咸祥河水環境提升治理措施研究

張旭君

（寧波市鄞州區水利水電勘測設計院，浙江 寧波315192）

0 引言

河道水環境是陸地表面天然水流的通道是溪、川、江河、湖泊的總稱包括自然河道、湖泊、洼地、水庫、人工河道行洪區、蓄洪區和滯洪區等［1］。隨著社會發展，人們對居住條件的要求也逐漸多元，塑造優美的水環境與河道岸坡景觀等生態附屬功能也已然成為不可或缺的部分。咸祥河治理以提高防洪排澇安全為目的，尊重自然立足水系生態環境的保護與修復，堅持人與自然協調的主線，在工程治理的總體思路上體現水系生態環境的有效保護和水資源的合理配置，致力于提高當地環境質量，充分反映河流自然面貌，打造模擬自然河岸線的生態駁岸。

1 水系概況

咸祥河位于寧波市鄞州區，全長19.55 km，現狀河道寬16 m～30 m，河底高程-0.43 m～0.08 m。河道始自塘溪鎮金雞堰東，流經咸祥鎮自來水廠處分為南北兩支。南支經咸祥鎮區、橫山出橫山碶入象山港長6.27 km；北支東流經穿咸線、沿海中線、海南村西、大礁面、龍尾寺出龍尾碶入象山港長13.28 km。

2 綜合治理措施

2.1 河道護岸

護岸以自然岸線為基礎，河線格局體現原生自然性，通過對現狀河流的走勢和構成要素的讀解，合理維護和利用現有河（岸）線。針對咸祥河實際情況，采用單邊生態護岸整治方案，考慮咸祥河為穿鎮主要排水干道，水流較急，為減少岸坡水土流失對岸采用松木樁進行固岸處理。

2.1.1 護岸結構型式

按照防洪排澇的標準，兼顧現代水利工程的生態和景觀要求，選擇4種護岸型式進行比較分析各護岸方案，特點如下：

（1）方案一：松木樁護岸

松木樁護岸主要對現狀土坡護岸進行加固防止水土流失，以一定坡度延伸至現狀地坪，并在坡上進行適當的農田種植修復。其特點是施工簡便、維護簡單適合原生態河道。缺點是景觀性較一般。

（2）方案二：仿木樁護岸

仿木樁護岸采用成品仿木樁，利用人工及輔助機械進行施工。其特點是景觀性較好，易與岸后農田種植，修復配合且護岸占地較小利于狹小場地施工。缺點是造價較高，市場上產品種類較多，質量參差不齊。

（3）方案三：干砌毛石+景觀石疊砌

干砌毛石+景觀石疊砌墻身墻身有干砌毛石透水性、生態性強工程力學性質較好，景觀性強，能承載岸后較大荷載的優點。缺點是造價較高需占較大的緩坡面積。

（4）方案四：預制塊擋墻+景觀石疊砌

預制塊擋墻+景觀石疊砌特點是生態工程力學性質較好，同時占地少、造價一般。缺點是市場上產品種類較多，預制塊對廠里預制強度及尺寸要求較高。

根據以上4種護岸特點，結合本工程位于鎮區的施工區域特性及岸后農田種植修復的建設要求，主要推薦松木樁護岸、預制塊護岸生態型為主的護岸型式，在局部懸挑平臺部分采用漿砌石護岸進行加固。

2.1.2 整體布局

咸祥河整治共新建河道護岸5478 m，共分為四種護岸型式，分別是漿砌毛石重力式擋墻結構、6 m松木樁加固、3 m松木樁護岸型式、自嵌式C30混凝土預制塊。

（1）護岸型式一：長877 m采用采用重力式擋墻結構，墻身采用漿砌毛石砌筑基礎，采用300 mm厚C25鋼筋砼澆筑，下部為50 mm厚C15砼墊層及300厚塘渣墊層，基礎采用6 m長松木樁進行加固。上部配套C30鋼筋砼梁板結構懸挑步道，步道和現狀車行道以防洪墻分界，防洪墻采用C25鋼筋砼結構，寬300 mm，高600 mm，墻頂高程3.100 m（滿足20年一遇防洪標準），懸挑步道靠河側設防護欄桿。

（2）護岸型式二：長553 m，采用6 m長松木樁對原有擋墻進行加固，縱向間距500 mm。

（3）護岸型式三：長3052 m，采用3 m長松木樁密排支護，每米5根樁，頂高程1.300 m～1.400 m，樁內側500 mm高度用竹片封閉綁扎遮擋樁，頂設圓卵石點綴。

