惠安县东港溪综合生态治理工程设计方案探讨

2022-05-19陈昌泽

地下水 2022年2期

陈昌泽

(泉州市市政园林古建筑设计院有限公司，福建泉州 362000)

在当前的河道堤防护岸工程设计中，不仅要注重河道护岸自身的结构和性能，更要注重设计的生态性，避免河道护道工程对环境带来危害，通过科学、合理的设计和先进的技术来提高河道护岸的稳固性。河道堤防护岸需要在设计中应用现代化的技术手段并采用新型的生态结构，使生态河道的堤防护岸更加安全。

1 工程概况

本工程为惠安县东港溪(东桥段)安全生态水系建设一期项目，生态河道的总长度为6.35 km，其中包含东港溪段、三潭溪段、三关溪段和峻岸排洪沟段，各段的长度分别为3.36 km、0.78 km、1.25 km、0.96 km。由于人口数量的增多和经济的发展，东港溪(东桥段)的生态环境遭到了破坏。工程项目的主要建设目标包含河道畅通、堤防护岸的绿化、防洪标准和生态建设，主要建设内容为改善水环境、恢复河滩与河床、划定生态保护蓝线等内容。

2 生态河道堤防护岸工程存在的主要问题

当前的生态河道堤防护岸工程在管理上存在一定问题，缺少精细化的管理制度，无法对河道堤防护岸工程形成有效管理，河道堤防护岸的管理方式比较落后，仍使用传统的审批流程和处理方法，没有考虑到护岸的检查和维修。护岸工程需要融合各个部门，加强部门之间的沟通和合作，但无效的管理令各个部门很少交流，使施工工程出现质量问题。在重视程度上，对生态河道堤防护岸的保护不够重视，出现了很多人为破坏的问题，破坏人员没有得到应有的惩罚，就会越来越不重视河道堤岸防护。河道堤防护岸在检查和维修上也存在很大的问题，河道堤防护岸中有很多隐患部位，如果检查不彻底、维修不及时，就会使堤防护岸形成大量的裂缝和孔洞，最后在护岸范围中产生严重的安全问题。堤防护岸会受到环境变化的影响，需要定期对河道护岸进行细致的检查，如果检查和维修工作没有有效落实，不仅会影响河道的安全，还会增加维修的难度。本工程的问题主要包括以下几点：(1)未划定河道生态保护蓝线，河道管护制度有待加强。(2)枯水期该河段河道水量较少，影响水景观、水生态。(3)岸坡常坍塌、滑坡，河床冲刷严重，影响行洪安全。(4)河道淤积，排洪不畅，每年河道两侧地势较低的农田会发生不同程度的受淹，严重影响当地生产生活。(5)生活污水未经处理直排入河道及农业面源污染影响河道水质。(6)周边的生态景观绿地建设未系统实施，缺乏历史人文特色。

3 生态河道堤防护岸工程的指导思想

3.1 砖砌石和混凝土的护岸设计

河道堤防护岸经常使用砖砌石的结构形式，砖砌石护岸具有美观性，砖砌石结构还有着抗冲刷的优点，在河道堤防护岸中非常耐用。砖砌石大都来自于附近区域，减少了运输成本，在施工中没有太高的技术要求。砖砌石的不足在于不具有良好的生态性能，所以不建议在生态河道工程设计中使用。混凝土护岸在河道堤防护岸中也有着广泛的应用，混凝土的优点在于表面平整光滑，有着稳定的结构，施工过程便捷且工期较短，有抗冲刷和耐久的性能。但混凝土护岸也存在一定缺陷，混凝土作为硬质材料，会对河水的流动交换和自净能力产生影响，也不能为依水而生的植物和动物提供适宜的水文环境，不具有美观性。与前两种相比，预制混凝土的设计更具有生态性，预制混凝土的平铺式生态河道堤防护岸是一种全新的护岸类型。预制混凝土以混凝土为基础，在混凝土中加入酸性聚合物，同时还在其中混入聚丙烯纤维，将众多高分子材料融合到一起形成预制砌块，预制混凝土比混凝土更加抗压。在生态性设计中，可以将植物纤维覆盖到表面，为植物提供适宜的生存环境。预制混凝土护岸有利于保土固坡，具有良好的透水和透气性能，是一种生态环保的护岸结构，唯一的不足在于成本较高[1]。

3.2 生态格宾石笼和生态土工织物袋的护岸设计

格宾石笼是由机器制造的一种金属网面箱体，主要的结构形式是双绞合六边形，在其他工程中很少使用，大都用于生态河道堤防护岸工程，在设计中应用格宾石笼可以提高护岸的美观性。格宾石笼在内部有较多填实的孔隙，可以促进河水的流动和交换，具有很强的自净能力，有利于改善水质，为动植物的生存提供充足的水文条件，平衡区域的生态系统，改善局部的生态循环系统。格宾石笼的不足在于耐久性和质量得不到保障，从设计的整体上看并不建议使用。生态土工织物袋也是近几年比较流行的护岸结构形式，织物袋的关键性原料是聚丙烯，有着较强的抗紫外线辐射能力，还可以避免酸碱盐和微生物等物质的干扰，通常是对无纺织物针刺的其中一面进行烧结产生的。织物袋里面装的是粗砂和黏土，在施工中往往会在当地取材，操作起来也非常简单。织物袋的一大特点是透水但不透土，非常利于水生植物的生长，织物袋护岸的水体同样具有很好的自净能力和抗变形能力。织物袋结构的缺点在于强度较低，抗冲刷性和耐久性较差。

