白银市东大沟生态堤建设方案探析

李旭升

(中山市水利水电勘测设计咨询有限公司，广东 中山 528400)

1 概况

东大沟发源于甘肃省白银市武川乡，流经白银市区，经王岘镇、四龙镇，自北向南流入黄河[1]。流域总面积369.7km2，沟道长度为43km，沟道平均坡降26.3‰，流域形状为扇形。东大沟属中温带半干旱区向干旱区的过渡地带，多年平均降水量200.2mm，流域内有沙河沟、车路沟以及大红沟等几条支流，沟道内常年性地表径流主要源自白银公司、银光公司等22家工业企业排放的中水及部分地表出漏的渗水，汛期有降雨形成的短历时洪水，洪水峰高量大，陡涨陡落，洪量集中，对河道两岸冲刷严重，破坏性较大，冲毁良田房屋，给人民生命财产带来不同程度的危害。

2 河道现状及存在问题

东大沟属洪水侵蚀沟道，上游为红湾至城区银山路桥段，两岸多为石质山体，矿山分布较多，植被较少，沟道宽8～20m不等；中游为银山路桥至崖渠村，为白银城区段，周边居民区、工厂多，河道垃圾填满，植被较少，沟道宽约6～12m；下游为崖渠村火烧沟汇入口至四龙镇东大沟入黄河口段，沟宽多在30～60m间，沿线植被相对上、中游较好，水流量较大，弯道较多。入黄河处约20km修建有堤防，修建标准按10a一遇洪水设计，相应洪峰流量为218m3/s。目前存在的问题主要有：

(1)河岸多为洪水冲刷的自然岸坡，顺势而成。部分河道两岸坡度较陡，易受冻融、雨力等物理化学风化作用，若发生滑坡、崩岸现象，将给两岸人居、农田和工程设施安全带来隐患。

(2)河道防洪体系不完善，设防标准低。东大沟部分河道现状未经治理，防洪设施少、很多区域处于不设防状态。加之部分河道已被侵占，项目区多年未实施清淤，致使河道萎缩严重，行洪能力逐步降低，防洪能力不足，防洪压力大，严重威胁周边居民、企业的生命财产安全。

(3)堤防管护不及时，损毁严重。堤岸在长时间的利用中，受到了风化破坏、水流冲刷，多处出现破损、分块、开裂等问题。特别是2018年以来，东大沟多次受到超标准洪水侵袭，部分河段遭到不同程度的破坏，出现堤防基础外露，护坡护面断裂、冲毁，护岸挡墙破碎等情况，已不符合《白银市城市总体规划(2015—2030年)》所提出的规划防洪标准应按50a一遇的要求。环境效益差，水利效益差、安全效益差，存在制约白银市经济发展的问题。

(4)东大沟沿河缺乏标志性生态节点。现有河岸环境空间组织及滨河植被没有形成连续、多样的自然滨河生境，两岸绿化整体上较为杂乱，植物品种单一，缺乏养护，数量少且质量不高，湿地裸露，环境效果差，滨河环境资源匮乏。

(5)河道淤积严重。河道局部区域产生淤积，堆积有建筑和生活垃圾，影响河道行洪。如不及时对损毁的河段进行处理，一旦发生较大洪水，将对两岸农田造成严重威胁，给当地农业造成严重损失。

3 河道整治内容

为了保障东大沟防洪安全，提升河道形象，本次在已建工程的基础上，按照统一规划，顺应自然选择、效仿自然形态的绿色柔性安全屏障的设计理念[2]，结合文化休闲、美化环境的需求，规划治理东大沟38km，清淤疏浚长36.4km，沿线清障长36.4km，堤防治理72.8km(左岸36.4km，右岸36.4km)，新建生态护岸42.3km(左岸19.9km，右岸22.4km)。其中左岸上游段D1+600至D3+200长约1.6km，下游段D16+500至D38+000长16.5km，右岸上游段D1+600至D3+200长约1.6km，下游段D16+500至D38+000长14.0km，已有治理的护岸，本次维持现状，不进行治理，其余河段按照标准断面分段布置。

