多種生態(tài)護(hù)岸型式在高郵橫涇河整治工程中的應(yīng)用

楊慶慶 王桂智 張慧 劉冠霆 周健

摘 要：高郵橫涇河整治工程中河道護(hù)岸型式比選較為重要，需根據(jù)具體情況綜合選擇。本文通過(guò)比較不同生態(tài)護(hù)岸的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)選出四種生態(tài)護(hù)岸型式應(yīng)用于橫涇河整治工程中，對(duì)今后類(lèi)似工程具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：生態(tài)護(hù)岸;結(jié)構(gòu)型式;方案比選

中圖分類(lèi)號(hào)：TV861? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2020）11-0111-03

1 工程概況

高郵橫涇河位于江蘇省高郵市的中北部，西起運(yùn)河腳下馬棚陳橋村，向東穿越白馬蕩、三垛蕩，直連橫涇的三郎廟至興化市的東潭溝入九里蕩，高郵境內(nèi)長(zhǎng)28.35km，為人工河。它是高郵腹部地區(qū)一條重要的排澇骨干河道，該河流經(jīng)馬棚、龍虬、三垛、橫涇4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。保護(hù)人口8.8萬(wàn)人，保護(hù)耕地面積22萬(wàn)畝。

自1974年對(duì)河道進(jìn)行疏浚工程以后，橫涇河未再有大的工程措施，因此現(xiàn)狀河道淤積嚴(yán)重，遇有強(qiáng)降雨時(shí)下泄不暢，極易形成大面積內(nèi)澇[1]。同時(shí)現(xiàn)狀部分圩堤坍塌嚴(yán)重，堤坡剝落，難以抵擋高水位。河道沿線的建筑物大多數(shù)建于上世紀(jì)七、八十年代，多年運(yùn)行，建筑物損壞嚴(yán)重，尚有圩口涵閘是漿砌磚結(jié)構(gòu)，遇有高水位，就會(huì)發(fā)生險(xiǎn)情，安全隱患較為突出。

2017年橫涇河整治工程正式實(shí)施，工程主要內(nèi)容為河道疏浚整治、河坡護(hù)岸防護(hù)及沿線建筑物拆建等。其中護(hù)岸設(shè)計(jì)根據(jù)河道功能、所處位置以及坍塌程度不同采用不同結(jié)構(gòu)的生態(tài)護(hù)岸型式，以達(dá)到因地制宜的治理效果。

2 護(hù)岸設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)原則

不同結(jié)構(gòu)的護(hù)岸防護(hù)型式可根據(jù)河道功能及工程位置所確定，河道護(hù)岸型式應(yīng)優(yōu)先采用生態(tài)型護(hù)岸[2]。一是根據(jù)工程所在位置劃分為生活區(qū)護(hù)岸與生產(chǎn)區(qū)護(hù)岸。經(jīng)工廠、居民密集處的河段劃分為生活區(qū)護(hù)岸，經(jīng)農(nóng)田等無(wú)人居住區(qū)的河段劃為生產(chǎn)區(qū)護(hù)岸。生活區(qū)護(hù)岸型式應(yīng)以護(hù)岸修整、綠化工程和生態(tài)修復(fù)為主，同時(shí)結(jié)合河道清淤，以提高水體自?xún)裟芰?，用自然型護(hù)岸替代傳統(tǒng)硬質(zhì)材料護(hù)岸[3]。但是有時(shí)存在過(guò)水?dāng)嗝娌蛔愕那闆r，自然型護(hù)岸往往無(wú)法滿(mǎn)足河坡穩(wěn)定要求，因而依舊需采用硬化護(hù)岸。生產(chǎn)區(qū)護(hù)岸主要為滿(mǎn)足河道固有功能，硬質(zhì)護(hù)岸便能滿(mǎn)足要求。二是根據(jù)現(xiàn)狀河道排水功能劃分，以行洪為主的河道，需要抵抗河流沖刷，采用硬質(zhì)結(jié)構(gòu)護(hù)岸較為合理;以排澇為主的河道，則可采用自然型護(hù)岸。三是根據(jù)河道現(xiàn)狀情況，對(duì)不同河段進(jìn)行不同的防護(hù)型式，存在崩岸、塌岸、迎流頂沖、淘刷嚴(yán)重河段的堤岸，需采取硬化護(hù)坡護(hù)岸措施。

橫涇河整治工程具體生態(tài)護(hù)岸型式包括：仿木樁植被復(fù)合護(hù)岸、石籠凈水復(fù)合護(hù)岸、自嵌式植生擋墻、連鎖式生態(tài)護(hù)岸。

