大凌河朝陽(yáng)城區(qū)段河道生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)

朱興杰;鄒 春

(1.遼寧省觀(guān)音閣水庫(kù)管理局，遼寧 本溪 117100;2.鄭州黃河工程有限公司，河南 鄭州 450008)

河流是人類(lèi)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，是地球生命的重要組成部分，它不僅為人類(lèi)提供飲用的淡水資源，還為耕地提供豐沛的灌溉水資源，而且在諸如保持綠地水分涵養(yǎng)、水上休閑娛樂(lè)、交通運(yùn)輸?shù)确矫婢哂猩鐣?huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在人類(lèi)與河流的相互關(guān)系中，首先表現(xiàn)在人為活動(dòng)影響上，即人類(lèi)對(duì)河流的水文特征、物理特性以及生態(tài)環(huán)境的強(qiáng)烈影響;其次表現(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人類(lèi)日常生活對(duì)河流提供的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的依賴(lài)。總而言之，人類(lèi)對(duì)河流的影響和作用，已經(jīng)到了嚴(yán)重影響河流生態(tài)環(huán)境的地步，可以說(shuō)幾乎不存在沒(méi)有人類(lèi)影響的河流。同時(shí)出于可持續(xù)發(fā)展考慮，更要重視保護(hù)河流的生態(tài)環(huán)境。

河流生態(tài)系統(tǒng)屬流水生態(tài)系統(tǒng)的一種，是陸地與海洋聯(lián)系的紐帶，在生物圈的物質(zhì)循環(huán)中起著主要作用。護(hù)岸和綠化帶與河流生態(tài)系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，是河流生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)過(guò)渡帶［1］。生態(tài)護(hù)岸是利用植物或者植物與土木工程相結(jié)合，對(duì)河道坡面進(jìn)行防護(hù)的一種新型護(hù)岸形式。生態(tài)護(hù)岸集防洪效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)、景觀(guān)效應(yīng)和自?xún)粜?yīng)于一體［2］，其價(jià)值在于河道沿岸的植物群落能吸附污物、凈化水質(zhì)、保持水土，能使護(hù)岸內(nèi)外水氣相通，達(dá)到真正的生態(tài)化，同時(shí)具有一定穩(wěn)定性、安全性和抗沖刷性，能夠滿(mǎn)足水利和防洪的需要。

1 護(hù)坡護(hù)岸形式發(fā)展趨勢(shì)

作為一種新方法，我國(guó)的生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)研究目前還處于摸索階段。生態(tài)護(hù)岸的類(lèi)型很多，將某種類(lèi)型與其他類(lèi)型組合，就可以得到不同的組合類(lèi)型護(hù)岸，如土工植草固土網(wǎng)墊、土工網(wǎng)復(fù)合技術(shù)、土工格柵等［3］。隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)生態(tài)護(hù)岸的推廣和應(yīng)用就顯得更加重要，尤其是港務(wù)區(qū)、濱水城市等。因此，生態(tài)護(hù)岸的發(fā)展有著很好的前景。

在國(guó)外，有學(xué)者認(rèn)為傳統(tǒng)護(hù)岸對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)有不利影響，加速了生態(tài)環(huán)境的退化。為了有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，20世紀(jì)80年代末，瑞士學(xué)者提出了“自然型護(hù)岸”，90年代初，日本學(xué)者提出了“多自然型河道治理”，這些護(hù)岸技術(shù)都屬于生態(tài)型護(hù)岸，生態(tài)護(hù)岸的提出和實(shí)踐應(yīng)用更加鞏固了該技術(shù)的可靠性和可行性。目前，歐美一些國(guó)家主要采用的生態(tài)護(hù)岸是“土壤生物工程護(hù)岸”，該生態(tài)護(hù)岸技術(shù)是根據(jù)防護(hù)措施發(fā)展而來(lái)的，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索實(shí)踐，已經(jīng)形成了一套完整的理論體系和施工程序，并且得到了廣泛的推廣和應(yīng)用［4］。

