城市防洪河道生態(tài)護(hù)岸形式選擇與設(shè)計(jì)

趙通陽(yáng)，符 強(qiáng)，邰肇悅

（河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司，鄭州 450016）

城市防洪河道生態(tài)護(hù)岸形式選擇與設(shè)計(jì)

趙通陽(yáng)，符 強(qiáng)，邰肇悅

（河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司，鄭州 450016）

河南信陽(yáng)羅山縣小潢河城區(qū)段存在現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)低，濱水生境單一、缺乏親水游憩功能等問題，需對(duì)其進(jìn)行河道清淤疏浚、岸坡整治、新筑堤防及兩岸生態(tài)景觀設(shè)計(jì)等治理。通過河道邊坡常用的護(hù)砌形式進(jìn)行比較，選擇了生態(tài)混凝土護(hù)坡方案，并對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。

河南羅山；城市河道；河道整治；生態(tài)混凝土護(hù)岸；設(shè)計(jì)方案

0 引言

城市河流生態(tài)建設(shè)已經(jīng)成為水利行業(yè)的一個(gè)新課題。城市的河道水系不僅是城市主要的排水通道和防洪安全屏障，也是城市重要的濱水空間，積淀了城市歷史文化的內(nèi)涵，是城市居民主要的游憩休閑場(chǎng)所［1］。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市河道的功能定位再也不能簡(jiǎn)單的局限于防洪、除澇、航運(yùn)、水調(diào)度等傳統(tǒng)功能，而應(yīng)注重多位一體、多功能融合，體現(xiàn)新時(shí)期的治水理念。生態(tài)河道的建設(shè)旨在通過城市河流的生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，水景觀和親水空間的營(yíng)造，以及優(yōu)秀水文化的有機(jī)融入，在充分保障河流的水安全基本功能的同時(shí)，體現(xiàn)河流的社會(huì)、人文、藝術(shù)、美學(xué)和文化內(nèi)涵［2～4］。筆者結(jié)合河南省信陽(yáng)市羅山縣小潢河城區(qū)段生態(tài)整治項(xiàng)目，探討生態(tài)護(hù)岸形式的選擇及設(shè)計(jì)，以期為其他城市河道生態(tài)治理提供參考。

1 工程概況

小潢河是竹竿河的一級(jí)支流，淮河二級(jí)支流，發(fā)源于澀港鄉(xiāng)同心村，干流全長(zhǎng)89.34 km，流域面積796.0 km2，是縱貫羅山縣境內(nèi)的一條主要河流。羅山縣城內(nèi)小潢河長(zhǎng)3.82 km，河底比降為1／2 000，河底寬為25～40m，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，治理段末端相應(yīng)流量為1 382m3／s?，F(xiàn)狀城區(qū)段小潢河為復(fù)式梯形斷面，主河槽一級(jí)邊坡為漿砌石護(hù)砌，護(hù)坡狀況良好，無大面積損壞現(xiàn)象，二級(jí)邊坡為較大菱形框格護(hù)坡，框格內(nèi)被兩岸居民種滿了瓜果蔬菜等農(nóng)作物，框格護(hù)坡大部分損壞，邊坡與灘地侵占現(xiàn)象嚴(yán)重，改變了河道糙率，影響河道過水條件，存在現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)低，濱水生境單一、缺乏親水游憩功能等問題。

圖1 小潢河城區(qū)段兩岸現(xiàn)狀Fig.1 Both sides present situation of Xiaohuang River urban section

小潢河治理范圍為樁號(hào)0+650（靈山大道以上300m）～4+470（羅息路以下450m）段，治理長(zhǎng)度為3.82 km，河線總體走勢(shì)為由西向東。左岸設(shè)計(jì)范圍至現(xiàn)狀濱河道路，右岸設(shè)計(jì)范圍為原河道開口線外延50m。主要治理措施是，河道清淤疏浚、岸坡整治、新筑堤防及兩岸生態(tài)景觀設(shè)計(jì)［5］。

2 護(hù)岸形式比選

2.1 河道邊坡常用護(hù)岸形式［6］

河道邊坡常用的護(hù)砌形式有現(xiàn)澆混凝土或漿砌石硬護(hù)、植草框格護(hù)坡、混凝土連鎖塊護(hù)坡、生態(tài)混凝土護(hù)坡等。各護(hù)坡形式效果圖如圖2所示。

圖2 護(hù)岸形式比選效果圖Fig.2 River bank com parison and selection effect picture s

2.2 不同護(hù)岸形式的優(yōu)缺點(diǎn)［7～9］

（1）現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡?？箾_刷能力強(qiáng)，施工較為方便，但適應(yīng)變形的能力差，景觀效果差。另外，混凝土護(hù)岸表面光滑，在城市人口聚居區(qū)域，對(duì)居民活動(dòng)帶來安全隱患。

（2）植草框格護(hù)坡。植草框格施工簡(jiǎn)單，透水性好，可進(jìn)行植物種植，生態(tài)性較好，但抗沖刷能力較差。另外，兩岸居民往往在框格間種植農(nóng)作物，侵占河道，不利于河道管理。

（3）混凝土連鎖塊護(hù)坡。單體連鎖板塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活，適宜批量生產(chǎn)。板塊組裝施工后，相鄰板塊之間連鎖，整體性好，也具有一定的柔性，但護(hù)坡外觀感覺比較生硬，且造價(jià)較高，不利于植物種植，生態(tài)性差。

