如皋城区河道治理工程中生态水利设计理念的应用

许映建 石 磊

(南通市水利勘测设计研究院有限公司， 江苏 南通 226006)



如皋城区河道治理工程中生态水利设计理念的应用

许映建 石 磊

(南通市水利勘测设计研究院有限公司， 江苏 南通 226006)

在河道建设规划管理过程中，河道生态治理是一个非常重要的环节，在促进生态环境可持续发展方面具有重要意义。本文以实际工程为例，对河道生态水利设计概念进行了介绍， 对生态理念设计原则进行了分析，对生态设计理念在河道治理工程中的应用措施进行了探讨。

如皋城区；河道治理； 生态水利； 设计理念

1 工程概况

如皋市地处江淮之间，分属长江与淮河两大水系，境内为平原地带，整体水平面高于邻县，地势由西北向东南略有倾斜。境内有市级河道4条(段)，为如海运河、焦港、通扬运河和如泰运河，过境水资源丰富。为实现“河畅水清、功能健全、岸美景绿、人水和谐”的综合整治目标，按照“恢复引排、沟通水系、提高水质、改善环境”的要求，此次项目区通过河道疏浚、岸坡整治、生态修复、强化管理等措施，集中投入、集中连片、整乡推进，着力恢复河道功能，提高行洪排涝能力，改善农村水环境。

2 生态设计理念的概念介绍

生态设计理念是符合生态可持续发展要求的一种设计理念，通过在河道治理中应用生态水利设计理念，可使河道的质量得到显著改善，提升工程的生态效益。利用生态设计理念可将生态和安全有机结合起来，不仅可以保证河道进行正常的通航、排污和排涝，而且还能改善河道的生态性和功能性。生态水利理念是集功能理念、文化理念、生态理念于一体的新理念，可以更好地与四周的水环境协调，维护河道中的生态环境，实现生态和工程设计的协调发展[1]。城市河道治理工程中引入生态水利设计理念，不仅可以更好地保护自然环境，还可以营造良好的河道景观，实现工程和环境的和谐发展。

3 城区河道生态设计的原则

3.1 自我恢复

生态设计时要按照自组织的基本原则，保证生态系统中的各种物种都具有自我选择的能力，可以自我选择更适合生长的生存环境，保证物种的种类和数量在规定的标准范围内。进行河道治理工程设计时，设计人员要根据生态系统物种的组织能力，确定物种的数量和种类，组建一个多样化的、具有自我恢复能力的生态系统。

3.2 安全性和经济性

在河道工程治理设计时，需要根据生态学基本原理和河道工程的基本原理，充分利用生态学和工程学相关的技术进行设计，保证工程的安全效益和经济效益，实现河道治理的耐久性、安全性和稳定性。

3.3 恢复和保持水域空间的异质性

国内外学者在对水域中的非生物环境空间异质性和生物群落多样性之间的关系进行研究后发现，这两者存在着不可分割、相互依存的关系。在该理念的指导下进行生态设计时，需要充分考虑空间异质性的维持，尽可能创造一个适合水域生态系统的微环境，从而为生物的共存和生存提供良好的环境[2]。

4 如皋城区河道存在的问题

目前如皋城区段河道存在的主要问题有：由于清水泵站不能正常运行，不能满足内外城河的水位控制的需求，且目前提供的水源水质较差，龙游河又与大明河直接相通，河道正常水位为2.4m，不能满足龙游河生态公园控制水位的要求。且大明河至中央大道段龙游河水位提升后，与沿线的花海河、花王河、石桥中心河及五里港的水位不匹配，极易形成高水下压，导致沿线河道村庄受涝，同时在生态公园施工期间，龙游河内布置了施工围堰，导致龙游河水流中断，淤积较为严重，降低了河道过流能力。同时河道上存在多处坝头，仅预留较小的过水涵洞(涵洞内径40cm)，阻水严重，并且河道内杂草丛生，导致水系不畅，水质恶化。且该段河道位于龙游河生态公园南侧，景观要求相对比较突出。