2.2仿木樁植被復(fù)合護(hù)岸

仿木樁植被護(hù)岸是將圓仿木樁沿著岸坡走向直接打入河坡底部，仿木樁護(hù)岸不僅可以抵消部分由于水位變化及船行波對(duì)兩岸的沖刷，還可以在仿木樁之間形成縫隙，使墻后水體與河道水體形成活水交換[4];仿木樁底部進(jìn)行清淤處理，使地下水與河道水循環(huán)流動(dòng)，在汛期和枯水期起到雙向調(diào)節(jié)的作用。木樁材料一般采用松木，施工前對(duì)松木表面進(jìn)行防腐處理。護(hù)岸后部土坡坡比宜取1：2.5～1：3，可種植根系發(fā)達(dá)的狗牙根、高羊茅等生態(tài)護(hù)岸植物以及觀賞性植物，使河道景觀功能與生態(tài)功能和諧統(tǒng)一。見(jiàn)圖1。

2.3石籠凈水復(fù)合護(hù)岸

石籠凈水復(fù)合護(hù)岸兼具石籠的穩(wěn)定性、內(nèi)部填料的凈水性、生態(tài)護(hù)岸的景觀性、水生植物的保護(hù)性等多種優(yōu)點(diǎn)，是一種新興的護(hù)岸型式。主要結(jié)構(gòu)為石籠內(nèi)部裝入碎石，置于護(hù)岸前端底部，同時(shí)在石籠內(nèi)裝入可以?xún)羲膬羲盍希▋羲盍系姆N類(lèi)與河道污染嚴(yán)重程度有關(guān)，例如河道污染主要為有機(jī)污染，則選用活性炭作為石籠填料;河道污染主要為富營(yíng)養(yǎng)化，則選用由鉆合劑和鐵屑合成的球形凈水材料）。石籠上部埋土，土內(nèi)可種植相應(yīng)的水生植物，對(duì)于水體凈化具有一定作用。石籠凈水復(fù)合護(hù)岸也可直接采用水生植物作為凈水材料，放置于石籠內(nèi)。石籠護(hù)岸后方斜坡可采用三維植被網(wǎng)進(jìn)行護(hù)坡，以達(dá)到美化環(huán)境、穩(wěn)定土坡的目的。石籠凈水復(fù)合護(hù)岸主要在水質(zhì)較差、坡度較大的河道護(hù)岸工程中應(yīng)用較為廣泛[5]。見(jiàn)圖2。

2.4自嵌式植生擋墻

自嵌式植生擋墻主要由自嵌式植生擋土塊（魚(yú)巢磚）、濾水填料、加筋材料、墻后土體等部分構(gòu)成。自嵌式植生擋土結(jié)構(gòu)是一種柔性擋土結(jié)構(gòu)，主要是憑借自嵌式擋土塊干壘而形成，同時(shí)依靠自嵌式擋土塊塊體自重來(lái)穩(wěn)定擋墻，固定護(hù)岸。見(jiàn)圖3。

（1）自嵌式植生擋土墻的墻面生態(tài)孔內(nèi)可以種植小型喬木及各種花草，水下部分可以采用水草種植。塊體后方小孔可以埋入植生土壤，形成立體的景觀效果。水生植物可以起到凈化水體的效果，可有效去除水體中的氮、磷等對(duì)水體有害的微量元素，同時(shí)植物的根系可以從擋土塊小孔伸入后方土壤中，以加固擋墻，提高整體穩(wěn)定性;

（2）河道內(nèi)的泥沙等物隨水流裹挾前進(jìn)，遇到墻體阻擋會(huì)在重力的作用下沉積在塊體孔內(nèi)，形成可供水生植物生長(zhǎng)的土壤，而泥沙中沉積的礦物元素也是良好的植物生長(zhǎng)肥料，對(duì)植物生長(zhǎng)具有良好的促進(jìn)作用;

（3） “魚(yú)巢”型式及孔內(nèi)的水生植物是河道魚(yú)類(lèi)等動(dòng)物產(chǎn)卵繁殖的天然場(chǎng)所，起到了良好的“以魚(yú)養(yǎng)水”的作用，對(duì)河道的整體生態(tài)平衡具有很大的調(diào)節(jié)作用;

