大凌河西支生態治理工程綜述

穆紅波

(遼寧省朝陽市凌河保護區管理局，遼寧 朝陽 122000)

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大凌河西支生態治理工程綜述

穆紅波

(遼寧省朝陽市凌河保護區管理局，遼寧 朝陽 122000)

近幾年來，隨著國家經濟文化的不斷發展，為了提高居民的生態環境質量，現對大凌河西支(三家村至哈叭氣大橋)的生態文明建設提供自己的建議，最終使得整個治理工作取得良好的成果，為該地區的居民提供一個良好的生活環境。并且在達到安全防洪的基礎上全面建設生態文明的河道理念，提高河道中水及周邊環境的質量。文章針對大凌河西支(三家村小橋至哈叭氣大橋)生態治理工程進行初步設計。

生態治理；工程設計；河道規劃；大凌河西支

大凌河西支(三家村小橋村至哈叭氣大橋)生態治理工程是該地區重點建設項目，這一區域需要治理的總河流長為2.477km。本次項目治理的重點就是該地區的生態環境，因此根據該地區的河道特點及水流量，在保證抗洪的基礎上提高河道的生態治理要求。另外要考慮的問題就是，該河道與306河道相鄰近，隨意過往的車流和游客會相對較多，所以在進行項目建設和設計的過程中要注意加強觀賞性，從而提高旅游業的發展。本項目的治理宗旨為：在達到安全防洪的基礎上全面建設生態文明的河道理念，提高河道中水及周邊環境的質量。

1 大凌河西支生態現狀

大凌河西支(三家村小橋至哈叭氣大橋)這一區域的生態現狀大致表現為：流經的河道大多數為石質的山區，河岸及河灘水土流失極為嚴重，在多雨的季節極易引發洪水災害；在大多數地區河流呈扇形分布，綠化面積小；因為近幾年降水量減小，河道中水位下降，河流的流域也隨之減小河道變短，與防洪水的能力隨之減弱，一旦多雨季節，將危害到周邊人民的生命及財產安全。植被稀疏也是整治的關鍵問題，在治理生態環境的過程中，加大植被的種植，預防水土流失，使周圍的環境質量有所提高，并且達到可觀賞的目的，讓人們有一個舒適安全的生活環境。

2 生態建設要求

生態建設是黨和國家近幾年來重點管理項目之一，因此提高各地區的生態文明和環境保準是首要的任務。建設生態文明首先就要從環境入手，水是生命之源，保護水資源及優化水質量是前提。因此對大凌河喀左縣東哨段的生態治理要從河道生態治理入手，本段就對生態建設要求進行講述。

3 項目建設的必要性

項目建設的必要性體現在生態環境和經濟發展這兩方面。從生態環境來看，隨著工業和鄉鎮企業的大力發展，工廠中的廢棄原料及工業用水最終多流向了周邊的河道，最終流入大凌河中，影響了河中的水質，導致河水質量大大降低，影響人們飲用水安全，因此對工廠的排水進行治理和生態環境治理十分重要。從經濟發展來看，近幾年城鄉經濟發展迅速，居民生活水平大大提高，對生活質量也有了很大的要求，首先就是環境問題，所以本次工程項目就滿足人們的要求，對大凌河西支(三家村小喬至哈叭氣大橋)生態進行治理，在整治生態環境的同時，并且注重美觀性。

以上做法不僅可以改善人們的生活環境，同時還可以提高經濟發展，發展當地的旅游項目，使得生態環境與經濟發展相輔相成，這將對提高河道防洪度汛、改善河道生態環境、推動凌源市景觀城市建設、弘揚凌源市文化特色具有積極意義。

4 項目建設的內容

清淤疏浚工程：河道清淤范圍位于樁號0+000-2+000范圍內，清淤總長度2km，清淤量總計34825m3。通過此次清淤可以疏通河道，增強河道的過流能力。石籠護岸工程：項目區內共兩段石籠護岸，分別位于樁號0+285-0+578、1+775-2+138范圍內。石籠防護段總長419m，其中上游段石籠護岸位于河道凹岸處，防護長度282m；下游段石籠護岸位于漿砌石擋墻下游，防護長度137m。道路工程：在樁號0+285-1+200的范圍內規劃環形道路，采用寬4m的砂石路，長度總計1275m。道路工程建成后可以便于游人親近水源、親近自然景觀。景觀綠化工程：在項目區范圍內根據河道特性規劃島嶼2處、濕地1處，并在河道兩側進行綠化布置，達到恢復生態、美化環境的目的。

