雙洋溪南洋河段安全生態(tài)水系建設(shè)項目設(shè)計優(yōu)化

林劍韜，吳偉民

(1.福建省永川水利水電勘測設(shè)計院有限公司，福建 福州 350001；2.福建水利電力職業(yè)技術(shù)學院，福建 永安 366000)

1 概述

雙洋溪南洋河段安全生態(tài)水系建設(shè)項目位于漳平市南洋鎮(zhèn)，地處雙洋溪下游，上游至石獅坂電站，下游至美乾電站，途經(jīng)梧溪村、利田村、南洋村、黨口村、暖洲村。河道基本與省道208線并行，與莆永高速相鄰，項目區(qū)內(nèi)河段總長14.9km。根據(jù)行政區(qū)劃將建設(shè)河段劃分為三段(見圖1)，分別為：梧溪生態(tài)提升段，起點樁號K0+000，終點樁號K5+234，建設(shè)長度5234m(石獅坂電站-第一條虛線)；南洋生態(tài)集鎮(zhèn)段，起點樁號K5+234，終點樁號K10+341，建設(shè)長度5107m(兩條虛線間)；暖洲生態(tài)親水段，起點樁號K10+341，終點樁號K14+900，建設(shè)長度4559m(第二條虛線-美乾電站)。

圖1 建設(shè)總體布置圖

項目建設(shè)總體目標：順應(yīng)自然，堅持保護優(yōu)先、自然修復(fù)為主，生物措施與工程措施相結(jié)合，在保障河道行洪排澇安全的前提下，做好生態(tài)保護、生態(tài)修復(fù)和親水休憩等安全生態(tài)水系建設(shè)，改善河流生態(tài)功能，基本實現(xiàn)“河暢、水清、岸綠、安全、生態(tài)”的五大總體目標及“八有”要求。

2 主要建設(shè)內(nèi)容及措施

本項目建設(shè)的主要內(nèi)容包擴初步劃定河道岸線和生態(tài)保護藍線、改善河水、改良河床、恢復(fù)河灘、修復(fù)河岸等方面，結(jié)合雙洋溪河道現(xiàn)狀、兩岸村鎮(zhèn)布局及其它部門相關(guān)規(guī)劃建設(shè)項目情況，各區(qū)段河道水域功能定位見表1，具體建設(shè)內(nèi)容及措施如下。

表1 河道水域功能定位表

2.1 梧溪生態(tài)提升段

該段范圍為石獅坂水電站至南洋鄉(xiāng)林果場上游，河道長度5.234km，該段河道現(xiàn)狀蜿蜒曲折，除中部流經(jīng)梧溪村外，兩岸大部分為天然林帶，植被茂密，生機盎然。

該段上游為北寮村，村內(nèi)有北寮溪穿境而過，北寮溪曾建設(shè)了部分生態(tài)護岸，屬北寮溪小流域水土流失綜合治理項目，本次在已建護岸的上游再建設(shè)部分生態(tài)護岸。此外，該溪段還曾建設(shè)有C20埋石混凝土重力式防洪堤，屬九龍江一期防洪工程，防洪堤為“四面光、兩堵墻”的硬質(zhì)擋墻，且擋墻頂現(xiàn)狀已進行了地面鋪裝，同時設(shè)置了仿木欄桿，不符合生態(tài)理念；本次設(shè)計對該段硬質(zhì)擋墻進行柔化，在墻頂欄桿內(nèi)石椅間擺設(shè)成品花箱，花箱內(nèi)栽植地被植物和爬藤植物，爬藤植物藤蔓伸出欄桿，可以將硬質(zhì)擋墻進行部分覆蓋，起到美化作用。

2.2 南洋生態(tài)集鎮(zhèn)段

該段范圍為南洋鄉(xiāng)林果場下游至暖洲村的小車橋，河道長度5.107km。該段河道屬于南洋鎮(zhèn)區(qū)所在地，大部分河段經(jīng)過九龍江一期、三期防洪工程建設(shè)，已修建混凝土重力式防洪堤、C20埋石混凝土生態(tài)復(fù)合式防洪堤。重力式防洪堤修建在左岸，現(xiàn)狀硬質(zhì)擋墻裸露，擋墻頂為土路，連接擋墻與土路之間的護坡坡面長滿雜草，十分不美觀。本次對該段進行硬質(zhì)擋墻柔化處理，措施為：擋墻頂加設(shè)C20混凝土擋墻(高50cm)，墻后回填耕植土進行綠化，綠化帶寬3.6m，堤頂綠化帶后以原狀坡修坡平整，栽植植被。