5 生态设计理念在河道治理中的应用

5.1 岸坡整治

5.1.1 植物护坡

根据河流特性，植被选用耐淹性强且易于繁殖的麦冬草或百慕大、黑麦草混播，浅水区种植菖蒲、水葱等亲水作物，减轻水流对坡面的侵蚀。点缀耐水湿、萌芽力强、根系发达的冬青、垂柳、银杏等提高河道景观。实施植物护坡长度5050m，草皮护坡面积61751m2，水生植物面积69151m2，种植乔木2526株。

5.1.2 生态护岸

在生态护坡型式的选取中遵循河道生态的多样性和周边环境的多元化，针对河道所处地段、重要程度、功能作用，确定河道生态护坡的型式。

木桩护岸，适用于景观要求突出的非主要行洪河段。灌砌块石护岸，适用于交叉建筑物上、下游以及通航，且有行洪排涝要求的河段，减轻船行波及上、下游水流对护岸的冲刷影响，提高河道抗冲刷能力[3]。此次实施灌砌块石挡墙344m，布置于龙游河闸站上、下游侧；实施木桩护岸3790m，布置于龙游河的中央大道至环城南路段。

5.2 河道整治

由于生态公园施工期间，龙游河内布置了施工围堰，以及修建涵洞、桥梁等需填筑围堰，导致龙游河中央大道至大明河段淤积较为严重，降低了河道过流能力。同时河道上存在多处坝头，仅预留较小的过水涵洞(内径40cm)，阻水严重，并且河道内杂草丛生，导致水系不畅，水质恶化。且该段河道位于龙游河生态公园南侧，景观要求相对比较突出。此次通过对龙游河中央大道至大明河约2.2km河段清除河道淤泥，重点提高河道行洪排涝能力，改善河道水环境；通过拆除坝头坝梗、小码头等阻水建筑物及改造小涵洞，提高河道水体流动性，改善河道水质。

5.3 植物护坡

为保证植物的生长以及兼顾河坡防止冲刷的要求，在设计水位位置(垂直高度)种植常规草皮护坡，乔木种植于护坡中间及河口位置，如下图所示。

植物护坡布置剖面图

根据河流的基本特征，选择耐淹性比较强且容易繁殖的狗芽根作为固土护坡植物，种草密度为20g/m2。乔木选择耐水湿、萌芽力强、根系发达的冬青、银杏等。选择树干挺直、树形美观、长势良好、规格整齐、无病虫害的一类苗木，苗木胸径7～9cm，树高不低于3m，株距8m，严禁使用三类苗木。项目区共新实施植物护坡长度5050m，草皮护坡面积61751m2，种植乔木2526株。

5.4 生态护坡

生态护坡是以护坡建设良好的自然景观和生存环境为基础，在保证护坡耐久性、安全性和强度的同时，兼顾工程的生物效应和环境效应。该工程施工方案共考虑了三种生态护坡型式，结合现场的具体情况进行选择，项目区共实施生态护坡4134m。

5.4.1 植被型生态混凝土护坡

生态混凝土主要由表层土、缓释肥料、保水材料、多孔混凝土构成。多孔混凝土主要由水泥、粗骨料、细掺和料构成，是植被性生态混凝土的基本骨架，具有良好的透气性，在很大程度上保证了空气和土的湿、热交换能力。以有机质保水剂作为主要的保水材料，并将无机保水剂掺入混合使用，为植物生长提供必需的水分。表层土在多孔混凝土表面进行铺设，形成可以供植物发芽的空间，降低土中水分的蒸发量，为植物发芽初期提供足够的养分。植被型生态混凝土抗冲刷能力强，上部种植的草具有一定的缓冲性。这种护坡受水位骤降的影响较小；在季节性寒冷地区，有利于排出和降低被保护土内含水量，减少冻害破坏。 选择孔隙率在30%以上、骨料直径为20～30cm、宽度为12cm、浇筑深度为20cm的六角形素混凝土框格，每间隔15m设置一道缝，用生态混凝土浇筑到框中，浇筑厚度为15cm。

