大凌河西支生態(tài)治理工程綜述

穆紅波

(遼寧省朝陽市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 朝陽 122000)

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大凌河西支生態(tài)治理工程綜述

穆紅波

(遼寧省朝陽市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 朝陽 122000)

近幾年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)文化的不斷發(fā)展，為了提高居民的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，現(xiàn)對大凌河西支(三家村至哈叭氣大橋)的生態(tài)文明建設(shè)提供自己的建議，最終使得整個治理工作取得良好的成果，為該地區(qū)的居民提供一個良好的生活環(huán)境。并且在達(dá)到安全防洪的基礎(chǔ)上全面建設(shè)生態(tài)文明的河道理念，提高河道中水及周邊環(huán)境的質(zhì)量。文章針對大凌河西支(三家村小橋至哈叭氣大橋)生態(tài)治理工程進(jìn)行初步設(shè)計。

生態(tài)治理；工程設(shè)計；河道規(guī)劃；大凌河西支

大凌河西支(三家村小橋村至哈叭氣大橋)生態(tài)治理工程是該地區(qū)重點(diǎn)建設(shè)項目，這一區(qū)域需要治理的總河流長為2.477km。本次項目治理的重點(diǎn)就是該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，因此根據(jù)該地區(qū)的河道特點(diǎn)及水流量，在保證抗洪的基礎(chǔ)上提高河道的生態(tài)治理要求。另外要考慮的問題就是，該河道與306河道相鄰近，隨意過往的車流和游客會相對較多，所以在進(jìn)行項目建設(shè)和設(shè)計的過程中要注意加強(qiáng)觀賞性，從而提高旅游業(yè)的發(fā)展。本項目的治理宗旨為：在達(dá)到安全防洪的基礎(chǔ)上全面建設(shè)生態(tài)文明的河道理念，提高河道中水及周邊環(huán)境的質(zhì)量。

1 大凌河西支生態(tài)現(xiàn)狀

大凌河西支(三家村小橋至哈叭氣大橋)這一區(qū)域的生態(tài)現(xiàn)狀大致表現(xiàn)為：流經(jīng)的河道大多數(shù)為石質(zhì)的山區(qū)，河岸及河灘水土流失極為嚴(yán)重，在多雨的季節(jié)極易引發(fā)洪水災(zāi)害；在大多數(shù)地區(qū)河流呈扇形分布，綠化面積??；因為近幾年降水量減小，河道中水位下降，河流的流域也隨之減小河道變短，與防洪水的能力隨之減弱，一旦多雨季節(jié)，將危害到周邊人民的生命及財產(chǎn)安全。植被稀疏也是整治的關(guān)鍵問題，在治理生態(tài)環(huán)境的過程中，加大植被的種植，預(yù)防水土流失，使周圍的環(huán)境質(zhì)量有所提高，并且達(dá)到可觀賞的目的，讓人們有一個舒適安全的生活環(huán)境。

2 生態(tài)建設(shè)要求

生態(tài)建設(shè)是黨和國家近幾年來重點(diǎn)管理項目之一，因此提高各地區(qū)的生態(tài)文明和環(huán)境保準(zhǔn)是首要的任務(wù)。建設(shè)生態(tài)文明首先就要從環(huán)境入手，水是生命之源，保護(hù)水資源及優(yōu)化水質(zhì)量是前提。因此對大凌河喀左縣東哨段的生態(tài)治理要從河道生態(tài)治理入手，本段就對生態(tài)建設(shè)要求進(jìn)行講述。

3 項目建設(shè)的必要性

項目建設(shè)的必要性體現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展這兩方面。從生態(tài)環(huán)境來看，隨著工業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的大力發(fā)展，工廠中的廢棄原料及工業(yè)用水最終多流向了周邊的河道，最終流入大凌河中，影響了河中的水質(zhì)，導(dǎo)致河水質(zhì)量大大降低，影響人們飲用水安全，因此對工廠的排水進(jìn)行治理和生態(tài)環(huán)境治理十分重要。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展來看，近幾年城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，居民生活水平大大提高，對生活質(zhì)量也有了很大的要求，首先就是環(huán)境問題，所以本次工程項目就滿足人們的要求，對大凌河西支(三家村小喬至哈叭氣大橋)生態(tài)進(jìn)行治理，在整治生態(tài)環(huán)境的同時，并且注重美觀性。

