生态河道综合治理规划

孙科研

(本溪市水利电力勘测设计研究院，辽宁 本溪 117000)



生态河道综合治理规划

孙科研

(本溪市水利电力勘测设计研究院，辽宁 本溪 117000)

摘要：过去治理河道过程中，往往片面地强调河道的防洪等基本功能，忽视了河道的生态功能，加之人类的过度开发和利用，缺乏环保观念，对河道水体造成了严重污染，水土流失严重，对河道的生态环境造成了严重破坏。文章以辽宁省桓仁县红汀子河(二棚甸子镇)段河道治理工程为例，研究其河道生态治理方法，并进行效益分析。红汀子河(二棚甸子镇)段河道治理工程是综合性的河道治理工程，以防洪为主，而且为了防止水土流失，在护堤工程和护坡工程方面采取了一定的生态措施。

关键词：生态河道；综合治理；生态护坡；堤防工程；防洪要求；河道疏浚

0引言

生态河道是在保证边坡稳定的基础上，以营造边坡的生物多样性为目标，河岸带水文联系为关键，在水一土一生物之间形成良性循环，构筑优美的城市景观，保证河流生态系统健康。河道生态建设在许多国家已不是新兴的课题，而且己经成为一个十分系统的学科，取得了丰硕的成果。这其中有欧洲的瑞士、德国，亚洲的口本，还有美国，他们所取得的经验和技术，是值得处于起步阶段的中国借鉴的。

1工程概况及防洪要求

辽宁省本溪市桓仁满族自治县位于辽宁省东北部边缘，红汀子河(二棚甸子镇)段河道治理工程位于桓仁县二棚甸子镇，二棚甸子镇位于辽宁省桓仁东部，属山区性河流，流域面积308 km2，地形起伏大，河道坡降陡，河槽调蓄作用小，急骤强烈的暴雨形成陡涨陡落的洪水。近些年红汀子河流域受灾比较严重的年份是2010年和2013年，造成洪水灾害的主要原因，是红汀子河流域易发生暴雨洪水，同时，防洪工程的防洪标准低。因此，加速红汀子河流域防洪堤建设和河道综合治理是十分必要的。

2防洪工程存在的主要问题

近年来红汀子河流域发生大洪水比较频繁，多年汛期洪水对红汀子河流域内的防洪工程破坏严重，分析其原因主要为以下6点：

1)土堤自然护坡坡度较陡，稳定性差，抗冲刷能力不强。

2)土堤基础埋深不够，堤脚抗冲刷能力弱。山区河流汇流时间短、流速较大，暴涨暴落的特点，汛期洪水流速过大，冲、淘护脚，护脚被淘空、破坏，导致土堤整体破损。

3)土堤绿化、生态护坡及硬性防护固坡措施少。

4)河道内乱采乱挖现象严重，废弃物堆积，行洪不畅；坡陡流急，水土流失严重[1]。

5)侵占、缩窄河道行洪断面现象严重，导致洪水流速加大，破坏力增强。

6)流域内堤防工程布置零星分散，防洪设施不连续。

3堤防工程设计

3.1堤距设计原则

红汀子河为山区性河流，工程段河道天然宽度介于15～80 m，本次设计河道较长，各河段自然条件不同，因此不统一堤距。工程段河道两岸多为耕地，若堤距设计过大，征占地程序复杂，将提高工程投资，对当地农作物经济造成一定影响，因此设计堤距时充分考虑河道自然流态，在保证河道行洪能力要求的情况下，尽量维持原有土堤堤线及堤距。

