高邮市生态长廊项目河道生态护岸设计研究

付永帅

（北京中铁生态环境设计院有限公司,北京 102600）

1 引言

改革开放以来,我国社会经济面貌发生了翻天覆地的变化,人民向往美好生活的愿望不断加强,对于河道、湖泊等与人民生活环境息息相关的水利基础设施建设要求也在不断提高。随着水利行业的不断发展,国内外学者的不断深入研究,结合近年来的水利工程建设经验,水利工程“生态化”已成为大势所趋,其中,“生态护岸”便是其中一项重要研究课题。

针对此问题，学者们进行了多方面研究，例如杨波[1]对丰城市圳头水湖塘段河道治理工程设计进行了分析，分析结果表明：通过科学适宜的河道治理工作，能有效改善河道条件，维护河道生态环境；赵劲松[2]对辽宁省湾龙背河河道治理方案比选进行了研究，研究结果表明：采用干砌石护坡方案，能有效防止河道坡面下滑，堵塞河道；袁晓文[3]对海绵城市建设理念下城市河道防洪截污综合治理进行了分析，分析结果表明：对淤积严重河段进行清淤，提高了河道的防洪排涝能力。本文对高邮市状元沟流域进行研究,结合状元沟流域现状调研资料,系统梳理分析存在问题,针对性地提出解决方案。

2 状元沟流域现状及存在问题

（1）状元沟送桥大道至控制闸段沿线圩堤顶部高程为8.6 m～11.88 m,现状局部堤顶高程以及沿线汇入的支流堤（岸）顶高程较低,不能形成封闭的防洪系统,且部分河段较窄（最窄处河道上口宽度仅25 m）,河道过流能力较低,不能适应社会经济发展的防洪要求。工程区内侵占河道现状普遍,河内养殖设施泛滥,造成行洪不畅。

（2）部分现状排涝泵站老旧,规模小,不满足排涝要求。流域沿线堤顶道路缺乏,无法满足汛期管理、巡视、抢险等要求,且亲水设施不足,无法满足当地居民以及外地游客的亲水需求。

（3）大部分河段未做防护工程,不满足冲刷要求,影响防洪安全。

3 状元沟流域治理思路

通过对状元沟流域现状问题进行综合分析,本文提出治理思路如下：

（1）对现状状元沟河道进行清淤、清障,堤防进行加固,提升河道防洪标准至20年一遇。

（2）对东西部水系河道进行清淤整治,老旧闸站进行提标改造,整体提升区域排涝标准至20年一遇。

（3）对堤防迎水面及河道岸坡进行生态护岸设计,提高堤防及河道岸坡抗冲能力的同时,为水生动植物提供生长栖息空间,改善水生态基底,增加亲水设施,为当地居民提供一个良好的人居环境。

河道清淤、堤防以及闸站建设等属于传统水利工程措施,相关行业技术成熟,可参考项目经验丰富,本文不做重点研究,主要对生态护岸设计进行分析讨论。

4 状元沟流域生态护岸设计

4.1 状元沟河道

状元沟治理长度3.547km,设计防洪标准为20年一遇。河道工程包括河道清淤、清表、开挖、新建堤防、老堤加固、生态护岸、新建堤顶路、园路等。水工建筑物包括新建液压坝1 座,设计坝长108 m,坝高2.5 m,保水水位为7.84 m。

其中,河道扩挖（送桥大道～常集路段）长度1.65 km,由现状河道上口宽度25 m～45 m 扩挖至设计河道上口宽度40 m～124 m,河道疏浚（常集路～控制闸段）长度1.897 km,基本维持现状河道上口宽度60 m～182 m。建设两岸堤防（包括扩挖段河道新建堤防以及疏浚段老堤加固）总长度7.324 km。为了满足景观布设及亲水需求,在磨子桥河上游（桩号2+796处）设置一座液压坝挡水,坝高2.5 m,坝长108 m,在左右两侧堤防迎水面边坡8.5 m 高程处设置园路, 宽2.5 m, 总长6.879 km, 园路迎水侧设置栏杆（H=1.2 m）。为满足河道防汛以及景区电瓶车交通需求,在两侧堤防顶部设置堤顶路,总宽度9 m,其中路面宽度为6 m,两侧绿化带宽度为1.5 m。

状元沟两岸堤防采用土堤型式,土堤采用粘性土填筑,堤防的标准断面采用梯形复式断面,设计临水侧坡比不陡于1∶2.5,局部边坡较陡的,采用1 m×1 m 台阶,具体可结合景观微地形布置,背水侧坡比为1∶2,园路高程为8.5 m,宽3 m,根据现场现状设计出河道横断面。设计堤顶宽9 m,其中堤顶路宽6 m,两侧各1.5 m 绿化带。设计堤防采用粘性土筑堤,土料黏粒含量10%～35%,塑性指数7～20,不得含有植物根茎、砖瓦垃圾等杂质,堤身填筑压实度不小于0.93。