3.3 生态砌块和仿木桩的护岸设计

生态砌块是一种新型的拟重力式的结构，利用复合体的自重来抵抗静荷载，使护岸更具有稳定性。生态砌块主要包括两种类型，分别是植生的和景观的自嵌式挡土块。生态砌块施工方便，可以反复利用。生态砌块只会占用很小的空间，可以在设计中将生态砌块设计成多层挡墙。生态砌块在设计中的优势还体现为形式多样、造型美观，在施工和使用中具有很好的耐久性和适应性，可以提高河水的自净能力。生态砌块的不足在于造价成本较高，加筋袋的施工工程量也比较大。在仿木桩结构的护岸设计中，仿木桩本质是钢混结构，只不过在表面做了仿木桩的处理，通过仿木桩处理让钢混结构更具有自然气息。仿木桩可以重复使用且施工较为简单，在施工中不用处理地基，有非常强的耐久性，解决了木桩结构耐久性较差的问题。仿木桩结构的护岸有利于促进水体的交换和自净，造价较低。但仿木桩结构也存在一定缺陷，该结构会影响附近的环境，设计中需要注意河道的水位和流速等情况，根据河道的实际情况使用不同的设计方法[2]。

3.4 墙式护岸和坝式护岸

在生态河道堤防护岸工程的设计中经常会使用四种护岸技术。在墙式护岸应用中，通常会在岸堤处设置陡坡，这种陡坡因类似墙体而被称为墙式护岸。墙式护岸经常在海岸和城市河道的堤防护岸中使用，比较适用于河滩较少、河道狭小和易受冲击的情况。墙式护岸包括三种类型：第一种是重力式挡墙，第二种是扶壁式挡墙，第三种是悬臂式挡墙。墙式护岸可以缩小断面，减少工程量，但墙式护岸的施工质量要求更高，要严格按照墙式护岸的设计和施工规范进行施工，确保河道堤防护岸的抗冲击和稳定的性能。在坝式护岸的应用中，坝式护岸可以把多出来的河水同岸堤隔绝开，减弱河水的冲击力度和侵蚀程度，有利于防止洪涝灾害的发生。坝式护岸经常用在河流密集的区域，有四个主要的种类，分别是潜坝、顺坝、丁坝和丁顺坝这四种坝式类型。在四种坝式护岸中，丁坝护岸具有最好的性能，可以避免河岸被反复冲击，比较适合在宽阔的河道中使用[3]。

3.5 坡式护岸和植物护坡

坡式护岸可以把抗冲击的材料全部覆盖到护岸上的特定区域里，一般会从坡脚处开始覆盖，在护岸技术中非常常见。坡式护岸的护脚是河道堤防护岸的关键，护脚的稳定能够提高护岸的施工质量，不会对河道和护岸带来任何危害，具有很好的生态性。坡式护岸应注重材料的质量，只有保证材料的质量才能使护岸具有更强的抗冲击性，更好地适应河道的变形。植物护坡需要按照不同河道的气候环境和地质条件选择恰当的植物品种，常用的固土植物有沙棘林和黑麦草等，这些植物都具有非常强的抗寒抗旱抗病虫害的能力。而且固土植物有着发达的植物根系，根系的生长可以有效避免水土流失，具有极强的生态性和景观性。植物护坡施工时间较短、速度较快、价格较高、受外在环境影响较小。

图1 复合式结构设计图

4 工程中堤防护岸的设计方案

4.1 总体规划方案

根据生态资源的综合评价、生态安全框架，对河道进行生态分级分制，结合河道特点主要划分为田园休闲游赏段、入海口水源净化段、村庄污染控制段。其中田园休闲游赏段范围为三潭溪交汇口至峻岸排洪沟交汇口段，河道总长度1.86 km；入海口水源净化段范围为峻岸排洪沟交汇口至珩海村入海口段，河道长度为1.50 km；村庄污染控制段范围为三潭溪、三关溪、峻岸排洪沟，河道总长2.99 km；河道总长6.35 km。

4.2 岸线布置和堤型选择

图2 入海口水源精华段平面图

4.2.1 岸线布置原则

根据河流的水文、地形、地质条件及现有河岸的稳定情况，尽量按原有河道岸线位置布置，保留现状的河道宽度，达到既能满足行洪要求，符合河床演变规律，又节省工程投资的要求。岸线应顺从河岸，力求平顺，使堤岸走向尽量符合洪水主流向，保留适当宽度的滩地，又能兼顾中、枯水的流向，以减少冲刷和淤积。岸线尽量选择地势较高、地质条件较好、较稳定的岸滩上，尽可能利用有利地形和现有堤防，做到路堤结合，并尽量避免拆迁及征地，使岸线与临河建筑保持适当间隔，达到单行车道宽度，以便管理维护和抗洪抢险。图2为入海口水源净化段平面图。

4.2.2 堤型选择