生態(tài)型護岸在水利工程設(shè)計中的應(yīng)用

孔維祥

（貴州天保生態(tài)股份有限公司，貴陽 550001）

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國水利建設(shè)的規(guī)模越來越大，工程的建設(shè)數(shù)量以及復(fù)雜程度也在不斷增加。近年來，生態(tài)型護岸以其結(jié)構(gòu)簡單、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)點逐漸受到人們的關(guān)注。生態(tài)型護岸具有較好的適應(yīng)性與抗沖刷能力，能夠起到很好的生態(tài)保護作用，而且在施工過程中還具有較高的穩(wěn)定性。因此，生態(tài)護岸受到了社會各界人士的青睞。但由于生態(tài)護岸在水利工程設(shè)計中還存在一些問題，因此，在今后的工程設(shè)計過程中還需采取有效措施對這些問題進行處理。

2 生態(tài)型護岸特征

在水利工程項目中，生態(tài)護岸主要是將生物多樣性進行充分利用，對水生生物、陸生植物以及自然植被進行充分考慮，形成一個多功能的生態(tài)系統(tǒng)。其中，水生生物是整個系統(tǒng)中的基礎(chǔ)，可以將整個水生生物系統(tǒng)進行優(yōu)化整合，使得整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到有效保障；而陸生植物和自然植被能夠?qū)φ麄€生態(tài)系統(tǒng)起到很好的保護作用[1]。從水生動物和陸生動物這兩個方面對整個生態(tài)護岸系統(tǒng)進行分析，可以看出，在水利工程項目中應(yīng)用生態(tài)型護岸后，不僅可以滿足人們對于安全性、穩(wěn)定性、環(huán)保性的要求，還能夠?qū)⒑恿魃鷳B(tài)系統(tǒng)維持得更加穩(wěn)定[2]。生態(tài)型護岸是以生態(tài)環(huán)境保護為前提，以水土保持為目的的一種新型護岸工程，其主要有植物生長環(huán)境改善；植物根系發(fā)達，可有效提高土顆粒間的附著力；生物多樣性增加，利于鳥類、昆蟲等動物生存；生態(tài)防護與景觀美化功能相結(jié)合，利于生態(tài)環(huán)境建設(shè)。在此工程中，生態(tài)型護岸實現(xiàn)了“立壩擋水、臥壩行洪”，枯期造景，汛期凈化河流的目標。

3 生態(tài)型護岸在水利工程設(shè)計中的應(yīng)用要點

河道生態(tài)護岸是利用各種工程措施來改善河道生態(tài)環(huán)境的一種形式，是在河道岸坡上建造護岸結(jié)構(gòu)，用來保護和改善河岸的生態(tài)環(huán)境的工程措施。其主要是在河岸坡面上設(shè)置柔性或半柔性防護結(jié)構(gòu)，以保持一定厚度的植被覆蓋，有利于植物生長和土壤微生物活動，從而改善生態(tài)環(huán)境。采用生態(tài)護岸工程進行河道建設(shè)時，要充分考慮河道的具體情況，對河岸坡度和河道寬度等方面進行合理設(shè)計，通過合理利用人工和自然景觀以及植被等方式對河流進行防護，可以提高河流兩岸的生態(tài)環(huán)境，維護河流整體風貌，使其能夠長期保持良好的生態(tài)環(huán)境。

4 生態(tài)型護岸在水利工程設(shè)計中的應(yīng)用策略

4.1 工程概況

洛安江屬湘江二級支流，長江烏江水系，屬于湄江一級支流，起源于綏陽縣西北袁家灣的田家堡，經(jīng)過儒溪、大坪，進入遵義市，經(jīng)過綠塘、新農(nóng)，最后流入湄江。洛安江全長93 km，總落差470 m，總面積709 km2，平均水深470 m。洛安江從綏陽縣市區(qū)境內(nèi)流過，經(jīng)過李家咀、廖家堰、南門橋、高橋、千工堰、吳家橋至李石堰，與主河道相交，這一段也稱為洋川河，李石堰之上洋川河流域面積為121.7 km2，主河道全長23.11 km，主河道平均比降10‰，是一條重要的河流，也是一條洋川河。在防洪方面，按照“通暢行洪、一次性達標”的原則，將工程河段所有的擋水結(jié)構(gòu)都拆掉，并替換成在現(xiàn)代河流管理中建議采用的升降壩，從而達到“立壩擋水、臥壩行洪”的目的，在枯期形成景觀，在汛期清理河道。