生态护岸A：采用仿木桩台阶式护岸型式,位于园路上方,桩长3 m,外露1 m,桩径0.2 m,台阶宽度1 m。

生态护岸B：采用预应力组合生态桩护岸型式,位于园路下方,桩板结合,桩长9 m,外露3 m,桩距1.2 m,桩径0.4 m。

生态护岸C：采用土坡植草护岸,位于园路上方,结合景观微地形设计,意在体现草坡入水的自然河道效果,形态优美。

4.2 西部水系

西部水系中佟桥引排河治理长度2.92 km,设计排涝标准为20年一遇。河道工程包括清表、河道开挖、清淤、生态护岸等。水工建筑物包括新建跌水堰1 座（跌差2m）、倒虹吸1 座（C30 钢筋砼箱涵,3.0 m×2.0 m（宽×高）,总长198.7 m）、拆建泵站1 座（设计排涝流量Q=4.86 m3/s, 设计灌溉流量0.5 m3/s,3 台800 ZLB-100 型立式轴流泵）、控制闸1 座（穿堤闸涵,4.0 m×2.5 mC30 钢筋砼箱涵,4.0 m×2.5 m平面钢闸门）。

由于状元沟扩挖以及新建液压坝影响,为保证西部水系原有引排功能,佟桥引水河需进行改线,改线后河道、建筑物均按20年一遇排涝标准进行建设。河道断面采用梯形断面,长度共计2.92 km。西部水系部分河段（桩号K0+500～K0+725）长度0.225 km,采用框式生态挡墙驳岸,其余河道均采用草皮护坡。移址拆建佟桥河控制闸（原新建佟桥引排洞）、拆建占庄一级站,新建跌水堰1 座,新建佟桥引水河箱涵。

改线佟桥河考虑水面补偿要求,新开河道河口宽不小于原河口宽,河道过流断面较为充裕,河道设计横断面主要采用自然放坡型式。该段河道设计断面采用土质边坡梯形断面,设计底宽为2 m～8m,上口宽度为20 m,河底高程4.0 m,自河底按1∶2 坡度放坡至现状地面,河道常水位以上坡面种植景观植物（灌木及地被）。

生态护岸D:采用土坡植草护岸（设计原理及效果与生态护岸C 相同）。

4.3 东部水系

东部水系疏挖的河道总长2.012 km,设计排涝标准为20年一遇,包括景观大道路边沟1.706 km,常集路箱涵0.114 km,倒人厅站引河0.167 km,倒人厅站引河箱涵0.025 km。河道开挖疏浚采用梯形断面,长度共计1.873 km。河道两岸设计岸坡防护,其中景观大道路边沟上游1.3 km 采用卵石护坡,剩余河段0.405 km,采用石笼护坡,倒人厅站引河采用草皮护坡。并设计新建水工建筑物,水工建筑物工程包括拆建倒人厅排涝站泵站1 座（设计排涝流量3.36 m3/s,3 台28 ZLB-70轴流泵）、新建常集路箱涵1 座（C30 钢筋砼,宽×高分别为2.0 m×1.5 m,总长96 m）、新建倒人厅站引河箱涵1 座（C30钢筋砼,宽×高分别为2.0 m×2.0 m,总长24 m）。

设计景观大道路边沟位于景观大道东侧,道路与河道紧邻,起点自送桥大道,终点至常集路过路涵进水口,长度1.44 km。设计河道底宽3.5 m,上口宽度为6.5 m～9.5 m,左侧岸顶衔接景观大道,右侧岸顶衔接现状地面。该段河道设计底宽为3.5 m,设计边坡坡比1∶1.5,采用全断面卵石防护,自上而下分层做法为：0.3m 厚种植土,0.2m 厚卵石散铺,下铺1 层无纺土工布（300 g/ m2）,左岸衔接景观大道设计路面高程,右岸衔接现状地面高程。

生态护岸E：采用卵石植草生态护岸型式,设计意图是利用卵石保证岸坡抗冲能力的同时,结合植物种植,尽可能满足生态化需求。

对以上生态护岸设计型式的生态性以及适用场景进行分析,见表1。

表1 生态护岸型式评价表

5 结论

根据状元沟流域水利设施现状,对状元沟河道、西部水系和东部水系进行生态治理。针对状元沟河道采取扩挖、疏浚,并在两岸建设堤防、堤防两侧设置园路,堤防顶部设置堤顶路。西部水系中佟桥引排河河道挖拓及生态护坡；东部水系疏挖及生态护坡。使流域整体防洪及排涝标准为20年一遇,既保障了状元沟两岸村镇、人口及耕地受到洪水的直接威胁,又改善了区域生态环境质量,对地区经济发展具有重要意义。