对北部生态新区沙塘河河道整治及生态环境治理工程所采用的生态措施的一点心得

摘 要：柳州市北部生态新区沙塘河河道整治及生态环境治理工程治理河段总长16.308km，工程任务是防洪、生态修复、灌溉和水景观。本工程设计的项目主要有防洪堤、护岸景观工程、拦河坝等，设计方案考虑了人与自然和谐共生的生态环保要求。

关键词：生态；防洪堤；护岸景观工程；拦河坝

1 引言

北部生态新区是柳州市“一主三副”都市圈核心区的三副之一，国家六次产业示范区、国家智慧环保科技示范区、国家级经开区，秉承生态优先、文化传承、城乡一体、产城融合的发展原则，在产城发展的同时，成为广西首个以“生态”为主题的城市新区。沙塘镇位于北部生态新区核心区，隶属“双城”规划中智能制造城，为北部生态新区中，与石碑坪组团并行的城市功能核心区。沙塘河东西贯穿连通沙塘组团，作为北部生态新区主要的水系，对新区的发展有着重要的作用。

2 工程概况

柳州市北部生态新区沙塘河河道整治及生态环境治理工程整治范围包括沙塘河干流及其两条支流：永安河、古丹河。河道治理总长16.308km，工程措施包括防洪堤8.544km、护岸32.616km、拦河景观钢坝14座、河道清淤清障16.308km，泵站1座、排涝闸1座、防洪闸4座、抽水泵站13座等。

本工程通过修建防洪堤、护岸，改建壅水坝，防洪闸，抽排泵站，清淤、清障等工程措施，使工程防洪堤保护区域能抵御50年一遇及以下洪灾，提高岸坡抗冲刷能力，保障两岸灌溉需求，增加水体流动性，促进水生态平衡，恢复水体自净能力，改善河流水质，恢复水生态环境，使人水环境和谐。

3 主要结构型式选择与生态设计

3.1 防洪堤

3.1.1 土堤与土石混合堤、刚性挡墙+柔性生态护坡方案比选

土石混合堤优点是工程占地较少，耐久性较好，防渗性佳；缺点是造价较高，构造复杂，对基础要求高，施工及维修不便，生态亲水性较差，施工周期较长。

刚性挡墙+柔性生态护坡，刚性挡墙护岸及护脚稳定，对防止河水冲刷岸坡效果较好，整体抗滑稳定好。但是刚性挡土墙对基础要求高，且挡墙需要一定的埋深，开挖量大，且刚性挡墙材料造价高，近水段挡墙施工需设围堰，易出现基坑渗水，围堰及刚性挡墙材料工程量不易控制，施工周期较长，投资较大。

防洪堤位于柳州市重点打造的北部生态新区，故防洪堤的美观及生态显得尤为重要。根据沙塘片规划的要求，堤防以防洪为主，结合城市生态景观进行布置。土堤具有造价较低，构造简单，基础不需特殊处理、施工及维修方便、生态亲水性较好，施工周期较短等优点。沙塘河沿线有很多鱼塘，鱼塘的基础以淤泥为主，土堤施工能够因地制宜，且本工程以生态治理为主题，故防洪堤型式选用土堤，打造一座将防洪、生态、景观结合成一体的新型防洪堤。

3.1.2 防洪堤设计

防洪堤采用土堤，堤顶堤路結合，堤身为均质粘土。防洪堤需满足行洪要求、用地规划及考虑景观的需求，堤顶总宽5～11m。中间设5m宽防汛抢险道路，2m宽人行休闲道路，内外两侧分别设2m宽的绿化带并布置景观灯。为满足局部用地规划要求，不产生过多的拆迁，在沙塘镇最集中、繁华的地段，堤顶取消内外侧的绿化带，只设置防汛抢险道路及人行步道或者只设置抢险道路。迎水坡、背水坡坡比均为1：3，采用生态护坡。内外侧坡脚设C15混凝土护脚。

防洪堤典型剖面图见图3.1-1。

3.2 护岸景观工程

3.2.1 护岸型式选择与设计

3.2.1.1 护岸型式的选择

护岸型式的布置应结合实际地质条件选择生态、合理的材料及布置。尽量设置多孔性构造，为生物提供一个安全的生长空间。

传统护岸型式有浆砌石、混凝土和干砌石护坡。浆砌石、混凝土刚性好，抗冲刷能力强，但与周围环境不协调，其表面光秃秃，不长草木，与青山绿水不相称，在提倡环保的今天，显然是无法满足要求的。干砌石护坡抗冲刷能力比较差，块石容易剥落，需经常维修，杂草可从块石缝隙间长出，但绿化效果不是很理想。

新型格宾网箱结构简单，适用于高流速、冲蚀严重，岸坡渗水多之缓河岸。石笼属柔性结构，对于不均匀沉陷自我调整性佳，能适应岸坡变形，对不同地质基础适应性强；岸面多孔性，石材间之缝隙利于动物栖息，植物生长，生态优势明显，能迅速恢复被工程所波及的环境，改善景观。

