大同市御河河道生态整治设计分析

董 俐

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原 030024）

1 工程概况及总体布置

治理段位于大同市御河城区段，治理段范围为：得大高速桥-京包铁路桥段，治理长度为6.2 km，治理段下游与已治理的城区段相接。

由于河道现状陈旧并挤满垃圾，对河道进行疏浚。疏浚后河道为复式断面，由主槽、滩地、堤防三部分组成。堤防控制线间距为165～550 m，顺应河道河势平顺布置，堤防防洪标准为100年一遇。河道清淤后形成主槽，主槽宽度考虑河道土方挖填平衡、生态水面的景观效果、标准洪水可能对两岸产生的浸没等因素，确定主槽线间距为80～350 m。滩地位于堤防控制线与主槽控制线之间，由现状沙坑及滩涂平整形成。

为改善河道生态及城市环境，在大同市已有水面的基础上向上游延伸，在京包铁路桥上游河道主槽设液压坝一座，回水长度1.7 km，生态蓄水主槽宽度180～350m，形成蓄水面积 46.8 万 m2，蓄水量 81.9 万 m3。为改善河道生态环境，在生态蓄水段河道内设生态岛2座。

2 工程布置原则

根据相关规程、规范，结合治理段河道特点，工程布置遵循以下原则：

1）防洪安全的原则

以水利为基础的河道综合整治工程，首要解决的问题是要满足防洪的安全，并使泥沙排泄顺畅。

2）堤线布置原则

堤防控制线在走向上与河势相适应，与洪水主流线大致平行，且力求平顺；堤防控制线布置宜宽则宽，为后期河道建设预留一定空间；堤线布置少占耕地、少拆迁房屋等，减少工程实施难度及投资。

3）恢复河道自然特性为原则

生态蓄水岸线布置应恢复河道的蜿蜒性，根据现状恢复或重建深潭、浅滩等地貌特征。既保留了河道作为生物栖息地的特征，又能增加河道自然生态性，修复河道生态系统。

3 护坡材料比选

随着河道生态治理理念的提出，河道护坡材料由硬质不透水材料向既能满足河道水流特性又能满足河道生态演变的柔性材料，目前工程实践中主要采用的材料有椰丝纤维毯、土工网垫、抗冲生物毯、生态袋、格宾石笼、生态砖等。以下对各种材料进行简要说明，并确定本工程选用材料。

1）椰丝纤维毯

椰纤维毯是由天然椰子纤维和天然麻网，通过加工做成供植物生长的基带，呈多层网孔状结构。

可以根据需要加以肥料、营养剂、保水剂、各类草种等，这样的材质和结构为植物的生长提供了良好的条件，达到生态护坡的效果。材料主要为天然纤维制成，初期可达到防治水流冲刷的效果，植被形成后腐烂形成腐殖质，增加了土壤肥力。如使用于水位变动区，后期需采取其他加固措施。

2）土工网垫

网垫为多层三维塑酯结构，可起到保土作用，在网垫与植被共同作用下，起到对堤岸边坡的防护作用。该种施工方便、成本低，可恢复植被，但其抗冲流速低，网垫老化后，在土壤里容易形成二次污染。

3）抗冲生物毯

抗冲生物毯是一种多层结构，由复合纤维织物、反滤层、草种、肥料等聚合而成的新型生态护坡技术。施工简便、快捷，不受季节影响；绿化见效快；抗冲刷能力中等。缺点：要求边坡稳定、不陡于1∶1.5；造价相对较高。

4）生态袋

生态袋是以聚丙烯为原材料加工而成的无纺布袋，袋内装土，垒码而成的柔性护岸材料。其具有施工简单、快捷；生态袋透水、保土；适用多种种植方式；可利用当地土料填充；可形成任何坡度的护坡等优点。