2 生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)的基本原則

在設(shè)計(jì)生態(tài)護(hù)岸時(shí)，主要涉及生態(tài)與景觀(guān)兩個(gè)方面，對(duì)護(hù)岸的設(shè)計(jì)要遵循結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性、生態(tài)健康性、場(chǎng)所地域性3個(gè)原則，只有這樣才能使生態(tài)護(hù)岸工程具有合理性、可行性。

(1)結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性。護(hù)岸起著防止水土流失、防洪泄洪的作用，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了使護(hù)岸工程起到預(yù)期的保持水土和防洪作用，就必須在護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性著重考慮［5］。在護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究中，河道的深度、寬度、曲向、坡度以及河床等必須相互協(xié)調(diào)，相互一致，如果出現(xiàn)不協(xié)調(diào)不一致的現(xiàn)象，那么岸邊護(hù)坡的穩(wěn)定性就會(huì)降低。設(shè)計(jì)的護(hù)岸要具有較強(qiáng)的防洪排澇作用、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小。

(2)生態(tài)健康性。生態(tài)是個(gè)中性詞，但對(duì)于人類(lèi)而言，健康而良好的生態(tài)才具有積極向上的意義。生態(tài)健康性是指在保證護(hù)岸安全穩(wěn)定的前提下，盡可能減少對(duì)天然河岸的人為改造，以此來(lái)保證河岸線(xiàn)的完整性。在特定的情況與需要下，為維護(hù)河道的生態(tài)健康，使其可持續(xù)發(fā)展，也可采取工程措施，但不能對(duì)河道和護(hù)岸具有破壞影響。

(3)場(chǎng)所地域性。該原則不僅要求生態(tài)要與該地域的大環(huán)境相協(xié)調(diào)，而且要求尊重該地域的場(chǎng)所特征，做到因地制宜，以避免設(shè)計(jì)的盲目性和不切實(shí)際。例如，城市生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)城市的區(qū)域特征、民族風(fēng)情和文化。要求護(hù)岸設(shè)計(jì)尊重該地域的場(chǎng)所特征，即尊重傳統(tǒng)文化和鄉(xiāng)土知識(shí)，并與提升城市品味和回歸自然相結(jié)合，以延續(xù)當(dāng)?shù)貧v史文化，突出地域文化特征，充分展示現(xiàn)狀地形魅力、水景元素，將地區(qū)文化底蘊(yùn)融會(huì)貫通于景觀(guān)中，營(yíng)造有個(gè)性的城市生態(tài)護(hù)岸［6］。

3 大凌河護(hù)岸工程朝陽(yáng)城區(qū)段生態(tài)護(hù)岸優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 大凌河朝陽(yáng)城區(qū)段地質(zhì)概況

朝陽(yáng)市區(qū)地貌為大凌河河谷盆地，周?chē)鹆甑蜕江h(huán)繞，盆地呈北東—南西分布，長(zhǎng)約20km，寬約8km。盆地內(nèi)地形平坦，兩岸微向大凌河傾斜。大凌河兩岸地形不對(duì)稱(chēng)，左岸寬闊平坦，為朝陽(yáng)市中心城區(qū)。朝陽(yáng)大街中心廣場(chǎng)至東大橋一帶地表高程為164.8—66.8 m;東大橋至第二橡膠壩大堤以外地區(qū)地表高程為163.4—65.5m，靠近大堤且略高于大堤;大堤以?xún)?nèi)河床及漫灘高程為158.0—60.4 m，階地與高漫灘區(qū)地表高程為161.2—62.5m。

3.2 大凌河朝陽(yáng)城區(qū)段生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)及優(yōu)選方案

