浅谈河道治理工程融入生态景观的设计要点
——以新乐市木刀沟生态湿地项目为例
2020-01-12□刘丹
□刘 丹
近年,随着经济社会的快速发展和城市居民生活水平的不断提高,新乐市重点推进生态文明建设,遵循“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,实现城市建设向“安居、乐业、天蓝、地绿、水净”转变。但在城市现代化建设进程中,河道逐渐淤积,生活及工业污水排放,采砂活动猖獗,以及垃圾随意倾倒,导致河道行洪不畅、水体污染,严重影响了城市防洪安全及居民生活环境。为适应经济发展与生态保护相协调的原则,采取河道防洪保安与生态景观建设相结合的方式,对提高城市防洪标准和生态环境具有重要意义。
1.基本情况
新乐市隶属河北省省会石家庄,地处中南部区域。木刀沟为季节性河流,汛期暴雨产生短历时洪水,非汛期多干枯断流,新乐段木刀沟长约35km,流域面积237.5km2。工程区位于107国道上游2km,下游至伏羲大街,治理长度6.42km。结合新乐市总体规划,对木刀沟两侧滩地及堤顶至规划红线范围内区域进行景观绿化设计。
京广铁路桥上游堤防不连续,且由于多年不行洪,多处堤防遭到人为破坏,主槽及滩地部分人为开垦为农田,现状种植农作物和树木,工程区内存在基本农田和一般农田。下游没有达到规划的防洪标准。河道主槽上口宽20~300m,平均深3m左右,边坡1∶1~1∶3。主槽内现状存在多个较大的采砂坑 ,深 度 达 17~32m,长 度 达 500~800m,加剧了河道的游荡性,一旦发生较大洪水,局部边坡较陡的河段极易造成坍塌。主槽现状行洪能力不足5年一遇,现状大坑导致水流紊乱,对岸坡冲刷严重,不利于河道行洪安全。由于现状采砂坑规模较大,回填砂坑需土量较多。河道土质以砂性土为主,渗漏损失量较大,需要采取防渗措施。
2.设计要点
2.1 提高河道行洪标准
河道主槽行洪能力不足5年一遇,两岸堤防不连续且防洪标准不足20年一遇:对河道主槽扩挖疏浚,在综合考虑生态修复的前提下,通过水面线推算和堤防超高计算确定堤顶高程,对两岸堤防加高培厚,提高河道行洪标准,保障防洪安全。
2.2 挖填平衡,因势就利,分区设计
对规模较大的3个砂坑,利用现状地形,形成3个开阔的湖面景观,湖区设计水深3m。以现状桥梁处河底挖深不大于2.5m控制河道设计底高程,尽量下挖河道主槽,对湖区之间河道扩挖疏浚,尽量使土方平衡。下游河道由于橡胶坝、溢流堰逐级降低水位高程,造成下游现状滩地与河道常水位高差较大,危险性较高,亲水性较差。通过从堤脚至主槽区域进行降坡处理,增加滨河区域的亲水性,河道内降坡产生的土方量,可以填补砂坑所需的土方量,尽量做到挖填平衡。
对蓄水区上游散状砂坑,在现状砂坑的基础上适当整理,因势就利,通过搭配不同的植物色彩,以低干扰活动、生态抚育为主,结合地形营造阶梯状生态花谷、自然草地、七彩花田、林中栈道等景观节点,最大程度的改善现状情况,营造自然生态空间,强化水源涵养,修复生态环境。
2.3 保障行洪安全,兼顾生态修复
景观绿化设计以河道防洪标准为依据,顺势而为、分级设计,保障行洪功能安全。
堤外(堤外风景林带区):堤外采取乔灌草搭配的种植方式,营造植物层次丰富的公园景观。
堤内主槽外(堤内生态绿化区):在满足行洪安全的前提下,堤内种植以地被花卉、观赏草为主,零星点缀乔木,种植间距不小于20m。
主槽内(主槽湿地区):主槽满足5年一遇行洪要求,以湿生植物栽植为主。