5.4.2 木桩护岸

护岸木桩采用杉木桩，木桩护岸结构可有效防止岸坡塌方，便于就地取材，生态友好，结合河道绿化，可取得很好的景观效果。桩与桩之间的间隙可促进地表水与地下水的交换，为生物的生长发育提供栖息地，发挥河流、土壤、植被的自净化功能；为植被生长创造条件，保持河流的侧向联通性。设计木桩直径12cm，桩长2m，木桩密排，临土侧通常布置上、下两根圆木横挡，并设一层300g/m2无纺土工布防护。

5.4.3 灌砌块石护岸

对于流量大、水流急的行洪河道,在治理时，使用传统灌砌块石重力挡土墙结构进行设计和施工，挡土底板使用素混凝土，压顶使用钢筋混凝土，墙身使用灌砌块石结构进行施工，墙后通常布置排水棱体，保证挡墙水位不断变化过程中具有良好的稳定性。根据现场实际踏勘及工程设计情况，龙游河中央大道至环城南路段紧靠龙游河生态公园，景观要求比较突出，设计采用木桩护岸，而城南大道至大明河段由于布置有龙游河闸站，平时引排水较为频繁，水位变化较大，因此设计采用灌砌块石重力式挡墙，具体情况见下表。

项目区护岸汇总表

由于龙游河闸站上、下游水位不同，因此闸站上、下游灌砌块石挡墙断面有所不同。上游侧墙顶高程3.80m，底板顶面高程1.50m、底面高程1.10m，底板厚0.4m，宽2.1m，压顶为60cm宽C25钢筋混凝土种植槽，挡墙高程2.45m以下墙身为C20灌砌块石，高程2.45m以上至压顶采用无砂混凝土压砌块石。底板为C20素混凝土，挡墙前趾30cm，后踵20cm。为降低墙后地下水高度，减少墙前墙后水位差，在高程2.15m处设透水棱体和冒水孔。下游侧墙顶高程2.90m，底板顶面高程0.60m、底面高程0.20m，底板厚0.4m，宽2.1m，压顶为60cm宽C25钢筋混凝土种植槽，挡墙高程1.55m以下墙身为C20灌砌块石，高程1.55m以上至压顶采用无砂混凝土压砌块石。底板为C20素混凝土，挡墙前趾30cm，后踵20cm。为降低墙后地下水高度，减少墙前墙后水位差，在高程1.25m处设透水棱体和冒水孔。

6 结 语

总而言之，河道治理是保证城市生态环境可持续发展的重要措施。因此，在对河道生态环境进行治理时，需要结合地区河道的具体功能以及河道地理要素等选择相应的河道治理方案，将河道的经济功能、生态功能和环境功能充分发挥出来，实现人与自然的和谐统一。

[1] 赵文龙.生态水利理念在中小河流治理工程中的应用[J].水利科技,2013(1):50-52.

[2] 贾浩谋,宋晓鹏.探析生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用[J].河南科技,2013(17):166.

[3] 贾玉爱.生态水利设计理念在城市河道治理美化工程中的应用[J].水利技术监督,2012(5):60-62.

Application of ecological water conservancy design concept in Rugao urban area river regulation project

XU Yingjian, SHI Lei

(Nantong Water Conservancy Survey Design Institute Co., Ltd., Nantong 226006, China)

In the process of channel construction planning management, river ecological management is a very important link, and it has great significance in promoting the sustainable development of ecological environment. In the paper, actual project is adopted as an example to introduce the concept of river ecological water consenancy design. Ecological concept design principles are analyzed. Application measures of ecological design concept in river regulation project are discussed.

Rugao urban area; river management; ecological water conservancy; design concept

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.07.011

TV212

B

2096- 0131(2016)07- 0038- 04