多条件下生态河道治理探讨

2020-01-11李妹姣

湖南水利水电 2020年2期

李妹姣

（长沙市水利水电勘测设计院，湖南长沙410008）

1 工程概况

靳江河发源于宁乡县白鹤山寨子冲，主要流经宁乡县东湖塘镇、花明楼镇、大屯营乡、道林镇，岳麓区含浦镇、坪塘镇及岳麓街道，于长沙市柏家洲注入湘江。干流河长85 km，平均坡降0.55‰；全流域面积781 km2，流域人口37.8 万人。靳江河在湘江新区境内长20.5 km，落差6.03 m，纵比降0.315‰。

本次整治的范围为长潭西高速至西三环间的靳江河右岸,该段靳江河防洪大堤可分为两段：一段为幸福垸堤防，长度约为2 020 m（全长3 500 m）；一段为规划洋湖路及靳江路段（西三环至幸福垸之间）：长度为4 785 m，其中堤线长930 m，岸线长3 855 m。该段下游即西三环以下河段堤防已达标。该段堤防多年未经整治，堤防的防洪标准不能适应片区发展要求。随着城市开发建设的推进，对该段堤防的整治迫切必要。

2 现状条件分析

1）水文条件分析

靳江河流域地处亚热带季风性湿润气候区，受季风影响大。冬季多为西伯利亚干冷气团控制，气候干燥寒冷；夏季为低纬海洋暖湿气团所盘据，温高湿重。在春夏之交，常处在冷暖气流交替的过渡地带。锋面和气旋活动频繁，造成阴湿多雨的梅雨天气。

靳江河流域的洪水由暴雨形成，多发生于每年5～8月，根据靳江流域唯一的雨量站道林雨量站实测资料及历次洪水分析，1969 年、1990 年、1998 年、2001、2017年靳江流域降雨量较大，均发生了较大的洪水。

2）地质条件分析

拟建场地原始地貌为河流冲积平原，局部为剥蚀残丘，地形标高起伏较大。根据区域地质资料和本次沿线地质勘察，勘察区分布的地层主要有人工填土层、植物层、第四系新近冲积层、第四系全新世冲积层、第四纪晚更新世冲积层及残积层，下伏基岩为上古生界石炭系及泥盆系地层等。根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）划分，场地所在地区抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度值为0.05 g，设计地震分组为第一组，设计地震特征周期值为0.35 s。沿线无可液化地层。

3）现状地形条件分析

靳江河（西三环～长潭西高速）右岸堤防整治工程位于靳江河中下游，该段堤防起点位于已建成的长潭西高速与现状靳江河堤防交汇处，终点在已建西三环与现状靳江河右岸交汇处，该段靳江河长约6.55 km。

幸福垸堤防总长度3 500 m，长潭西高速以下部分堤防长度2 020 m，现状堤防均为土堤，堤顶高程37.4～38.1 m，堤顶宽度4.5～5.0 m，外坡坡比1∶2，内坡坡比1∶2，防洪标准约20 年一遇。垸内高程32.0～33.5 m，保护面积约1 065 亩。2011 年幸福垸堤防进行了综合整治，堤防标准为30 年一遇，目前已基本施工完成。根据该设计资料，设计堤顶宽度4 m，超高1.1 m，外坡坡比1∶2，河底至设计洪水位以上0.5 m 为预制植草砖护砌，以上为草皮护坡；内坡坡比1∶2，采用草皮护坡。

颜家桥上游堤防段长度647 m，现状堤防均为土堤，堤顶高程37.0 m，堤顶宽度6.0 m，外坡坡比1∶2.3，内坡坡比1∶2.0，防洪标准约10 年一遇。垸内高程31.5～33.0 m，保护面积约77 亩。

莲坪大道上游堤防段长度930 m，现状堤防均为土堤，堤顶高程33.0～34.0 m，堤顶宽度约4.0 m，外坡坡比1∶2.5，内坡坡比1∶2.4，防洪标准约2～5 年一遇。垸内高程30.0～32.0 m，保护面积约472.2 亩。

3 外部条件要求分析

1）国家政策对河流生态要求分析

十八大之后，党中央果断作出我国经济发展进入新常态的重大判断，提出牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，所以长沙市生态河流治理，需满足生态环境和乡村振兴战略的需要，同时通过大量小微水体的滞蓄洪作用，大大减少城市防洪压力，也是海绵城市建设的必要环节。

