生態(tài)護岸在山洪溝防洪治理工程中的應用
——以桂口港治理設計為例

黃 雍，翁朝暉，盧勇鵬，程 雪

(湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院，湖北 武漢430064)

湖北省地處長江中游、洞庭湖以北，東西北三面環(huán)山，中間低平，向南敞開，境內(nèi)山丘廣大，江河縱橫，湖庫眾多，汛期經(jīng)常受鋒面雨、局部強對流暴雨和熱帶氣旋暴雨襲擊，易形成高強度、大范圍、長歷時集中降雨，誘發(fā)山洪災害[1]。傳統(tǒng)山洪溝防洪治理工程護岸型式使用的材料多為漿砌石及混凝土等，根據(jù)設計洪水嚴格按水力學公式設計河道斷面，其重點考慮的是防洪安全、材料經(jīng)濟、施工方便等因素，鮮有兼顧生態(tài)環(huán)境需求。近年來，傳統(tǒng)硬質(zhì)護坡的弊端逐漸顯現(xiàn)，水體與陸地的通道被隔段，水生態(tài)環(huán)境惡化、河流自凈功能降低，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。習近平總書記在黨的十九大報告中提出：“人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然、順應自然、保護自然。”生態(tài)護岸集生態(tài)與岸坡防護兩種功能于一體，在外觀上更接近自然，在保護岸坡穩(wěn)定的基礎上更有利于維持河流的原生態(tài)。

1 桂口港山洪溝治理方案

桂口港為陸水左岸一級支流，桂口港河道比降大，匯流時間短，水流速度快，洪峰模數(shù)大。由于河道治理資金不足，當?shù)貎H在部分河段修建防洪工程，未能形成封閉的防洪保護圈。由當?shù)卮迕褡孕谢I建的防洪工程，存在防洪標準偏低、堤防不完整、擋墻質(zhì)量差，缺少岸坡護砌、抗沖刷能力差、垮塌、淘蝕嚴重和行洪障礙多等問題。

1.1 防洪標準

桂口港保護人口1.2萬人，耕地0.9萬畝，根據(jù)《防洪標準》(GB50201-2014)，并依據(jù)本工程所保護對象的規(guī)模、重要性和防護要求，本次設計桂口港的防洪標準擬定為10 a一遇，主要建筑物工程級別為5級。

1.2 護岸線布置

本次岸線布置根據(jù)整治河道順其自然的原則，對河道岸線進行梳理的同時避免裁彎取直，局部卡口及淤積河段對其進行適當拓寬及疏挖，岸坡垮塌河段按原始岸線布置，恢復原有河道形態(tài)。

工程區(qū)所屬崇陽縣境內(nèi)塊石資源豐富、儲量大、質(zhì)量好，針對不同河段特點、根據(jù)實測地形，充分考慮當?shù)卦牧霞吧鷳B(tài)環(huán)境的要求對護岸工程進行設計。崇陽縣桂口港山洪溝治理主要采用兩種生態(tài)護岸型式：干砌與漿砌相結(jié)合的生態(tài)擋墻及格賓擋墻。

桂口港山洪溝治理工程共3段，分別為黃灣段、周家橋段及桂口橋段，重點保護長坪、桂口、漢興三個村莊等歷次洪澇災害嚴重的地區(qū)。黃灣段樁號0+000～0+348，該段河道寬度為18～25 m，左右岸均為連片農(nóng)田，岸坡多為松散的土質(zhì)結(jié)構(gòu)，抗沖刷能力和穩(wěn)定性均較差，受制于工程總投資限制，同時考慮生態(tài)要求，對黃灣段樁號0+044～0+750左岸、樁號0+000～0+348右岸采用干砌石與漿砌石相結(jié)合的生態(tài)擋墻型式。

周家橋段及桂口橋段兩岸有較多居民集中居住，考慮人水和諧、工程與生態(tài)相協(xié)調(diào)、盡量減少對環(huán)境的破壞影響，對周家橋段樁號0+844～1+960左岸與樁號1+271～2+439右岸、桂口橋段樁號2+439～3+812左岸與樁號2+439～2+983、3+244～3+812右岸采用新建格賓擋墻型式。