考虑到河道的生态及景观美化的需求，本次护岸采用平岸设计，护坡材料采用生态石笼与草皮护坡、植物固坡相结合的方案。

3.2.1.2 护岸设计

本次整治工程对沙塘干流及其支流（永安河、古丹河）的两岸均进行整治。护岸均用平岸设计。裁弯取直改道段行洪断面按不小于原河道行洪断面设计。防洪堤与护岸顶之间布置绿化带等，以满足广大民众亲水、近水的要求。

水上部分：基本按1：2的边坡削坡或保留原坡比（缓于1：2的边坡），坡上种植草皮护坡或种植花卉、植物等护至坡顶。两岸坡顶根据地形具体宽度，设置绿地及透水砖景观休闲步道，并种植景观树；沿河岸若有成片竹林、大棵的树木，则予以保留；沿岸局部地区陡于1：2的坡度，且不适合做削坡处理的位置，做间距0.5m、长2.5m的梅花型松木桩，并铺设大块景观抛石，不仅可以固坡，而且增添两岸景观。

水下部分：在较陡的边坡坡脚用生态格宾网石笼护脚，石笼外侧抛设景观块石并植景观水草。这样不仅美化了外观，并且给水生鱼类等生物构造了生存栖息的环境，保护了河道的良好生态环境。在石笼顶沿护坡铺设砼植草六角砖进行护坡，坡比用1.2或者保留原坡比（缓于1：2的边坡），较陡边坡用松木桩固坡，表面摆大块石固坡美化景观。

河床部分：首先对河道进行清淤，然后在河道内种植生态水草，并且拆除所有的拦河坝，改建成可以完全敞泄洪水的钢坝，以加速河水的流动性，从而改变整个河道内的水质。

3.2.2 水生态环境治理及景观性

本项目景观工程总长度16.308km，其中沙塘河干流段11.194km，支流永安河3.578km，支流古丹河1.536km。本项目将建设成为一条具有自然人文景观特色、树茂荫浓的生态绿化特色、开敞舒适的亲水特色的滨水风光带。

景观工程内容主要包括：景观绿化、景观小品、景观蓄水坝、景观灯光等。

1、常水位以下部分

本项目水体生态构建工程由底质改良工程、透明度提升工程、沉水植物群落构建工程、生物链构建工程、曝气增氧、景观提升等组成，其中沉水植物群落构建是主体工程，透明度提升是重点工程。

1）沉水植物

沉水植物是水下景观的主要组成部分，能构建优美的水下森林景观，本方案选取工程实践效果佳的四季常绿矮型苦草、改良刺苦草，耐冲刷的龙须眼子菜和小茨藻。

具体布置情况：采用分区插秧方式种植，龙须眼子菜主要种植在河道水流较湍急的区域；四季常绿矮型苦草布置在河道两边，改良刺苦草和小茨藻布置在河道中间，交叉形成生态适应性良好、净化效果佳、景观效果佳、易于维护管理的水下生态系统。

2）浮叶和挺水植物

为提升水域观赏性，本方案拟选取浮叶植物——睡莲，挺水植物：美人蕉、菖蒲和鸢尾。

具体布置情况：在河道部分区段如人流量大、景观要求高的区段点缀景观效果好、净化能力强的睡莲；河岸边紧挨驳岸位置种植美人蕉、菖蒲和鸢尾等挺水植物，以营造水清景美、水生植物错落有致、水下森林與水上植物相呼应的优美水上景观。

3）生物链构建

为了维持生态系统的平衡和稳定，构建完善的、健康的生物链。拟选择在柳州有广泛分布的肉食性鱼类黑鱼，同时辅以水质净化效果好的水生动物河虾类（如青虾）和螺类（如环棱螺）。

本项目采用的水生态治理技术本着生态、低碳、环保、自然、经济的理念，打造水清、水美、水活、水乐的生态水域。项目水面鲜花点缀，水底游鱼翔浅，远观碧波粼粼，宛若莹润翠绿的碧玉，近看水草悠悠，恰似清幽的水下森林：

水清—水体最终透明度达1.5 m及以上，水光潋滟，碧波如镜，疏影横斜，水天辉映，不染纤尘。

水美—水草萋萋，青莲摇曳，游鱼嬉戏，交错掩映，河水钟灵，满腹馨香。

水乐—冬暖夏凉，天然氧吧，可歌可舞，可操可坐，赏花观鱼，弈棋茗茶。

水活—系统完善，生机勃勃，水体自净，长效持久，打造恒久的活水家园。

2、常水位以上部分

设计思路为“一窗”、“两带”、“五行文格”、“十五节点：

“一窗”即“城市形象展示窗口”。通过绿化带景观展示，局部区域文化元素氛围营造，形成对外展示城市形象的一扇靓丽窗口。

“两带”即“两种景观展示带”。城市绿道景观带：城市战略维度的绿色基础设施景观带；城市慢行系统观光带：构建人行、自行车慢行游览的景观带。

“五行文格”即“金木水火石五行文格”。以中国古代哲学智慧“五行学说”为框架，构建更加均衡、更加“生态”的“柳州五行文化体系”，分别为工业之金、匠心之木、秀柳之水、民族之火、奇玩之石。

