探索中小河流治理工程融入生態功能建設方案的選擇與應用

陳濟釗

(廣寧縣水利水電工程質量監督站，廣東 廣寧 526300)

1 中小河流治理現狀

廣東省肇慶市廣寧縣山區以中低山、丘陵為主。南北兩側地勢較高，東西向較平緩，地表高程約40 m。研究區河道屬山區性蜿蜒型河道，河道坡降陡，流速大，河流彎曲，容易造成河岸沖刷，河勢相對不穩定。幾十年來大部分中小河流都未經過系統的、有效的整治，主要存在的問題：①規劃不合實際，缺乏因地制宜、順其自然、因勢利導的措施。②水污染嚴重，自凈化功能差。③河流人工裁彎取直，渠道化嚴重。④忽略水生態環境保護。⑤河道淤積嚴重。⑥坡腳沖刷崩塌現象較嚴重[1]。

2 工程總體布局

通過對廣寧縣的防洪工程現狀、水系和地形條件的調研，提出防洪工程設施建設方案。整治工程布局，原則上保持河道天然形態，保持原河道走向，更好地體現生態、自然河道的整治理念。河道整治導線一般利用已有的工程措施、天然節點和抗沖刷能力較高的河岸分段制定，因勢利導；左右岸兼顧，上下游平順連接；整治導線光滑、平順，在彎曲段采用復合弧線連接[2]。

(1)河道治理區域選定原則：①優先考慮治理水安全問題突出、急需解決治理的河段。②優先考慮沿河分布鎮街、村寨、基本農田較多，當地群眾強烈要求治理的河段。③優先考慮河勢穩定性相對復雜，岸坡治理措施形式多樣化，且具有較好的參考價值，對日后其他河道治理具有指導意義的河段。

(2)綜合分析并結合以上整治任務重點，工程整治考慮以下幾個方面：①充分考慮防洪要求，將針對性強的農村河道整治工作落實到位，重視其整治過程中兩岸綠化環境狀況的改善，栽種好當地的不同樹種，并考慮所有固腳的合理設置。②根據河道的功能特性及整治要求，注重其斷面形式的合理設置，滲透好精細化設計理念，強化生態系統保護意識，確保河道整治效果良好。③通 過對河道原有走勢的充分考慮，做好切實可行的整治工作計劃，并實施好調順操作，豐富河道整治目標實現及工作質量提高中的技術內涵。④及 時清除淤泥，積極開展河道清淤疏浚工作，減少洪水所產生的不利影響，優化河道使用功能。⑤落實好基礎景觀設計工作，增強河道兩岸綠化效果。⑥充分考慮河道周邊情況，遵循宜寬則寬的原則，保護生態環境，發揮水體的自凈化功能[3]。

3 護岸斷面型式比選

3.1 擋墻型式選擇

中小河流應踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，在保障防洪排澇安全的前提下，突出河流的水生態文明建設要求。河道護岸型式采用生態型護岸和傳統型護岸作比選。

(1)生態型護岸是綜合工程力學、土壤學、生態學和植物學等學科的基礎知識對斜坡或邊坡進行支護，形成由植物、工程和植物組成的綜合護坡系統的護坡技術。生態型護岸選用格賓擋墻和生態框擋墻作比選。格賓擋墻和生態框擋墻都能形成水土自由交換，具有生態景觀效果好，適應變形能力強等特點。

方案一，格賓擋墻。如圖1(a)采用機編六邊形低碳鋼絲面制成的網墊，在網墊內填充符合要求的石頭構成防護結構，網格內部填充碎石，碎石塊須堅硬，嚴禁采用風化碎石。格賓擋墻具有良好的透水性，無需另外設置排水措施，且利于植生保水；具有較強的抗沖刷和抗風浪襲擊能力；是理想的生態建設和生態修復措施，生態景觀效果好；透氣性好，可水下施工；整體性好，適應變形能力強；施工方便，價格較經濟，安全性較好。

方案二，生態框擋墻。如圖1(b)采用工廠預制框格,表面鏤空,施工時在內部填充土體、沙袋等,可以起防護作用，其空隙為魚蝦等水生物提供空間,親水和諧,滿足生態護岸的需求。同時產品可實現坡腳至坡頂依次種植沉水植物、浮葉植物、挺水植物、濕生植物(喬、灌、草)等護坡植物,形成多層次生態防護,構成完善的生態護坡系統。生態框擋墻不僅能夠滿足擋土墻的使用功能，更重要的是考慮到與周圍環境的協調，通過植物與土工工程的結合，減輕坡面的不穩定性和侵蝕。本護岸可使用現場的石料、土砂等，并使用重型機械進行內部填充作業，節省人力物力，速度快，效率高，施工簡便，工期短；親水性好，使用碎石和沙袋作為填充物，方便水中生物筑巢及生長，促進環保生態的形成；生態景觀效果好：產品外觀多樣，綠化成效好，可根據施工要求選擇產品種類；對地基適應性好：地基處理采用一般處理方式即可，簡單方便[4]。

圖1 生態型護岸

(2)傳統型護岸為保證邊坡及其環境的安全，對邊坡需采取一定的支擋、加固與防護措施。常用的支護結構型式有混凝土擋墻、漿砌石擋墻、干砌石擋墻等護岸型式。

方案三，混凝土擋墻。如圖2(a)：凝土重力式擋土墻護岸適用于迎流頂沖段、當地缺乏石料、水流條件復雜、抗沖刷要求高的河段。本護岸型式具有抗沖刷能力強，施工工藝成熟的優點，但生態及景觀效果較差，植物無法生長，可在土地緊張的市鎮河段使用。