4 堤防断面设计

经过实际勘察调研，根据河岸不同形状和沿岸不同需求，本次设计了7种堤防断面形式：

4.1 标准断面一

适用于东大沟上游河岸顺直段、凸岸段，维持河岸天然生态，丰富河岸带植物群落。左右岸共分为7段长11.8km。堤顶设绿道，路面宽度为3m，采用透水混凝土路面，厚0.15m，中间是级配碎石厚0.2m，底层是石粉垫层，厚0.15m，两侧设0.2m×0.5m×0.5m的预制路缘石，设置2m宽乔木带，接2m灌木带，临水坡采用现状岸坡，种植耐旱植物，为两栖类动物提供活动场所，对河底按1∶2.5边坡进行清淤，其余维持现状不变。堤防断面设计如图1所示。

4.2 标准断面二

适用于东大沟上游凹岸冲刷段，模拟河岸形态，抵御水流冲刷，保养河岸水土。治理左右岸4段2.0km。以堤路合一为基础，设置多级驳岸，按照软质与硬质驳岸两种类别分别控制滨水空间，以水面至建设用地宽度为标准，8～15m为硬质驳岸，15～30m为软质驳岸，河湾处采用石笼挡墙减少河湾处水流冲刷。堤顶采用透水混凝土设绿道路面，路面宽度3m，厚0.15m，中间是级配碎石厚0.2m，两侧设0.2m×0.5m×0.5m的预制路缘石，设置2m宽乔木带，接2m灌木带，临水坡采用景观石驳岸抵御水流冲刷[3]，种植耐旱植物为两栖类动物提供活动场所，对河底按1∶2.5边坡进行清淤，其余维持现状不变。堤防断面设计如图2所示。

图2 凹岸冲刷段丰富河岸植物图

4.3 标准断面三

适用于东大沟中、下游河岸顺直段，凸岸段护坡固土，中游维持河岸天然生态，下游提供休憩游览场所。治理段：中游5段长7.5km。下游4段长9.5km。堤顶设2m乔木带，接绿道，路面为宽3m的透水混凝土路面，厚0.15m，中间是级配碎石厚0.2m，两侧为0.2m×0.5m×0.5m的预制路缘石，设置2m宽灌木带，中游以间隔路面和草皮护坡，保护草皮坡面免受雨水冲刷变形，保持生态、美观、完整的堤线。草皮护坡坡度为1∶1.5，长度随地面地形，临水坡采用1∶1.5护坡，坡面采用C25素砼，厚0.2m，0.1m厚碎石垫层，护坡垂直长度4.5m，下接格宾挡墙。下游2m宽灌木带后接砼护坡，坡度为1∶1.5，坡面采用C25素砼，厚0.2m，0.1m厚碎石垫层，长度随地面地形，下接格宾挡墙。增加生态步道与亲水步道，统筹防洪与休闲并用的交通空间。堤防断面设计如图3所示。

图3 顺直凸岸段护坡固土图

4.4 标准断面四

适用于东大沟中游靠近人居段，充分利用和保护乡土原生态环境[4]，护坡固土，提供休憩游览场所。治理4段长3.0km。堤顶设2m乔木与夜景亮化交叉带，接绿道，路面宽度为3m，采用彩色透水混凝土路面，厚0.15m，中间是级配碎石厚0.2m，底层是石粉垫层，厚0.15m，两侧设0.2m×0.5m×0.5m的预制路缘石，设置2m宽灌木带，以间隔路面和草皮护坡，保护草皮坡面免受雨水冲刷变形，保持生态、美观、完整的堤线。草皮护坡坡度为1∶1.5，长度随地面地形，接2m亲水步道，单侧设0.5m×0.3m×0.5m的预制路缘石，用生态框格护坡，C20素砼基础，框格种植水生植物，为水生动物提供食源。堤防断面设计如图4所示。

