綜合生態(tài)護(hù)岸疏浚技術(shù)在城市水環(huán)境治理中的實踐

陳偉靈

(廣東省科達(dá)水利電力巖土工程有限公司，廣州 510000)

0 引 言

隨著人們對環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷加深，如何做到“人與自然和諧相處”是工程建設(shè)所面臨的一個重點難點[1]。中小河流的治理是一項系統(tǒng)性很強的工程，涉及范圍廣，包含內(nèi)容多。制定切實有效的河流治理措施，能夠在保障中小河流治理效果，提高工程抗洪防洪能力，維護(hù)人民群眾生命財產(chǎn)安全的同時，達(dá)到保護(hù)河流周圍自然環(huán)境，打造順應(yīng)自然的水生態(tài)景觀，使人造環(huán)境與自然環(huán)境有機結(jié)合的目的。中小河流應(yīng)該樹立先進(jìn)的環(huán)境治理理念，按照河流治理目標(biāo)，采取多種措施相結(jié)合的方式，打造綠色環(huán)保、以人為本、效果出色的河道治理景象[2]。

為了實現(xiàn)工程水利向生態(tài)水利的重大轉(zhuǎn)變，協(xié)調(diào)河流治理與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。臺山市公益水治理工程針對目前河流所存在的問題，制定了綜合治理措施，設(shè)計了生態(tài)堤岸[3]。文章對該工程的生態(tài)護(hù)岸疏浚技術(shù)在河流治理中的應(yīng)用進(jìn)行探討，為需要提高流域防災(zāi)減災(zāi)，排澇減洪的能力和美化生態(tài)景觀的工程提供了可靠的經(jīng)驗。

1 工程概況

本工程項目治理河段包括公益水(水步段)及公益水(大江段)。治理范圍為各河段主干及流域內(nèi)的支流，共治理河長42.0km。公益水位于潭江下游右岸，發(fā)源于臺山市古兜山北部的煙斗崗，流經(jīng)大江鎮(zhèn)、與水步支流匯合，于公益圩東頭匯入潭江主流。流域面積 130km2，河流長度 23km，平均比降1.57‰。河段受潮汐影響可達(dá)大江鎮(zhèn)及水步鎮(zhèn)，下游公益圍對防洪(潮)起了很大作用，但因堤圍未達(dá)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，必須加固。該河建有小(1)型水庫 4 宗，小(2)型水庫 7 宗，控制集水面積 23.7km2，總庫容 1808萬 m3。

工程所在潭江流域多屬丘陵山地，植被較好。本次工程按常遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行河道清淤和河道拓寬，并治理兩岸崩塌及水土流失；沿線農(nóng)田、村莊以加固堤腳、護(hù)岸為主；鎮(zhèn)區(qū)以20a一遇標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)加高加固堤防；流域面積較小的支流河口及有較大村莊和農(nóng)田較多的河段進(jìn)行堤防、護(hù)岸加固，其他河段以清淤護(hù)岸、提高行洪能力為主。在保證河道行洪安全的基礎(chǔ)上，改善河流的生態(tài)環(huán)境，修復(fù)河流的生態(tài)多樣性，實現(xiàn)河流，人文與生態(tài)景觀一體化的綜合治理目標(biāo)[4]。

兩河段現(xiàn)狀主要問題為：岸坡土體抗沖刷能力較差，河岸有被淘刷的現(xiàn)象，局部段防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低。