根據(jù)大凌河朝陽(yáng)城區(qū)段的工程地質(zhì)情況，經(jīng)過(guò)分析論證，我們認(rèn)為大凌河朝陽(yáng)城區(qū)段生態(tài)護(hù)岸的可行方式有拋填石塊+植樹(shù)護(hù)岸和空心方塊斜坡式護(hù)岸兩種。

(1)拋填石塊+植樹(shù)護(hù)岸方案。在拋填石塊+植樹(shù)護(hù)岸方案設(shè)計(jì)(圖1)中，于馬道位置拋填石塊來(lái)防護(hù)，在斜坡位置種植樹(shù)木并使其與原有的植被結(jié)合在一起，可使護(hù)岸更加穩(wěn)定。該方案耐水流沖擊能力較差，但是工程造價(jià)低，護(hù)岸的維護(hù)比較容易，而且對(duì)岸邊的破壞性也不大。

圖1 拋填石塊與植樹(shù)護(hù)岸

根據(jù)大凌河河邊石料較多的實(shí)際，并按照就地取材和經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，采用拋填石塊護(hù)腳+植柳護(hù)坡方案時(shí)，如果柳樹(shù)按株行距50cm×50cm定植，則每米岸坡共需44株柳樹(shù)，就朝陽(yáng)而言?huà)佁钍瘔K+植柳樹(shù)造價(jià)為660元/m。

(2)空心方塊斜坡式護(hù)岸方案。空心方塊斜坡式護(hù)岸的墊層采用土工織物和砂墊層，面層采用預(yù)制混凝土異形塊(圖2)鋪砌(砌塊為開(kāi)孔式448 mm×438 mm×150mm，每塊35.2 kg)。按斜坡坡比為1∶1.5考慮，則需鋪設(shè)C20現(xiàn)澆混凝土長(zhǎng)度約為5m，厚度為150mm;剩下的17 m均為C25的預(yù)制連鎖塊，開(kāi)孔空隙間植草。其特點(diǎn)是對(duì)小變形的適應(yīng)性比較強(qiáng)，具有抗沖刷能力，透水性能好，工程施工簡(jiǎn)單，造價(jià)比較低，只有1200元/m，缺點(diǎn)是連鎖塊預(yù)制占地面積較大、需專(zhuān)門(mén)轉(zhuǎn)運(yùn)到工地。

圖2 預(yù)制連鎖塊拼裝圖

4 生態(tài)護(hù)岸優(yōu)選方案

對(duì)比拋填石塊+植樹(shù)護(hù)岸和空心方塊斜坡式護(hù)岸兩種方案的投資大小、取材方便程度等諸多要素可知，拋填石塊+植樹(shù)護(hù)岸方案價(jià)格便宜，取材方便，投資較低，工期也較短，護(hù)岸的維護(hù)也比較容易且對(duì)岸邊的破壞性不大，可作為生態(tài)護(hù)岸的優(yōu)選方案。

［1］趙進(jìn)勇，魏保義，王曉峰，等.淺談生態(tài)型護(hù)岸工程技術(shù)［J］.廣東水利水電，2007(6):68 －75.

［2］候高健，徐竟成，黃翔峰.河道護(hù)岸生態(tài)化建設(shè)進(jìn)展［J］.環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2009，28(5):39 －43.

［3］郭屹巖.城市濱河適應(yīng)性護(hù)岸的景觀(guān)設(shè)計(jì)初探［D］.北京:北京林業(yè)大學(xué)，2008:11－13.

［4］張光莉.多種生態(tài)護(hù)岸形式在堤防工程中的應(yīng)用［J］.廣東水利水電，2010(11):33－37.

［5］徐國(guó)賓，任曉楓.幾種新型護(hù)岸工程技術(shù)淺析［J］.人民黃河，2004，26(8):3 －10.

［6］徐朝輝，步海濱，程巍華，等.內(nèi)河航道生態(tài)護(hù)岸的發(fā)展及應(yīng)用分析［J］.水運(yùn)工程，2009(9):107－111.