圖1 工程岸線布置示意圖

1.3 護岸設計

1)干砌石與漿砌石相結(jié)合的生態(tài)擋墻型式。干砌石擋墻抗沖性能較差，適用流速3～4 m/s，柔性及透水性較好，施工簡便，但耐久性較差。漿砌石擋墻抗沖流速可達6 m/s，較干砌石擋墻整體性好但透水性差，本設計采用的干砌與漿砌相結(jié)合的生態(tài)擋墻，兼顧了二者的優(yōu)點，并充分利用了當?shù)貎α控S富的石料，擋墻高4～5.5 m，背水面坡度1∶0.5，采用漿砌石砌筑，迎水面為階梯式干砌石，階梯每級高0.5 m，寬0.3 m，階梯型式可為動植物提供生存、繁殖空間，還具有落水者自救性能，便于落水者攀爬上岸，充分體現(xiàn)了以人為本的設計理念。

圖2 生態(tài)擋墻結(jié)構(gòu)圖

2)格賓擋墻及墻前平鋪雷諾護墊護腳型式。格賓擋墻及雷諾護墊是一種采用鍍鋅的鋼絲編制成網(wǎng)狀的矩形箱體結(jié)構(gòu)，箱體內(nèi)填充天然鵝卵石或塊石。格賓擋墻與雷諾護墊可通過扎絲緊密相連，整體是具有一定的孔隙率、逐層堆砌的一種新型柔性擋土結(jié)構(gòu)，能夠很好的適應地基變形，不易斷裂破壞[2]，同時，由于網(wǎng)箱的過濾作用，水流中的淤泥得以沉淀在網(wǎng)箱內(nèi)的石縫中，可以促進水生植物在其中生長，有利于魚、蝦類生存和繁衍，改善河流水質(zhì)，恢復河道的自然生態(tài)。另外，格網(wǎng)在工廠制作完成，施工現(xiàn)場組裝，施工快捷簡便[3]，受天氣影響較小，能較大的提高施工效率。

而在桂口港治理設計中，對淤積河道疏挖后，對岸坡采用格賓擋墻護砌，墻高2～3 m，擋墻頂寬1 m，從上至下鋼絲石籠數(shù)量層層疊加，2 m高擋墻底寬1.5 m，3 m高擋墻底寬2 m，面墻退臺0.5 m，臺面用于綠化(如臺階土工包袋、種植攀爬植被等)，墻背面設置土工布，其后回填砂礫料，擋墻墻趾采用平鋪雷諾護墊護腳以防沖刷。

圖3 格賓擋墻結(jié)構(gòu)圖

1.4 治理效果

工程實施后，工程河段的防洪能力得到增強，使桂口港治理河段達到10 a一遇防洪標準，結(jié)合已建立的山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)及群測群防體系等非工程措施，形成相對較為完善的山洪災害防治體系[4]，增強了河道兩岸長坪、桂口、漢興三個村莊及重要基礎等防護對象的山洪災害綜合防御能力，水系基本功能得到有效恢復，水環(huán)境得到明顯改善，沿河居民的居住條件及生活質(zhì)量得到顯著提高，社會效益顯著。

本工程于2016年完工后，成功經(jīng)受了崇陽縣2017年6月23特大洪水的考驗，有效減低山洪災害造成的損失，經(jīng)濟效益顯著。

“人水和諧，注重生態(tài)”是山洪溝防洪治理原則之一，本工程在資金允許的條件下，摒棄了傳統(tǒng)硬質(zhì)護坡，采用生態(tài)護岸型式，保證了河流與岸坡土體中地下水的正常交換，利于水生植物生長，并滿足洪水期抗沖需要，使護岸整體處于良性循環(huán)中，工程施工完成后可迅速恢復到原生態(tài)，生態(tài)效益顯著。

圖4 工程實施后現(xiàn)場照片

2 結(jié) 語

對于山洪溝的防洪治理模式，應改變傳統(tǒng)河道治理的設計理念，在滿足防洪要求基礎上，在資金允許的條件下，因地制宜的采用石籠、木材、草皮等生態(tài)材料[5]，有利于修復溝河的生態(tài)系統(tǒng)，營造河流形態(tài)的多樣性，塑造河岸空間的多自然化。