（4）生態(tài)混凝土護(hù)坡。生態(tài)混凝土護(hù)坡是將生物基質(zhì)密實(shí)到抗壓強(qiáng)度為10～15MPa、連續(xù)孔隙率大于25%的水泥混凝土孔隙中，使得植物可以在具有孔隙的混凝土中生長(zhǎng)。生物基質(zhì)混凝土是在不削弱水泥混凝土骨料層抗壓強(qiáng)度的前提下，使得混凝土中能長(zhǎng)出花、草、灌木類植物，從而對(duì)河道邊坡生態(tài)植被修復(fù)的綜合技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是，具有良好抗壓強(qiáng)度；采用BSC-J生物劑保持長(zhǎng)效效應(yīng)，杜絕化肥、營(yíng)養(yǎng)液等肥料的使用，避免水體富營(yíng)養(yǎng)化程度加劇；多樣化、專業(yè)化的植物配置可以確保植被保持長(zhǎng)效的生態(tài)效應(yīng)；現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)澆筑，整體性好；抗沖刷性能強(qiáng)，可以抵抗流速小于5m／s的水流沖刷。

2.3 羅山縣小潢河城區(qū)段護(hù)岸形式選擇

通過對(duì)以上幾種護(hù)坡形式分析，并考慮到小潢河以防洪為主要功能，既要滿足抗沖刷性能及生態(tài)要求，又要從根本上杜絕兩岸居民在邊坡上耕種，所以，其護(hù)岸形式采用生態(tài)混凝土護(hù)坡方案。

3 護(hù)岸設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)理念

《水利部關(guān)于加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)工作的意見》（2011年中央1號(hào)文件）中提出，要加快生態(tài)河道建設(shè)和農(nóng)村溝塘綜合整治，改善水生態(tài)環(huán)境?！逗幽鲜〕鞘泻恿髑鍧嵭袆?dòng)計(jì)劃》要求，城市河道形成“水清、流暢、岸綠、安全”的生態(tài)新格局。同時(shí)，隨著羅山縣的發(fā)展，人們對(duì)城鎮(zhèn)居住和休閑娛樂環(huán)境的要求提高，加強(qiáng)城市河道治理，創(chuàng)造一個(gè)安全舒適、文明健康、景觀優(yōu)美、生態(tài)良好的城市濱水環(huán)境，是推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求。結(jié)合城市規(guī)劃，小潢河濱河景觀是城區(qū)主要的濱水休閑空間，小潢河治理在滿足防洪除澇、水資源調(diào)度的基礎(chǔ)上，考慮景觀建設(shè)及水生態(tài)修復(fù)，提高水環(huán)境質(zhì)量，提升生態(tài)景觀效果，達(dá)到河暢水清、岸潔景美、人水和諧的新景象。

3.2 設(shè)計(jì)方案

3.2.1 護(hù)砌高度確定

新筑堤防河段二級(jí)邊坡護(hù)砌高度為從一級(jí)平臺(tái)至堤頂，設(shè)置防浪墻河段二級(jí)邊坡護(hù)砌高度為從一級(jí)平臺(tái)至20年一遇洪水位，局部無新筑堤防和防浪墻的河段護(hù)砌至現(xiàn)狀地面高程。

3.2.2 生態(tài)混凝土護(hù)坡設(shè)計(jì)

生態(tài)混凝土由生物基質(zhì)混凝土骨料層和生物基質(zhì)植被層組成。鋪設(shè)生態(tài)混凝土前，先在坡面澆筑混凝土框格，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，框格凈尺寸為3m×3m，框格梁斷面尺寸為150mm×150mm（寬×高）。在框格梁內(nèi)，先后鋪設(shè)150mm生物基質(zhì)混凝土骨料層和50mm生物基質(zhì)植被層。護(hù)坡底部和頂部分別設(shè)置C20混凝土護(hù)腳和壓頂，護(hù)腳尺寸為400mm×600mm（寬×高），壓頂尺寸為300mm× 220mm（寬×高）。生態(tài)混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的城市河道治理目標(biāo)是防洪、除澇和供水安全等。因此，對(duì)河道護(hù)坡形式的要求也相對(duì)簡(jiǎn)單。隨著城市的不斷發(fā)展，生態(tài)、環(huán)境、景觀功能在城市河道治理目標(biāo)中的地位更加凸顯，城市河道治理工程的護(hù)坡選型也需兼顧其生態(tài)景觀功能。城市河道治理工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性設(shè)計(jì)，應(yīng)結(jié)合防洪安全、生態(tài)修復(fù)、濱水景觀等河道治理任務(wù)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，融合安全、生態(tài)、景觀、文化等多功能于一體，才能形成河暢水清、岸潔景美、人水和諧的城市河網(wǎng)水系。

圖3 生態(tài)混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Ecological concrete slope protection structure

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[責(zé)任編輯 楊明慶]

TV879

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10.13681／j.cnki.cn41-1282／tv.2017.01.003

2016-10-21

趙通陽(yáng)（1982-），男，河南平頂山人，工程師，碩士，主要從事城市河湖水系綜合治理、水土保持方案編制，濕地保護(hù)與生態(tài)修復(fù)等工作。