在提高防洪标准的前提下丰富生态环境,尽可能保留现状林,强调地被植物垂直方向上的上下关系,使其在一年四季呈现鲜明的层次结构或季相。充分运用草本植物高度变化,营造具有丰富层次的地被景观。通过植物品种的组合搭配,在不同季节体现出不同的气质及空间感受,营造出季节的特色美,做到春有花,夏有荫,秋有叶,冬有枝的象征。倡导野草之美和低碳景观理念,大量应用低维护的观赏草植物和乡土植物,建立生态基地,起到“绿色海绵”作用,丰富生态环境。
2.4 保留基本农田,打造复合型农业经济带
工程区涉及部分基本农田,根据我国《土地管理法》和《基本农田保护条例》,原则上不改变土地性质,保留现状农田肌理。近期,营造生态风貌,将基本农田内的传统农业改造为生态效益与经济效益兼备的观光型农业(油菜花、向日葵等);远期,融入复合型休闲农业元素,策划亲子农事体验园、农耕文化园、生态花谷,吸引周边民,带动附近村庄农家乐产业发展,增加农民经济收入,形成复合型农业经济带。
2.5 防护、减渗材料生态环保
一是防护材料。河道土质抗冲刷能力较差,岸坡需要采取防护措施。常用的防护材料有浆砌石、混凝土、水泥连锁块以及钢丝网石笼等,其中浆砌石和混凝土防护抗冲能力强,维护简单,但是刚性防护适应堤坡变形能力较低,生态景观效果差,投资大;水泥连锁块防护施工方便快捷,一般人可以熟练地人工铺设,不需要大型设备,利用砖间缝隙绿化,无需外部覆土,但是绿化率较低,对小规模变形的适应能力差,后期维修费用较高;钢丝网石笼防护为柔性结构,可适应地基变形,施工较简单、速度快,可以与绿化植物的根系良好结合,共同发挥护坡作用,在顶部覆土后,可进行绿化,生态效果较好,故防护材料选用钢丝网石笼,且上部覆土厚度不小于0.5m。
二是减渗材料。工程区河床以砂性土为主,渗透性较强,为达到生态修复效果,必须采取适当的人工减渗措施才能保证河道内的蓄水水面。采用的减渗材料主要有黏土、混凝土、复合土工膜和防水毯。
混凝土减渗:主要型式可分为现浇混凝土和混凝土预制块拼装,使用年限一般可达30~50年。混凝土减渗的优点是减渗防冲性较好,耐久性较强,但缺点是工程造价高,生态效果差等。
黏土减渗:对于有优质黏土的地区具有投资省、工艺简便的特点,并且有利于生态的交换,使用年限一般为25年左右。黏土减渗所需的厚度较大,因而总工程量大,因此较适宜能就地取材的情况。木刀沟沿岸地区土源较为缺乏,因此获取满足减渗的优质黏土的成本较高。
复合土工膜减渗:土工膜减渗具有渗透系数小、施工简便、工程造价低的特点。由于土工膜属于非降解材料,将完全隔断水力联系,属生态不友好型减渗措施。另一方面,一旦土工膜的连接不牢或施工过程中形成破损,减渗效果也难以保证。
膨润土防水毯减渗:膨润土防水毯是一种土工合成材料,由高膨胀性的钠基膨润土填充在特制的复合土工布和无纺布之间,遇水时在垫内形成均匀高密度的胶状防水层,有效的防止水的渗漏。具有密实性好,持久性强、适应变形能力强,施工简单、自我修复能力强、环保生态的优点。
综上所述,减渗材料选择膨润土防水毯。
3.结论与建议
通过新乐市木刀沟生态湿地项目的案例分析,可以得出将生态景观融入到水利工程中的设计要点主要有以下几方面。一是根据相关规划,提高河道防洪标准的前提下,进行生态景观工程建设;二是因地制宜,对河道主槽、滩地、堤防内外等不同区域搭配不同种植模式;三是打破传统的硬防护理念,尽量采用生态材料,打造自然之美。
在新时代治水背景下,应将生态景观修复充分融入到河道治理中,在保障河道行洪的前提下,提高河道的生态修复功能,修复河流水环境,打造水绿相间、风景靓丽的生态廊道。