东北地区小型生态河设计浅谈——以大连市杨家沟河李店东桥上游段整治工程为例

朱万涛

（瓦房店市水利勘测设计有限公司 辽宁大连 116300）

1 工程概况

杨家沟位于辽宁省大连市境内，为岚崮河支流，发源于岗店小红山，流经九龙贾河屯、杨家沟、九龙街里，在关岚子东南入岚崮河，全长7.19km，全流域面积8.6km2。本次工程对杨家沟河李店东桥上游段606.4m进行治理，堤顶高程51.47～57.09m，治理段河道比降8.69‰。堤防工程级别为5级，设计防洪标准为十年一遇。

本次整治工程的主要任务是清淤、筑堤、绿化，改善环境质量，在满足河堤防洪标准的前提下大力抓生态水利，将杨家沟河李店东桥上游段改造成碧波绿水的自然生态景观。

2 地质与水文

2.1 地形、地貌

杨树沟河位于辽东半岛南部西侧，渤海边岸丘陵地带，山丘海拔一般在200～350m，河谷地面一般在10～30m，属于千山山脉西南延伸部位山地丘陵。

2.2 地层与岩性

地层岩性以震旦系石英砂岩及石英岩和印支燕山运动期侵入岩为主，第四纪分布于河谷山间，一般厚度为3～5m，以粉砂、粉质粘土、砾印石层为主，河口部位厚度可达10～20m，丘陵山地顶部第四纪不发育。区内构造不发育，主要由印支燕山活动期岩浆侵入活动，构造走向以NE、NNE、NW及迈EW向构造，为印支燕山活动期样生断裂。

2.3 水文地质

区内地下水赋存于第四纪松散岩性以及岩层风化壳浅层和构造断层破碎带及影响带内。第四纪孔隙水以潜水为主，主要分布在山间低洼及河流谷地部位，岩层裂隙水以风化裂隙水和构造裂隙水为主，具有承压性。

地下水主要来源为大气降水入渗补给，在河谷及第四纪低洼部位河套切割第四纪含水层或构造裂隙水层，形成泉水向低洼部位排泄地下水。在近海、地下水受潮汐影响，河口部位水位一般在1～2m，并随海潮汐变化，水位一定程度变化，变幅0.5～1.0m。

2.4 设计洪水

该流域内降雨主要集中在夏、秋两季，汛期7～9月，该时段内降雨占全年降雨量的70%。主汛期7、8月份的降雨占全年降雨量50%左右，洪水主要由暴雨形成。河川基流、洪峰水量集中，洪峰水量的大小取决于暴雨的大小，洪水与暴雨存在着明显的对应关系，略缓于暴雨。

表4 防汛墙漫决情况分类统计表

在万分之一的地形图上量算出控制断面以上的流域面积，河道长度和河道比降。采用24h降雨量为设计雨量，根据1998年《辽宁省中小河流〈无资料地区〉设计暴雨洪水计算方法》，采用集雨面积小于300km2的设计洪水计算方法计算，杨家沟河设计洪水计算成果见下表。

3 工程设计

3.1 生态河布置要点

①堤线布置力求平顺，在堤线方向改变时应用平缓曲线连接，并考虑在洪水发生时，堤线应与洪水主流大致平行。②在满足防洪需要的前提下，尽可能保留天然河道轨迹，减少裁弯取直，以利于河道的自然化。③尽可能利用已有堤防和较高的地形，以利减少堤防工程量。④尽可能避开不利地形，力求不占耕地或少占耕地，少拆或不拆建筑物，以降低补偿费用。⑤堤线布置应考虑方便工程管理和有利于防汛抢险。⑥保全恢复河流自身流动形成的复杂地形。⑦保全恢复河流的连续性。⑧考虑周边自然植被和农作物环境，烘托整体自然效果。

3.2 堤防平面布局

根据地形特点和地理环境，堤防基本顺原河床走势布置，力求少占房屋和树木，保证安全行洪，改良生态环境，决定以河心桩号0＋234.1为界分上下两段设计河宽，上游段河宽14m，下游段河宽为20m，各段连接采取渐变方式。

针对本工程具体特点，堤防采用浆砌石挡墙与土堤相结合的型式，为增加绿化面积，本工程设计高1m、宽2m的坝炕，坝炕外脚线起堤防，在坝炕、堤防上植被绿化。

3.3 确定堤顶高程

本工程水深设计采用明渠均匀流计算公式，浆砌墙糙率取0.02，土堤糙率取0.03，分别计算出20m河宽、14m河宽处水深。

根据《堤防设计规范》要求，堤顶高程为设计水深加堤顶超高，堤顶超高＝波浪爬高＋风壅水面高＋安全加高。即：

式中：Y ——堤顶超高（m）；

R——设计波浪爬高（m）；

e——设计风壅增水高度（m）；

A ——安全加高（m）。

波浪爬高采用莆田实验站公式确定，风壅水面高可忽略不计，安全加高为定值，最后确定出堤顶高程。其中河宽20m处坝炕上堤防高为0.80m，河宽14m处坝炕上堤防高为1.15m。