（4）自嵌式植生型擋土墻區(qū)別于傳統(tǒng)硬質(zhì)混凝土擋墻，其滲透性較高，可以充分保證河道內(nèi)水與墻后地下水的水體交換，發(fā)揮水體自?xún)糇饔?，有效抑制藻?lèi)等有害植物的繁殖生長(zhǎng)，調(diào)整河道生態(tài)循環(huán)，重建河道以及河堤的生態(tài)系統(tǒng);

（5）塊體混凝土中添加納米氧化銀能有效抑制真菌、嗜水氣單胞菌和豚鼠氣單細(xì)胞菌等病原菌的繁殖，提高魚(yú)類(lèi)免疫能力，減少魚(yú)類(lèi)常見(jiàn)病的發(fā)生。

2.5連鎖式生態(tài)護(hù)岸

連鎖式生態(tài)護(hù)岸是一種目前新興的護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式。它適用于多種河道，是一種新型連鎖式預(yù)制混凝土塊鋪面系統(tǒng)，可以有效控制土壤水侵蝕，保證護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與長(zhǎng)時(shí)間使用。它的聯(lián)鎖設(shè)計(jì)使每塊磚與周?chē)?塊磚產(chǎn)生鎖力較大的聯(lián)合作用，使鋪面系統(tǒng)具有良好的整體穩(wěn)定性，即使水流沖擊作用較強(qiáng)也可以防御。磚孔和磚縫中生長(zhǎng)的植物可以進(jìn)一步提高鋪面的耐久性和穩(wěn)定性，另一方面可以美化環(huán)境，增加坡面植被。近年來(lái)，連鎖式生態(tài)護(hù)岸廣泛應(yīng)用于各種河流的治理工程中以及城市河道護(hù)岸工程。連鎖式生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)下圖。

3 不同護(hù)岸方案比選

對(duì)不同的護(hù)岸型式進(jìn)行優(yōu)、缺點(diǎn)比較，有利于更直觀地反映不同護(hù)岸的特點(diǎn)，便于根據(jù)工程及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇最適宜的護(hù)岸型式。

以上四個(gè)方案優(yōu)、缺點(diǎn)比選如下表所示。

橫涇河河坡防護(hù)基本采用在水位變動(dòng)區(qū)建設(shè)護(hù)岸的方式?？紤]到現(xiàn)狀迎水側(cè)堤坡陡立，且位于鎮(zhèn)區(qū)及村民集中居住段，其土地資源較少，升值潛力大，為節(jié)約土地、節(jié)省投資，河道的設(shè)計(jì)斷面應(yīng)在規(guī)劃上、經(jīng)濟(jì)上均較合理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定河口寬度，同時(shí)采用生態(tài)的、景觀的、經(jīng)濟(jì)合理的河坡防護(hù)方案，以兼顧河道功能與投資控制的要求。在滿(mǎn)足河道設(shè)計(jì)功能的基礎(chǔ)上，工程設(shè)計(jì)盡量考慮與周邊景觀相協(xié)調(diào)。

在河坡塌陷嚴(yán)重、且河口寬度有限的河段，優(yōu)先采用仿木樁植被復(fù)合護(hù)岸及石籠凈水復(fù)合護(hù)岸;在河口較為寬闊的河段則考慮采用自嵌式植生擋墻及連鎖式生態(tài)護(hù)岸。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合高郵橫涇河整治工程生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)方案的比選研究，分析了不同生態(tài)護(hù)岸型式的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，確定最終護(hù)岸型式還需根據(jù)河道開(kāi)挖條件、工程造價(jià)、工程防護(hù)要求等綜合考慮確定。本文的研究思路，對(duì)于今后河道整治工程中生態(tài)護(hù)岸的型式比選具有較強(qiáng)的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]揚(yáng)州市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司. 《災(zāi)后水利薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)項(xiàng)目高郵市橫涇河上段整治工程》[R].揚(yáng)州：揚(yáng)州市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，2018.6.

[2]徐秋菡.對(duì)河道生態(tài)護(hù)岸的思考[J].江蘇水利，2018（04）：61-64.

[3] 何旭升，逄勇，魯一暉，李文奇.凈水型護(hù)岸技術(shù)的探討[J].水利學(xué)報(bào)，2008（06）：659-666.

[4] 關(guān)春曼，張桂榮，程大鵬，何斌，費(fèi)宗如.中小河流生態(tài)護(hù)岸技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與熱點(diǎn)問(wèn)題[J].水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)，2014（04）：75-81.

[5] 李焯然，江洧，李仟，晏成明.河道生態(tài)型護(hù)岸研究進(jìn)展[J].廣東水利水電，2019（04）：20-23+29.