5）格宾石笼

石笼护岸是将抗腐蚀、耐磨损、高强度材料，采用专用设备制成多孔网片，拼装成箱体，箱体内填充石料，可形成柔性、多孔结构，对堤防或护岸进行防护、支挡。其整体性好，有较强的抗冲刷能力；适应基础变形能力强，可减少地基处理费用；多孔结构，透水性好，利于动物栖息和微生物种群的繁衍，改善水质，生态性好。但作为护坡材料，进行植被种植效果不佳。

6）生态砖

生态砖是使用混凝土制成的一种防护块体结构，具有多孔透水性，适合植物生长，也可为鱼类提供产卵栖息地。该种材料抗冲能力较强，且能较大变形，主要用于河道冲刷比较严重段的岸坡、河底等位置。

经过对以上所列材料比较，确定本工程各部位使用材料分别为：主槽为主要的行洪通道，河道流速较大，需要进行防护；蓄水段主槽多为河道的深水区，可作为水生动物的产卵休息区，需使用多孔材料。因此蓄水段主槽底部防冲采用生态砖，河道全段主槽护岸采用格宾石笼。蓄水段河道蓄水位以上主要经受雨水或波浪冲刷，本次拟采用椰丝纤维毯作为防护材料；动水位以下采用格宾石笼为防冲材料。

4 生态蓄水工程设计

本次治理工程下游段御河河道已进行了蓄水美化治理，为改善御河治理段河道生态，提升城市环境质量，本次拟使水面在已有水面的基础上向上游延伸。生态蓄水方案拟在现状已治理段末端主槽内设液压坝一座，闸孔宽度为222 m，设计闸门高度为3.5 m，设计蓄水长度为1.7 km。为营造河道的多样性的环境和水面景观，河道蓄水主槽控制线距离为180～350m，主槽岸线在不影响河道行洪的条件下尽量蜿蜒布置。为建立生物独立生存空间，减少外界干扰，减少对河道行洪的影响，在河道主槽东侧靠岸处设置生态岛2座。

1）生态岛设计

为给生物留下独立的生存空间，本工程在河道主槽东侧设置生态岛。生态岛基本布置在滩地控制线较宽地段，布置避开河道行洪主通道，尽量靠岸边布置。治理段共布置生态岛2座，面积为2.3万m2。为保持生态空间的独立性，生态岛与岸边不设联系桥梁栈道等建筑物。

为节省空间，生态岛护岸采用重力式直墙结构。设计蓄水位以下护坡材料采用土石笼袋，土石笼袋规格尺寸为1.0 m×1.0 m×1.0 m。土石笼袋既可合理利用现场土石料，减少土方平衡压力和土方外运的投资，又可在水位变动区形成水生植物生长区，形成水陆联系的较隐蔽通道。设计蓄水位以上采用大于1∶4边坡，以利于生物通行。边坡主要进行植草措施，植草种类以本地品种为主。生态岛进行生态种植，以形成动、植物、微生物等多种生物互存的生物群落。

2）河道主槽设计

治理段河道现状部分有河道主槽，宽度为50～80m，深度不等。但现状河道存在主槽上下游不通的特点，本次拟对其进行疏通。根据河道土方平衡条件、功能等，主槽宽度确定为80～350 m，能确保5年一遇洪水不出槽。

3）河道堤防设计

治理段现状河道已有堤防工程，堤防间距约为170～230 m。河道现状堤防为上世纪七、八十年代修建，多为浆砌石堤防，现浆砌石经多年运行损坏严重。河道经多年淤积、挖沙、倾倒垃圾等防洪标准严重不足。

治理段堤防控制线在平面上主要考虑以下因素：顺应河道河势，且使水流不对河道产生集中冲刷；堤防布置尽量避开现有房屋建筑等，以减小实施难度及工程投资。根据御河河道堤防现状，结合御河生态修复与保护规划，御河堤防设计间距为170～550 m。

河道防洪标准为100年一遇，根据规范，堤防等级为1级，规范规定“1级堤防堤顶宽度不宜小于8 m”。

5 结语

在生态建设发展的阶段，河道治理的材料和工程设计是至关重要的。不仅要治理出一条清水复流的河道，而且还得治理出一条能让动植物生存的河流，更要治理出一条能让人们宜居的河流。