本溪縣小湯河生態(tài)治理的設計綜述

郭 超

(本溪市水利電力勘測設計有限責任公司，遼寧 本溪 117022)

0 引 言

河道生態(tài)治理充分利用河流的自修復功能，因地制宜的把美學價值、河流自然屬性融入至設計方案，以遵循自然規(guī)律為前提將生態(tài)環(huán)境受設計施工方案的影響降到最低，從而維持水系統(tǒng)的生態(tài)平衡。以小湯河治理工程為例，圍繞“凈、排、蓄、滲”等指標開展生態(tài)護岸選型、斷面設計、中心線布置等，結果表明生態(tài)治理模式能夠保證防洪安全、恢復河流形態(tài)多樣性，為河道植物生長和動物棲息創(chuàng)造有利條件[1-3]。對比分析生態(tài)治理與傳統(tǒng)治理效果，如表1。

1 工程概況

小湯河流域河道治理共分7個工程段，治理總長13.46km，各段工程范圍、河道及兩岸堤防現(xiàn)狀詳見表2。

表1 河道治理效果對比分析表

擬對設計河道采取疏浚措施，部分河段需要擴寬河道，以保障汛期行洪安全。其中，工程段采用賓格石籠護腳和護坡相結合的措施，生態(tài)段岸坡進行植樹種草措施，降低汛期洪水對岸坡的沖刷影響。

表2 小湯河治理工程段河道現(xiàn)狀

續(xù)表2 小湯河治理工程段河道現(xiàn)狀

2 生態(tài)治理工程設計

2.1 工程布置原則

為保證防洪安全，建立完整防洪體系以及達到綜合整治目的，岸線布置應遵循如下原則：

1)安全性。工程設計是以防洪為主要目的，使經過治理后的河道能夠保證沿岸的群眾、農田及村莊安全，達到汛期洪水下泄標準；在原有建筑物、堤防不影響泄洪的條件下，遵循能用則用的原則；對能用而又未達到防洪標準的堤防或建筑物，按規(guī)劃設計確定的防洪標準加以提高；對影響行洪或泄洪的建筑物、堤防、林地要堅決清除，從而消除安全隱患；新建岸線應本著上、下游兼顧、左右岸互利的原則，修建在土質較好且比較穩(wěn)定的地方。

2)經濟性。河道治理應經濟合理，盡量做到風險最小、利益最大，在防洪安全的同時滿足當地對灌溉、洪水、生態(tài)、景觀等方面的要求，充分發(fā)揮投資效益。盡可能不占或少占林地、耕地，盡量少拆遷或不拆遷以降低由此產生的經濟費用；條件允許時應做到岸路結合，為防汛搶險和城市交通創(chuàng)造有利條件[4]。

3)自然性。充分考慮河道的洪水流勢及其天然現(xiàn)狀，因勢利導，兼顧左右岸、上下游尊重河流原有的自然形態(tài)，摒棄平面規(guī)劃、裁彎取直的原則。

4)生態(tài)性?；謴团c保護多樣性的河流形態(tài)，滿足河流邊界條件，為動物棲息和植物生長創(chuàng)造適宜的空間，避免河道渠系化，盡量保存保存深潭、淺灘、急流、緩流的自然狀態(tài)。

5)景觀性。在合理布置河道護岸、確保工程防洪效益的條件下，考慮環(huán)境美化、河岸綠化等景觀要求，將小湯河流域沿岸打造成為一道靚麗的旅游風景線。

2.2 護岸型式選擇

根據現(xiàn)狀建設材料分布、埋藏數量、工程地質、水文條件及其他技術條件等因素，設計擬定兩種護岸型式，即Ⅰ方案賓格護腳結合賓格石籠護岸、Ⅱ方案毛石混凝土直墻式擋土墻護岸。針對以上兩種護岸型式，從經濟條件和技術可行性的角度加以分析：

Ⅰ方案：賓格護腳結合賓格石籠護岸。該方案具有投資較少、所需勞力少、節(jié)省水泥、利用河道清淤與清底砂礫石的優(yōu)點，結合生態(tài)治理早坡面綠化。同時，坡式護岸施工方便、質量容易控制，具有良好的基礎變形適應性，因具有較大的岸頂寬度，有利于汛期搶險，但該方案存在占地較多的缺點[5]。

Ⅱ方案：毛石混凝土直墻式擋土墻。該方案投資于Ⅰ方案相差不大，較Ⅰ方案其勞力少，但所需較多的水泥量。此外，由于使用兩種不同性質的材料，對基礎具有更加嚴格的要求，且施工干擾性大。

