永春县水系连通及水美乡村工程设计

江灿平

（泉州水务工程建设集团有限公司，福建 泉州 362000）

1 前言

项目区包括仙岭溪、丽昌溪、九曲溪和万斗溪，该区域整治河段附近居民缺乏生态环保意识，存在垃圾随意倾倒、局部建筑物抢占河道和家禽污水直接排入河道等不良现象。此外，项目区河道还存在河道沿岸生态文化水景观不足；农田，河岸土质边坡存在侵占和冲毁的风险。为了实现福建省永春县水系连通及水美乡村建设，项目围绕乡村振兴战略，统筹考虑县域经济社会发展需要，通过水土流失治理、河道清障、清淤疏浚、岸坡整治、水系连通等措施打造“水美乡村”的品牌。

项目防洪设计标准采用10 年一遇，排涝设计标准满足10年一遇，24 h 暴雨，24 h 排干。项目共治理河道6.50 km，其中仙岭溪4.14 km、九曲溪0.50 km，万斗溪0.60 km、丽昌溪1.26 km；工程建设内容包括：清除养殖搭盖580 m2，拆除人行桥1座，重建人行桥1 座；清除淤积6 215 m3；新建护岸3 819 m；新建生态亲水节点4处，共计2 835 m2。

2 工程概况

2.1 水文气象

项目治理河段位于桃溪流域上游，属于北部产业发展区。项目区流域雨量丰沛，多年平均降雨量1 800 mm，年降水变差系数为0.16，年降水分布不均。流域属南亚热带海洋性季风气候，干湿季明显，降水量在年分配中相差很大，主要降水时段在3-9 月。区域年平均气温为17.70 ℃～20.40 ℃，极端最高气温为39 ℃，极端最低气温为-7 ℃。多年平均风速为1.90 m/s，最大风速为24 m/s，风向偏北。

2.2 地貌地质

项目区地势南高、北低，属于剥蚀丘陵地貌。区内山峦重叠，大部分为山林，水系多呈网格状、树枝状。项目区地表水和地下水对钢筋混凝土及其结构中钢筋不具腐蚀性，但对钢结构具有一定弱腐蚀性。根据闽震〔2016〕20 号文和《中国地震动参数区划图》，其抗震设防烈度为Ⅶ度，其基本地震动峰值加速度为0.10 g，其基本震动加速度反映谱特征周期取值0.45 s。

3 实施措施设计

3.1 河道清障设计

为促进水美乡村建设和满足行洪需求，项目拟拆除仙岭溪养殖搭盖，合计580 m2。此外，对丽昌溪阻碍行洪的桥梁进行拆除，同时为了满足两岸群众的通行重建一座，其余不阻碍行洪要求但不符合水美乡村特色的桥梁，将结合乡村交通道路建设统一拆除重建。

3.2 清淤疏浚设计

项目区河道存在淤积现象，故对九曲溪、万斗溪、丽昌溪河床进行生态清淤，包括清除现状杂草和违章搭盖，从而使水流顺畅。在清淤时应注意不能影响现有护岸的堤基、跨河桥墩及沿河其他建筑物的安全。根据现场观测，河道沿线覆盖土层为粉质黏土以及杂填土，故在清淤时将底高程规定为河道设计底高程，局部低于设计河底高程的河段不采用回填。此工程采用人工清淤与机械清淤相结合的方式进行，现有挡墙、房屋的基础以及现有公路基础1 m以内的河段采用人工清淤，其余采用机械清淤。

3.3 岸坡整治设计

在水系连通及水美乡村建设中，坡岸整治尤为重要，其设计环节主要包括岸坡型式的选择、护岸材料的选择和护岸顶高程的确定。

3.3.1 护岸型式选择

在选择护岸时，应根据设计河段、岸线基础、地形地质条件、沿岸地貌及城镇建设规划意见、当地建筑材料供应情况等综合因素，本着技术合理、节省投资、综合利用的原则进行造价计算，结合现状并考虑生态景观要求，选用合理的护岸型式。为优选护岸型式，在九曲溪典型断面分别采用复合式护岸、重力式护岸、仰斜式护岸进行技术经济比较。比选时发现，复合式护岸稳定性较好，兼具绿化景观效果，施工简易方便，但是占地较大；而重力式护岸占地小，且稳定性和防洪效果均较好，但是其体积较大，投资较高，绿化景观效果也较差；综合而言，仰斜式护岸不仅占地小、体积小、节省工程量及投资，而且有绿化景观效用，更适合此次河段整治。因此，项目工程对现状抗冲刷能力较差且存在坍塌隐患的堤岸选用仰斜式护岸型式。