水步段治理河長22.0km，清淤長度22.0km，護(hù)岸長度10.21km，重建水陂一座，重建水閘3座，新建橋涵1座，新建岸頂綠道10.83km。

大江段治理河長20.7km，清淤長度20.7km，護(hù)岸長度9.81km，新建箱涵3座，機耕路、低位親水平臺步道或岸頂景觀綠道共15.38km。

通過現(xiàn)場調(diào)查，確定各段防洪標(biāo)準(zhǔn)。本工程堤防工程級別和河道建筑物級別為4級，其他次要建筑物及臨時建筑物級別為5級。

2 護(hù)岸工程

2.1 護(hù)岸治理原則

該河流所處地區(qū)耕地資源相對匱乏，地少人多，建設(shè)空間有限。由于河岸不穩(wěn)，河道主槽不固定，洪水來得快，部分河岸沖刷嚴(yán)重。因此采用護(hù)岸能夠穩(wěn)定河勢，防止河岸掏刷。本次護(hù)岸措施的將工程措施和植物措施相結(jié)合，盡量維持河道天然岸坡形式，避免了全線人工護(hù)岸，選擇合適必要的位置上進(jìn)行護(hù)岸設(shè)計。同時要兼顧河道水生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，為植物生長和動物繁殖創(chuàng)造條件，從而有效改善河道水環(huán)境，防止水土流失。在護(hù)岸材料的選擇上盡量選用自然材料，避免使用不透水材料。

2.2 護(hù)岸型式

本項目主要對村莊、農(nóng)田較多的迎流頂沖河段進(jìn)行護(hù)岸，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，確定治理方案，工程護(hù)岸形式選擇坡式和墻式護(hù)岸兩種。

墻式護(hù)岸：根據(jù)邊坡斜度和河道淤積情況來看，墻式護(hù)岸適用于邊坡陡峭，河道淤積較深的河段，墻面材料選擇埋石混凝土，墻式護(hù)岸基底深入河底基面一下50cm。

坡式護(hù)岸：針對河道淤積較深形成灘地，河道被淘刷嚴(yán)重的河段選用坡式護(hù)岸，護(hù)坡坡比1∶1.5～1∶2.5，可以選用漿砌卵石、開槽框格混凝土、生態(tài)格網(wǎng)、草皮護(hù)坡等型式作為護(hù)坡結(jié)構(gòu)。坡式護(hù)岸斷面圖，見圖1。

圖1 坡式護(hù)岸斷面圖

在該工程治理前，仔細(xì)對河道的周圍環(huán)境進(jìn)行勘察了解。分析河道邊坡的特征，河岸耕地和建筑物的分布情況，以及河道的淤積程度等，分段對河道進(jìn)行分析比較，選用最合適的護(hù)岸型式進(jìn)行護(hù)岸治理。

2.3 護(hù)岸材料

護(hù)岸材料種類較多，各有優(yōu)缺點[5]。混凝土、漿砌石護(hù)岸墻整體剛度大，抵抗沖擊能力強，屬于剛性材料，造價成本高，而且不能給植被提供生存環(huán)境。草皮護(hù)坡對生態(tài)景觀有利，投資造價較低，但抗沖刷性差。河道護(hù)岸應(yīng)根據(jù)每段護(hù)岸所選的護(hù)岸型式，在可控的工程造價下，在生態(tài)治理理念的指導(dǎo)下就地取材或者選用生態(tài)材料進(jìn)行護(hù)岸，最后結(jié)合各方面因素，仔細(xì)比選確定各段護(hù)岸材料。結(jié)合河道邊坡的土質(zhì)、水流速度、護(hù)坡寬度等因素，本工程選擇草皮，格賓籠護(hù)坡和雷諾護(hù)墊生態(tài)護(hù)坡材料進(jìn)行護(hù)坡[6]。

雷諾護(hù)墊的坡岸面要平整密實，基底土質(zhì)和其密實度均要符合設(shè)計要求，按照規(guī)定組裝好雷諾護(hù)墊后，要注意護(hù)墊網(wǎng)面與邊端鋼絲的翻邊和絞邊要求。格賓籠護(hù)坡在組裝完成后，其各種網(wǎng)片交接處的綁扎道數(shù)要符合要求，格賓籠每一組之間的連接綁扎要穩(wěn)定連成一體。

雷諾護(hù)墊和格賓籠護(hù)坡能夠透水透氣，岸坡周圍物質(zhì)的相互交換融合，給生物創(chuàng)造了良好的生存條件。在加固岸坡的同時，最大程度地實現(xiàn)了河流的自我修復(fù)功能。再結(jié)合植物草皮，通過植物色彩搭配，創(chuàng)造了美觀，宜人的河道景觀。

