三峡库区典型小流域堤防生态设计及应用

吴浩源，刘港，强跃

（1.重庆长江水务集团有限公司，重庆万州 404100；2.重庆三峡学院，重庆万州 404100）

党的十八大以来，党中央将建设生态文明、推进绿色发展视为关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计[1-3]，融入治国理政宏伟蓝图，强力推进生态文明建设。各级人民政府都倡导以“绿水青山就是金山银山”的生态措施设计思想，遵循“最小干预，倡导精致生态保护优先”的生态措施设计原则，打造“‘溪流、水清、景秀’场镇滨河生态景观”的生态措施设计目标打造生态建设，最终以水清、流畅、岸绿、景美为主要目标，综合考虑水生态修复，河道防洪提升，生态环境治理等功能，以河道治理为基础，从而建成休闲、绿色的滨水空间[4-7]。本文以三峡库区典型小流域堤防为对象，按照生态措施设计的思想，对万州区普里河余家-弹子河段综合治理工程进行水生态修复、河道防洪提升、生态环境治理设计，尽可能地为类似工程提供参考。

一、工程概况

（一）建设背景

本工程规划位置位于普里河余家镇段和关龙河段、普里河弹子镇段、谢家沟和张家沟段。其中普里河余家镇段和关龙河段属于本工程余家镇河段，普里河弹子镇段、谢家沟和张家沟段属于弹子镇段。

普里河余家镇段通过前期治理资料可知，前期普里河桥亭中学以上段、幸福大桥以下段左右两岸，为减少耕地征用、降低现阶段实施难度，对临河低洼耕地河段主要以岸坡防护为主，工程措施采取5 年一遇标准建设，根据场镇的建设发展进度，通过二期建设，逐步达到20 年一遇防洪标准。前期工程措施已实施完毕，工程河段大部分堤段通过治理后，基本满足5 年一遇洪水标准，但是尚未进行二期建设。现状仍存在局部段天然土质岸坡，为前期资金受限未治理段，现状为当地居民菜地，规划为生态绿地。沿岸人口密集，尚未形成闭合的防洪体系，每年洪水期间，稍遇较大洪水，沿岸人民群众都遭受了重大损失。基于本河段防洪形势严峻，防洪需求迫切，本次将普里河余家场镇段纳入工程建设范围。工程起于小河桥支沟处，经林木园、余家小学、桥亭中学，幸福大桥，止于白洞岩大桥处。余家镇河段的关龙河段上端起于余家大桥上游360m，下端止于关龙河河口，该段多年来库内淤积严重，沿河居民与部分单位沿河随意倾倒生产生活、建筑垃圾，造成河道淤塞严重，水环境极差，影响场镇整体形象。未治理段处于余家场镇规划区内，规划为生态绿地，现状无防护措施，汛期冲刷严重、防洪标准低。因此河道治理首先以抵御洪水、保护河道岸坡、归顺河道及降低洪水位为首要任务。

普里河弹子镇段未实施任何工程治理措施，该河段位于弹子镇政府所在地上游。本段治理范围上端起于普里河黄龙村拦河堰处，下端止于弹子镇黄龙场处，该河段断面主要为天然河道形态，岸线蜿蜒曲折，河槽宽浅，水流清澈，河床主要由细颗粒的砂卵石组成，河床覆盖层浅，部分河段河床基岩裸露并伴有深潭。工程区右岸岸坡较陡，右岸下段为已成的机耕道，道路标高为253.30 ～256.59m，道路标高均位于10 年一遇洪水位以上，道路靠河一侧有零星坡耕地，耕地防洪标准为2 ～5 年一遇；现状两岸有部分农田耕地，耕地标高在245.00 ～251.00m 之间，耕地防洪标准只能达到2 ～5 年一遇，部分临河低洼耕地防洪标准甚至不足2 年一遇，沿岸居民及农作物深受洪灾困扰。工程区现状沿岸房屋较少，基本为农田用地，河道横向扩展空间较大。弹子镇河段的谢家沟、张家沟河段，本段治理范围在弹子镇场镇总体规划范围区内。

据现场踏勘及现状水面线推算，谢家沟、张家沟段防洪不达标，该河段断面主要为天然河道形态，岸线蜿蜒曲折，河槽宽浅，水流清澈，河床主要由砂卵石组成。谢家沟、张家段目前河道基本未做防护，工程区上游河道左岸和下游右岸均位于凹岸直冲段，由于山区河流洪水陡涨陡落，加之河床比降大，目前岸坡冲刷严重，严重威胁两岸耕地和房屋。因此弹子镇河道的治理首先以抵御洪水、保护河道岸坡和两岸耕地和居民、归顺河道及降低洪水位为首要任务。

