城市防洪河道生态护岸形式选择与设计

2017-02-14赵通阳邰肇悦

黄河水利职业技术学院学报 2017年1期

关键词：框格护岸护坡

赵通阳，符强，邰肇悦

（河南省水利勘测设计研究有限公司，郑州 450016）

城市防洪河道生态护岸形式选择与设计

赵通阳，符强，邰肇悦

（河南省水利勘测设计研究有限公司，郑州 450016）

河南信阳罗山县小潢河城区段存在现状防洪标准低，滨水生境单一、缺乏亲水游憩功能等问题，需对其进行河道清淤疏浚、岸坡整治、新筑堤防及两岸生态景观设计等治理。通过河道边坡常用的护砌形式进行比较，选择了生态混凝土护坡方案，并对其进行设计。

河南罗山；城市河道；河道整治；生态混凝土护岸；设计方案

0 引言

城市河流生态建设已经成为水利行业的一个新课题。城市的河道水系不仅是城市主要的排水通道和防洪安全屏障，也是城市重要的滨水空间，积淀了城市历史文化的内涵，是城市居民主要的游憩休闲场所［1］。随着城市化进程的加快，城市河道的功能定位再也不能简单的局限于防洪、除涝、航运、水调度等传统功能，而应注重多位一体、多功能融合，体现新时期的治水理念。生态河道的建设旨在通过城市河流的生态保护和修复，水景观和亲水空间的营造，以及优秀水文化的有机融入，在充分保障河流的水安全基本功能的同时，体现河流的社会、人文、艺术、美学和文化内涵［2～4］。笔者结合河南省信阳市罗山县小潢河城区段生态整治项目，探讨生态护岸形式的选择及设计，以期为其他城市河道生态治理提供参考。

1 工程概况

小潢河是竹竿河的一级支流，淮河二级支流，发源于涩港乡同心村，干流全长89.34 km，流域面积796.0 km2，是纵贯罗山县境内的一条主要河流。罗山县城内小潢河长3.82 km，河底比降为1／2 000，河底宽为25～40m，设计防洪标准为20年一遇，治理段末端相应流量为1 382m3／s。现状城区段小潢河为复式梯形断面，主河槽一级边坡为浆砌石护砌，护坡状况良好，无大面积损坏现象，二级边坡为较大菱形框格护坡，框格内被两岸居民种满了瓜果蔬菜等农作物，框格护坡大部分损坏，边坡与滩地侵占现象严重，改变了河道糙率，影响河道过水条件，存在现状防洪标准低，滨水生境单一、缺乏亲水游憩功能等问题。

图1 小潢河城区段两岸现状Fig.1 Both sides present situation of Xiaohuang River urban section

小潢河治理范围为桩号0+650（灵山大道以上300m）～4+470（罗息路以下450m）段，治理长度为3.82 km，河线总体走势为由西向东。左岸设计范围至现状滨河道路，右岸设计范围为原河道开口线外延50m。主要治理措施是，河道清淤疏浚、岸坡整治、新筑堤防及两岸生态景观设计［5］。

2 护岸形式比选

2.1 河道边坡常用护岸形式［6］

河道边坡常用的护砌形式有现浇混凝土或浆砌石硬护、植草框格护坡、混凝土连锁块护坡、生态混凝土护坡等。各护坡形式效果图如图2所示。

图2 护岸形式比选效果图Fig.2 River bank com parison and selection effect picture s

2.2 不同护岸形式的优缺点［7～9］

（1）现浇混凝土护坡。抗冲刷能力强，施工较为方便，但适应变形的能力差，景观效果差。另外，混凝土护岸表面光滑，在城市人口聚居区域，对居民活动带来安全隐患。

（2）植草框格护坡。植草框格施工简单，透水性好，可进行植物种植，生态性较好，但抗冲刷能力较差。另外，两岸居民往往在框格间种植农作物，侵占河道，不利于河道管理。

（3）混凝土连锁块护坡。单体连锁板块结构简单、灵活，适宜批量生产。板块组装施工后，相邻板块之间连锁，整体性好，也具有一定的柔性，但护坡外观感觉比较生硬，且造价较高，不利于植物种植，生态性差。

（4）生态混凝土护坡。生态混凝土护坡是将生物基质密实到抗压强度为10～15MPa、连续孔隙率大于25%的水泥混凝土孔隙中，使得植物可以在具有孔隙的混凝土中生长。生物基质混凝土是在不削弱水泥混凝土骨料层抗压强度的前提下，使得混凝土中能长出花、草、灌木类植物，从而对河道边坡生态植被修复的综合技术。其优点是，具有良好抗压强度；采用BSC-J生物剂保持长效效应，杜绝化肥、营养液等肥料的使用，避免水体富营养化程度加剧；多样化、专业化的植物配置可以确保植被保持长效的生态效应；现场连续浇筑，整体性好；抗冲刷性能强，可以抵抗流速小于5m／s的水流冲刷。

2.3 罗山县小潢河城区段护岸形式选择

通过对以上几种护坡形式分析，并考虑到小潢河以防洪为主要功能，既要满足抗冲刷性能及生态要求，又要从根本上杜绝两岸居民在边坡上耕种，所以，其护岸形式采用生态混凝土护坡方案。

3 护岸设计

3.1 设计理念

《水利部关于加快推进水生态文明建设工作的意见》（2011年中央1号文件）中提出，要加快生态河道建设和农村沟塘综合整治，改善水生态环境。《河南省城市河流清洁行动计划》要求，城市河道形成“水清、流畅、岸绿、安全”的生态新格局。同时，随着罗山县的发展，人们对城镇居住和休闲娱乐环境的要求提高，加强城市河道治理，创造一个安全舒适、文明健康、景观优美、生态良好的城市滨水环境，是推动城市可持续发展的必然要求。结合城市规划，小潢河滨河景观是城区主要的滨水休闲空间，小潢河治理在满足防洪除涝、水资源调度的基础上，考虑景观建设及水生态修复，提高水环境质量，提升生态景观效果，达到河畅水清、岸洁景美、人水和谐的新景象。

3.2 设计方案

3.2.1 护砌高度确定

新筑堤防河段二级边坡护砌高度为从一级平台至堤顶，设置防浪墙河段二级边坡护砌高度为从一级平台至20年一遇洪水位，局部无新筑堤防和防浪墙的河段护砌至现状地面高程。

3.2.2 生态混凝土护坡设计

生态混凝土由生物基质混凝土骨料层和生物基质植被层组成。铺设生态混凝土前，先在坡面浇筑混凝土框格，混凝土强度等级为C20，框格净尺寸为3m×3m，框格梁断面尺寸为150mm×150mm（宽×高）。在框格梁内，先后铺设150mm生物基质混凝土骨料层和50mm生物基质植被层。护坡底部和顶部分别设置C20混凝土护脚和压顶，护脚尺寸为400mm×600mm（宽×高），压顶尺寸为300mm× 220mm（宽×高）。生态混凝土护坡结构如图3所示。

4 结语

传统的城市河道治理目标是防洪、除涝和供水安全等。因此，对河道护坡形式的要求也相对简单。随着城市的不断发展，生态、环境、景观功能在城市河道治理目标中的地位更加凸显，城市河道治理工程的护坡选型也需兼顾其生态景观功能。城市河道治理工程设计是一项综合性设计，应结合防洪安全、生态修复、滨水景观等河道治理任务统筹设计，融合安全、生态、景观、文化等多功能于一体，才能形成河畅水清、岸洁景美、人水和谐的城市河网水系。