图4 人居段护坡固土游览场所图

4.5 标准断面五

适用于东大沟中、下游凹岸冲刷段，山体段护坡固土，固脚抗冲，保养河岸水土。治理段：中游桩号D14+000～D14+500(左岸)，桩号D8+500～D9+000(右岸)，桩号D12+500～D13+000(右岸)，共计长1.5km。下游桩号D15+000～D15+500(左岸)，桩号D14+500～D15+500(右岸)，桩号D18+000～D18+500(左岸)，桩号D16+500～D17+500(右岸)等，共计长12.0km。堤顶设绿道，路面宽度为3m，采用彩色透水混凝土路面，厚0.15m，中间是级配碎石厚0.2m，底层是石粉垫层，厚0.15m，两侧设0.2m×0.5m×0.5m的预制路缘石，设置2m宽乔木带，以间隔路面和草皮护坡，保护草皮坡面免受雨水冲刷变形，保持生态、美观、完整的堤线[5]。中游种植根系发达的草种护坡固土，长度随地面地形，接2m宽灌木林带起到固土、缓冲作用，坡脚基础采用φ300仿木桩固脚抗冲[6]，木桩后回填河道开挖土料，回填土上种植水缘绿植，河底种植水生植物。下游草皮护坡长度随地面地形，后接2m宽灌木带，河道护脚用C25素砼仰斜式挡墙固脚抗冲，墙角抛填块石，河底种植水生植物，为水生动物提供食源。堤防断面设计如图5所示。

图5 凹岸冲刷段护坡固土固脚抗冲图

4.6 标准断面六

适用于东大沟下游现状砼护坡段，保留护坡，绿化河岸。治理13段共计长21.0km。堤顶设2m乔木带，后接绿道，路面宽度为3m，采用透水混凝土路面，厚0.15m，中间是级配碎石厚0.2m，底层是石粉垫层，厚0.15m，两侧设0.2m×0.5m×0.5m的预制路缘石，设置2m宽灌木带，接现状保留的砼护坡，沿岸线进行清障。河底种植水生植物，为水生动物提供食源。堤防断面设计如图6所示。

4.7 标准断面七

适用于东大沟下游现状挡墙段，保留挡墙，绿化河岸。治理段：桩号D14+500～D15+000(左岸)，桩号D15+500～D16+500(右岸)，桩号D15+500～D16+500(左岸)，桩号D20+500～D22+000(右岸)，桩号D17+500～D18+000(左岸)，共计长4.5km。堤顶设绿道，路面宽度为3m，采用透水混凝土路面，厚0.15m，中间是级配碎石厚0.2m，底层是石粉垫层，厚0.15m，两侧设0.2m×0.5m×0.5m的预制路缘石，后接2m宽乔木带，以间隔路面和草皮护坡，保护草皮坡面免受雨水冲刷变形，保持生态、美观、完整的堤线。4.0m宽草皮护坡，接2.0m灌木林带，接现状岸墙，河底种植水生植物，为水生动物提供食源。堤防断面设计如图7所示。

5 结语

东大沟流经白银市城区，其堤防工程建设是以河道治理为串线，联系沿线美丽乡村示范点和农业示范园区，在流域形成展示白银河流生态风貌的重要举措。经过分析探讨，项目在堤顶设3m宽绿道的基础上，按照顺直凸岸段、凹岸冲刷段、人居段、砼护坡段、挡墙段等7种不同形状河段，设置了7种生态景点内容和绿化方式，以实现生态堤防建设目标的丰富性和多样化，对东大沟的防洪保安、生态保护、生态修复带的发展、旅游品质提升和水生态文明具有重要的促进作用，对白银市整体生态格局建设具有显著的推动作用。为类似地区生态堤防建设提供了借鉴。