以上做法不僅可以改善人們的生活環(huán)境，同時還可以提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展，發(fā)展當(dāng)?shù)氐穆糜雾椖?，使得生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相輔相成，這將對提高河道防洪度汛、改善河道生態(tài)環(huán)境、推動凌源市景觀城市建設(shè)、弘揚(yáng)凌源市文化特色具有積極意義。

4 項目建設(shè)的內(nèi)容

清淤疏浚工程：河道清淤范圍位于樁號0+000-2+000范圍內(nèi)，清淤總長度2km，清淤量總計34825m3。通過此次清淤可以疏通河道，增強(qiáng)河道的過流能力。石籠護(hù)岸工程：項目區(qū)內(nèi)共兩段石籠護(hù)岸，分別位于樁號0+285-0+578、1+775-2+138范圍內(nèi)。石籠防護(hù)段總長419m，其中上游段石籠護(hù)岸位于河道凹岸處，防護(hù)長度282m；下游段石籠護(hù)岸位于漿砌石擋墻下游，防護(hù)長度137m。道路工程：在樁號0+285-1+200的范圍內(nèi)規(guī)劃環(huán)形道路，采用寬4m的砂石路，長度總計1275m。道路工程建成后可以便于游人親近水源、親近自然景觀。景觀綠化工程：在項目區(qū)范圍內(nèi)根據(jù)河道特性規(guī)劃島嶼2處、濕地1處，并在河道兩側(cè)進(jìn)行綠化布置，達(dá)到恢復(fù)生態(tài)、美化環(huán)境的目的。

5 工程設(shè)計

5.1 清淤工程

項目區(qū)范圍內(nèi)由于河道多年未經(jīng)治理、村民河道隨意往河中傾倒垃圾導(dǎo)致淤積嚴(yán)重，河道內(nèi)淤積平均高度達(dá)到0.6m。由于項目區(qū)范圍內(nèi)有哈叭氣水文站測繪斷面，為了保證水文測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性同時保證工程預(yù)期效果，擬對河道樁號0+000-2+000范圍內(nèi)河道進(jìn)行清淤疏浚，清淤土方就近在附近的灘地上平整后堆放[1]。

疏浚工程設(shè)計原則：清理方向盡可能與河道主流方向一致;清理河道盡量保持原河道比降;拋泥區(qū)不能選擇在妨礙洪水泄洪的水域，拋泥盡量提高邊灘的高程;應(yīng)盡量利用挖出的泥土拋填整治建筑物，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 石籠護(hù)岸工程

本次河道治理規(guī)劃護(hù)岸工程設(shè)計采用格賓石籠與植被護(hù)岸相結(jié)合的護(hù)岸形式。格賓石籠是將經(jīng)表面防蝕處理的鐵絲編織的雙鉸六角形柔性金屬網(wǎng)經(jīng)剪裁、編邊和組合后制成的網(wǎng)籠金屬網(wǎng)綁扎成箱型結(jié)構(gòu)并相互連接的網(wǎng)籠。在石籠內(nèi)填入適當(dāng)?shù)氖瘔K，石塊粒徑≥20cm，塊石強(qiáng)度>30MPa，石籠網(wǎng)格采用，網(wǎng)格為12cm×15cm，砌筑找平綁扎蓋網(wǎng)形成的石籠護(hù)岸；在石籠護(hù)岸外側(cè)栽種喬木與灌木形成植被護(hù)岸。植被、石籠與土坡三者形成一個剛?cè)醿尚缘摹鞍鍓K”。柔中帶剛，既綠化環(huán)境，保持水土，又能適應(yīng)一定的位移。1-2a之后，根系深扎，盤根錯節(jié)，起連接作用的格賓網(wǎng)將與具有強(qiáng)大的再生力的植被根系共同發(fā)揮護(hù)岸作用。[2]