3.2堤线布置

红汀子河：堤防加固，新建护岸，河道疏浚，生态护岸。

工程起点为四平乡大桥下游2.7km处，河道中心线桩号Z0+000.00(H-1)，自下游向上游，河道内疏浚处理，将阻碍行洪的滩地用机械向两岸推平，岸坡休整为自然坡，种植植被。中心桩号Z0+287.13(H-3)为左岸段起点，起点为护岸工程，桩号HL0+000.00，工程起点处为支沟交通桥桥墩。堤线沿现有堤坡布置，其中桩号HL1+043.71，HL1+365.72处原有排水涵处，进行相应交叉建筑物的埋设。至桩号HL2+104.55，对应中心线桩号Z2+329.43(H-16)原岸坡处，现有岸坡防护形式为已建浆砌石直立挡墙，护岸形式由均质土堤渐变为现状直立挡墙相衔接。经稳定分析，已建直立挡墙稳定，可以利用，对该部分进行堤防加固处理。堤线继续沿已建直立挡墙布置。桩号HL2+276.98处为1#拦河坝，对应中心线桩号Z2+518.08(H-18)。堤线穿越拦河坝时保证堤防连续。桩号HL2+442.15为四平乡大桥，对应中心线桩号Z2+680.04(H-20)。桩号HL2+693.56，对应中心线桩号Z2+961.40(H-23)处，为右岸护岸段起点，桩号HR0+000.00。右岸护岸段处为支沟交通桥桥墩，岸坡坡顶高程满足红汀子河回水高度要求。左右岸一直沿着现有堤坡布置。左岸桩号HL2+796.10处为农田灌溉引水渠道，在此处预留涵管。左岸至桩号HL2+918.14处，对应中心线桩号Z3+175.69(H-26)为该段工程终点，终点与现有岸坡闭合。右岸桩号HR0+414.34处有已埋设排水涵管一处，通过计算确定本次设计新埋箱涵取代原有管涵。右岸桩号HR0+448.41处，对应中心线桩号Z3+358.24(H-28)处，为右岸护岸段终点，终点与现有岸坡闭合。左右岸修建堤防护岸同时，河道内进行疏浚处理。中心线桩号Z3+358.24(H-28)～Z4+010.75(H-36)，河道内疏浚处理。将阻碍行洪的滩地用机械向两岸推平，岸坡休整为自然坡，种植植被，左岸生态护岸桩号GSTL0+000.00～GSTL0+327.18，右岸生态护岸桩号GSTR0+000.00～GSTR2+108.62。

3.3护岸型式选择和护岸断面设计

3.3.1护岸型式选择

3.3.1.1护岸型式选择要求

1)工程治理范围为典型山区性河流，坡降大，水流急，堤防护脚应采取抗冲刷性强的处理方式。

2)工程区河道清滩、清障及开挖的砂砾料充足，砂砾料既是筑堤材料又是混凝土骨料料场，宜采用均质回填土料堤型。

3)工程治理范围内拦、跨河建筑物较多，堤线布置应与各拦、跨河建筑物闭合。在拦河建筑物蓄水区内，护脚高程应不低于蓄水位，防止长时间浸水对堤防稳定造成影响[2]。

4)护岸型式选择时应充分考虑现状天然岸坎及已有护岸情况，因地制宜，与现有护岸可以平顺连接。尽量少占地或者不占地。

3.3.1.2护岸型式选择

本次设计根据现场实地踏勘，并根据上述护岸型式选择要求，结合建设单位及当地居民反应洪水影响情况，根据工程段所在河道实际情况，选取适宜型式。红汀子河两岸现状为自然岸坡，可利用现状岸坡。左岸上游四平乡大桥附近有已建浆砌石挡墙，挡墙保存完好，且满足红汀子干流设计洪水要求，只是基础受洪水冲淘有部分破损，对其基础进行加固处理即可[3]。

3.3.1.3护岸各部位选材比较

本次设计除左岸段部分为堤防加固以外，其余工程段均采用均质土堤，现将均质土堤各部位选材进行比较。

岸坡选材比较：岸坡选材可采用联锁砖护坡和宾格网石笼护坡。联锁砖护坡整体性好，各砖为铰接式连接，人工铺设，铺砖时施工要求较高，联锁砖运距远，单价高；宾格网石笼护坡可就近取材，河道内有充足原料，网箱可采购成品，也可现场编织，网箱之间人工绑扎，网箱需要机械铺设[4]。联锁砖护坡和宾格网石笼护坡均可与生态河道建设结合。从经济性上比较，每平米单价联锁砖高于宾格网石笼；从施工难度上比较，联锁砖与宾格网石笼施工难点不同，宾格网石笼施工难度相对低；从外观上比较，联锁砖整体性好，岸坡大规模铺设优于宾格网石笼；从生态河道建设上比较，联锁砖与宾格网石笼均可达到与生态河道建设结合的功能。综合比较后，岸坡选材采用宾格网石笼护坡[5]。

护脚选材比较：护脚选材可采用宾格网石笼护脚、毛石混凝土护脚和浆砌石护脚3种。宾格网石笼不需要水泥，基础要求低，施工技术要求较低，施工工序较多，所需劳动力少，占用土地多，开挖量大，排水要求低，若箱体填石后直接放入基槽，可有水施工。毛石混凝土护脚水泥用量大，基础要求高，施工技术要求较高，施工工序少，所需劳动力少，占用土地少，开挖量少，排水要求低，基槽内有少量静态水也可施工，毛石混凝土护脚抗冲刷，耐腐蚀效果好，蓄水区内浸水影响小；浆砌石护脚水泥用量较大，基础要求高，施工技术要求高，施工工序多，所需劳动力多，占用土地及开挖量与毛石混凝土护脚相同，排水要求高，基槽内不可有水，浆砌石护脚抗冲刷效果好，耐腐蚀效果好，蓄水区内浸水影响小；宾格网石笼护脚、毛石混凝土护脚和浆砌石护脚所需石料均可就近取材[6]。从经济性上比较，毛石混凝土护脚投资高于宾格网石笼护脚及浆砌石护脚，浆砌石护脚人工施工量大，人工费高，因此经济性上3种型式接近；从施工难度上比较，浆砌石施工难度高，浆砌石护脚与毛石混凝土护脚基础要求高，工程段内地质条件良好，基础为砂砾料，承载力满足要求，浆砌石护脚基槽排水要求高，宾格网石笼护脚基槽排水综合要求低于毛石混凝土护脚，宾格网石笼护脚开挖量最大。综合比较后，护脚选材采用宾格网石笼护脚。

