多种生态护岸型式在高邮横泾河整治工程中的应用

杨庆庆 王桂智 张慧 刘冠霆 周健

摘 要：高邮横泾河整治工程中河道护岸型式比选较为重要，需根据具体情况综合选择。本文通过比较不同生态护岸的优缺点，优选出四种生态护岸型式应用于横泾河整治工程中，对今后类似工程具有借鉴意义。

关键词：生态护岸;结构型式;方案比选

中图分类号：TV861             文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）11-0111-03

1 工程概况

高邮横泾河位于江苏省高邮市的中北部，西起运河脚下马棚陈桥村，向东穿越白马荡、三垛荡，直连横泾的三郎庙至兴化市的东潭沟入九里荡，高邮境内长28.35km，为人工河。它是高邮腹部地区一条重要的排涝骨干河道，该河流经马棚、龙虬、三垛、横泾4个乡镇。保护人口8.8万人，保护耕地面积22万亩。

自1974年对河道进行疏浚工程以后，横泾河未再有大的工程措施，因此现状河道淤积严重，遇有强降雨时下泄不畅，极易形成大面积内涝[1]。同时现状部分圩堤坍塌严重，堤坡剥落，难以抵挡高水位。河道沿线的建筑物大多数建于上世纪七、八十年代，多年运行，建筑物损坏严重，尚有圩口涵闸是浆砌砖结构，遇有高水位，就会发生险情，安全隐患较为突出。

2017年横泾河整治工程正式实施，工程主要内容为河道疏浚整治、河坡护岸防护及沿线建筑物拆建等。其中护岸设计根据河道功能、所处位置以及坍塌程度不同采用不同结构的生态护岸型式，以达到因地制宜的治理效果。

2 护岸设计

2.1设计原则

不同结构的护岸防护型式可根据河道功能及工程位置所确定，河道护岸型式应优先采用生态型护岸[2]。一是根据工程所在位置划分为生活区护岸与生产区护岸。经工厂、居民密集处的河段划分为生活区护岸，经农田等无人居住区的河段划为生产区护岸。生活区护岸型式应以护岸修整、绿化工程和生态修复为主，同时结合河道清淤，以提高水体自净能力，用自然型护岸替代传统硬质材料护岸[3]。但是有时存在过水断面不足的情况，自然型护岸往往无法满足河坡稳定要求，因而依旧需采用硬化护岸。生产区护岸主要为满足河道固有功能，硬质护岸便能满足要求。二是根据现状河道排水功能划分，以行洪为主的河道，需要抵抗河流冲刷，采用硬质结构护岸较为合理;以排涝为主的河道，则可采用自然型护岸。三是根据河道现状情况，对不同河段进行不同的防护型式，存在崩岸、塌岸、迎流顶冲、淘刷严重河段的堤岸，需采取硬化护坡护岸措施。

横泾河整治工程具体生态护岸型式包括：仿木桩植被复合护岸、石笼净水复合护岸、自嵌式植生挡墙、连锁式生态护岸。

2.2仿木桩植被复合护岸

仿木桩植被护岸是将圆仿木桩沿着岸坡走向直接打入河坡底部，仿木桩护岸不仅可以抵消部分由于水位变化及船行波对两岸的冲刷，还可以在仿木桩之间形成缝隙，使墙后水体与河道水体形成活水交换[4];仿木桩底部进行清淤处理，使地下水与河道水循环流动，在汛期和枯水期起到双向调节的作用。木桩材料一般采用松木，施工前对松木表面进行防腐处理。护岸后部土坡坡比宜取1：2.5～1：3，可种植根系发达的狗牙根、高羊茅等生态护岸植物以及观赏性植物，使河道景观功能与生态功能和谐统一。见图1。

2.3石笼净水复合护岸

石笼净水复合护岸兼具石笼的稳定性、内部填料的净水性、生态护岸的景观性、水生植物的保护性等多种优点，是一种新兴的护岸型式。主要结构为石笼内部装入碎石，置于护岸前端底部，同时在石笼内装入可以净水的净水填料（净水填料的种类与河道污染严重程度有关，例如河道污染主要为有机污染，则选用活性炭作为石笼填料;河道污染主要为富营养化，则选用由钻合剂和铁屑合成的球形净水材料）。石笼上部埋土，土内可种植相应的水生植物，对于水体净化具有一定作用。石笼净水复合护岸也可直接采用水生植物作为净水材料，放置于石笼内。石笼护岸后方斜坡可采用三维植被网进行护坡，以达到美化环境、稳定土坡的目的。石笼净水复合护岸主要在水质较差、坡度较大的河道护岸工程中应用较为广泛[5]。见图2。