鎮(zhèn)區(qū)段左岸人口密集，活動集中。本次在南洋老橋上游(K6+179～K6+897)段路面設(shè)計了3.5m寬人行步道，基層采用普通透水混凝土，面層采用聚氨酯透水地坪，兩側(cè)設(shè)C20混凝土路肩，同時設(shè)計了三處臨水平臺供當?shù)鼐用裼H水休憩。在南洋老橋上游左岸的南洋國家濕地公園核心區(qū)域，應(yīng)業(yè)主要求，本次在樁號K6+200處新建一座景觀壩，起到雍水作用，與左岸防洪堤后擬建濕地形成水面呼應(yīng)，壩頂設(shè)計汀步過人，使兩岸連通，起到親水效果。

對南洋老橋下游左岸(K6+897～K8+151)的處理措施為：在原路面靠近坡面處建設(shè)1m寬綠化帶，緊鄰綠化帶建設(shè)2.0m寬親水散步道，步道外側(cè)5m路面為鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府規(guī)劃行車道，本次對其保留。

對利田大橋上游左岸(K8+151～K8+323)的處理措施為：為保證行人安全，靠近公路側(cè)預(yù)留1m緩沖帶，供行人躲避過往車輛；緩沖帶右側(cè)設(shè)計1m綠化隔離帶，隔離帶右側(cè)設(shè)計2m寬親水散步道，與上游步道銜接并閉合。

南洋段利田大橋上游右岸(K8+151～K8+323)存在大面積裸露灘地，本次設(shè)計對該片灘地進行利用，在內(nèi)側(cè)6m寬區(qū)域內(nèi)進行灘地植物群落修復(fù)，種植爬藤及水生植物，其余部分保留原自然岸灘，既能滿足河道行洪要求，又能綠化河岸，達到“岸綠”的生態(tài)目標。

在利田村已建防洪堤末尾的左岸為一處砂料場，根據(jù)“河暢”目標要求，河岸生態(tài)藍線保護范圍內(nèi)，不得亂堆渣土、亂采砂石，本次對砂料場進行退出處理，同時采用喬、灌、草搭配的結(jié)構(gòu)建設(shè)植被緩沖帶，營造岸綠景觀。

2.3 暖洲生態(tài)親水段

該段范圍為暖洲村的小車橋至美乾水電站，河道長度4.559km。該段河道現(xiàn)狀蜿蜒曲折，除起點處流經(jīng)暖洲村外，其余段兩岸大部分為天然林帶，植被茂密，充滿生機。

暖洲村左岸經(jīng)過九龍江一期防洪工程建設(shè)，已建有土堤，局部建有小段C20埋石混凝土重力式防洪堤。土堤段護坡采用了連鎖型混凝土預(yù)制塊護坡，坡面進行了植被綠化，現(xiàn)狀植被覆蓋較好；堤頂已建設(shè)混凝土路面，混凝土路面與坡面之間為裸露的土基，寬度0.3～3m不等，現(xiàn)為南洋國家濕地公園建設(shè)場地，目前正在植樹施工；小段重力式防洪堤堤頂已進行了綠化，種植有灌木，已將硬質(zhì)擋墻覆蓋，符合生態(tài)理念。在土堤靠近暖洲居民集中區(qū)為一處空地，該空地為由暖洲村自籌資金規(guī)劃建設(shè)的生態(tài)小公園，現(xiàn)正在施工。

經(jīng)現(xiàn)場察勘，對上述河段存在的河障和局部垃圾堆積，均進行了清障和清除設(shè)計。

3 護岸結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化

3.1 護岸結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文重點對河岸修復(fù)措施中的新建生態(tài)護岸、硬質(zhì)擋墻柔化兩部分設(shè)計進行必選論述。

護岸型式選擇：格賓石籠護岸、箱式生態(tài)混凝土擋墻護岸、C20埋石混凝土重力式擋墻護岸及干砌石重力式護岸。本工程護岸斷面高度基本在2～3.5m間，選取2.5m高擋墻進行方案比選，各種型式的護岸設(shè)計見圖2～5。

