遼東山區(qū)防洪、生態(tài)、景觀型河道建設(shè)模式初探
——以本溪市北沙河防洪綜合整治工程為例

姜麗，于巍巍

（遼寧省本溪市水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，遼寧本溪117000）

遼東山區(qū)防洪、生態(tài)、景觀型河道建設(shè)模式初探
——以本溪市北沙河防洪綜合整治工程為例

姜麗，于巍巍

（遼寧省本溪市水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，遼寧本溪117000）

生態(tài)景觀型河道，特別是城市中的河道建設(shè)，在我國方興未艾，如何在保證河道防洪作用的前提下，最大限度地保留河道的自然生態(tài)功能，并將景觀美化恰到好處地運(yùn)用于河道治理中，對現(xiàn)代新型河道的建設(shè)具有重大意義。

生態(tài)型堤防；水力自控翻板壩；河道治理；生態(tài)景觀

城市中的城區(qū)河道功能越來越多樣化，不再局限于原有的交通航運(yùn)、排澇泄洪及引水等作用，兼具美化環(huán)境的功能，可以同附近的環(huán)境形成一個統(tǒng)一的整體，促進(jìn)了該地區(qū)旅游和景觀行業(yè)的發(fā)展。本溪市位于遼寧東部山地丘陵區(qū)的中部，屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，濕度較大，近年來，本溪市河道建設(shè)主要為生態(tài)型景觀河道和護(hù)岸建設(shè)，重點(diǎn)營造“人與自然和諧相處”的生態(tài)景觀河道，形成一種新的河道治理思路［1］。

本文選擇具有典型代表性的本溪市北沙河防洪綜合整治工程作為研究對象，詳細(xì)闡述工程設(shè)計(jì)的新理念和設(shè)計(jì)方案，以期對遼東山區(qū)河道的建設(shè)模式提供指導(dǎo)和借鑒。

1工程總體情況

北沙河防洪綜合整治工程設(shè)計(jì)干流防洪標(biāo)準(zhǔn)均為50年一遇洪水，設(shè)計(jì)洪峰流量為1290m3/s，支流防洪標(biāo)準(zhǔn)為20～50年一遇。充分考慮河道兩岸新城規(guī)劃及功能要求，工程內(nèi)容主要有堤防、生態(tài)公園、蓄水建筑物。堤防分為復(fù)式斷面結(jié)構(gòu)和仰斜式漿砌石擋墻結(jié)構(gòu)，景觀蓄水建筑物采用水力自控翻板壩和跌水。

北沙河干流大學(xué)城段（紅旗溝入河口—M橋上游）治理工程，治理河道長3.0km，建設(shè)生態(tài)堤防6.0km，新建3座翻板閘攔河壩，形成一條帶狀人工湖，回水長2560m，回水面積22.0hm2，蓄水量41萬m3；西高堡河、紅旗溝、平臺子溝等支流河道治理工程，共計(jì)完成治理河道9.0km，新建堤防14.0km。

北沙河干流（胡臺橋和松木堡段）治理工程，治理河道6.7km。河道治理主要以防洪為主，堤防斷面型式采用復(fù)式擋墻，充分考慮生態(tài)、景觀功能，新建攔河壩2座，蓄水后回水長度4.05km，回水面積40.5hm2，蓄水量72.25萬m3［2］。

政務(wù)中心水系景觀建設(shè)工程建成30萬m2，蓄水量49.9萬m3，堤防長度為3.7km，堤防斷面采用復(fù)式斷面型式。

2工程設(shè)計(jì)理念

在本溪市北沙河防洪綜合整治工程建設(shè)時，應(yīng)先保障工程的防洪功能，其次還要注重景觀設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，更多的體現(xiàn)遼東山區(qū)的地域特色和人文精神，將這種民族文化與景觀整合起來，打造獨(dú)具特色的景觀，對原有型式和樣式相對簡單的景觀進(jìn)行改造，秉承同大自然相融合、回歸自我的建設(shè)思想，將河道斷面型式引入園林設(shè)計(jì)理念，建成園林式河道，突出親水、綠化。在主河道防洪治理上選擇蓄水功能較強(qiáng)、綠色環(huán)保型的水力自控式翻板壩，在河道堤防護(hù)岸材料選擇上改變傳統(tǒng)的剛性護(hù)面，避免河岸、湖岸和河底這種“二面光”或“三面光”的水利工程建造模式，選擇既能適應(yīng)水流沖刷，又能為植物的生長提供場所的混凝土聯(lián)鎖磚材料，設(shè)計(jì)連續(xù)跌水形成大面積的水系景觀，改變河道兩岸的小氣候，改善周圍生態(tài)環(huán)境。