項目區(qū)內(nèi)共兩段石籠護(hù)岸，分別位于樁號0+285-0+578、1+775-2+138范圍內(nèi)。石籠防護(hù)段總長419m，其中上游段石籠護(hù)岸位于河道凹岸處，防護(hù)長度282m；下游段石籠護(hù)岸位于漿砌石擋墻下游，防護(hù)長度137m。此外，拆除2座廢棄的丁壩，石料用于護(hù)岸處的拋石護(hù)底[3]。

5.2.1 護(hù)岸穩(wěn)定計算

基本資料：護(hù)岸高度H1=3.5m、H2=4.5m，護(hù)岸采用格賓石籠網(wǎng)材料。護(hù)岸后傾角α=63.4°，護(hù)岸結(jié)構(gòu)單位長度體積V=5.5m3/m，土對石籠護(hù)岸基礎(chǔ)的摩擦系數(shù)μ=0.6，箱籠回填石材為卵石，重度為γ=25kN/m3，孔隙率n=0.3，護(hù)岸背填土凝聚力C=0，填土內(nèi)摩擦角φ=30°，填土重度為18kN/m3，護(hù)岸結(jié)構(gòu)的重度為17.5kN/m3。地基承載力特征值fak=160kPa。格賓石籠護(hù)岸下部埋深1.5m，計算公式如下：

1)主動土壓力計算：

(1)

式中：Ka為主動土壓力系數(shù)；φ為填土內(nèi)摩擦角；Ea為主動土壓力；γ為填土重度；h為石籠護(hù)腳高度。

主動土壓力計算結(jié)果見表1。

2)石籠護(hù)岸的抗滑穩(wěn)定計算：

(2)

式中：Ks為抗滑移安全系數(shù)；Gn為土墻每延米自重在垂直于基底方向的分力；Gt為土墻每延米自重在平行于基底方向的分力；Ean為主動土壓力在垂直于基底方向的分力；Eat為主動土壓力在平行于基底方向的分力；μ為土對石籠護(hù)腳基礎(chǔ)的摩擦系數(shù)。

經(jīng)計算，抗滑移安全系數(shù)Ks>1.3，滿足穩(wěn)定要求。護(hù)岸的抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果見表1。

3)石籠護(hù)岸的抗傾穩(wěn)定計算：

(3)

式中：Kt為每延米抗傾覆安全系數(shù)；G為每延米護(hù)腳的重力；Eax為每延米主動土壓力的水平分力；Eaz為每延米主動土壓力Ea的垂直分力;x0、xf、zf分別為G、Eax、Eaz至墻趾O點(diǎn)的距離。

經(jīng)計算，傾覆安全系數(shù)Kt>1.6，滿足穩(wěn)定要求。護(hù)岸的抗傾穩(wěn)定計算結(jié)果見表1。

4)石籠護(hù)岸基底壓應(yīng)力的計算：

(4)

式中：σmax為基底的最大應(yīng)力；∑G為垂直荷載，kN；A為底板面積，m2；∑M為荷載對底板形心軸的力矩，kN·m；W為底板的截面系數(shù)，m3。

經(jīng)計算，基底最大壓應(yīng)力σmax<160kPa。護(hù)岸底壓應(yīng)力的計算結(jié)果見表1。

表1 護(hù)岸穩(wěn)定計算結(jié)果

5.2.2 沖刷深度計算

沖刷計算采用《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286—98)中的公式進(jìn)行沖刷計算：

水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷按下式計算：

(5)

式中：hB為局部沖刷深度，m；hp為沖刷處的水深，m，以近似設(shè)計水位最大深度代替；vcp為平均流速，m/s；v允為河床面上允許不沖流速，m/s，根據(jù)土壤允許不沖流速表，取值1.0m/s；n為與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)，一般取0.25。

經(jīng)計算，水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷深度[4]參見表2。

表2 沖刷深度計算結(jié)果

故本次設(shè)計取埋深1.5m。

5.2.3 植被護(hù)岸工程設(shè)計

規(guī)劃河段沿石籠護(hù)岸段栽種喬木與灌木，形成植被護(hù)岸，護(hù)岸防沖。在坡腳種植1排喬木(金絲垂柳)，株距1.5m；在岸坡上栽種8排灌木(棉槐)，每簇灌木間距0.4m×0.4m；金絲垂柳胸徑1.5-2cm；棉槐為一年生植株，高度在30cm以上[5]。

