)人與自然共同可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

1.3 生態(tài)堤防設(shè)計(jì)原則

1）安全性原則。一般來(lái)說(shuō)，河道堤防的建設(shè)最重要的作用就是防洪度汛，因而，生態(tài)堤防的防洪安全是其設(shè)計(jì)時(shí)最先考慮的原則，只有安全的堤防才能考慮到生態(tài)的堤防。

2）整體性原則。河道堤防設(shè)計(jì)著眼于整體，對(duì)上下游、左右岸及河底至堤岸多層次統(tǒng)籌考慮，盡顯回歸自然，將河道堤防與周?chē)h(huán)境有機(jī)地融為一體，營(yíng)造人水和諧的生態(tài)空間。

3）自然性原則。在河道堤防設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡量維持河道原有的天然岸線與河道走勢(shì)，在滿足防洪要求下保留河灘和彎道，盡可能保持河道的天然形態(tài)，避免人為對(duì)河道的生態(tài)的破壞。

4）生態(tài)性原則。河道堤防設(shè)計(jì)應(yīng)滿足生物的生存需要，適宜生物生息、繁衍，重視河岸植被建設(shè)，發(fā)展水生動(dòng)物，使其既具有景觀效應(yīng)，又提高生物多樣性保護(hù)等生態(tài)功能。

5）親水性原則。在滿足安全等要求下，河道堤防設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厝宋馁Y源，因地制宜地設(shè)計(jì)包括能沿河畔行走、跑步、就坐、躺臥和觸水等親水性設(shè)施，以滿足人們親水、觸水等感受自然的要求。

2、山區(qū)河道生態(tài)堤防設(shè)計(jì)實(shí)例

河道生態(tài)堤防是目前國(guó)內(nèi)河道堤防建設(shè)的總體趨勢(shì)，特別是針對(duì)山區(qū)河道河床坡降陡、洪水暴漲暴落，流速大，沖刷能力強(qiáng)的特點(diǎn)，相對(duì)平原地區(qū)，山區(qū)河道生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)相對(duì)也是一個(gè)難點(diǎn)?，F(xiàn)結(jié)合縉云縣河陽(yáng)生態(tài)防洪堤工程設(shè)計(jì)實(shí)例對(duì)山區(qū)河道生態(tài)堤防設(shè)計(jì)進(jìn)行探討分析。

2.1工程概況

工程位于浙江省省級(jí)歷史文化保護(hù)區(qū)“新建鎮(zhèn)河陽(yáng)歷史文化保護(hù)區(qū)”內(nèi)，河陽(yáng)村古民居為元代古民居，已有一千多年的歷史。新建溪屬錢(qián)塘江流域武義江上游，河陽(yáng)村位于新建溪中上游，流域面積70.68km2，主流長(zhǎng)度20.9km，河道平均坡降3.98‰。

本工程河段現(xiàn)狀原河道左岸沒(méi)有防洪堤，地形雜亂，不能滿足防洪要求，無(wú)親水設(shè)施，有臨時(shí)搭建平臺(tái)。右岸現(xiàn)有直立擋墻，基本滿足防洪要求，沿河右岸有5處河埠頭，仍可使用。沿河兩岸局部有水杉、銀杏等高大喬木，雜草眾多，缺少植物層次梳理。

本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，屬4級(jí)水利工程，主要內(nèi)容包括新建堤防護(hù)岸約1.2km、翻板堰壩1座，修復(fù)改造固定堰壩1座，工程總投資約800萬(wàn)元，建安工程約600萬(wàn)元。

2.2設(shè)計(jì)目標(biāo)

充分利用當(dāng)?shù)厣剿Y源，把歷史古村落文化特色和生態(tài)環(huán)境有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生，村落發(fā)展與環(huán)境建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

滿足區(qū)塊防洪的主要功能要求，綜合考慮各種功能地塊，兼顧休閑、旅游、生態(tài)、生活交往、運(yùn)動(dòng)健身等功能；通過(guò)連續(xù)的濱水水岸設(shè)計(jì)，滿足人們親水、觸水的需求；在滿足防洪的前提下，減少弱化生硬擋墻；通過(guò)生態(tài)河道景觀，烘托河陽(yáng)古村落的人文特色。

2.3工程總體布置

堤線布置按原河岸走向，利用原有岸線，堤距維河道現(xiàn)狀寬度在45-65m，加高加固修建堤防護(hù)岸。通過(guò)設(shè)置可以過(guò)水的親水平臺(tái)、游步道和景觀綠化，使其上下游貫通，并對(duì)下游原有部分灘地進(jìn)行修整后予以保留。為保護(hù)灘地，防止堤腳沖刷，滿足人們親水要求，營(yíng)造水生態(tài)效果，對(duì)原有的堰壩進(jìn)行修復(fù)和改造。

2.4堤防設(shè)計(jì)