選用草皮護(hù)坡的部分，在草皮護(hù)坡噴播后每間隔3天，采用霧狀噴播設(shè)備，在0.1m3/m2的澆水量下不間斷澆水4h，保證護(hù)坡表面濕潤，水流，能夠深入草皮底部，保持該狀態(tài)直到草種全苗、齊苗。當(dāng)護(hù)坡植草平均高度達(dá)到5cm時，揭開無紡布，以免阻止植物生長，并施肥加強植草生長能力。

本護(hù)岸工程選用生態(tài)塊擋墻磚和連鎖式植草護(hù)坡磚，與生態(tài)護(hù)坡材料格賓籠和雷諾護(hù)墊相連接，鋪設(shè)完磚塊后，在孔洞敷土，種上耐水常青的草籽，形成有層次感的綠色整體生態(tài)護(hù)岸。

3 清淤工程

3.1 清淤原則

該河流水土流失嚴(yán)重、泥沙淤泥突出、河床不斷抬高，部分河段因為淤積過后出現(xiàn)了淺灘，淺灘上雜草叢生。再加上河道管理不足，四周居民亂扔亂倒的行為得不到有效制止，河道周圍屢被人為侵占。因此需對該河流清淤疏浚，沿著河流的走向進(jìn)行治理，從而在不改變河道斷面形狀，不對河道過多挖填的條件下提高河道的行洪能力。根據(jù)河道現(xiàn)狀，確定各段適宜的河相系數(shù)以及常遇洪水過流能力復(fù)核，確定各段適宜的穩(wěn)定河寬，復(fù)核各段適宜水深情況，選擇合適的清淤方式，清淤過程中要保護(hù)河道護(hù)坡穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生心得掏刷問題，還要保護(hù)天然形成的邊灘和河心灘，保留自然景觀[7]。在清淤完成后的河底高程與河道銜接自然，過渡連續(xù)，水流平緩。

3.2 清淤設(shè)計

本工程結(jié)合天然河床現(xiàn)狀，以不危及堤防基礎(chǔ)為原則，根據(jù)設(shè)計洪水計算結(jié)果，選取不同的河道糙率對擬定的設(shè)計斷面進(jìn)行方案比較后，結(jié)合現(xiàn)狀河道及堤防建設(shè)合理地選定了河道清理范圍。再根據(jù)程作為控制清淤的設(shè)計河床高程。

通過控制河底高程和河道斷面對主河道清淤進(jìn)行設(shè)計，清理出河道主槽，主河道清淤典型斷面見圖2；對于邊灘淤積，不宜過度切灘，以保證河道順暢為原則，有挖有填，邊灘清淤典型斷面見圖3。

圖2 河道主槽清淤典型斷面

圖3 邊灘清淤典型斷面

3.3 淤泥運輸

選擇已存村道和已修建的臨時施工道路作為清淤機械設(shè)備的下河馬道，以河流的中點作為清淤起點，分別向河道上游和下游兩個方向分同時施工開挖。分上游和下游兩個施工段，根據(jù)“中心向兩側(cè)”和“上方至下方”的原則依次對河道淤泥進(jìn)行掏除?？稍诤拥劳鈧?cè)布設(shè)一條縱向排水溝，使少量河水能夠排出。

清淤運輸過程中做好清掃保潔工作，防止對周圍環(huán)境造成污染。本工程清淤量很大，運輸過程要小心防止淤泥污染道路，計劃將河道中掏出的淤泥完全曬干后再往外運輸。且部分掏出的淤泥可以作為建筑材料運用于護(hù)岸工程中，實現(xiàn)再次利用。

4 河道建筑物

河道建筑物主要是景觀陂頭、橋涵和親水步道。河道坡降不大，為方便沿線群眾生活灌溉用水需要，美化河道景觀，保持各河段生態(tài)景觀水位，擬新建景觀陂頭。治理河段現(xiàn)狀有過河橋涵若干座，規(guī)模較小的采用埋涵方式重建或改建。并在護(hù)坡頂部設(shè)置了親水步道和綠化平臺。

陂頭所形成的跌水的景觀增加了建筑物的觀賞性和美感。在保留河道兩側(cè)原有綠化的條件下，親水步道和綠化平臺形成了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、植被豐富的自然堤岸，不僅減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞，還方便了附近的人民群眾進(jìn)行休閑娛樂活動。

