河津市遮马峪河生态修复与保护工程设计

2021-01-27张宁

山西水利 2021年6期

张宁

（山西省水利水电勘测设计研究院有限公司，山西太原 030024）

1 工程概况

遮马峪河是黄河一级支流，发源于乡宁县西交口乡敖顶村面坪，在上马台流入河津市，从清涧街道办事处龙门村汇入黄河。流域面积为181 km2（乡宁县103 km2，河津市78 km2），主流全长43 km（乡宁县境内长22.9 km，河津境内长20.1 km）。

该段河道目前存在的主要问题：一是河道行洪不畅、防洪不达标：河道淤积，矿渣、生活垃圾堆积严重，违章建筑挤占河道，行洪断面严重缩小，大部分河道已无明显堤防，周围村镇、厂矿受到洪水威胁。二是河道生态环境破坏：随着人口增长及经济的迅猛发展，生活垃圾随意倾倒，污水无序排放，水生态环境破坏严重。

2 工程任务与布置

2.1 工程任务

通过对马峪河上游山区段采取的小清洁流域治理、出山口至入黄口河道堤防建设、沿线村镇段河道蓄水、入黄口湿地建设等措施，达到减少遮马峪河向黄河输沙、提高河道防洪标准、改善遮马峪河水生态环境、促进河流恢复生态功能。

2.2 工程总体布置

本工程位于河津市区以西的遮马峪河道上，工程范围为上马台至入黄口，全长17.7 km，防洪标准为10年一遇，治理范围包括上游山区段及下游段。

上游山区段共2.6 km河道，结合两岸山坡采，用小清洁流域方式进行治理。

下游段为山口至入黄口段，全长15.1 km，总体呈东北向西南展布，规划河道宽度25～75 m，本段河道基本属于平川区，为满足防洪保安在河道两岸新建堤防。堤防总长度为30.15 km。

为提升河道的生态及沿河村镇的人居环境，根据河道地形高程及村镇分布情况，分别在固镇村、东崖底村、原家沟村、任家沟村、杜家沟村等5个村镇处的河道上布置蓄水工程，总蓄水面积8.74万m2。

在遮马峪河入黄口处，布置一座高2 m的钢坝闸，立坝蓄水后形成长2 km，面积6.7万m2的人工湿地。

3 工程主要设计

3.1 生态清洁小流域设计

为缓洪拦沙，减少流入黄河的泥沙及下游洪水总量，对河道上游山区开展生态保护与植被恢复，提高森林覆盖率。设计新增治理面积287.26 hm2，其中：水源涵养林林35.36 hm2，均为乔木林，补植乔木林14.07 hm2、采石场绿化3.75 hm2、河道护岸林7.71 hm2；修建蓄水池20座，修建谷坊32座，滚水坝4座；采石场治理面积3.75 hm2；对现有可改造坡面进行梯田改造工程，面积13.66 hm2。

3.2 河道堤防设计

为满足防洪要求，在平川区河道两岸新建堤防。河道断面形式根据不同河段采用以下两种型式：

（1）非蓄水段：采用梯形复式断面型式，堤防内外边坡均为1:2，两岸堤顶宽度为4 m，其上铺设泥结石路面。迎水侧护岸采用500厚格宾石笼防护，防护高度至设计水位以上不小于0.5 m，采用宽1 m，深1～1.5 m的格宾石笼作为护坡基础。河底中间布置梯形主槽，主槽底宽2 m，主槽采用0.3 m厚格宾石笼进行防护，格宾石笼下均铺设反滤土工布。

（2）蓄水段：采用直墙断面型式，该段底宽30～50 m不等，采用生态性较好的格宾石笼重力式岸墙为主，格网石笼重力式岸墙临水侧为高1 m、宽0.5 m的格宾石笼错台，背水面铅直，出露面网丝采用景观效果更好的无锈熔接网，墙高3.2 m，基础埋深为1.0 m，墙顶宽1 m，底宽2.5 m。石笼顶部布置1 m宽，0.2 m厚C 25钢筋混凝土压顶，压顶上设置栏杆。

3.3 河道蓄水工程设计

为提升河道的生态及沿河村镇的人居环境，根据河道地形高程及村镇分布情况，分别在沿河的5个村镇的河道上布置蓄水工程，共布置11座壅水坝（4座钢坝闸，7座景观堰），形成11个蓄水池，蓄水总长度2 310 m，总蓄水面积8.74万m2，总蓄水量为8.21万m3。

每座钢坝闸坝长35 m，坝高2.5 m，由铺盖段、闸室段和海漫段组成，并采用液压启闭机调节闸门的启闭达到挡水和泄水的目的。景观堰堰长15～20 m，堰高1 m，采用钢筋混凝土结构，设置成台阶式、鱼鳞式等不同型式，形成多样的跌水景观效果，提供不同的观赏体验。

蓄水池蓄水后，因水位抬升，蓄水区存在渗漏及对两岸的浸没影响，必须采取防渗措施。常规防渗型式有水平防渗和垂直防渗两种，本工程河道较窄，从技术上可行、经济上合理的角度分析，确定采用复合土工膜进行水平防渗。

3.4 入黄口湿地设计

为确保流入黄河的水质达标，在遮马峪河入黄口河道上布置一片人工湿地。人工湿地一般分为表流人工湿地和潜流人工湿地，其中污水在河床表面流动的为表流湿地，在河床表面以下流动的为潜流人工湿地。

表流人工湿地采用天然地基，为近似自然形成的湿地，优点是投资少，运行费用低，维护简单，生态效益更明显等特点；缺点是占地面积较大以及需要两三个植物生长季节，形成稳定的植物与微生物系统后才能达到设计处理要求。

潜流人工湿地受温度变化影响小，污染物去除效果好，但存在维护、建设费用高，填料宜堵塞等问题。根据两类人工湿地特点以及本工程现状条件，经比较采用表流人工湿地方案。

为满足表流湿地需要的大面积水域以及水净化完成后能够自动溢流的需求，同时为防止黄河洪水的倒灌，将现有入黄口挡洪闸改建为双向挡水的钢坝闸，钢坝闸闸宽25 m，闸高2 m，立闸后形成6.7万m2的湿地水域。重建与恢复湿地的基础上，在不同区域种植荷花、睡莲、芦苇、蒲草等湿地水生植物。通过湿地水生态的搭建，水生植物的种植，形成动植物和谐共存的生态湿地廊带。