“十五节点”即“十五大特色节点”。以河道水域现状、可实施条件等场地状况为准，以上位规划为指导，结合周边未来用地属性和设施需求，设计十五处特色节点，用于展示柳州文化的景观特色氛围，服务周边居民，创造更多可观可赏的开放空间。

美化策略：

适地适树，注重湿地景观营造：种植设计以景观生态学和生态恢复理论为指导，以地带性乡土植物为主，遵循适地适树原则。

廊道链接，打造多层次稳定群落：构建物种丰富，景观多样的“植物廊道”，连接各区生态廊道，完善基本网络，为各类昆虫鸟类等动植物提供适宜、稳定的栖息环境。

分区打造，构造多样化特色植物空间：依据不同的景观绿带特色，在配置方式、品种选择等造景方式上均有个性化侧重，营造具有柳州文化特点、生态功能丰富的植物景观，如打造以紫荆为特色的植物景观带。

保护为主，点亮为辅：沿河岸若有成片竹林、大棵树木，应予以保留，维护景观生物的稳定性及平衡性。

根据整体概念及各个河道主题和节点内容进行特色化灯光设计，营造自然气息、娱乐氛围和文化气氛，展示城市新标杆型河道形象，成为地方形象的展示窗口。

以自然风光为基础，展现优美的植物景观及流线形的游步道，凸显水体、绿道、微湿地魅力。绿化照明根据植株大小外形选择合适的灯具功率、投射方式和安装位置，并应选择高显色性的暖白光塑造树木的夜间效果，使树木在夜色中展现四季变化的自然原色。

3.3 拦河坝坝型选择与设计

河道上的大坝不仅需要满足民众的最基本的灌溉需要，而且需要满足民众的亲水、近水的水景景观要求。

拦河坝的常用坝型主要有钢坝、橡胶坝、翻板闸坝、混凝土重力坝等。

橡胶坝构造简单、施工期短、投资省，但是外形景观性不好，且坝袋使用寿命短，易受人为和有尖角物体损坏。沙塘河为城区河流，景观要求高，河道内存有尖角物体的概率高，大坝的使用寿命短，后期维护费用高。

翻板闸的施工较为简单，运行时亦能解决污物排漂的问题，工程造价也相对较省，但是翻板闸的闸门易受泥沙和杂物淤积的影响，造成无法启闭。沙塘河位于北部新区中心，为城区河流，河道内淤积杂物的概率高，闸门一旦无法启闭造成事故，损失将是无法估量的。

混凝土重力坝是传统的河流挡水坝，该坝型施工简单，工期相对较短，但是刚性坝体不可动，水位不可调节，行洪时对河道造成阻碍，平时又会减缓河流流速，淤积垃圾，对河流的水质保持带来负担。沙塘河是城区河流，人口密集，显然在经济高速发展的今天，这种坝型不再适用于沙塘河了。

钢坝是一种新型的景观闸坝，是一种可以调控的溢流坝。它由土建结构、带固定轴的刚性坝体、驱动装置设备组成，适用于水位差较小的运行工况。由于采用底部固定轴开关，钢坝不受泥沙杂物淤积的影响，运行可靠；钢坝启闭时间短，关闭时体积小，又可省去中间的闸墩，结构简单，利于行洪及排泄泥沙淤泥；钢坝可坝顶过水，不仅能形成人工景观瀑布，而且能给水体补充氧气，改善目前水质富营养化的现状，达到人与自然和谐共生的目的。

由上分析，蓄水景观坝推荐采用新型钢坝。钢坝典型剖面图见图3.3-1。

图3.3-1 钢坝典型横断面图

4 结语

本文简要介绍了柳州市北部生态新区沙塘河河道整治及生态环境治理工程设计过程中一些主要结构的型式选择及生态设计，结合本工程生态环境保护的设计理念以及笔者的工作实践，在防洪堤、护岸景观工程、拦河坝的选择等方面谈了一些体会，供同行参考。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家标准.GB 50286-2013堤防工程设计规范.中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布，2013.

[2] 中华人民共和国国家标准.GB 50707-2011河道整治设计规范.中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布，2012.

作者简介：

郭倩、女，1984年5月出生，大学本科学历，毕业于河北工程大学，水利水电工程学位，工作于广西壮族自治区柳州水利电力勘测设计研究院、工程师职称.