3.3.2护岸断面设计

工程治理范围：本次红汀子河流域河道治理河长4.01km，分为3个小工程段：左岸段、右岸段、疏浚段。

左岸段，新建护岸段起点为支沟交通桥桥墩，终点为四平乡已建直立墙处。桩号HL0+000.00～HL2+104.55(下)。其中桩号HL0+000.00～HL0+019.90为毛石混凝土渐变段，HL0+000.00与桥边墙闭合。HL0+019.90～HL2+089.55护岸结构型式为宾格网石笼护脚宾格网石笼护坡均质土堤。护脚宾格网石笼长为4.0m，单层石笼厚为1000mm；叠放2层，护脚外露设计河底0.5m。岸坡迎水面采用0.3m厚的宾格网护坡至设计堤顶，宾格网石笼尺寸为4m×2m×0.3m。宾格网石笼下铺设400g/m2土工布。HL2+089.55～HL2+104.55(下)为毛石混凝土渐变段与老堤连接闭合。堤防加固段起点为四平乡已建直立墙处，终点为2#拦和坝下游0.2 km已建直立墙处。桩号HL2+104.55(上)～HL2+918.14为毛石混凝土护脚对原挡墙基础及迎水面进行防护，坡脚设置重力式C25F200毛石混凝土护脚，护面顶宽0.3m，迎水面1:0.1放坡与护脚相连接。生态护岸段起点为四平乡大桥下游2.7 km左岸处，终点为支沟交通桥桥墩。桩号GSTL0+000.00～桩号GSTL0+327.18，当坡比陡于1:2.5的河段，堤坡修整至坡比为1:2.5，当堤坡缓于1:2.5的河段维持现状，在整形后堤坡种植紫穗槐，株距0.2×0.2m。

右岸段，新建护岸段起点为右岸支沟交通桥桥墩，终点为2#拦河坝右岸翼墙。桩号HR0+000.00～HR0+027.07为毛石混凝土渐变段，HR0+000.00与桥边墙闭合。桩号HR0+027.07～HR0+433.41护岸结构型式为宾格网石笼护脚宾格网石笼护坡均质土堤。护脚宾格网石笼长为4.0m，单层石笼厚为1000mm；叠放2层，护脚外露设计河底0.5m。岸坡迎水面采用0.3m厚的宾格网护坡至设计堤顶，宾格网石笼尺寸为4m×2m×0.3m。宾格网石笼下铺设400g/m2土工布。护岸顶与原河道岸顶自然坡衔接。桩号HR0+433.41～HR0+448.41为毛石混凝土渐变段。生态护岸段起点为四平乡大桥下游2.7 km右岸处，终点为2#拦河坝上游0.35 km右岸处。桩号GSTR0+000.00～桩号GSTR2+108.62，当坡比陡于1:2.5的河段，堤坡修整至坡比为1:2.5，当堤坡缓于1:2.5的河段维持现状，在整形后堤坡种植紫穗槐，株距0.2×0.2m。

3.3.3超标准洪水防御措施

在大汛期间，相关部分要积极了解，准确的做好气象预报和洪水预测，力争在洪水到来之前提前做好迎战洪水的准备。准备齐全人力和物力，做到分工明确。护岸重点险段安排好人力物力，实时监测，出现险情，第一时间通知群众撤离[7]。

防御超标准洪水总的指导思想是：认真贯彻“安全第一，常备不懈，以防为主，全力抢险”的方针，以保护国家利益和人民群众的生命财产安全为宗旨。实行全党动员、全民参战、全力以赴抵御洪涝灾害，要主动防范，突出重点，确保水库(塘)、河道、城镇、农村、学校、铁路、公路和工矿企业等安全度汛，必要时牺牲局部利益，保全局、保重点，努力把洪涝灾害损失减少至最低限度。