5 生態(tài)效果分析

本工程治理本著防災(zāi)減災(zāi)、岸固河暢、自然生態(tài)、安全經(jīng)濟、長效管護(hù)的總體原則，重點解決河道行洪暢通，提高流域綜合防災(zāi)減災(zāi)能力[8]。實施后能有效減少流域內(nèi)的山洪災(zāi)害及當(dāng)?shù)氐暮樗{，使得治理河段防洪能力提高。保障人民的生命財產(chǎn)安全，服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展，創(chuàng)造了在優(yōu)美，自然的河流綠色空間。根據(jù)本工程所采用的工程措施和植物措施從以下幾個方面對該工程的生態(tài)治理效果進(jìn)行分析。

從與河道現(xiàn)狀的匹配性來說，該工程生態(tài)護(hù)岸疏浚技術(shù)因地制宜，河道整治順應(yīng)自然形式，采用河道天然斷面進(jìn)行設(shè)計，避免對河道進(jìn)行過多的改造，選擇適應(yīng)河道的護(hù)坡方式，減少治理過程中對河段河勢，河槽的影響。治理完成后不僅不會在河岸兩側(cè)形成易澇區(qū)，也不會影響河道兩邊居民的正常生活，還提升了河道及兩岸環(huán)境質(zhì)量。

從工程安全和耐久性來說，工程措施中的建筑物結(jié)構(gòu)牢固，整體性強，耐磨防沖，在遇到緊急情況時不會坍塌，使用年限長，質(zhì)量安全可靠，能維持河道的相對穩(wěn)定。也能與植物生態(tài)系統(tǒng)形成一個整體，不擔(dān)心水環(huán)境的浸泡和沖刷。

從施工的可操作性來說，本次生態(tài)治理措施中所采用的主要建材在當(dāng)?shù)厝菀撰@取，并充分利用河道清淤開挖料，工程占地相對較少，施工技術(shù)要求相對較低，施工過程簡單，后期維護(hù)管理方便，投資相對較省。工程方案實施具有可行可操作性。

從生態(tài)景觀的親水性來說，本工程治理設(shè)計方案不僅完成工程目標(biāo)，提高了河道防洪抗洪的能力，還滿足了河道周圍生態(tài)環(huán)境的需要。工程措施和植物措施有機的結(jié)合在一起，形成了安全可靠，親水美觀的近自然堤岸，堤岸的實用屬性和觀賞屬性得到了完美融合，真正實現(xiàn)了水清，景美的生態(tài)綜合治理。

從生態(tài)合理性來說，治理過程中采用了合理的生態(tài)材料，治理方式順應(yīng)天然河道的現(xiàn)狀。在工程治理完成后，給水生生物創(chuàng)造了繁殖空間，提高了生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，工程整體體現(xiàn)了生態(tài)、自然、人水和諧的狀態(tài)。

6 結(jié) 論

公益水河道治理工程解決了河道目前所存在的防洪，排澇的問題，并將生態(tài)技術(shù)應(yīng)用于河流治理的實踐過程中，結(jié)合多種措施進(jìn)行生態(tài)綜合治理。貫徹落實了綠色生態(tài)，環(huán)境治理的理念，特別注重工程的景觀設(shè)計，維護(hù)了河流治理開發(fā)與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，創(chuàng)造了能夠抵御較強河流沖刷的美觀、和諧、舒適的河流工程，充分體現(xiàn)了人與自然的和諧統(tǒng)一。

要將生態(tài)技術(shù)貫穿于河流治理的過程中，努力大膽地對河道景觀改造進(jìn)行探索和應(yīng)用。中小河流治理采用生態(tài)治理的同時，也要防止后期河流遭受污染，要真正做到人與河道、經(jīng)濟與河道的和諧發(fā)展少不了后期的監(jiān)督和管理。此外，本項目治理河段治理范圍廣，南北跨度大，更要注重后期的監(jiān)督和管理，采用智能化、系統(tǒng)化的管理方式，形成長期有效的維護(hù)管理機制，實現(xiàn)治理河段長久發(fā)揮效益的目標(biāo)。