1）堤防典型斷面。本工程河道堤防護(hù)岸采用保留原有擋墻，增加生態(tài)護(hù)岸的方式，護(hù)岸主要采用四種型式：

護(hù)岸一：原有砌石護(hù)岸+親水及綠化措施（花壇、親水平臺(tái)和游步道三者有機(jī)結(jié)合）+水下?lián)鯄ΑＴ衅鍪瘬鯄ψo(hù)岸+1.4m綠化+漿砌石擋墻。該斷面適用于上游段右岸，此段原有老干砌石護(hù)岸，且大部分護(hù)岸高程已滿足防洪要求。原有砌石擋墻護(hù)岸頂增設(shè)10cm厚C20砼壓頂，并在迎水側(cè)增設(shè)欄桿；綠化帶種植土厚50cm，底部設(shè)30cm厚干砌塊石護(hù)底；漿砌擋墻頂高出正常水位0.3m，漿砌擋墻頂寬0.8m，迎水坡1：0.1，背水坡1：0.3，擋墻上部0.6m為M7.5漿砌漂石，下部為M7.5漿砌塊石，基礎(chǔ)為30cm厚C20砼底板，擋墻基礎(chǔ)開(kāi)挖邊坡為1：0.5，挖至基巖，擋墻后采用回填土回填壓實(shí)。

護(hù)岸二：1.2m人行道+坡體綠化+漿砌石擋墻。該斷面適用于上游段左岸，此段河道兩側(cè)為農(nóng)田和公路，護(hù)岸坡體綠化寬度有拓展空間。道路邊上新建人行道，人行道高程與道路及村莊規(guī)劃高程相銜接，兩邊用側(cè)石固定。坡體表面綠化，下面鋪50cm厚種植土，種植土下面墊30cm厚干砌塊石。漿砌擋墻頂高出正常水位0.3m，漿砌擋墻頂寬0.8m，迎水坡1：0.1，背水坡1：0.3，擋墻上面為0.6m高的M7.5漿砌漂石砌筑，下面為M7.5漿砌塊石砌筑，基礎(chǔ)為30cm厚C20砼底板，漿砌擋墻開(kāi)挖坡度1：0.5，挖至基巖，擋墻后采用回填土回填壓實(shí)。

護(hù)岸三：原有砌石護(hù)岸+綠化及親水措施（花壇、親水平臺(tái)和游步道三者有機(jī)結(jié)合）+水下?lián)鯄ΑＴ摂嗝孢m用于中間段右岸，此段原有老干砌石護(hù)岸，護(hù)岸底部有多個(gè)洗衣埠頭，且大部分護(hù)岸高程已滿足防洪要求。原有砌石擋墻護(hù)岸頂增設(shè)10cm厚C20砼壓頂，并在迎水側(cè)增設(shè)欄桿（部分防洪高度不夠位置在原擋墻頂增設(shè)花壇以達(dá)到防洪要求）。花壇邊框采用紅磚漿砌，外側(cè)面貼花崗巖，花壇種植土厚50cm，底部設(shè) 30cm厚干砌塊石護(hù)底；親水平臺(tái)和游步道寬分別為1.8m、1.2m，均采用青石鋪筑并高出正常水位0.2m。水下?lián)鯄Σ捎肕7.5漿砌塊石砌筑，擋墻頂寬0.5m，迎水坡垂直，背水坡1：0.3，基礎(chǔ)為30cm厚C20砼底板，擋墻基礎(chǔ)開(kāi)挖至基巖，擋墻后采用砂礫石回填壓實(shí)。

護(hù)岸四：新建干砌塊石擋墻+1.5m綠化+拋石。該斷面適用于中間段左岸，此段左岸已建有大量新居民房且防洪標(biāo)準(zhǔn)低，離河道近，無(wú)法大面積的坡面綠化。干砌塊石擋墻頂寬0.8m，壓頂采用10cm厚C20砼，并在迎水側(cè)增設(shè)欄桿。擋墻迎水坡1：03，背水坡1：0.2，基礎(chǔ)為30cm厚C20砼底板，擋墻開(kāi)挖坡度1：0.5，挖至基巖，擋墻后采用回填土回填壓實(shí)。綠化下面鋪50cm厚種植土，種植土下面墊30cm厚干砌塊石，綠化種植在正常水位以上；正常水位以下采用拋石固腳。

2）生態(tài)護(hù)岸措施。盡可能保留或移栽原有樹(shù)木，恢復(fù)河岸沿線的生態(tài)環(huán)境，樹(shù)種盡量選擇鄉(xiāng)土樹(shù)種原則，以喬木為主，地被、灌木為輔，充分體現(xiàn)物種的多樣性。5年一遇洪水位以下以水生植物為主，利用水下?lián)鯄π纬伤参飬^(qū)。10年一遇洪水位以下以濕生植物為主，主要用于擋墻和親水步道間的綠化。20年一遇洪水位以下選擇耐短時(shí)水淹的陸生植物為主，對(duì)現(xiàn)狀的水杉銀杏等進(jìn)行保留，并適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)種，同時(shí)擋墻頂部通過(guò)懸掛植物手法，軟化生硬擋墻，增加河岸綠化層次。

3、結(jié)語(yǔ)

生態(tài)堤防是一門(mén)新興的科學(xué)，是水利與其它學(xué)科的結(jié)合，它涉及水力學(xué)、生態(tài)學(xué)、景觀設(shè)計(jì)、美學(xué)、環(huán)境心理學(xué)和環(huán)保等諸多學(xué)科的綜合性問(wèn)題。堤防建設(shè)應(yīng)以自然和生態(tài)原則為基礎(chǔ)，充分研究當(dāng)?shù)匚幕奶厣?，通過(guò)精心規(guī)劃設(shè)計(jì)，采用與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)的堤防斷面形式，同時(shí)工程措施和植物措施應(yīng)該相結(jié)合。