5 工程設計

5.1 清淤工程

項目區范圍內由于河道多年未經治理、村民河道隨意往河中傾倒垃圾導致淤積嚴重，河道內淤積平均高度達到0.6m。由于項目區范圍內有哈叭氣水文站測繪斷面，為了保證水文測繪數據的準確性同時保證工程預期效果，擬對河道樁號0+000-2+000范圍內河道進行清淤疏浚，清淤土方就近在附近的灘地上平整后堆放[1]。

疏浚工程設計原則：清理方向盡可能與河道主流方向一致;清理河道盡量保持原河道比降;拋泥區不能選擇在妨礙洪水泄洪的水域，拋泥盡量提高邊灘的高程;應盡量利用挖出的泥土拋填整治建筑物，提高經濟效益。

5.2 石籠護岸工程

本次河道治理規劃護岸工程設計采用格賓石籠與植被護岸相結合的護岸形式。格賓石籠是將經表面防蝕處理的鐵絲編織的雙鉸六角形柔性金屬網經剪裁、編邊和組合后制成的網籠金屬網綁扎成箱型結構并相互連接的網籠。在石籠內填入適當的石塊，石塊粒徑≥20cm，塊石強度>30MPa，石籠網格采用，網格為12cm×15cm，砌筑找平綁扎蓋網形成的石籠護岸；在石籠護岸外側栽種喬木與灌木形成植被護岸。植被、石籠與土坡三者形成一個剛柔兩性的“板塊”。柔中帶剛，既綠化環境，保持水土，又能適應一定的位移。1-2a之后，根系深扎，盤根錯節，起連接作用的格賓網將與具有強大的再生力的植被根系共同發揮護岸作用。[2]

項目區內共兩段石籠護岸，分別位于樁號0+285-0+578、1+775-2+138范圍內。石籠防護段總長419m，其中上游段石籠護岸位于河道凹岸處，防護長度282m；下游段石籠護岸位于漿砌石擋墻下游，防護長度137m。此外，拆除2座廢棄的丁壩，石料用于護岸處的拋石護底[3]。

5.2.1 護岸穩定計算

基本資料：護岸高度H1=3.5m、H2=4.5m，護岸采用格賓石籠網材料。護岸后傾角α=63.4°，護岸結構單位長度體積V=5.5m3/m，土對石籠護岸基礎的摩擦系數μ=0.6，箱籠回填石材為卵石，重度為γ=25kN/m3，孔隙率n=0.3，護岸背填土凝聚力C=0，填土內摩擦角φ=30°，填土重度為18kN/m3，護岸結構的重度為17.5kN/m3。地基承載力特征值fak=160kPa。格賓石籠護岸下部埋深1.5m，計算公式如下：

1)主動土壓力計算：

(1)

式中：Ka為主動土壓力系數；φ為填土內摩擦角；Ea為主動土壓力；γ為填土重度；h為石籠護腳高度。

主動土壓力計算結果見表1。

2)石籠護岸的抗滑穩定計算：

(2)

式中：Ks為抗滑移安全系數；Gn為土墻每延米自重在垂直于基底方向的分力；Gt為土墻每延米自重在平行于基底方向的分力；Ean為主動土壓力在垂直于基底方向的分力；Eat為主動土壓力在平行于基底方向的分力；μ為土對石籠護腳基礎的摩擦系數。

經計算，抗滑移安全系數Ks>1.3，滿足穩定要求。護岸的抗滑穩定計算結果見表1。

3)石籠護岸的抗傾穩定計算：

(3)

式中：Kt為每延米抗傾覆安全系數；G為每延米護腳的重力；Eax為每延米主動土壓力的水平分力；Eaz為每延米主動土壓力Ea的垂直分力;x0、xf、zf分別為G、Eax、Eaz至墻趾O點的距離。

經計算，傾覆安全系數Kt>1.6，滿足穩定要求。護岸的抗傾穩定計算結果見表1。

4)石籠護岸基底壓應力的計算：

(4)

式中：σmax為基底的最大應力；∑G為垂直荷載，kN；A為底板面積，m2；∑M為荷載對底板形心軸的力矩，kN·m；W為底板的截面系數，m3。

經計算，基底最大壓應力σmax<160kPa。護岸底壓應力的計算結果見表1。

表1 護岸穩定計算結果

5.2.2 沖刷深度計算

沖刷計算采用《堤防工程設計規范》(GB50286—98)中的公式進行沖刷計算：

水流平行于岸坡產生的沖刷按下式計算：

(5)