綜上分析，護岸型式以Ⅰ方案更為合適，工程投資和勞力比其它方案少，而且技術簡單，對環(huán)境影響小，又能就地取材，施工方便。另外，岸線布置時以原有岸坎線為基礎，岸坡占地為河道灘地范圍。河道清灘、清障和開挖的砂礫料基本能滿足護岸土料需求，工程所需毛石、碎石可由距施工現(xiàn)場8km的二道溝采石場購運，開采面廣，儲量豐富，軟弱層少，運輸條件較好，石場至施工現(xiàn)場有公路相連，運輸方便。河道治理應充分考慮生態(tài)河道建設，以減少工程措施外露。通過經濟和技術比較，最終確定護岸型式選擇Ⅰ方案，護岸結構型式如圖1。

工程設計范圍起點香磨大橋，終點陳英橋，河道治理總長13.46km，新建護岸全長為10909m，其中右岸新建護岸5846m(型式為賓格石籠基礎結合賓格石籠護岸型式)；左岸新建護岸5063m(樁號L1+780-L3+039段、L4+020-L5+063段為生態(tài)護岸型式，其余均為賓格石籠基礎結合賓格石籠護岸型式)。

(a)方案Ⅰ

(b) 方案Ⅱ

2.3 護岸斷面設計

2.3.1 護岸頂高程

小湯河工程段現(xiàn)狀河道呈“V”型，主河槽位于河谷中心，兩岸多為灘地，岸坎較低，岸坎以外為逐漸抬高階地，階地外側多為山體，河道現(xiàn)狀岸坎平均高度為1.5m?，F(xiàn)狀左右岸岸坎頂高程滿足防洪要求，河道兩岸堆砌河道疏浚料，為防止洪水淘刷岸坎，故設計護岸頂高程以設計洪水水位加0.5m而定。

2.3.2 斷面設計

工程設計共分7個段，由新建護岸及河道疏浚組成，其中新建護岸由均質護岸、生態(tài)護岸兩種型式。設計河底縱斷面，按照天然河道，盡量避免加深河道行洪斷面或縮小行洪斷面為原則確定設計河底高程線。并與交通橋墩基礎比較，不影響交通橋的安全使用為原則[6-7]。

1)均質護岸。護岸岸坎按1∶2.5的坡比整形，岸坡采用賓格石籠防護，坎頂高程護至設計水位加0.5米超高處。賓格網石籠厚0.3m，下設0.2m卵石墊層及反濾土工布一層。護岸坡腳設置賓格網石籠，護腳深度1.2m，寬1m，背水側坡比為1∶2，放坡至原地面，背水坡播撒草籽并種植紫穗槐(株行距：0.4m×0.4m)。

2)生態(tài)護岸。迎水面坡比為1∶3，坡面撒草籽并種植紫穗槐(株行距：0.4m×0.4m)。新建護岸考慮防汛搶險要求，岸頂寬度設定為4m。

2.3.3 疏浚設計

小湯河(香磨橋-陳英橋段)河道治理工程清淤疏?？傞L度為9.412km，根據河勢情況，對凸岸淤積段和河道較狹窄段在不占地的前提下進行開挖疏浚，將疏浚的土方就近運至低洼或護岸頂部，石籠防護段按照1∶2.5邊坡進行整形填筑，之后鋪設石籠防護，生態(tài)防護段邊坡坡比為1∶3.0，采用紫穗槐進行護岸。根據兩岸險工布置和河床情況，考慮上下游銜接進行疏浚開挖，共計布置3段分別為河心樁號0+475-2+627、3+306-9+560、10+843-11+849，如表3，各斷面河道控制高程按照縱斷圖確定。

表3 清淤工程布置表

2.4 工程量確定

小湯河河道治理工程主要包括河道清淤、生態(tài)護岸及賓格石籠護岸工程，其中清淤河段長度共計9.412km，生態(tài)護岸長度共計2.302 km，賓格石籠護岸長度共計8.607km。主要工程量：河道清淤30.74萬m3、土方開挖8.18萬m3、賓格石籠護墊2.09萬m3，賓格石籠基礎1.08萬m3，如表4。

表4 主要工程量

3 結 論

隨著生活水平的提升和經濟的快速發(fā)展，人們對河道生態(tài)環(huán)境的要求也越來越高。河道治理工程設計、建設、組織過程中，如何積極吸取生物學、生態(tài)學研究方法，遵循河流自然屬性減少生態(tài)環(huán)境受河道治理的脅迫，形成標準化河道生態(tài)治理模式已成為現(xiàn)階段研究的重點。通過確定清灘疏浚范圍、生態(tài)護岸及格賓石籠護岸，小湯河河道治理工程實現(xiàn)了美學價值和保留河流原有自然屬性的生態(tài)目標，可為其他河道生態(tài)治理提供一定的參考。