无底小沉井在生态河道护岸工程中的应用

吴 勇，葛瑜霜

（绍兴市水利水电勘测设计院，浙江 绍兴 312000）

1 问题的提出

绍兴市总面积8 257.00 km2，全市水域面积465.38 km2，水域面积率为5.64%。其中绍兴市越城区河道纵横，湖泊众多，陆域总面积362.00 km2，现状水域面积56.86 km2，现状水域面积率为15.71%，是名副其实的江南水乡。越城区共有河道967条，河道总长993.81 km，水域面积45.82 km2。其中省级河道1条，总长5.87 km；市级河道共15条，总长度74.73 km；县级河道共95条，总长度224.24 km；县级以下河道共857条，总长度688.97 km。

随着社会经济的发展和城市建设的加快，河道建设不仅使堤岸发挥防洪排涝的功能，而且还要使其达到园林景观、生态环保、建筑艺术的效果。但是由于长期以来的防洪要求，绍兴市传统的河道治理工程，只关注河道的纯水利功能，忽视了河道上下游及河道内外生态系统之间的相关联系，大多采用砌石护岸，未充分考虑生态功能，破坏了河道的生态系统，进而威胁到生物的生存。

2 形势分析

河岸是河道两侧所拥有的独特景观，河岸的生态设计有利于城市品质的改变与提升。另外，河岸作为水与陆的交界线，对于沟通两者之间的联系起到非常重要的作用，其生态内容复杂而丰富，是许多陆生、水生生物的生活空间。然而砌石的硬质护岸阻碍了河岸的生态作用[1]。同时，渠化的河道改变河道蜿蜒曲折的原始形态，降低水体生物的适应性，生物多样性随之减少，最终引起整个河道生态系统退化，甚至对沿线百姓的生活品质带来不利影响。

2.1 传统护岸

传统护岸工程是用最经济的过水断面输送最大水流量的原则，在结构设计和材料选择上更加追求断面渠化以及较小的糙率，在使用功能上重在防洪，在一定程度上破坏河流的生态功能。传统护岸大量使用块石、钢筋混凝土等硬质材料，虽然有利于护岸的结构稳定、防止水土流失，导致传统护岸渠道化，同时也分隔水体与岸的关系，破坏河道的自然功能和生态功能，同时也破坏河道的生物多样性，导致生态功能恶化[2]。

2.2 生态护岸

生态护岸是指自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸，将护岸由过去的块石、混凝土结构改造成为能使水体和土体、水和生物相互融合，适合生物栖息和繁殖的仿自然状态的护岸。生态护岸结合防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体，代表着护岸未来的发展方向[3]。

随着新材料、新技术的不断出现，国内外生态护岸的技术措施在不断丰富，现在仅介绍3种主要的生态护岸。

（1）网石笼结构生态护岸。构造由镀锌或喷塑铁丝网笼碎石、肥料及其种植土组成的本体，放置于河岸边上，形成一种完全通透且可以种植植物的护岸形式。在山区性河道中能较好地就地取材。

（2）植被型生态混凝土护坡。它也被称为绿化混凝土，主要由多孔混凝土、保水材料、表层土和缓释材料组成，可种植植被且为植被提供生长基础。

（3）自嵌式植生挡土墙护岸。自嵌式植生挡土墙通常由自嵌式植生挡土块、塑胶棒、滤水填料、加筋材料和土体组成。该护岸主要依靠自嵌式挡土块块体的砌筑以及自重来抵抗动静荷载， 达到稳定的作用。

3 方案设计

介于目前的现状，结合绍兴市平原河网地区的特点，设计一种无底小沉井的生态护岸，护岸结构主要有3部分组成：无底小沉井基础、生态鱼道、砌砖加植物。

首先利用沉井无底的特性，当沉井下端四边插入河底土壤中时，无底的沉井可增大四边与土壤之间的受力面积，增加沉井基础的承载能力，使沉井顺利插入土壤后达到稳定的状态；其次整个修建护岸的过程中，利用起重设备将沉井下端嵌入河底土壤中，同时实现机械化带水施工，最终可降低修建护岸的成本，且机械化施工大大缩短建设周期。本护岸与其他型式护岸单位投资比较见表1。

表1 无底小沉井生态护岸与其他型式护岸单位投资对比表

同时沉井的内部放置一个三通的鱼槽，鱼槽可以作为鱼类的鱼窝，鱼群即可在鱼槽内觅食或者产卵；相比于平整的砖石护岸而言，砖石护岸没有供鱼群进入的鱼槽，鱼槽的上部可以铺设种植水生植物的土壤层，通过水生植物的种植美化护岸。本护岸通过沉井作为基础，沉井上方通过小块体砌筑形成亲水护岸防止岸坡土体流失（见图 1 ～ 3）。

图1 小沉井基础及生态鱼槽结构图

图2 护岸断面图

图3 工程完工后现场

4 工程效果

（1）本护岸通过沉井作为基础，可先预制场进行大批量预制，在施工时通过起重设备吊装即可完全机械化施工，相比于传统护岸需要修建围堰并砌筑砖石的形式而言，可大大缩短工程建设周期，进一步节省工程费用。

（2）修建护岸时，利用多个沉井作为护岸基础，沉井下端嵌入在河底土壤中，无需修建围堰，在沉井的上端即可砌筑小块体形成亲水护岸；利用沉井无底的结构，下端插入河底土壤中时，增加沉井与土壤之间的受力面积，使沉井基础更加稳定；本护岸建设的过程中，利用沉井作为基础，无需再修建围堰，可大大降低护岸的建设成本。

（3）利用生态鱼槽可作为鱼类的鱼窝，鱼群即可在生态鱼槽内觅食或者产卵；相比于平整的砖石护岸而言，砖石护岸没有供鱼群进入的鱼槽，故生态鱼槽有利于鱼类的生存繁衍。

（4）利用生态鱼槽上部设置的土壤层，可用于种植水生植物，有效改善河道的亲水性，改进美化河道的生态环境。

5 结 语

通过对传统护岸与生态护岸的比较研究，生态护岸融防洪效应、生态效应、景观效应于一体，随着“安全、环保、和谐、可持续发展”的水运工程建设新理念的深入，生态护岸将会得到更加广泛的应用。