（二）工程概况

重庆市万州区普里河余家—弹子河段综合治理工程推广以工代赈方式，共治理河道全长5.85km，保护人口3700人，保护农田82 亩。工程主要由两部分组成，分别为余家镇河段和弹子镇河段。治理河道全长5.85km。余家镇河段治理河道全长3.12km；其中普里河余家镇段长2.27km，关龙河段长0.85km，主要建筑物为4 级。弹子镇河段由普里河段、谢家沟和张家沟三部分组成，总长2.73km。其中普里河弹子镇段治理河段全长约2.32km，谢家沟治理河段全长约0.18km，张家沟治理河段全长0.23km，主要建筑物为5 级。

余家镇河段工程主要由新建堤防工程、加高堤防段、穿堤建筑物、下河梯道、清淤疏浚工程及生态措施等六部分组成。新建堤防段总长1040.00m。堤防型式为镇脚+生态护坡、重力式挡墙。加高堤防段长199.55m，为镇脚+生态斜坡型式。新建排洪箱涵5座，新建梯步5 座，清淤长度3117.76m。生态修复全长3117.76m。弹子镇河段工程主要由新建堤防工程、穿堤建筑物、清淤疏浚工程及生态措施等四部分组成。新建堤防两段总长610.82m，其中，谢家沟段堤防189.52m、张家沟段堤防421.30m，重力式挡墙型式。谢家沟右岸修复护脚段长179.31m。张家沟左岸还建波纹管1 处、箱涵1 座、预制混凝土管1 处。清淤长度2314.84m。生态修复全长2314.84m。

二、工程设计及措施

（一）堤防工程

余家镇河段新建堤防段全在普里河余家镇段。新建堤防段总长1040.00m；均在右岸；桩号为堤Y1+194.16～堤Y2+234.16。堤Y1+194.16 ～堤Y2+187.56，长993.40m，为镇脚+生态护坡；其中堤Y1+194.16 ～堤Y1+839.98、堤Y1+993.59 ～堤Y2+034.62、堤Y2+096.95 ～堤Y2+187.56 部分（总长为777.46m）为镇脚+格宾植草护坡，堤Y1+839.98～堤Y1+993.59、堤Y2+034.62～堤Y2+096.95 部分（总长为215.94m）为镇脚+天然生态护坡。堤Y2+187.56～堤Y2+234.16，长46.6m，为重力式挡墙段。加高堤防段长199.55m，均位于左岸。加高后堤防高7.1～9.5m，桩号为堤Z0+447.06-堤Z0+515.50、堤Z0+752.01-堤Z0+883.12。加高段堤防型式仍采用镇脚+生态斜坡型式。

弹子镇河段由普里河弹子镇段、谢家沟和张家沟三段组成，总长2.73km。谢家沟段新建堤防长189.52m，沿河道左右两岸布置，其中左岸长169.43m，谢Z0+000.00 ～谢Z0+169.43；右 岸 长20.09m，桩号谢Y0+007.06 ～谢Y0+027.15。左右两岸均采用M7.5 浆砌石挡墙，高3.5m-3.7m，挡墙顶宽1.31m，迎水面坡比1∶0.3，背水面坡比1∶0.3，挡墙墙后设置20cm 厚的碎石反滤层，墙身设置Φ75UPVC 排水管，顶部浇筑C20 砼厚0.1m 找平。对谢家沟段右岸已成堤防堤脚冲刷严重段采用C15 埋石砼护脚，桩号谢Y0+000.00 ～谢Y0+007.06、谢Y0+027.15 ～谢Y0+199.40，长179.31m。张家沟段新建堤防长421.30m，沿河道左右两岸布置，其中左岸长209.22m，桩号张Z0+021.70 ～张Z0+230.92；右岸长212.08m，桩号张Y0+026.42 ～张Y0+238.50，左右两岸均采用M7.5 浆砌石挡墙，高3.0m-6.0m，挡墙顶宽1.31m-1.51m，迎水面坡比1∶0.3，背水面坡比1∶0.3，挡墙墙后设置20cm 厚的碎石反滤层，墙身设置Φ75UPVC 排水管，顶部浇筑C20 砼厚0.1m找平。