4.2 洪水

4.2.1 洪水計算

此項目擬以綏陽縣各氣象站點為參考站，利用1954—2014 年綏陽縣各氣象站點最大單日降水數(shù)據(jù)，通過對綏陽各氣象站點最大單日降水數(shù)據(jù)序列的統(tǒng)計，獲得各氣象站點最大單日降水平均85.2 mm，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成24 h 最大降水數(shù)據(jù)，對該數(shù)據(jù)進行頻度適線性分析。參考《貴州省短歷時暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖》及《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》中的相關(guān)等值線圖，確定了最大24 h 降水平均為90～100 mm，降水量變差系數(shù)Cv=0.52。采用降雨-洪峰方法，對其進行了分析，得出了最大24 h 降水平均H24h=95.4 mm、Cv=0.52、降水量偏態(tài)系數(shù)Cs=3.5Cv，并對其進行了分析，得出了各頻率的設(shè)計洪水的結(jié)果，如表1 所示。

表1 工程區(qū)及其上游設(shè)計洪水成果表

4.2.2 設(shè)計洪水過程線及成果采用

此項目擬選取綏陽縣氣象觀測站（綏陽縣氣象觀測站）為參考站點，觀測站點（1954—2014 年）擁有61 年的觀測最大單日降水量（日均降水量），這些觀測站點的觀測數(shù)據(jù)都是由貴州省氣象局整理出版的，是一種可靠的觀測站點。研究區(qū)內(nèi)已觀測到2002 年一遇的歷史洪峰，千工堰（63.3 km2）的2002 年洪峰流量為283 m3/s，吳家橋（70.9 km2）的洪峰流量為310 m3/s，經(jīng)實測得到的大灣溝交匯處（68.8 km2）的30 年一遇設(shè)計洪峰值為303 m3/s，與實測結(jié)果相近，驗證了該方法的合理性。

位于石梁河主干上游的團山庫，距本項工程僅10～20 km，是研究團山庫的重要區(qū)域。團山水庫的設(shè)計洪峰同樣按照《貴州省暴雨洪水計算實用手冊》進行了計算，并得到了批準，其24 h 最大暴雨統(tǒng)計參數(shù)為：H24h=100 mm，Cv=0.5,Cs/Cv=3.5，而此項目所用的24 h 最大降雨參數(shù)為：H24h=95.4 mm，Cv=0.52,Cs=3.5Cv。對比團山水庫與此工程所采用的暴雨統(tǒng)計參數(shù)，兩者相差不大，而團山水庫計算洪水時采用的計算方法及地區(qū)綜合、匯流參數(shù)等與此工程基本相同，可以印證計算所得的洪水成果比較可靠，可用于工程設(shè)計。

4.2.3 防洪現(xiàn)狀

興隆—莫家（新站）河段（新站）在設(shè)計區(qū)間已經(jīng)建成或?qū)⒁M行防洪，但經(jīng)實地考察，該河段設(shè)置了5 座攔水堰和16 座橋梁，造成了河面淤積，一些橋梁孔洞的通行能力不強，洪澇災(zāi)害時河水溢出兩岸堤頂?shù)奈ｋU。

4.2.4 防洪對策措施

按照項目當時現(xiàn)行標準GB 50201—2014 《防洪標準》、SL 252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的要求，該整治河道采用20 年一遇的防洪標準；并建立一套水情自動預(yù)報系統(tǒng)。同時，結(jié)合已建成的測報站網(wǎng)絡(luò)，加大對水情的測報力度，以保證施工的安全。

4.3 水土流失防治措施總體布局

在水土流失防治的總體布局方面，要盡量堅持重點治理與面上防治的結(jié)合，植物措施、臨時措施與工程措施的結(jié)合，治理水土流失與恢復(fù)、提高土地生產(chǎn)力的結(jié)合，統(tǒng)籌布局各類水土保持措施，構(gòu)建一個完整的水土流失防治體系。

在具體的防災(zāi)措施布局上，要以工程措施為主，發(fā)揮其快速、可控的特點，在關(guān)鍵區(qū)段采取工程措施，并在“線”“面”上強化森林、草場的復(fù)墾，使責任區(qū)的生態(tài)環(huán)境得到改善與修復(fù)，使土壤的生產(chǎn)力得到提升，使生物措施具有較好的生態(tài)效果，從而達到從源頭上控制土壤侵蝕的目的。依據(jù)該項目的建設(shè)布局、水土流失類型、強度和危害程度等特征，結(jié)合水土流失預(yù)測，將該項目分為4 個防治區(qū)：河流治理區(qū)、管線安裝區(qū)、施工臨時占用區(qū)和棄渣場區(qū)，并針對各區(qū)域的潛在水土流失，提出了相應(yīng)的防治措施。