圖3 箱式生態(tài)混凝土砌塊擋墻護岸

圖4 C20埋石混凝土重力式擋墻護岸

圖5 干砌塊石重力式擋墻護岸

3.2 護岸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案比選

根據(jù)擬建的四種護岸形式，從施工技術(shù)、景觀生態(tài)、工程投資、工程占地四個方面進行比較：

施工技術(shù)：C20埋石混凝土及干砌塊石重力式結(jié)構(gòu)是水利工程中傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式，施工要求簡單、工藝成熟；生態(tài)格網(wǎng)和箱式生態(tài)混凝土砌塊擋墻，材料由有資質(zhì)的廠家提供，施工簡便，減少氣候、人為等因素影響，降低勞動強度，但是施工工藝比較復(fù)雜，施工過程需要廠家技術(shù)人員進行指導。

景觀生態(tài)：C20埋石混凝土結(jié)構(gòu)生態(tài)性較差，使用M10漿砌塊石鑲面可提升景觀效果，具有一定的生態(tài)性；干砌塊石重力式擋墻生態(tài)性較好；生態(tài)格網(wǎng)擋墻可在常水位以上的階梯處敷設(shè)腐殖土，種植植物，提高生態(tài)景觀效果；箱式生態(tài)混凝土砌塊擋墻可在常水位以上的孔洞內(nèi)種植綠植物，生態(tài)景觀效果也不錯。

工程投資：經(jīng)過量化比較，箱式生態(tài)混凝土砌塊擋墻護岸最貴，C20埋石混凝土重力式擋墻護岸次之，干砌塊石重力式護岸與生態(tài)格網(wǎng)擋墻護岸造價基本相同。

工程占地：四種斷面形式永久占地面積均較小，相差不大，但箱式生態(tài)混凝土擋墻由于需鋪設(shè)土工格柵，開挖面較大，臨時占地較大。

此外，由于箱式生態(tài)混凝土砌塊擋墻后回填粘性土，壓實度需要達到91%以上，需靠雙向土工格柵與黏土和砌塊之間的摩擦維持穩(wěn)定，施工要求更高；且本工程河道兩旁多為農(nóng)田，護岸建設(shè)后農(nóng)民需耕種用地，對墻后填土及格柵會造成一定的破壞。干砌塊石擋墻砌筑質(zhì)量往往難以保證，塊石與塊石之間常常因為施工工藝原因，縫隙大，難以形成整體，在沖刷性河段，常發(fā)生坍塌。生態(tài)格網(wǎng)擋墻利用網(wǎng)格把石塊連接成整體，整體性較好，且表層可覆土綠化，抗沖性也較好，但墻身部分常會掛垃圾，需經(jīng)常管護。C20埋石混凝土擋墻施工工藝成熟，用石料量較少，抗沖性能好，但生態(tài)性較差。

綜合考慮，本工程河段流速較大，采用傳統(tǒng)材料C20埋石混凝土重力式擋墻對沖刷崩岸可進行有效防護，同時，上部采用生態(tài)砌塊護坡，既能滿足流速沖刷要求，也能起到很好的景觀綠化作用，因此，本次設(shè)計選擇C20埋石混凝土重力式擋墻結(jié)構(gòu)。

4 項目建設(shè)與運行管理

安全生態(tài)水系建設(shè)實施的過程中，不可避免地對項目區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生擾動，但應(yīng)控制在最小的影響范圍。施工過程中對照“八有”的要求，有意識地開展項目區(qū)生態(tài)保護，嚴格控制施工要求，加強施工監(jiān)理，并對施工人員開展宣傳教育。

工程建成后應(yīng)建立長效管理機制，建立管理機構(gòu)。本工程以河長制為管理依托，嚴格按照岸線和河岸生態(tài)保護范圍，規(guī)范各類涉水建設(shè)活動，防止新的亂占、亂挖、亂建等現(xiàn)象出現(xiàn)，并定期開展河道健康評估，制定水環(huán)境監(jiān)測、水生態(tài)監(jiān)測制度，及時發(fā)現(xiàn)河流水系存在的問題，提出相應(yīng)的保護方案。

此外，生態(tài)親水區(qū)要做好防洪的提前預(yù)警預(yù)報，做好人員的疏散，場地圍欄等工作，植物措施要做好建后管護、補植等工作，保障管護經(jīng)費。

5 結(jié)語

本文以雙洋溪南洋河段安全生態(tài)水系建設(shè)項目為例，根據(jù)河道工程條件和自然條件的不同，通過對工程總體布置、生態(tài)安全、工程造價、施工與維護等方面的綜合考量，對安全生態(tài)水系建設(shè)項目進行設(shè)計，并對其中的護岸工程進行了優(yōu)化比選，擇優(yōu)推薦綜合性能好的建設(shè)方案。優(yōu)化后的安全生態(tài)水系建設(shè)方案，能較好地滿足工程運用的要求，對類似工程有一定的借鑒意義。