方案四，漿砌石擋墻。如圖2(b)采用M7.5漿砌塊石，石塊最小邊不應<200 mm，每塊重量應>30 kg，選用強度大、無縫表面密度大、吸水率小、耐久性高的石料。適用于當地石料豐富、抗沖刷要求較高的河段。優點：抗沖刷能力強，節約“三材”，施工技術簡單。缺點：景觀效果較差，植物無法生長，需要定期檢查和維修[5]。

圖2 傳統型護岸

表1 河道護岸型式優缺點對比表

由表1可看出格賓擋墻無論造價還是生態性都有很大優勢，但格賓籠的綁扎、網箱內填石塊度和施工質量等較難控制，鋼絲外包的PVC保護層易破損而影響壽命，在河流漲水所夾帶的樹枝牽扯下極易斷裂，且容易掛垃圾，影響堤身安全及外觀，因此不建議采用。漿砌石擋墻由于是人工塊石砌筑，容易造成表面坑洼不平整，且透水性能差，遇到強大的水流容易發生變形或坍塌。混凝土擋墻護岸使用的最為廣泛，其可靠的結構穩定性比前兩種方案好，具有良好的防沖刷性能，工程的護岸高度不高，且地基條件較好，因此在陡坡和沖刷地段推薦使用混凝土擋墻。生態框擋墻綠化效果好，可實現坡腳至坡頂依次種植一系列護坡植物,形成多層次生態防護,構成完善的生態護岸系統。不僅能滿足擋土墻的使用功能，還兼顧到與周圍環境的協調[6]。

根據以上原則及各護岸型式的優缺點，中小流治理按以下選擇：

(1)人口密集區域為了防止河岸繼續受沖刷，保護岸坡穩定性，主要采用生態框護岸和格賓籠護岸型式，若兩岸場地有限、開挖困難、避免征地拆遷及護岸較高較陡的村鎮河段采用混凝土擋墻型式。

(2)農田保護區為了防止河岸繼續受沖刷，保護岸坡穩定性主要采用格賓擋墻護岸型式。

3.2 護岸結構型式選擇

護岸的結構型式主要有斜坡式、復合式和直立式，由于山區中小河流河水陡漲陡落，洪水期流速大，岸坡沖刷厲害，而斜坡式護岸工程占地面積大，抗沖能力弱，本工程不考慮選用斜坡式護岸型式。

(1)方案一：生態復合式。根據實測河道現狀，選取具有代表性的典型斷面，如圖3。

復合式下部為高度約1 m的生態框矮墻(可選用拋石)護腳，上部采用生態護坡，選用三維土工網種植草防護，具有較強的抗沖刷能力，既有較好的生態效果又能滿足兩岸群眾的親水要求。

圖3 復合式護岸斷面(單位：mm)

(2)方案二：傳統型直立式。根據實測河道現狀，選取具有代表性的典型斷面，如圖4。

圖4 直立式護岸斷面(單位：mm)

方案二主要采用C20混凝土承重式擋土墻，從河床底防護至河岸頂部，墻高4.0～5.0 m，墻頂寬0.5 m，底部采用拋石基礎。

3.3 方案比較

方案一、方案二兩種護岸的每延米工程量及投資見表2。兩種護岸斷面方案的優缺點比較見表3。

表2 護岸斷面方案每延米工程量及投資比較

表3 護岸斷面方案比較

經綜合比較，方案一復合式護岸斷面投資較經濟合理，景觀、生態較好，岸坡綠化、親水，能為沿岸群眾提供親水休閑場所，施工方便，結構較合理，具備抗沖刷能力，無永久征地且能擴大河道行洪斷面等，故選擇生態復合式斷面為中小河流治理工程主要護岸斷面型式是可行的。

4 效益分析

4.1 經濟效益

根據《廣東省中小河流治理實施方案》，廣寧縣中小河流治理河道長205.4 km，其中護岸長138.8 km。如果考慮將138.8 km護岸當中100 km 由傳統型直立式護岸方案優化調整為生態復合式護岸方案，剩余38.8 km保留傳統的設計方案，用于河流凹岸、比降大、抗沖能力差的河道位置，那么僅護岸擋墻一項可節省費用4.11億元，經濟效益顯著。

4.2 社會效益

生態復合式護岸方案，對河道及周邊環境幾乎無影響，且河道卵石料可回填至生態框內，大大減少疏浚外運工程量及占地面積，縮短了工期，提高了施工效率。節省的投資可用于增加中小河流治理長度和提高水生態環境、水景觀與水文化工程建設水平，做好高標準“水文章”，高質量助力美麗灣區建設，社會效益顯著。

5 結 語

建議設計綜合考慮中小河流實際情況，盡量采用復合式護岸斷面，逐步實現“河暢、水清、堤固、岸綠、景美”的治理目標，并結合鄉村振興戰略，鼓勵河道治理與美麗鄉村、新農村建設、鄉村旅游有機結合，充分發揮河道綜合功能，打造鄉村休閑旅游好去處，帶動當地經濟發展。