4.3.1 河道治理區(qū)

防洪堤區(qū)的土地類型以未利用地、旱地、稻田為主要用地，以漿砌石為主體進行治理，目前已提出的工程措施：以漿砌石砌筑擋土墻、堤后排水渠等，能有效防止因河道沖刷而引起的土壤侵蝕；植被措施：在項目完成后，在堤壩周圍的裸露地面上播種2.97 hm2左右；在施工區(qū)的挖掘表面陡峭的地方和暫時堆放的表土的地方，用編造的土包作為臨時的擋墻，土包的高度1.0 m，寬度0.5 m，需要用到50 m3左右的土包。

4.3.2 管道安裝區(qū)

管線占用的土地類型多為未利用地、旱地及稻田，管線的主體部分多為鋼管；植被措施：在管道建設(shè)完成后，在管道周圍的擾動地面上播種，覆蓋面積為5.73 hm2；在施工區(qū)的挖掘表面陡峭的地方和暫時堆放表土的地方，用編造的土包作為暫時的阻擋，土包的高度1.0 m，寬度0.5 m，大約需要80 個土包。

4.3.3 施工臨時占地區(qū)

場地內(nèi)的施工便道，就地依河道及管道鋪設(shè)，不占用其他土地。在工程完成之后，對建筑臨時占用的土地進行整理，面積0.04 hm2，對原有耕地采用了人工覆蓋的方法，覆蓋土的厚度為30 cm，覆蓋土的體積為122 m3；植被措施：在項目完成后，對施工中的臨時占用區(qū)域進行綠化，使其恢復(fù)0.27 hm2的植被，并采取灌草搭配的方法；在施工期間，施工區(qū)的暫時堆積的殘渣和暫時堆放的表土，需要用到大約100 m3的土袋。

4.4 社會經(jīng)濟效益綜合評價

4.4.1 社會經(jīng)濟效益

在工程完成之后，可以承受20 年一遇的洪水災(zāi)害，可以有效地保護沿岸的人民群眾的生命財產(chǎn)安全，減少洪災(zāi)的發(fā)生，對沿河的建設(shè)用地進行規(guī)范，對洋川河的水質(zhì)進行提升，還當?shù)匕傩找粋€穩(wěn)定、祥和、舒適、干凈的居住環(huán)境和生活環(huán)境。與此同時，它還可以對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生強大的促進效果，促進城市的建設(shè)，這對于保障項目區(qū)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，確保當?shù)厝嗣竦纳畎捕ê蜕鐣€(wěn)定發(fā)揮著非常重要的影響，其社會效益非常明顯。

4.4.2 環(huán)境效益

該項目的實施，能治理城市污水，降低洋川河的水污染，提高河流的生態(tài)質(zhì)；有利于河床的平順平滑，岸坡的穩(wěn)固牢固，對維持河岸穩(wěn)定，減緩水土侵蝕，增加植被覆蓋率，美化環(huán)境，改善周邊生態(tài)環(huán)境，提升項目地區(qū)整體形象，改善人居環(huán)境，提升人們的生活品質(zhì)具有重大作用。在項目完成之后，將會在工程區(qū)域內(nèi)建立起一個完善的防洪系統(tǒng)，并通過在水邊種植的水生植物以及人工綠化，來構(gòu)建出一個生態(tài)環(huán)境非常好的休閑區(qū)，為人們的生產(chǎn)、生活提供一個安全、生態(tài)、和諧的環(huán)境空間和宜居環(huán)境。

5 結(jié)語

生態(tài)型護岸的應(yīng)用非常廣泛，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，水利工程建設(shè)得到了大力發(fā)展，而生態(tài)型護岸能滿足水利工程對護岸的要求，能夠很好地保證生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，是水利工程設(shè)計中不可或缺的重要部分。通過對以上內(nèi)容的分析，得出結(jié)論：在水利工程中，生態(tài)護岸建造技術(shù)是一項非常有意義的工作，對國家水利建設(shè)具有很大的推動作用；生態(tài)護岸既能維護和尊重自然環(huán)境，又能達到經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的雙重目標，在當前環(huán)境日趨惡劣的情況下，采用生態(tài)護岸對河流進行整治具有重要的現(xiàn)實意義。