当红汀子河发生超标准洪水时，各地区、各单位必须从全局出发，确保重点堤段安全。同时，要按照属地负责和分级管理的原则，加强对重点堤段和重要地区的防守，确保人民群众生命财产安全。紧急情况时，各级地方政府和有关部门要按照防洪预案和逃险方案组织群众做好逃险工作。各有关部门要各司其职，采取有效措施，积极做好灾民的安置和善后工作。

3.4河道疏浚设计

3.4.1河道疏浚设计原则

1)河道疏浚工程应遵循河道演变规律，做到因势利导，并应与堤防加固、河道整治、生态河道要求、环境保护等想结合。

2)河道疏浚设计应根据河道治理工程总体古街，结合河道治导线确定。疏挖后应使河槽与河岸保持稳定。

3)疏浚河道的河槽设计中心线宜与主流方向一致，河槽开挖中心线应为光滑、平顺的曲线。

4)疏浚河段的河底高程宜与现状河底高程想接近，不宜改变整治河段的河道比降。

5)疏浚的横断面宜设计成梯形，疏挖断面应符合边坡稳定的要求。

6)疏挖的弃土可在岸上或水下处理。在岸上处理时，弃土区的布置应结合造地等综合利用或进行挖填平衡。在水下处理时，弃土区应选择在流速小、对河槽不产生明显淤积，且不影响泄洪、排涝的水下深潭或废弃的支汊等部位[8]。

7)疏浚段河道进、出口处应与原河道渐变连接。

3.4.2河道疏浚设计

根据红汀子河流域治理工程分布特点，充分听取当地居民对洪水灾害描述，依据河道疏浚设计相关原则，使治理后工程段满足相应洪水标准要求，本次设计疏浚段与治理河道段相结合。河道疏浚河宽一般为15～80 m。

疏浚段，河道中心线桩号Z0+000.00～Z4+010.75，主河槽内土方平整，两岸无山体无工程措施处岸坡生态防护处理。

本次河道疏浚断面设计均采用梯形断面型式，保持河道主河槽中心线处河底数值不变，不改变疏浚段河道自然比降，将河道两岸高滩地平整，用于河道低洼地段填平。

堤坡整形以现有坡型为基础，保证堤坡符合边坡稳定要求。根据“5.4.2.4”相关计算可知，红汀子河河道边坡稳定临界坡比为1∶2.5，本次设计以该坡比为设计依据，当坡比陡于1∶2.5的河段，堤坡修整至坡比为1∶2.5，当堤坡缓于1∶2.5的河段维持现状，但需清理坡脚处淤积土料。

为结合生态河道治理理念，同时增加岸坡抗冲刷影响，可在岸坡上设置生态治理措施。生态治理措施选择时应考虑不妨碍河道行洪，需避免种植高大树木，应选择固土效果好，投资低，后期管理维护方便的植物，根据桓仁县近年来生态河道治理经验，本次设计推荐种植紫穗槐，即在整形后堤坡种植紫穗槐，株距0.2m×0.2m。

4结论

通过防治措施的实施，主体工程本身的安全得到保障，促进了其排涝效益的发挥，同时弃渣和开挖动土面得到了有效防护和充分利用，新的水土流失基本得到控制，避免了弃渣对水质的污染和对环境的影响。其次防治措施减少了边坡的土壤侵蚀，合理利用了土地资源，绿化美化了项目区，给沿线居民和移民营造了一个舒适的生活环境。通过工程措施和植物措施的结合，可有效地减轻水流对堤身的冲刷，防治崩岸，控制水土流失的进一步发展。造林种草等植物措施的实施可使项目区的受损植被得到恢复，提高林草覆盖率，改善贴地层的温度、湿和风力。

参考文献：

[1]陈隐石,汪院生,吴玮,黄天寅.农村生态河道建设规划研究[J].中国农村水利水电,2014(04):29-33.

[2]范小东.对海宁市生态河道建设的思考[J].水利建设与管理,2011(01):51-52.

[3]朱赛美,毛卓莲.景宁县生态河道建设初探[J].水利规划与设计,2011(02):6-8.

[4]侯英杰.城镇生态河道建设中护岸型式及选择[J].水科学与工程技术,2011(02):34-36.

[5]李力,宁军,张浩.城市生态河道建设方法探究[J].南阳师范学院学报,2010(09):72-74.

[6]文丹.金州新区生态河道建设研究[J].水利规划与设计,2015(05 ):80-82.

[7]高永敏,许士国.大连市生态型河道建设[J].中国水利,2004(14):53-55，5.

[8]张令梅.生态坡岸在城镇河道建设中的应用[J].水利科技与经济,2008(11):924-925.

文章编号：1007-7596(2016)02-0123-04

[收稿日期]2015-10-28

[作者简介]孙科研(1983-)，男，辽宁本溪人，工程师，从事水利水电工程设计工作。

中图分类号：TV85

文献标识码：B