3工程設(shè)計(jì)方案

3.1攔河蓄水建筑物

工程選擇的攔河蓄水建筑物為水力自控式翻板壩［3］。水力自控翻板閘壩技術(shù)屬于綠色環(huán)保型技術(shù)，它外形美觀，功能先進(jìn)，運(yùn)行方便，安裝快捷。對河道行洪能力影響較小，適合既要求行洪、又要求景觀效果的中、小河道治理。

就我國河道建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，在選取水利自動閘門方面，應(yīng)用最為廣泛的是翻板閘門，其根本工作原理為：借助自身重力和水壓，根據(jù)力矩平衡理論，以鉸軸（處于水平方向）為中心，閘門能夠進(jìn)行靈活的轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和開啟操作。后期維護(hù)操作簡便、性價比高、制作過程相對簡單、擁有很好的過流性能是翻板閘門最顯著的特點(diǎn)，憑借這些優(yōu)勢在多個行業(yè)和領(lǐng)域中均發(fā)揮著重要作用，普遍應(yīng)用于引水、發(fā)電及防洪/汛等工程施工中［4］。同其他類型的水利閘門結(jié)構(gòu)不同，本工程中應(yīng)用的翻板閘門內(nèi)部并不包括中墩，不會使河床發(fā)生改變，閘門的頂部和底部均允許過水，過水能力較強(qiáng)，壅水范圍較大，一定程度上減少了堤防施工任務(wù)。

擋水建筑物方案比較見表1。

表1工程攔河蓄水建筑物設(shè)計(jì)方案對比分析結(jié)果

3.2生態(tài)堤防護(hù)坡

生態(tài)堤防護(hù)坡采用聯(lián)鎖式塊體的堤防護(hù)坡型式。砂礫料均質(zhì)土堤，混凝土聯(lián)鎖式塊體護(hù)坡，聯(lián)鎖磚孔中客土種植紫穗槐等花草植物，使堤防既能滿足生態(tài)景觀要求，又能滿足防洪搶險的工程需求?；炷谅?lián)鎖式塊體護(hù)坡具有以下特點(diǎn)：

（1）混凝土聯(lián)鎖型護(hù)坡磚結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性極強(qiáng)。該護(hù)坡磚結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理為聯(lián)鎖式，混凝土均能夠同相鄰的6塊混凝土磚緊密的連接起來，形成一種聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，彼此之間嚙合作用較大，混凝土聯(lián)鎖磚之間相互聯(lián)接，形成一個穩(wěn)定的整體［5］。水流沖擊混凝土聯(lián)鎖型護(hù)坡磚的過程中，因?yàn)楸旧砭哂休^高的滲水和穩(wěn)固性，所以不會產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)變化，能夠使水流的速度和壓力減弱，排水性能較強(qiáng)，磚塊間的聯(lián)結(jié)性良好，能夠適應(yīng)不同地形的河道建設(shè)。除此之外，這種護(hù)坡磚結(jié)構(gòu)還擁有較高的低溫耐凍性，不會腐蝕，抵抗沖擊性能較好［6］。

（2）施工簡單方便速度快。就河道建設(shè)工程的具體施工來看，選取聯(lián)鎖式塊體的堤防護(hù)坡還具有施工簡便的優(yōu)勢，對應(yīng)用機(jī)械設(shè)備和施工人員的技術(shù)要求不高，不會因外界因素的干擾而降低施工質(zhì)量。即使遇到一些不良的天氣狀況，也可以繼續(xù)施工，能夠有效縮短施工周期，盡快投入使用。在具體施工工藝流程上，混凝土聯(lián)鎖式塊體護(hù)坡的聯(lián)鎖、鋪裝等操作極為簡便，工作人員一般都能夠完成這項(xiàng)任務(wù)［7］。在工程施工操作結(jié)束后，無需等待較長的時間，刪去了養(yǎng)護(hù)過程，大大提升了工程的整體效益。

（3）成本低。土工布是混凝土聯(lián)鎖式塊體護(hù)坡施工過程中應(yīng)用的一個重要原料，進(jìn)一步優(yōu)化了反濾層性能，同時還減少了前期費(fèi)用的投入［8］。綜合比較混凝土聯(lián)鎖磚護(hù)坡，混凝土面板護(hù)坡、賓格網(wǎng)石籠護(hù)坡和干砌石護(hù)坡，混凝土聯(lián)鎖磚只比干砌石護(hù)坡造價略高。從景觀性和實(shí)用性考慮，混凝土聯(lián)鎖磚更具有經(jīng)濟(jì)效益。

