本溪县小汤河生态治理的设计综述

郭 超

(本溪市水利电力勘测设计有限责任公司，辽宁 本溪 117022)

0 引 言

河道生态治理充分利用河流的自修复功能，因地制宜的把美学价值、河流自然属性融入至设计方案，以遵循自然规律为前提将生态环境受设计施工方案的影响降到最低，从而维持水系统的生态平衡。以小汤河治理工程为例，围绕“净、排、蓄、渗”等指标开展生态护岸选型、断面设计、中心线布置等，结果表明生态治理模式能够保证防洪安全、恢复河流形态多样性，为河道植物生长和动物栖息创造有利条件[1-3]。对比分析生态治理与传统治理效果，如表1。

1 工程概况

小汤河流域河道治理共分7个工程段，治理总长13.46km，各段工程范围、河道及两岸堤防现状详见表2。

表1 河道治理效果对比分析表

拟对设计河道采取疏浚措施，部分河段需要扩宽河道，以保障汛期行洪安全。其中，工程段采用宾格石笼护脚和护坡相结合的措施，生态段岸坡进行植树种草措施，降低汛期洪水对岸坡的冲刷影响。

表2 小汤河治理工程段河道现状

续表2 小汤河治理工程段河道现状

2 生态治理工程设计

2.1 工程布置原则

为保证防洪安全，建立完整防洪体系以及达到综合整治目的，岸线布置应遵循如下原则：

1)安全性。工程设计是以防洪为主要目的，使经过治理后的河道能够保证沿岸的群众、农田及村庄安全，达到汛期洪水下泄标准；在原有建筑物、堤防不影响泄洪的条件下，遵循能用则用的原则；对能用而又未达到防洪标准的堤防或建筑物，按规划设计确定的防洪标准加以提高；对影响行洪或泄洪的建筑物、堤防、林地要坚决清除，从而消除安全隐患；新建岸线应本着上、下游兼顾、左右岸互利的原则，修建在土质较好且比较稳定的地方。

2)经济性。河道治理应经济合理，尽量做到风险最小、利益最大，在防洪安全的同时满足当地对灌溉、洪水、生态、景观等方面的要求，充分发挥投资效益。尽可能不占或少占林地、耕地，尽量少拆迁或不拆迁以降低由此产生的经济费用；条件允许时应做到岸路结合，为防汛抢险和城市交通创造有利条件[4]。

3)自然性。充分考虑河道的洪水流势及其天然现状，因势利导，兼顾左右岸、上下游尊重河流原有的自然形态，摒弃平面规划、裁弯取直的原则。

4)生态性。恢复与保护多样性的河流形态，满足河流边界条件，为动物栖息和植物生长创造适宜的空间，避免河道渠系化，尽量保存保存深潭、浅滩、急流、缓流的自然状态。

5)景观性。在合理布置河道护岸、确保工程防洪效益的条件下，考虑环境美化、河岸绿化等景观要求，将小汤河流域沿岸打造成为一道靓丽的旅游风景线。

2.2 护岸型式选择

根据现状建设材料分布、埋藏数量、工程地质、水文条件及其他技术条件等因素，设计拟定两种护岸型式，即Ⅰ方案宾格护脚结合宾格石笼护岸、Ⅱ方案毛石混凝土直墙式挡土墙护岸。针对以上两种护岸型式，从经济条件和技术可行性的角度加以分析：

Ⅰ方案：宾格护脚结合宾格石笼护岸。该方案具有投资较少、所需劳力少、节省水泥、利用河道清淤与清底砂砾石的优点，结合生态治理早坡面绿化。同时，坡式护岸施工方便、质量容易控制，具有良好的基础变形适应性，因具有较大的岸顶宽度，有利于汛期抢险，但该方案存在占地较多的缺点[5]。

Ⅱ方案：毛石混凝土直墙式挡土墙。该方案投资于Ⅰ方案相差不大，较Ⅰ方案其劳力少，但所需较多的水泥量。此外，由于使用两种不同性质的材料，对基础具有更加严格的要求，且施工干扰性大。