2）城市总体规划对河流生态要求分析

《长沙市城市总体规划》（2014 年修订版）提出：城市形象按照“一主两次五组团”的城市空间结构，突出“山水洲城、一江两岸”的城市总体形象。规划区范围内规划建设……靳江河……等九条江河风光带；……规划洋湖垸、苏托垸……等八个湿地公园。

靳江河列入了城市总体规划中江河风光带、洋湖垸列入湿地公园的生态绿地系统规划，故该段河道治理需满足城市整体布局对生态环境的要求。

3）片区规划分析

《大河西先导区空间发展战略》提出，要走生态文明之路，对小流域区域空间的规划为：保护生态系统、支持生态系统的恢复，强化、整合、复修生态板块、节点，维护流域内各生态系统的平衡。提出了严格保护永久性河流、大型水塘、主要河流、水库等水体水质继续符合相应国家标准，建立可持续发展的生态基础，实现城市环境质量长期稳定改善的目标。

另外工程所涉及保护范围内编有《坪塘北片控制性详细规划》，本项目保护区范围属于大王山旅游度假区范围，规划面积39.36 km2。靳江河沿河风光带也列入了其生态环境保护的规划范围。根据生态环境保护的要求，将靳江河长潭西高速～西三环段右岸规划为农田和绿地，确保该段河道生态、绿色整治和发展。

4）景观规划分析

景观规划将靳江河洋湖垸片区河段河道景观的打造作为立足点，将其划分为5 个区段，从而实现整个河道景观空间和时间的双重延续性。

通过对靳江河洋湖垸片区段及沿河两岸规划布局的分析，建议该段河道采用珠链式开发，结合湖湘文化的内涵，对河道景观进行差异化定位和特色营造，具体定位为：“印象湖湘——潇湘情韵——绿堤怀古——浪漫靳江——闲适江畔”等五大篇章，分别从形象展示、文化风情、历史记忆、艺术情怀和生态休闲等五个角度去诠释本区域景观文化内涵，营造一体化的综合性绿色生态河岸景观风光带。

绿化设计尊重生态规律，植物配植按景观生态学的理论进行布置，强调植物的季相变化景观，植物选择因地制宜。

5）临近道路规划分析

西三环至长潭西高速路段，规划道路与靳江河为同一走向，靳江河路设计路幅宽度为36 m。道路基本沿山体布置，仅1 128.6 m 受地形条件和片区开发的限制，无法过多开挖山体，水利设计时对该段岸线进行局部回填，与靳江河路路堤结合设计，路堤结合部分按水利堤防标准填筑至设计堤顶标高，堤顶以上由道路部分进行设计。路堤结合段因为要与颜家桥临时道路衔接，该段道路纵坡变化较大，路面高程范围为44.0～39.76 m。

4 生态治理设计

4.1 设计思路

结合国家政策、城市规划及片区规划对河流生态的要求，河流生态治理以保证防洪安全为前提，通过必要的工程措施使区域防洪标准提高到100 年一遇。将防洪和水生态有效地结合起来，平面布置上结合原有水利规划、片区规划、道路规划，保持堤岸原有的蜿蜒性，保留江岸的自然风貌，放缓堤岸坡，部分堤段扩大浅水滩地，形成滞流区域或人工湿地、浅滩，为鱼类和多种水生生物提供栖息、繁衍环境和洪水期间的庇护场所，因地制宜创造人工湿地等。

4.2 平面布置

1）幸福垸堤防段（0+000～2+000）。2011 年幸福垸堤防进行了达标建设，防洪标准为30 年一遇，堤顶高程37.86～38.10 m，堤顶宽度4.0 m，外坡坡比1∶2，外坡河底至设计洪水位以上0.5 m 采用预制植草砖护砌，以上为草皮护坡；内坡坡比1∶2，草皮护坡。本次设计起点采用变坡型式在九江河坝处与上游堤防顺接，幸福垸堤防基本维持原堤线平面走向，仅在原堤基础上加高培厚，使该段堤防防洪标准达到100 年一遇防洪标准。

2）岸线段（2+000～3+230、4+358～4+635、5+573～6+556）。该段现状为山体，为自然岸线段，平面布置以设计洪水淹没线控制。

3）颜家桥路堤结合段（3+230～4+358）、洋湖南路路堤结合段（4+635～5+573）。该段部分为山体，有堤防处堤顶高程33.6～34.0 m，堤顶较低。规划靳江河路和洋湖南路沿山脚通过。拟选2 个方案进行比较：

