浅析喀左县大凌河河道生态环境治理

(喀左县凌河保护区工程建设管理处，辽宁 喀左 122300)

1 喀左县生态环境概况

喀左县地处辽宁省西部，为辽、冀、蒙三省交汇地带，南北长105km，东西宽57.5km，总面积2237.86km2。其中，大凌河由凌源市乌兰白乡流入喀左县，县内流域面积397.5km2，河道平均比降2.1‰。大凌河流域多为山区和丘陵，以河床为中心，向外逐步过渡到一级阶地、坡积洪积扇、丘陵地带。流域内植被较差，水土流失严重，极易形成洪灾，是水土保持综合治理区。

多年来因城市生活垃圾和工业污水排放，横贯喀左县的大凌河遭受严重污染，影响了两岸生态环境和居民生活质量。自2006年，喀左县通过“以河扩城”战略的实施，大凌河生态环境治理拉开了序幕。其中，生态环境治理过程主要涉及综合治理工程、湿地工程、生态示范段工程。通过生态环境治理措施的实施，消除了洪水灾害对人民群众的威胁，提升了县城的生态环境，形成了7万m2的滨河风景带，对维护生态平衡、改善气候环境、促进旅游发展均发挥了举足轻重的作用。

2 生态景观设计理念

大凌河河道治理是推动区域生态环境改善的重要措施，是实现城市环境美化的重要举措，是促进旅游发展的重要战略。河道治理规划中，统筹考虑工程措施与生态措施相结合、蓄水措施与输水措施相结合、绿化措施与净水措施相结合、工程建筑与景观设施相结合的理念进行设计[1]。

通过融合区域总体规划、当地历史元素、区域人文内涵等元素，使大凌河河道的生态环境治理充分体现人水和谐的理念，逐步形成水清、滩绿、景美的河道景观，为喀左县带来很大的经济效益和生态效益。

2.1 统筹区域总体规划

大凌河河道生态环境治理过程中，遵循以“河道治理为城市发展搭建平台”的原则，设计中充分考虑城市化进程发展等因素，力促达到河流水系改善与喀左城市发展思路完美结合。严格遵照喀左塞外水城的城市定位，通过水系的互连互通，着力实现河、湖贯通的生态效果[2]，还原“水清林翠绕城郭，湖光山色誉利州”的城市面貌。

2.2 结合当地历史元素

大凌河西支、南支交汇处修建湖心岛，借助橡胶坝蓄水形成的4400m×450m(长×宽)水面，与喀左出土暴龙化石的历史元素相呼应，打造二龙戏珠的意境。同时，在两支流交汇处，修建凌河文化博物馆，陈列大凌河文物、讲述大凌河文化，彰显辽西母亲河的历史地位。大凌河生态环境治理中，巧妙借助橡胶坝形成的水面，结合暴龙化石和大凌河历史元素，构筑湖心人工小品，为河道治理增添了历史底蕴。

2.3 突出区域人文内涵

大凌河滨水景观按照“一湖、一带、两山、两园”的规划进行设计，将河道中各要素有机串联起来，形成完整的生态系统[3]。4800m×320m的连续水面，与配套堤防形成14万m2滨河风景带。滨水景观的设置着重突出喀左古城的人文内涵，形成造化钟灵、人文毓秀的区域景观，营造了得天独厚的休闲娱乐场所，丰富了区域精神文化生活。

通过不断推行大凌河河道治理措施，不仅实现了当地的生态环境治理，还为喀左县推行区域总体规划、宣传历史元素、突出人文内涵提供了配套设施。

3 河道治理工程布置

大凌河河道治理以防洪和河道修复为主要目标，兼顾区域生态环境整治，工程内容包括堤防工程、防渗工程、橡胶坝工程以及绿化工程。

3.1 堤防工程

大凌河河道治理工程中堤防整治按原河道走向规划布置，选用取直线设计，整治原则为先保证防洪安全，其次是河道生态景观建设。

3.1.1 堤防结构

常见的堤防结构有土堤、石堤、混凝土堤，断面形式有斜坡式、直立式和混合型。选择堤防结构时，可根据堤防的地理位置、地质条件、水流状况等条件综合判定。大凌河河道治理工程堤防改造防洪标准为20年一遇，对地质条件、水流状况的要求较低，故选用经济实用的土堤[4]。

为确保土堤的结构稳定，优先推荐斜坡式断面，如图1所示。同时，堤防的后坡脚设置排水、减压井，以降低渗透破坏的可能性。考虑到河水冲刷和波浪冲击，土堤的外坡采用混凝土坡结构[5]。

图1 堤防横断面

3.1.2 堤防选线

堤线一般沿水流方向平顺布设，多修筑于土质较好、稳定的滩岸上，同时沿堤线应保留一定宽度的滩地。具体选线过程中，可利用1∶10000地形图初选[6]，再进行实地定线测量。