3.3.2 护岸材料选择

护岸材料选择时，对细石混凝土砌卵石、埋石混凝土、浆砌块石、阶梯式生态框挡墙四种方案进行优选。从造价来看，根据工程量和当地物资单价计算发现，四种方案中阶梯式生态框挡墙造价最高，其次埋石混凝土挡墙，浆砌块石造价最低。从性能来看，细石混凝土砌卵石挡墙和埋石混凝土挡墙对基础的适应性强、材料来源广泛，抗冲能力强，但应用中人为切断了河道和两岸的水分及物质交换；浆砌石挡墙施工较容易，施工进度快，占地面积小，施工质量容易控制，堤身坚固且耐冲能力强。综合比较后，从投资经济、施工条件等因素综合考虑，项目工程挡墙采用投资最省、性能最好的浆砌块石护岸，既能满足河道防冲要求，又符合“人与自然和谐相处”的现代治水思想。

3.3.3 护岸顶高程确定

为防洪安全考虑，护岸顶高程计算也尤为重要，根据《堤防工程设计规范》项目工程防洪标准为10年一遇，堤防工程级别为5 级，允许越浪安全加高值为0.30 m，护岸高程由设计洪水位与堤顶超高之和确定。设计洪水位确定中风速大小很关键，项目工程所在地风速以永春站气象站为参考站，将永春站各风向的平均年最大风速修正到本工程所在地。在确定堤顶超高时，由于河段整治范围内沿河两岸为基本农田，为了减少农田开挖及征地，当局部河段农田段不满足防洪标准时，河段设计护岸顶高程设计超高取0.50 m；当局部设计步道现状高程高于设计护岸顶高程时，按现状顶高程不再开挖。

4 治理方案设计

4.1 恢复农村河湖功能

针对河段两岸农村地区防洪排涝不达标、供水能力不足、灌溉保证率低等问题，通过清淤疏浚、岸坡整治、堤防加固、水系连通以及生态改造等措施来恢复农村河湖功能。同时，通过提高农村防洪和排涝能力，发挥农村河道供水和灌溉功能，重建河湖生态廊道，使农村河湖防洪、排涝、供水、灌溉、生态等基本功能得到恢复。

4.2 修复河道空间形态

为消除九曲溪居民居住范围河段存在的乱占、乱采、乱堆、乱建等现象，项目结合河长制，开展“清四乱”行动，因地制宜地选择岸坡型式，以生态护岸、护坡保持岸坡原生态，修复和营造生态栖息地，保障生态流量。在治理九曲溪河道过程中，全面落实“河长制”，按照“属地管理、分段负责”的原则，九曲溪由镇政府分管领导、所在村主要干部担任河长、河段长，积极协助做好区域内河道保洁工作，制定村规民约或居民公约，引导广大群众自觉保持河道清洁，维护生态平衡，修复农村河道空间形态及其水域岸线，增强生物多样性。

4.3 改善河湖水生态环境

在改善河湖水生态环境时，先进行生态清淤，清淤底高程基本维持现状河道主河槽高程，顺应河势；然后建设生态型护岸，当九曲溪两岸现状抗冲刷能力较差且出现坍塌隐患时，在堤段新建生态护岸，护岸型式采用仰斜式护岸，堤岸级别为5级，护岸挡墙墙身为M7.5浆砌块挡墙，墙顶高程基本维持现状岸顶高程；基础采用M10浆砌块石结构，基础下设碎石垫层；挡墙顶部设置C20素混凝土压顶，在基础顶高程以上0.50 m处布置PVC排水管，顺水流方向以2 m为间距布置，管后袋装碎石作为反滤带；在基础、墙身以及压顶每隔15 m设置沉降缝，并采用沥青杉木板塞缝。

4.4 设计生态亲水设施

为方便两岸群众通行，在九曲溪居民段沿河道共设置6道低水位过河汀步，结合已建护岸进行布置，汀步基础采用C25混凝土浇筑，汀步石以0.50 m为间隔布置粒径500～1 000大卵石。根据地质条件、沿岸地貌及城镇建设规划意见和当地建筑材料供应情况等综合因素，结合生态景观要求，在九曲溪左岸采用投资适中、整体性高、抗压性强和路面图案效果逼真的压花混凝土巡河步道，对九曲溪河道进行生态景观措施提升。同时，结合河道两岸地形情况，铺设透水砖及卵石路面及休憩平台，以提升生态景观效益和方便行人通行。此外，在巡河步道临溪侧设置种植槽作为安全防护措施，并种植三角梅等生态植物，同时设置指示牌、警示牌等配套设施。

5 结语

作为解决农村河湖水系连通及水美乡村建设问题的工程设计，结合福建省永春县蓬壶镇的工程地质和实际条件进行了详细的河道实施措施设计，根据乡村存在的实际问题对河道分别进行了生态功能提升、滨水游赏改造和田园风貌建设。工程建成后，为项目区农村恢复了湖泊功能、修复了河道空间形态、改善了水生态环境，提供了生态亲水设施，提高了当地农民的生活质量和健康水平，是党和政府为民办实事的重要举措。