4 绿化设计

生态治河的意义并不仅仅是筑堤防洪，它更大的作用是将洪水肆虐的天然河道改造成和谐自然的生态景观，绿化设计作为生态治河的重中之重，每一个步骤都要严格遵循“生态、和谐、自然”六字。

4.1 植物选择要点

选择植物要综合考虑硬性条件与软性标准，并结合工程造价和美学效果制定合理方案。就本工程而言，因地处东北地区，耐寒－－尤其是临水植物的耐寒是必要考虑条件，除此之外，还要考虑到土壤酸碱度、不同植物花期的协调性、色彩搭配、形态美观等诸多因素。

植物搭配切忌品种贪多，否则将会造成杂而不协的败笔。

4.2 选定植物

选择植物要考虑植物的环境适应性与成活率、工程特点以及整体效果三个方面。本工程提防采用浆砌墙与土堤结合式，可供植被绿化的分别为坝炕、堤内坡、堤顶、堤外坡、上游三角地五部分。

由于坝炕高程较低，逢洪必没，故需选择耐水性良好的植物，本工程选用垂柳。垂柳为杨柳科落叶乔木，喜温暖湿润气候，喜潮湿深厚的酸性及中性土壤，耐寒，特耐水湿，成活率高，正适合本地区气候需要。上游三角地作为坝炕的延伸，特点与坝炕相近，又考虑到整体合一的效果，故也选用垂柳。

提防内外坡受地形制约而宽窄不一，再加之坡面倾斜，故不适合种植乔木，本工程选用豆科灌木紫穗槐。紫穗槐是豆科紫穗槐属落叶灌木，高1～4m，丛生、枝叶繁密，紫穗槐喜光、耐寒、耐旱、耐湿、耐盐碱、抗风沙，在荒山坡、道路旁、河岸、盐碱地均可生长，生命力极强，满足本工程需要。

堤顶平坦狭窄，同样不适宜栽植大型乔木，堤顶不受洪水影响，耐潮湿已不作为本工程选择植物的必要条件，又考虑到与垂柳、紫穗槐花期相配和色彩搭配，本工程选用红王子锦带。

红王子锦带为忍冬科锦带花属落叶灌木，株高1.5～2m，抗旱、抗高温、抗盐碱、抗病虫，满足本工程要求。

4.3 植物栽种

植物栽种过密，即不利于植物生长又浪费工程资金，反之，植物间距过疏，留白代黑太甚，又不能充分发挥绿化效益。综合考虑本工程特点，决定坝炕栽植2行柳树，株距2m，堤顶栽植红王子锦带2行，株距1m，堤防两侧种植紫穗槐，株距1m。左岸上游三角地大面积栽植垂柳。

垂柳树苗高为1.5～2.5m，胸径为3cm，紫穗槐高为0.6～1.0m，红王子锦带高为0.6～1.0m。树苗移植需要人工换土，以提高成活率。

4.4 环境影响评价

通过环境保护措施的实施，工程施工中被破坏的植被均能得到恢复，裸露处及施工场的林草覆盖率达90%以上，使施工期新增的水土流失得到有效控制，扼制当地环境的恶化趋势。

植被覆盖率的提高，改善了项目区的生态环境，待植物措施发挥效益后，不但防治水土流失、改善环境，而且可以美化、绿化河道工程。

5 结语

中华文化，旨在柔美、中正、和谐，上善若水，水利万物而不争。大巧不工，至善至美，自然和顺，天人合一，是一切艺术设计必须遵循的原则。

本工程分两步施工，筑提工程现今已基本竣工，绿化工程预计在2011年4月竣工。

遥想数年之后，恰逢春夏之交，漫步河堤之畔，耳闻潺潺流水，目睹华朱叶翠，杨柳依依，绛紫遍地，堤顶胭脂，浓艳茂密，其形佳，其态美，其韵悠，生态治河之主旨，尽已不言而喻。

1 GB50201－2000，防洪标准

2 GB50286－98，堤防工程设计规范

3 SL201－97，江河流域规划编制规范

4 GBJ7－89，建筑地基基础设计规范

5中华人民共和国水土保持法