東北地區(qū)小型生態(tài)河設(shè)計(jì)淺談——以大連市楊家溝河李店東橋上游段整治工程為例

朱萬濤

（瓦房店市水利勘測設(shè)計(jì)有限公司 遼寧大連 116300）

1 工程概況

楊家溝位于遼寧省大連市境內(nèi)，為嵐崮河支流，發(fā)源于崗店小紅山，流經(jīng)九龍賈河屯、楊家溝、九龍街里，在關(guān)嵐子?xùn)|南入嵐崮河，全長7.19km，全流域面積8.6km2。本次工程對楊家溝河李店東橋上游段606.4m進(jìn)行治理，堤頂高程51.47～57.09m，治理段河道比降8.69‰。堤防工程級別為5級，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為十年一遇。

本次整治工程的主要任務(wù)是清淤、筑堤、綠化，改善環(huán)境質(zhì)量，在滿足河堤防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下大力抓生態(tài)水利，將楊家溝河李店東橋上游段改造成碧波綠水的自然生態(tài)景觀。

2 地質(zhì)與水文

2.1 地形、地貌

楊樹溝河位于遼東半島南部西側(cè)，渤海邊岸丘陵地帶，山丘海拔一般在200～350m，河谷地面一般在10～30m，屬于千山山脈西南延伸部位山地丘陵。

2.2 地層與巖性

地層巖性以震旦系石英砂巖及石英巖和印支燕山運(yùn)動期侵入巖為主，第四紀(jì)分布于河谷山間，一般厚度為3～5m，以粉砂、粉質(zhì)粘土、礫印石層為主，河口部位厚度可達(dá)10～20m，丘陵山地頂部第四紀(jì)不發(fā)育。區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，主要由印支燕山活動期巖漿侵入活動，構(gòu)造走向以NE、NNE、NW及邁EW向構(gòu)造，為印支燕山活動期樣生斷裂。

2.3 水文地質(zhì)

區(qū)內(nèi)地下水賦存于第四紀(jì)松散巖性以及巖層風(fēng)化殼淺層和構(gòu)造斷層破碎帶及影響帶內(nèi)。第四紀(jì)孔隙水以潛水為主，主要分布在山間低洼及河流谷地部位，巖層裂隙水以風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水為主，具有承壓性。

地下水主要來源為大氣降水入滲補(bǔ)給，在河谷及第四紀(jì)低洼部位河套切割第四紀(jì)含水層或構(gòu)造裂隙水層，形成泉水向低洼部位排泄地下水。在近海、地下水受潮汐影響，河口部位水位一般在1～2m，并隨海潮汐變化，水位一定程度變化，變幅0.5～1.0m。

2.4 設(shè)計(jì)洪水

該流域內(nèi)降雨主要集中在夏、秋兩季，汛期7～9月，該時(shí)段內(nèi)降雨占全年降雨量的70%。主汛期7、8月份的降雨占全年降雨量50%左右，洪水主要由暴雨形成。河川基流、洪峰水量集中，洪峰水量的大小取決于暴雨的大小，洪水與暴雨存在著明顯的對應(yīng)關(guān)系，略緩于暴雨。

表4 防汛墻漫決情況分類統(tǒng)計(jì)表

在萬分之一的地形圖上量算出控制斷面以上的流域面積，河道長度和河道比降。采用24h降雨量為設(shè)計(jì)雨量，根據(jù)1998年《遼寧省中小河流〈無資料地區(qū)〉設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》，采用集雨面積小于300km2的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法計(jì)算，楊家溝河設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果見下表。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 生態(tài)河布置要點(diǎn)

①堤線布置力求平順，在堤線方向改變時(shí)應(yīng)用平緩曲線連接，并考慮在洪水發(fā)生時(shí)，堤線應(yīng)與洪水主流大致平行。②在滿足防洪需要的前提下，盡可能保留天然河道軌跡，減少裁彎取直，以利于河道的自然化。③盡可能利用已有堤防和較高的地形，以利減少堤防工程量。④盡可能避開不利地形，力求不占耕地或少占耕地，少拆或不拆建筑物，以降低補(bǔ)償費(fèi)用。⑤堤線布置應(yīng)考慮方便工程管理和有利于防汛搶險(xiǎn)。⑥保全恢復(fù)河流自身流動形成的復(fù)雜地形。⑦保全恢復(fù)河流的連續(xù)性。⑧考慮周邊自然植被和農(nóng)作物環(huán)境，烘托整體自然效果。

3.2 堤防平面布局

根據(jù)地形特點(diǎn)和地理環(huán)境，堤防基本順原河床走勢布置，力求少占房屋和樹木，保證安全行洪，改良生態(tài)環(huán)境，決定以河心樁號0＋234.1為界分上下兩段設(shè)計(jì)河寬，上游段河寬14m，下游段河寬為20m，各段連接采取漸變方式。

針對本工程具體特點(diǎn)，堤防采用漿砌石擋墻與土堤相結(jié)合的型式，為增加綠化面積，本工程設(shè)計(jì)高1m、寬2m的壩炕，壩炕外腳線起堤防，在壩炕、堤防上植被綠化。

3.3 確定堤頂高程

本工程水深設(shè)計(jì)采用明渠均勻流計(jì)算公式，漿砌墻糙率取0.02，土堤糙率取0.03，分別計(jì)算出20m河寬、14m河寬處水深。

根據(jù)《堤防設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，堤頂高程為設(shè)計(jì)水深加堤頂超高，堤頂超高＝波浪爬高＋風(fēng)壅水面高＋安全加高。即：