式中：hB為局部沖刷深度，m；hp為沖刷處的水深，m，以近似設計水位最大深度代替；vcp為平均流速，m/s；v允為河床面上允許不沖流速，m/s，根據土壤允許不沖流速表，取值1.0m/s；n為與防護岸坡在平面上的形狀有關，一般取0.25。

經計算，水流平行于岸坡產生的沖刷深度[4]參見表2。

表2 沖刷深度計算結果

故本次設計取埋深1.5m。

5.2.3 植被護岸工程設計

規劃河段沿石籠護岸段栽種喬木與灌木，形成植被護岸，護岸防沖。在坡腳種植1排喬木(金絲垂柳)，株距1.5m；在岸坡上栽種8排灌木(棉槐)，每簇灌木間距0.4m×0.4m；金絲垂柳胸徑1.5-2cm；棉槐為一年生植株，高度在30cm以上[5]。

5.3 道路工程

道路工程位于樁號0+285-1+200范圍內，項目區現狀為天然蒿草叢，為了便于游人親近河道、親近自然景觀，規劃沿蒿草叢呈環狀的砂石路。殺還是路具體形式為：原土碾壓夯實，在原土表面鋪設200mm厚碎石作為路基，夯實后在表面鋪200mm厚砂石作為路面，4.00m寬砂石路1275m，碾壓夯實，最大粒徑不得超過0.5cm，新建道路兩側附土各0.5m，坡比為1∶1.5，如下圖所示；

圖1 道路斷面圖

5.4 景觀工程

5.4.1 濕地

濕地是河道生態治理工程中的主要植被，對恢復生態環境，促進生物多樣性具有積極作用。濕地有助于減緩水流的速度，當有毒物質和雜質的流水經過濕地時，有利于毒物和雜質的沉淀和排除。水中所含營養成分被濕地植物吸收，可以凈化下游水源。

根據項目區地形及水域特點布置了一條帶狀濕地，濕地位于樁號0+285-0+480范圍內，長127m，平均寬度13m，平均開挖深度0.75m，在濕地上種植蒲草、水蔥等水生植物，濕地植物種植規格16株/m2。本次對大凌河西支邊灘做生態處理，種植水生植物，營造人工濕地，不但有景觀效益，對污水的的凈化也起著非常積極的作用。

5.4.2 島嶼

在河道內原有2座自然形成的島嶼，受到河水沖刷的影響，部分地方比較沖刷嚴重，本次工程是通過工程措施和非工程措施將島嶼進行修邊整形，并在島嶼靠近岸邊處開挖河溝，其中島嶼1開挖河溝附近有道路故在其周圍進行石籠防護(具體設計見石籠護岸設計部分)。在2座島上種植灌木和喬木，在島的周圍設計濕地形成島嶼濕地保護區，又為鳥類的棲息和繁殖提供了一個自然的環境。

5.4.3 景觀綠化工程

根據項目區地形特點與水域特點對河道兩側進行綠化布置，在三家村下橋下游布置銀中楊、野花組合，哈叭氣大橋上游河道兩岸布置草坪，河道中間兩岸根據地形特點布置京桃、金絲垂柳、棉槐等，從而形成自然、連貫的河道景觀環境。

6 結 語

本工程主要對大凌河西支(三家村小橋至哈叭氣大橋)生態治理工程進行設計，主要從大凌河西支生態現狀、生態建設要求、項目建設的必要性、項目建設的內容、工程設計這五部分進行講述，希望能夠對生態治理提供幫助。

[1]陳威,張雨晴.某河道清淤與截污綜合整治工程初步設計探討[J].中國給水排水,2015(12):68-70,81.

[2]董傳琛,張守田,趙大明.格賓石籠在河道治理工程中的應用[J].山東水利,2012(03):29-30.

[3]朱興杰,鄒春.大凌河朝陽城區段河道生態護岸設計[J].中國水土保持,2013(04):30-31.

[4]李曉夢,戴雪,尹飛翔.河道整治工程中沖刷深度的計算與選取[J].河南科技,2016(03):92-94.

[5]祝青,陳忠蘭,費忠.綠化混凝土植被護岸在河道整治中的應用[J].浙江水利科技,2005(05):51-53.

1007-7596(2017)04-0092-03

2017-03-16

穆紅波(1975-)，女，遼寧建平人，工程師，從事水利工程管理工作。

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