方案一：根据该段控制断面面积和宽度，对原堤防加高培修。该方案可以减少河道占地面积，增加建设用地面积。但修堤工程量较大，河道渠化较严重，对河道水生态不利。

方案二：根据片区道路规划，有洋湖南路和靳江河路沿河道走向通过，可以在保证河道行洪断面的情况下路堤结合布置。该方案增加了河道水面宽度，河道滞洪能力有所提高，水体自净能力增强，而且水面面积的增大，增加了水景观和水环境效果。

综合比较，由于现状堤防堤顶较低，防洪标准提高后，堤防需加高培厚至设计标高，堤防占地面积较大，和规划道路基本相接，该段现状农田也不能作为建设用地使用。根据《城市水系规划规范》，设计洪水位淹没范围均为水域保护范围，结合规划的洋湖垸路、靳江河路，不仅可以节约造价，更可以将临水滩地做景观、生态用地，符合“两型社会”建设要求，也可以提升该区域的用地品质，故推荐采用方案二。

4.3 断面布置

堤型方案：按照因地制宜、就地取材的原则，在满足防洪安全的前提条件下，选择堤防堤型。综合工程地形、地质条件、区域现状用地性质、施工条件以及城市建设要求，采用长沙市城市防洪工程初步设计堤型方案，靳江河右岸（西三环～长潭西高速段）防洪整治工程防洪大堤原则上采用土堤型式，充分体现节能、生态的河流治理要求。

堤顶高程：根据《堤防工程设计规范》设计堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定。经分析，堤顶超高值为1.3 m，此段设计范围内设计洪水位为38.04～38.42 m，设计堤顶高程为39.34～39.72 m。

堤顶宽度：根据《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013），参照已批准的《靳江河（长沙段）防洪排涝规划报告》，堤顶面宽为10 m，堤路结合段堤顶面宽根据道路要求确定，但不得小于10 m。

内、外堤坡坡比：根据《靳江河（长沙段）防洪排涝规划报告》，内外坡比均不小于1∶3.0。为保持堤身断面形状的多样性，将安全断面隐藏于原自然断面内，在尊重河岸原有自然断面形态的前提下，建设方可根据城市景观要求，在安全断面与原有断面之间，对堤外坡断面进行适当调整，原则上保留现有的沙洲、树木、浅滩，同时也不改变高水位河岸坡形状，保持堤身断面的多样性，为生物群落的多样性提供基础。

河岸防护：原有堤防段在幸福垸堤防达标及湘江长沙综合枢纽库区淹没处理工程中对岸坡已经采用了雷诺护垫或预制植草砖进行了防护，本次堤防加高培厚均在湘江长沙综合枢纽正常蓄水位以上进行。为保持河道生态，维持原河道自然属性，堤防边坡防护均采用草皮护坡，后期可根据需要再进行景观处理。新筑堤防为防止坡脚冲刷，在坡脚处设置0.5×0.8C20 混凝土脚槽。

低水位河滩（浅滩）：自然界的河流处于浅滩的环境，光热条件优越，适于形成湿地。本次对已破坏的浅水滩地进行修复，局部堤段扩大浅水滩地，为植物生长和动物栖息创造条件，为鱼类产卵、鸟类及水禽提供栖息地和避难所。

5 效果分析

1）政策符合性效果分析

本工程依据长沙市总体规划、大河西先导区战略性规划、坪塘北片控制性详细规划、靳江河道路规划综合分析后进行布置，充分体现了规划中对河道定位、生态要求等规定，项目实施符合相关政策的要求。

2）生态效果分析

平面布置上结合片区规划、道路规划，充分尊重河流自然蜿蜒性，保留江岸的自然风貌，断面设计不占用原河道过洪面积，放缓堤岸坡，部分堤段扩大浅水滩地，因地制宜创造人工湿地。从河势来看，河道整治基本维持原河道线型，主要对靳江河护坡以上的边坡进行削坡和加高，不破坏库区工程已有护坡，适当扩大行洪断面，使水流流态得到一定的调整，可有效减小对卡口处坡脚和对河岸的冲刷，工程不会对工程段及上下游河道现有流向和流态造成大的不利影响。从水面线成果来看，工程实施后水面线成果基本维持现状水面线。

综合分析，本次河道整治，维持原有河道生态环境并适当修复河道生态，生态效果较好。