（4）護岸型式四：長996 m，采用自嵌式C30砼預制塊，墻后設反濾層并采用5 t/m單向拉伸塑料土工格柵，頂部設景觀石頂高程2.000 m，基礎采用300 mm厚C25鋼筋砼澆筑，下部為50 mm厚C15砼墊層及300厚塘渣墊層，基礎采用6 m長松木樁進行加固，墻后塘渣回填。

2.1.3 岸坡穩定分析

（1）計算理論及軟件

采用Autobank邊坡穩定分析軟件使用瑞典圓弧滑動條分法計算計算公式如下：

式中：K為土坡抗滑穩定安全系數；Ci、φ為土條底部滑弧面上土的強度指標；Li為土條底部弧長；Wi為土條重；αi為土條底部圓弧中點和圓心點O的連線與通過O點的鉛直線間的夾角。

（2）物理力學參數

根據地勘資料，控制堤防穩定計算的土層為1層粘土層及2層液泥層。土層數據采用地質勘察試驗數據，其他筑堤材料參數參照本地區類似工程經驗數據，具體見表1。

表1 堤防整體抗滑穩定分析材料特性指標表

（3）計算斷面及工況

本次計算取2種典型斷面型式進行計算，分別位于咸祥河型式一、咸祥河型式四和中排河型式三。計算工況取以下2種工況：

工況1：正常運行期設計洪水位降至常水位（1.27 m）時迎水側岸坡。

工況2：非常運行期施工期迎水側岸坡。

（4）計算結果

表2 岸坡穩定計算成果表

由表2數據可知河道護岸整體抗滑穩定安全系數滿足規范要求。

2.2 機耕路

咸祥河建設機耕路修復4192 m，其中瀝青路面改造934 m，砼地坪修復650 m2，懸挑步道877 m及機耕路進行修復2381 m。

2.2.1 瀝青路面

瀝青路面改造，長934 m，位于AK0+000～南山橋右岸車行道，長934 m，均寬6.5 m，結構由上至下分別為：40 mm厚細粒式（AC-13C）瀝青砼，粘層瀝青（0.5 L/m2），80 mm～120 mm厚中粒式（AC-20C）瀝青砼，6 mm厚下封層。

2.2.2 混凝土路面

砼地坪修復位于樁號AK0+000～AK0+100左岸，650 m2，結構由上至下分別為：200 mm厚C25砼，50 mm厚C15墊層。

護岸型式一上部配套C30鋼筋砼梁板結構懸挑步道，步道頂部為50 mm厚塑木板，并在靠河側設防護欄桿，長877 m。咸祥河沿岸機耕路進行修復，長2381 m，具體詳見咸祥河平面布置圖，結構由上結構由上至下分別為：150 mm厚C25砼路面、50 mm厚C15砼墊層及塘渣路基，兩側設置干砌毛石路側擋墻。

2.3 農田種植修復

農田種植修復主要位于沿岸2 m～3 m范圍岸坡農田種植修復合計面積21300 m2。

2.4 水質提升

咸祥河水質改善措施以綜合調配水為主，人工曝氣及人工生態浮床為輔。為進一步改善鎮區片咸祥河，增設人工曝氣60套，生態浮床300 m2。

2.4.1 人工曝氣

曝氣臭氧措施是一種改善內河河道局部水質的補充性非常規措施。在河道上增設曝氣裝置或設備，對水體進行人工充氧，使水體缺氧狀態得到緩減，對局部水質的提高具有良好的效果。目前，曝氣臭氧技術在地表水污染控制中的應用越來越多，設計曝氣設備不僅可以改善水質，還可以成為一種人造景觀。

2.4.2 人工生態浮床

人工生態浮床技術是在以富營養化為主體的污染水域種植糧油、蔬菜、花卉等各種適宜的陸生植物，在收獲農產品、美化水域景觀的同時，通過植物根系的吸附和吸收作用，富集水中導致水域富營養化的主要因素—氮、磷等元素，降解、富集其它有害無毒污染物，并以收獲植物體的形式將其搬離水體，從而實現變廢為寶、凈化水域、保護水生態環境的目的。

結合咸祥鎮區在開闊水面設置人工生態浮床，栽培可凈化水體的植物，既美化了景觀，也有利于吸收水體中的營養物質，降低水體污染物，起到凈化水質作用，人工生態浮床一般適用于河面較寬河段。

3 結語

咸祥河水環境提升工程建成后，能有效完善咸祥平原的防洪排澇體系，從“岸上、岸邊、水中”多角度進行分類治理，從整體上提升河道水環境質量，這對進一步支撐和保障咸祥片區經濟社會安全的可持續發展有著重大的意義。在提高防洪排澇的基礎上，對河道兩側農田種植修復，并在河道新增人工曝氣及生態浮床，對河道水體進行人工充氧，使水體缺氧狀態得到緩減，從而提高河道的水體質量整體提升咸祥鎮水環境質量。