5.3 道路工程

道路工程位于樁號0+285-1+200范圍內(nèi)，項目區(qū)現(xiàn)狀為天然蒿草叢，為了便于游人親近河道、親近自然景觀，規(guī)劃沿蒿草叢呈環(huán)狀的砂石路。殺還是路具體形式為：原土碾壓夯實(shí)，在原土表面鋪設(shè)200mm厚碎石作為路基，夯實(shí)后在表面鋪200mm厚砂石作為路面，4.00m寬砂石路1275m，碾壓夯實(shí)，最大粒徑不得超過0.5cm，新建道路兩側(cè)附土各0.5m，坡比為1∶1.5，如下圖所示；

圖1 道路斷面圖

5.4 景觀工程

5.4.1 濕地

濕地是河道生態(tài)治理工程中的主要植被，對恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生物多樣性具有積極作用。濕地有助于減緩水流的速度，當(dāng)有毒物質(zhì)和雜質(zhì)的流水經(jīng)過濕地時，有利于毒物和雜質(zhì)的沉淀和排除。水中所含營養(yǎng)成分被濕地植物吸收，可以凈化下游水源。

根據(jù)項目區(qū)地形及水域特點(diǎn)布置了一條帶狀濕地，濕地位于樁號0+285-0+480范圍內(nèi)，長127m，平均寬度13m，平均開挖深度0.75m，在濕地上種植蒲草、水蔥等水生植物，濕地植物種植規(guī)格16株/m2。本次對大凌河西支邊灘做生態(tài)處理，種植水生植物，營造人工濕地，不但有景觀效益，對污水的的凈化也起著非常積極的作用。

5.4.2 島嶼

在河道內(nèi)原有2座自然形成的島嶼，受到河水沖刷的影響，部分地方比較沖刷嚴(yán)重，本次工程是通過工程措施和非工程措施將島嶼進(jìn)行修邊整形，并在島嶼靠近岸邊處開挖河溝，其中島嶼1開挖河溝附近有道路故在其周圍進(jìn)行石籠防護(hù)(具體設(shè)計見石籠護(hù)岸設(shè)計部分)。在2座島上種植灌木和喬木，在島的周圍設(shè)計濕地形成島嶼濕地保護(hù)區(qū)，又為鳥類的棲息和繁殖提供了一個自然的環(huán)境。

5.4.3 景觀綠化工程

根據(jù)項目區(qū)地形特點(diǎn)與水域特點(diǎn)對河道兩側(cè)進(jìn)行綠化布置，在三家村下橋下游布置銀中楊、野花組合，哈叭氣大橋上游河道兩岸布置草坪，河道中間兩岸根據(jù)地形特點(diǎn)布置京桃、金絲垂柳、棉槐等，從而形成自然、連貫的河道景觀環(huán)境。

6 結(jié) 語

本工程主要對大凌河西支(三家村小橋至哈叭氣大橋)生態(tài)治理工程進(jìn)行設(shè)計，主要從大凌河西支生態(tài)現(xiàn)狀、生態(tài)建設(shè)要求、項目建設(shè)的必要性、項目建設(shè)的內(nèi)容、工程設(shè)計這五部分進(jìn)行講述，希望能夠?qū)ι鷳B(tài)治理提供幫助。

[1]陳威,張雨晴.某河道清淤與截污綜合整治工程初步設(shè)計探討[J].中國給水排水,2015(12):68-70,81.

[2]董傳琛,張守田,趙大明.格賓石籠在河道治理工程中的應(yīng)用[J].山東水利,2012(03):29-30.

[3]朱興杰,鄒春.大凌河朝陽城區(qū)段河道生態(tài)護(hù)岸設(shè)計[J].中國水土保持,2013(04):30-31.

[4]李曉夢,戴雪,尹飛翔.河道整治工程中沖刷深度的計算與選取[J].河南科技,2016(03):92-94.

[5]祝青,陳忠蘭,費(fèi)忠.綠化混凝土植被護(hù)岸在河道整治中的應(yīng)用[J].浙江水利科技,2005(05):51-53.

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2017-03-16

穆紅波(1975-)，女，遼寧建平人，工程師，從事水利工程管理工作。

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