式中：Y ——堤頂超高（m）；

R——設(shè)計(jì)波浪爬高（m）；

e——設(shè)計(jì)風(fēng)壅增水高度（m）；

A ——安全加高（m）。

波浪爬高采用莆田實(shí)驗(yàn)站公式確定，風(fēng)壅水面高可忽略不計(jì)，安全加高為定值，最后確定出堤頂高程。其中河寬20m處壩炕上堤防高為0.80m，河寬14m處壩炕上堤防高為1.15m。

4 綠化設(shè)計(jì)

生態(tài)治河的意義并不僅僅是筑堤防洪，它更大的作用是將洪水肆虐的天然河道改造成和諧自然的生態(tài)景觀，綠化設(shè)計(jì)作為生態(tài)治河的重中之重，每一個(gè)步驟都要嚴(yán)格遵循“生態(tài)、和諧、自然”六字。

4.1 植物選擇要點(diǎn)

選擇植物要綜合考慮硬性條件與軟性標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合工程造價(jià)和美學(xué)效果制定合理方案。就本工程而言，因地處東北地區(qū)，耐寒－－尤其是臨水植物的耐寒是必要考慮條件，除此之外，還要考慮到土壤酸堿度、不同植物花期的協(xié)調(diào)性、色彩搭配、形態(tài)美觀等諸多因素。

植物搭配切忌品種貪多，否則將會造成雜而不協(xié)的敗筆。

4.2 選定植物

選擇植物要考慮植物的環(huán)境適應(yīng)性與成活率、工程特點(diǎn)以及整體效果三個(gè)方面。本工程提防采用漿砌墻與土堤結(jié)合式，可供植被綠化的分別為壩炕、堤內(nèi)坡、堤頂、堤外坡、上游三角地五部分。

由于壩炕高程較低，逢洪必沒，故需選擇耐水性良好的植物，本工程選用垂柳。垂柳為楊柳科落葉喬木，喜溫暖濕潤氣候，喜潮濕深厚的酸性及中性土壤，耐寒，特耐水濕，成活率高，正適合本地區(qū)氣候需要。上游三角地作為壩炕的延伸，特點(diǎn)與壩炕相近，又考慮到整體合一的效果，故也選用垂柳。

提防內(nèi)外坡受地形制約而寬窄不一，再加之坡面傾斜，故不適合種植喬木，本工程選用豆科灌木紫穗槐。紫穗槐是豆科紫穗槐屬落葉灌木，高1～4m，叢生、枝葉繁密，紫穗槐喜光、耐寒、耐旱、耐濕、耐鹽堿、抗風(fēng)沙，在荒山坡、道路旁、河岸、鹽堿地均可生長，生命力極強(qiáng)，滿足本工程需要。

堤頂平坦狹窄，同樣不適宜栽植大型喬木，堤頂不受洪水影響，耐潮濕已不作為本工程選擇植物的必要條件，又考慮到與垂柳、紫穗槐花期相配和色彩搭配，本工程選用紅王子錦帶。

紅王子錦帶為忍冬科錦帶花屬落葉灌木，株高1.5～2m，抗旱、抗高溫、抗鹽堿、抗病蟲，滿足本工程要求。

4.3 植物栽種

植物栽種過密，即不利于植物生長又浪費(fèi)工程資金，反之，植物間距過疏，留白代黑太甚，又不能充分發(fā)揮綠化效益。綜合考慮本工程特點(diǎn)，決定壩炕栽植2行柳樹，株距2m，堤頂栽植紅王子錦帶2行，株距1m，堤防兩側(cè)種植紫穗槐，株距1m。左岸上游三角地大面積栽植垂柳。

垂柳樹苗高為1.5～2.5m，胸徑為3cm，紫穗槐高為0.6～1.0m，紅王子錦帶高為0.6～1.0m。樹苗移植需要人工換土，以提高成活率。

4.4 環(huán)境影響評價(jià)

通過環(huán)境保護(hù)措施的實(shí)施，工程施工中被破壞的植被均能得到恢復(fù)，裸露處及施工場的林草覆蓋率達(dá)90%以上，使施工期新增的水土流失得到有效控制，扼制當(dāng)?shù)丨h(huán)境的惡化趨勢。

植被覆蓋率的提高，改善了項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，待植物措施發(fā)揮效益后，不但防治水土流失、改善環(huán)境，而且可以美化、綠化河道工程。

5 結(jié)語

中華文化，旨在柔美、中正、和諧，上善若水，水利萬物而不爭。大巧不工，至善至美，自然和順，天人合一，是一切藝術(shù)設(shè)計(jì)必須遵循的原則。

本工程分兩步施工，筑提工程現(xiàn)今已基本竣工，綠化工程預(yù)計(jì)在2011年4月竣工。

遙想數(shù)年之后，恰逢春夏之交，漫步河堤之畔，耳聞潺潺流水，目睹華朱葉翠，楊柳依依，絳紫遍地，堤頂胭脂，濃艷茂密，其形佳，其態(tài)美，其韻悠，生態(tài)治河之主旨，盡已不言而喻。

1 GB50201－2000，防洪標(biāo)準(zhǔn)

2 GB50286－98，堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范

3 SL201－97，江河流域規(guī)劃編制規(guī)范

4 GBJ7－89，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范

5中華人民共和國水土保持法