（4）混凝土聯(lián)鎖磚護(hù)岸能夠滿足生態(tài)護(hù)岸植物生長要求?；炷谅?lián)鎖式塊體護(hù)坡中的磚塊為開孔型，所以在透氣和滲水方面的性能較好，可以將坡面上的水及時排出，避免了岸坡水排出障礙問題的出現(xiàn)，同時也為地下水補(bǔ)給的通暢性提供了堅(jiān)實(shí)的保障。在工程建設(shè)過程中應(yīng)用這種護(hù)坡結(jié)構(gòu)，還可以起到一定的凈化作用，可以使植物、魚類正常生長，提高了河水的自我恢復(fù)能力。聯(lián)鎖式塊體的堤防護(hù)坡的基本結(jié)構(gòu)為混凝土磚塊，磚塊中的植物還起到防止污染、過濾的作用，緩解了河道岸邊水土流失問題，改善了河水的水質(zhì)。這些堤防護(hù)坡磚塊中的植物一方面具有美化的功效，另一方面還可以增強(qiáng)鋪面穩(wěn)固程度［9］。在土工布上進(jìn)行混凝土聯(lián)鎖式塊體護(hù)坡施工，可以進(jìn)一步增強(qiáng)磚塊孔洞中植物的加固效果，坡面的壽命大大延長。

3.3水景觀——5道跌水

水景觀選擇在河道中從上游到下游設(shè)計(jì)5道跌水，水系建成后城市段水面面積將達(dá)到1240.68萬m2，跌水形成的連續(xù)水面及兩岸綠化對周圍環(huán)境的改變起到至關(guān)重要的作用［10］。對改善小氣候的作用主要有以下方面：

（1）可以吸收空氣中的有害氣體、灰塵和其他雜質(zhì)，提高空氣質(zhì)量，綠化環(huán)境。

（2）在溫度改善方面，能夠大大的降低炎熱天氣下城市的地面溫度，保證空氣溫度的適宜性。因?yàn)樵谙募咎鞖鈵灍?，植物會出現(xiàn)蒸騰作用，再加上水面的蒸發(fā)作用，會吸收一定的熱量，一定程度上使氣溫降低。

（3）在蒸騰作用的影響下，城市濕度也會得到明顯的改善，增大空氣濕度，優(yōu)化空氣質(zhì)量。

（4）生態(tài)河道的建設(shè)改變了北沙河兩岸的小氣候，可以大大改善居民的生活條件，創(chuàng)造一個更加適宜居住的環(huán)境。

（5）北沙河河道綜合整治工程的建設(shè)，將“水”“綠”“山”有機(jī)統(tǒng)一起來，使沈溪新城成為山水園林新型城市。連續(xù)水面的兩岸布置了多個公園。

4結(jié)語

就河道整治而言，如果只強(qiáng)調(diào)河道防洪和排水功能，而忽略河道的其他功能，那么就不能體現(xiàn)現(xiàn)代河道治理的新思路、新理念，就無法跟上時代發(fā)展的潮流［11］。河道整治不僅要體現(xiàn)傳統(tǒng)治理技術(shù)的精髓，更重要的還應(yīng)樹立生態(tài)理念，盡量建設(shè)自然型河道，注重改善河道兩岸的景觀環(huán)境及小氣候，營造人與自然和諧的水環(huán)境，進(jìn)一步提升城市居民的生活質(zhì)量。

［1］趙藝娜.城市河道治理中生態(tài)景觀設(shè)計(jì)初探［J］.城市建設(shè)理論研究，2012（23）：64-66.

［2］吳秋華.城市河道治理中生態(tài)景觀設(shè)計(jì)初探［J］.水利科技，2012（01）：55-56.

［3］劉俊巧.生態(tài)護(hù)坡在城市河道整治中的應(yīng)用［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2008（05）：64-65.

［4］王鑫.大凌河農(nóng)村段河道生態(tài)治理模式研究［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2015（03）：34-36.

［5］王文野，王德成.城市河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的探討［J］.吉林水利，2002（11）：24-26.

［6］季永興，劉永芹.城市河道整治中生態(tài)型護(hù)坡結(jié)構(gòu)探討［J］.水土保持研究，2001（12）：25-28.

［7］才厚.凌海市凌河流域生態(tài)帶建設(shè)［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2015（03）：44-46+69.

［8］閆海玲.生態(tài)護(hù)坡在城市河道整治中的應(yīng)用［J］.北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報，2012（07）：394.

［9］趙鋒，胡可可.河道生態(tài)治理中的生態(tài)護(hù)坡應(yīng)用［J］.浙江水利科技，2010（06）：45-48.

［10］唐道來.水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)性［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2015（05）：36-37+59.

［11］蔣平，董福平.河道生態(tài)治理工程［M］.北京：中國水利水電出版社，2003.

TV85

B

1008-1305（2016）03-0025-03

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.011

2016-04-01

姜麗（1978年—），女，高級工程師。