2.4自嵌式植生挡墙

自嵌式植生挡墙主要由自嵌式植生挡土块（鱼巢砖）、滤水填料、加筋材料、墙后土体等部分构成。自嵌式植生挡土结构是一种柔性挡土结构，主要是凭借自嵌式挡土块干垒而形成，同时依靠自嵌式挡土块块体自重来稳定挡墙，固定护岸。见图3。

（1）自嵌式植生挡土墙的墙面生态孔内可以种植小型乔木及各种花草，水下部分可以采用水草种植。块体后方小孔可以埋入植生土壤，形成立体的景观效果。水生植物可以起到净化水体的效果，可有效去除水体中的氮、磷等对水体有害的微量元素，同时植物的根系可以从挡土块小孔伸入后方土壤中，以加固挡墙，提高整体稳定性;

（2）河道内的泥沙等物随水流裹挟前进，遇到墙体阻挡会在重力的作用下沉积在块体孔内，形成可供水生植物生长的土壤，而泥沙中沉积的矿物元素也是良好的植物生长肥料，对植物生长具有良好的促进作用;

（3） “鱼巢”型式及孔内的水生植物是河道鱼类等动物产卵繁殖的天然场所，起到了良好的“以鱼养水”的作用，对河道的整体生态平衡具有很大的调节作用;

（4）自嵌式植生型挡土墙区别于传统硬质混凝土挡墙，其渗透性较高，可以充分保证河道内水与墙后地下水的水体交换，发挥水体自净作用，有效抑制藻类等有害植物的繁殖生长，调整河道生态循环，重建河道以及河堤的生态系统;

（5）块体混凝土中添加纳米氧化银能有效抑制真菌、嗜水气单胞菌和豚鼠气单细胞菌等病原菌的繁殖，提高鱼类免疫能力，减少鱼类常见病的发生。

2.5连锁式生态护岸

连锁式生态护岸是一种目前新兴的护岸结构型式。它适用于多种河道，是一种新型连锁式预制混凝土块铺面系统，可以有效控制土壤水侵蚀，保证护岸结构稳定与长时间使用。它的联锁设计使每块砖与周围的6块砖产生锁力较大的联合作用，使铺面系统具有良好的整体稳定性，即使水流冲击作用较强也可以防御。砖孔和砖缝中生长的植物可以进一步提高铺面的耐久性和稳定性，另一方面可以美化环境，增加坡面植被。近年来，连锁式生态护岸广泛应用于各种河流的治理工程中以及城市河道护岸工程。连锁式生态护岸结构详见下图。

3 不同护岸方案比选

对不同的护岸型式进行优、缺点比较，有利于更直观地反映不同护岸的特点，便于根据工程及现场实际情况选择最适宜的护岸型式。

以上四个方案优、缺点比选如下表所示。

横泾河河坡防护基本采用在水位变动区建设护岸的方式。考虑到现状迎水侧堤坡陡立，且位于镇区及村民集中居住段，其土地资源较少，升值潜力大，为节约土地、节省投資，河道的设计断面应在规划上、经济上均较合理的基础上，进一步确定河口宽度，同时采用生态的、景观的、经济合理的河坡防护方案，以兼顾河道功能与投资控制的要求。在满足河道设计功能的基础上，工程设计尽量考虑与周边景观相协调。

在河坡塌陷严重、且河口宽度有限的河段，优先采用仿木桩植被复合护岸及石笼净水复合护岸;在河口较为宽阔的河段则考虑采用自嵌式植生挡墙及连锁式生态护岸。

4 结语

本文结合高邮横泾河整治工程生态护岸设计方案的比选研究，分析了不同生态护岸型式的优缺点及适用范围，确定最终护岸型式还需根据河道开挖条件、工程造价、工程防护要求等综合考虑确定。本文的研究思路，对于今后河道整治工程中生态护岸的型式比选具有较强的借鉴意义。

参考文献：

[1]扬州市勘测设计研究院有限公司. 《灾后水利薄弱环节建设项目高邮市横泾河上段整治工程》[R].扬州：扬州市勘测设计研究院有限公司，2018.6.

[2]徐秋菡.对河道生态护岸的思考[J].江苏水利，2018（04）：61-64.

[3] 何旭升，逄勇，鲁一晖，李文奇.净水型护岸技术的探讨[J].水利学报，2008（06）：659-666.

[4] 关春曼，张桂荣，程大鹏，何斌，费宗如.中小河流生态护岸技术发展趋势与热点问题[J].水利水运工程学报，2014（04）：75-81.

[5] 李焯然，江洧，李仟，晏成明.河道生态型护岸研究进展[J].广东水利水电，2019（04）：20-23+29.