镇脚+生态斜坡：此结构型式堤顶设宽度为1.5～3.0m 的堤顶道路，高程设计洪水水面线+0.8m确定。人行步道采用透水混凝土浇筑，两侧设C20砼路沿石。道路旁根据实际地形设置林间休闲区域，以乔木—灌木—草地的形式配置，形成多种类、多层次生态群落，临河侧设小型灌木兼作栏杆。镇脚采用C20 砼镇脚，矩形断面，顶宽1.5m，高2.0m。为保证亲水要求，普里河余家镇段部分镇脚顶高程按工程后蓄水位+0.3m 确定，为301.40m。其余镇脚高程按原河道地形合理确定。镇脚软基每隔8m 或地质变化处设一沉降缝，缝宽20mm，缝中充填沥青杉木板（麻绳）止水；镇脚岩基每隔10m 设置一沉降缝，缝宽20mm，缝中充填沥青杉木板（麻绳）止水。镇脚外采用大块石压脚，顶部及临水侧采用景石防冲用植物遮盖。镇脚顶以上至设计洪水位之间采用格宾+植草护坡（格宾护垫内采用块石充填，分块种植草皮，草皮主要选用三叶草、麦冬等易在当地存活的品种，设计洪水位至堤顶部分护坡采用草+灌木+乔木的方式进行护坡，并根据现场实际情况设置景石等。碾压土石斜坡体布置于镇脚挡墙以上，坡率为1∶2.0。堤身土石混合料碾压填筑，含石量不小于30%，要求水溶盐含量小于8%，压实度大小于92%，内摩擦角大于28°，粘聚力5kpa，干容重不小于19.0KN/m3。

重力式挡墙型式：重力式挡墙主要位于余家镇河段拦河坝下游及弹子镇河段的谢家沟和张家沟。余家镇河段拦河坝下游段挡墙采用重力式挡墙结构，高2.5m-3.0m，顶宽1.5m，采用C20 砼浇筑。基础置于基岩之上，岩质基础嵌入基岩0.5m 即可。墙前大块石回填，墙后采用土石碾压压脚。堤身预埋φ75UPVC 管排水孔，外斜5%。排水孔横向间距2.0m，梅花形布置，最上一排距墙顶不小于0.5m，最下一排排水管应高于墙前地面0.3m 设置，墙后铺（土工布（350g/m2）一层，土工布后设0.3m 厚碎石反滤层。挡墙软基每隔8m 或地质变化处设一沉降缝，缝宽20mm，缝中充填沥青杉木板（麻绳）止水；挡墙岩基每隔10m 设置一沉降缝，缝宽20mm，缝中充填沥青杉木板（麻绳）止水。弹子镇谢家沟段和张家沟段新建堤防采用M7.5 浆砌石挡墙，高3.0m-6.0m，挡墙顶宽1.31m-1.51m，迎水面坡比1∶0.3，背水面坡比1∶0.3，挡墙墙前设置宽0.3m，高0.5m 墙趾增加抗滑稳定性。墙后采用土石碾压回填，回填至原地面高程。挡墙墙后设置20cm 厚的碎石反滤层，碎石反滤层和挡墙接触处铺设一层土工布。挡墙墙身设置Φ75UPVC 排水管，纵横向间距3m 布置。挡墙墙趾前采用大块石回填压脚保护。整个挡墙基础施工前先浇筑15cm 厚碎石垫层，顶部设置0.1m厚C20 砼找平。

图1 典型堤防断面图

（二）生态修复及措施设计

本工程针对岸坡现状植被稀松、植被水毁部分河段，进行堤脚大块石堆砌，岸坡植树植草生态修复，打造绿色滨水空间。普里河余家场镇河段生态修复全长3117.76m，普里河弹子场镇河段生态修复全长2314.84m。

为保持和恢复河道的自然形态，发挥河流的自我修复功能，增加亲水性，河道护岸采用生态护坡，在保留河心栖息石板。根据场镇的建设发展计划，本阶段对生态措施计入总投资。本工程河段堤身采用土石混合料碾压而成，采用植被护岸措施既能保证行洪安全和结构稳定，又能保护生态环境。护坡绿化的草种应首先选择耐冲刷且拦截过滤效果好的物种，以达到保护河岸稳定、有效拦截、过滤随地表径流进入河道的泥沙和营养盐，减小入河的污染负荷。根据本工程实际特点，草种可以选择麦冬、三叶草等植株小、生长快、枝叶茂盛、根系发达且有利于固结土壤、保持水土、过滤效果好、净化能力强的草坪植物。在近堤顶处可因地制宜地布置适量的小型灌木丛，以营造自然优美、和谐统一的亲水环境和城市河流景观，创造良好的人居环境。物种可选择如绿篱、三角梅、迎春花等。普里河上段右岸小河桥至余家中学对面段以及幸福大桥以下河段右岸段无重要保护对象，本次设计仅对河岸采取生态修复，以增加河道岸坡的稳定性。

三、结束语

要贯彻落实“绿水青山就是金山银山”的生态设计思想，遵循“最小干预，倡导生态精致生态保护优先”的生态设计原则[8]，打造“‘溪流、水清、景秀’场镇滨河生态景观”的生态建设，需要综合考虑水生态修复、河道防洪提升、生态环境治理等功能，从而建成休闲、绿色的滨水空间，达到“水清、流畅、岸绿、景美”目标，还需要工程设计师不断地努力。