为保障河道行洪安全，应根据流域防洪规划，分段设计堤距。依据堤顶高程、河道流量等综合计算，喀左县大凌河的平均堤距为40m。

3.2 防渗工程

根据大凌河的工程地质、水文地质条件，勘察河道沿线防渗工程现状，综合考虑防渗效果、工程造价、施工难易等因素，河道修复过程中选定水平防渗方案。河道蓄水区采用复合土工膜防渗，膜上覆10cm砂、50cm砂卵石的保护层；堤防段内坡采用现浇混凝土防护，外坡迎水面铺设20cm厚C20、F200钢筋混凝土。

3.2.1 土工膜

大凌河堤坝建于透水地基上，水平铺设防渗土工膜铺盖，可有效增加渗径、减少渗透坡降，防止地基渗透变形。选用土工膜的渗透系数一般比地基小100倍，同时应关注其与地基面的密切贴合度，以保障防渗效果。

土工膜铺设时，首先根据工程实际情况进行下料分析，画出土工膜铺设裁剪图；其次进行铺设现场试验，确定土工膜的焊接温度、速度等参数；再利用开槽机开挖槽孔泥浆护壁，采用卷土工膜轴、牵引设备和固定设备，通过“膜杆”铺设方法进行铺设；最后使用回淤、填土的方法，完成土料回填。

3.2.2 贴坡混凝土

在铺设贴坡混凝土前，应综合分析堤身水压力、渗流速度和渗流量等条件，通过计算堤身和土体的渗透比降，核定铺设混凝土方案的可靠性。一般条件下，堤身渗透比降小于土体允许渗透比降，可认定堤防结构稳定。

混凝土的铺设流程包括坡面清理、钢筋安装、模板架设、混凝土浇筑、拆模养护。混凝土浇筑前应进行现场试验，确定配合比，通过泵管控制，保障浇筑仓面两端高度差不超过1m。贴坡混凝土浇筑完2d后可拆除模板，临水侧拆除过程中要确保排水孔内编织袋已凿除，以保证排水管畅通。

3.3 橡胶坝工程

大凌河干流源点回水区长4050m，河道治理过程中共布置9座橡胶坝，坝高均为2.2m，坝长35～48m，可蓄水20.25万m3。橡胶坝采用冲水式二布三胶彩色坝袋，螺栓压板双锚固。橡胶坝剖面如图2所示。

图2 橡胶坝剖面示意图(单位：mm)

3.3.1 坝袋材料

根据大凌河的自然条件，综合考虑橡胶坝设计坝高，坝袋选用二布三胶形式，堵头选用一布两胶形式。统筹分析橡胶坝运行条件，设计坝袋内外压比为1∶40，抗扯断强度为180kN/cm，安全系数为6.4。

考虑工程特点和美观要求，选用氯磺化聚乙烯为主料的彩色橡胶坝袋，骨架材料为锦纶帆布，防水材料为合成氯丁胶，其抗老化、抗脆化、强度等均满足国家规范要求。

3.3.2 充胀介质

常见的橡胶坝充胀介质为水和气体，充水时可承受较大溢流水深，充排设备较为复杂；充气时工程量较小，安全装置要求也较高，但需增加下游防护工程。

综合分析大凌河的工程布置要求，橡胶坝选用充水式，在岸边修建储水池，以解决充水的水源问题，同时可在蓄水期间构造坝顶溢流运行条件，形成人工瀑布景观。

3.4 绿化工程

大凌河河道治理过程中采用工程措施与绿化措施相结合的方式，在保障河道治理整体效果的基础上，综合提升滨河区域的生态景观。

3.4.1 设计原则

大凌河河道治理中绿化工程的布设综合考虑安全性、功能多样性、景观多样性、生态适应性等多种原则，充分发挥绿色植物涵养水源、固土固堤、降低地表径流的作用，促使生态、防护、景观等功能综合体现，充分实现多种自然景观格局交相辉映的目标，同时应建立稳定的区域滨河生态系统。

3.4.2 布设细节

绿化工程布设过程中，应重点考虑护堤、堤顶、节点等关键部位的园林措施。其中，护堤可种植密林；堤顶应行植树木，形成绿色廊道；工程节点，可搭配种植树木、花、草，形成层次景观。采用沿河线性绿化、节点打造景观小品的措施，实现了水清、滩绿、景美的大凌河景观。

4 结 语

因城市生活垃圾和工业污水排放，喀左县大凌河曾遭受严重污染，近年来通过推行大凌河河道生态环境治理工程，现已排除河道行洪威胁，同时打造了7万m2滨河风景带，对维护生态平衡、改善气候环境、促进旅游发展均发挥了重要作用。

本文综合阐述了大凌河河道生态景观设计中统筹总体规划、结合历史元素、突出人文内涵等设计理念。同时，选取河道治理中的堤防工程、防渗工程、橡胶坝工程、绿化工程等重要单项工程，系统论述了堤防结构、堤防选线、土工膜铺设、贴坡混凝土、坝袋材料、充账介质等参数选取和施工过程。对喀左县大凌河河道治理中的典型工程和先进理念进行了系统剖析和论述，可为河道生态环境治理提供很好的案例，值得在以后规划设计中借鉴。