生态混凝土预制植草砖在灌区渠道护砌工程中的应用

徐永波 石 炜 马宏伟

（1.江苏省淮安市水利勘测设计研究院有限公司 淮安 223005 2.中水淮河规划设计研究有限公司蚌埠 233001）

1 概况

淮安市渠南灌区地处淮河下游，灌区西依京杭大运河，北靠苏北灌溉总渠，东沿窑头河及射阳湖与阜宁、建湖两县接壤，南濒白马湖下游引河与扬州市宝应县交界。东西长约41km，南北宽约24km，总面积731km2（约合110万亩），其中耕地面积66.45万亩，原设计灌溉面积64万亩，有效灌溉面积53.36万亩，近几年实际灌溉面积52万亩。灌区土质以砂壤土为主，夹有零星粘土。土壤水、肥、气、热等条件优越，土质肥沃，适宜种植水稻、三麦、油料、豆类等多种作物。

渠南灌区总干及分干渠共12条136.65km，灌区共建成支渠102条,总长368.4km，斗渠581条，总长624km，农渠2905条，总长1743km。现有干支渠道衬砌总长45.8km，其中，干渠衬砌26.1km，衬砌率仅20%；支渠衬砌19.7km，衬砌率不足6%。由于渠道输水线路较长，沿线为砂壤土，跑水、漏水严重，灌溉水损失严重。

2 护砌的现状及发展趋势

在以往的渠道设计中，较少考虑渠道的生态或环境功能，和渠道与周边历史环境、社会环境、生态环境以及人文环境的统一，所以往往治理后的渠道与周边的环境不相协调；在渠道治理中，护砌结构多数采用浆砌块石和混凝土等刚性硬质材料，甚至有的地方追求所谓的“高标准”河道，对渠道采用全断面刚性材料衬砌，使渠道的环境条件模式化，并使生物种类单一化。近年来，人们开始关注水利工程对生态环境的影响问题，将生态环境效益与经济效益结合起来作为水利工程建设的长远目标是水利工程建设与生态建设相互关系研究的重点。因而采取生态防护措施，建设生态渠道工程已成为未来工程建设的大势所趋。

3 渠道护砌设计

3.1 设计原则和要点

满足渠道功能和堤防的特点，并降低工程造价；简化设计、便于施工，缩短施工周期，尽量减少施工期对周边环境的影响；进行水文分析，确定护砌水位及护砌范围；结合植物调查结果，选择合适的植物；设计不同区域的流域，分析冲刷程度，选择合理的护砌型式；设置多孔性构造，为生物提供生长空间，净化水质；设置生物安全通道，保护人畜安全。

3.2 护砌设计

3.2.1护砌高程的确定

护砌高程的合理确定关系着工程的投资，从工程经济实用性角度，设计考虑位于常水位以下采用现浇混凝土全护，位于常水位以上采用混凝土格栅生态防护，渠道的护砌各部位高程如下：

防护底高程：即为护砌下限高程，护砌底高程设计与渠道底保持齐平。

防护顶高程：即为护砌上限高程，原则按照起始点灌溉水位超过10cm确定。由于混凝土格栅为统一尺寸的预制块，如设置比降会将造成一定的施工浪费，同时给施工也造成难度。为便于施工，同时结合渠道现状堤顶高程的情况，综合考虑最终确定统一高程。

3.2.2护砌型式选择

目前淮安市灌区渠道护砌型式主要有现浇混凝土护砌、混凝土预制块护砌、浆砌块石护砌及干砌块石护砌等。通过对护砌型式的比选，从经济技术和生态环保角度出发，渠道护砌工程选择空心混凝土预制砖护砌。

3.2.3草种的选择

考虑栽种植物与周边环境的协调性、适应性和生态平衡等问题，按照适合气候、气象条件、土壤要求低、抗病虫能力强、适应周边环境、有益于动植物生长、价格低廉、易管理等特点进行选择。常见的草种有狗牙根、马尼拉、香根草、马蹄金等。其中水下可选择香根草作为水生植物，香根草具有极强的生态适应性和抗逆（旱、湿、寒、热、酸、碱等）能力，生长迅速、根系发达、易种易活，是世界银行推荐的草种，其形成密植网后，可拦截60%的地表径流和90%的泥沙；水上植物选用当地常见的野生狗牙根，其生命力极强，根系发达、繁殖能力强，具有良好的防堤护砌效果。

3.2.4护砌结构设计

空心混凝土预制砖设计主要有两种型式：一种型式为六角植草砖，混凝土预制格栅设计强度为C20，护砌设计厚度6cm，为等六边形，边宽为20cm，中空结构，边缘宽度为8cm；另一种型式为八字植草砖，混凝土预制格栅设计强度为C20，护砌设计厚度6cm，为等连体八字砖，纵向总长40cm，横向总宽20cm，中空结构，中孔为正方形，宽度为8.28cm。

3.2.5水土保持及生物逃生通道设计

为体现“以人为本，安全第一”的宗旨，在衬砌渠道两侧堤顶内侧采用植物措施建设水土保持带，既可防止行人滑落渠道，又可保持水土，起到美化绿化作用。水土保持具体措施为：每100m作为一个单元，其中80m栽种大叶黄杨（6株/m2），间种香樟、紫叶李、紫薇和红梅，其中香樟、紫叶李间距8m，紫薇、红梅间距16m。

位于渠道沿线桥梁两侧设施生物逃生通道，自渠底至顶部全部设施混凝土格栅，上下游对称布置，位于其他渠段每100m设置一道生物通道，通道宽度均为10m。格栅颜色选用较为鲜艳亮色，便于动物识别。

4 结语

在灌区护砌工程设计方面作了积极的尝试，采用了生态护砌型式，利用护砌块体的多孔性构造，通过渠道沿线的绿化，设置生物通道，保护了生物多样性，生态混凝土护砌克服了浆砌块石和混凝土护砌的呆板和生硬。设置多孔性构造，为护砌的铺面提供了一个稳定、柔性和透水的坡面保护层，不但对生物起到了保护作用，而且净化了渠道水质。当生态砖块体中间孔隙内的花草生根后，块体面层与基土之间的连接力大为提高，水土保持能力增强。人工铺设加快了施工进度，节省了工期，节约了投资■