综上分析，护岸型式以Ⅰ方案更为合适，工程投资和劳力比其它方案少，而且技术简单，对环境影响小，又能就地取材，施工方便。另外，岸线布置时以原有岸坎线为基础，岸坡占地为河道滩地范围。河道清滩、清障和开挖的砂砾料基本能满足护岸土料需求，工程所需毛石、碎石可由距施工现场8km的二道沟采石场购运，开采面广，储量丰富，软弱层少，运输条件较好，石场至施工现场有公路相连，运输方便。河道治理应充分考虑生态河道建设，以减少工程措施外露。通过经济和技术比较，最终确定护岸型式选择Ⅰ方案，护岸结构型式如图1。

工程设计范围起点香磨大桥，终点陈英桥，河道治理总长13.46km，新建护岸全长为10909m，其中右岸新建护岸5846m(型式为宾格石笼基础结合宾格石笼护岸型式)；左岸新建护岸5063m(桩号L1+780-L3+039段、L4+020-L5+063段为生态护岸型式，其余均为宾格石笼基础结合宾格石笼护岸型式)。

(a)方案Ⅰ

(b) 方案Ⅱ

2.3 护岸断面设计

2.3.1 护岸顶高程

小汤河工程段现状河道呈“V”型，主河槽位于河谷中心，两岸多为滩地，岸坎较低，岸坎以外为逐渐抬高阶地，阶地外侧多为山体，河道现状岸坎平均高度为1.5m。现状左右岸岸坎顶高程满足防洪要求，河道两岸堆砌河道疏浚料，为防止洪水淘刷岸坎，故设计护岸顶高程以设计洪水水位加0.5m而定。

2.3.2 断面设计

工程设计共分7个段，由新建护岸及河道疏浚组成，其中新建护岸由均质护岸、生态护岸两种型式。设计河底纵断面，按照天然河道，尽量避免加深河道行洪断面或缩小行洪断面为原则确定设计河底高程线。并与交通桥墩基础比较，不影响交通桥的安全使用为原则[6-7]。

1)均质护岸。护岸岸坎按1∶2.5的坡比整形，岸坡采用宾格石笼防护，坎顶高程护至设计水位加0.5米超高处。宾格网石笼厚0.3m，下设0.2m卵石垫层及反滤土工布一层。护岸坡脚设置宾格网石笼，护脚深度1.2m，宽1m，背水侧坡比为1∶2，放坡至原地面，背水坡播撒草籽并种植紫穗槐(株行距：0.4m×0.4m)。

2)生态护岸。迎水面坡比为1∶3，坡面撒草籽并种植紫穗槐(株行距：0.4m×0.4m)。新建护岸考虑防汛抢险要求，岸顶宽度设定为4m。

2.3.3 疏浚设计

小汤河(香磨桥-陈英桥段)河道治理工程清淤疏浚总长度为9.412km，根据河势情况，对凸岸淤积段和河道较狭窄段在不占地的前提下进行开挖疏浚，将疏浚的土方就近运至低洼或护岸顶部，石笼防护段按照1∶2.5边坡进行整形填筑，之后铺设石笼防护，生态防护段边坡坡比为1∶3.0，采用紫穗槐进行护岸。根据两岸险工布置和河床情况，考虑上下游衔接进行疏浚开挖，共计布置3段分别为河心桩号0+475-2+627、3+306-9+560、10+843-11+849，如表3，各断面河道控制高程按照纵断图确定。

表3 清淤工程布置表

2.4 工程量确定

小汤河河道治理工程主要包括河道清淤、生态护岸及宾格石笼护岸工程，其中清淤河段长度共计9.412km，生态护岸长度共计2.302 km，宾格石笼护岸长度共计8.607km。主要工程量：河道清淤30.74万m3、土方开挖8.18万m3、宾格石笼护垫2.09万m3，宾格石笼基础1.08万m3，如表4。

表4 主要工程量

3 结 论

随着生活水平的提升和经济的快速发展，人们对河道生态环境的要求也越来越高。河道治理工程设计、建设、组织过程中，如何积极吸取生物学、生态学研究方法，遵循河流自然属性减少生态环境受河道治理的胁迫，形成标准化河道生态治理模式已成为现阶段研究的重点。通过确定清滩疏浚范围、生态护岸及格宾石笼护岸，小汤河河道治理工程实现了美学价值和保留河流原有自然属性的生态目标，可为其他河道生态治理提供一定的参考。