王鶴偉

(本溪市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 本溪 117000)

大雅河河道治理中生態(tài)建設(shè)的作用

王鶴偉

(本溪市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧 本溪 117000)

現(xiàn)今城市河道建設(shè)多采用生態(tài)措施，成為該城市的一道景觀。鄉(xiāng)村河道雖不缺乏建設(shè)，但所采用措施多為硬性防護(hù)，雖然達(dá)到防洪的目的，卻未很好把周邊環(huán)境有效的結(jié)合起來，文章通過對(duì)大雅河流域內(nèi)部分工程段采取生態(tài)治理措施的論述，并進(jìn)行合理的分析，滿足防洪需要又兼顧生態(tài)環(huán)境，對(duì)今后鄉(xiāng)村河道建設(shè)有著重要的借鑒作用。

河道治理；生態(tài)建設(shè)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；工程措施

0 前 言

大雅河地屬于遼寧省本溪市桓仁滿族自治縣， 是渾江的一級(jí)支流。發(fā)源于桓仁、本溪兩縣交界處草帽頂子山東麓，自西向東流經(jīng)八里甸鎮(zhèn)、普樂堡鎮(zhèn)和雅河鄉(xiāng)3個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))至大雅河口村匯入渾江，全長83.2km，流域面積724km2，河道平均比降為4.28‰，大雅河流域內(nèi)均為鄉(xiāng)村段河流。該地區(qū)屬溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，為典型大陸性氣候，多年平均溫度6.6℃左右，多年平均降雨量844.6mm。地理坐標(biāo)為東經(jīng)125°23′-125°45′，北緯41°05′-41°20′，流域形狀近似橢圓形，長軸呈東西方向，北鄰大二河，西鄰太子河，南鄰小雅河，東面為渾江干流。

1 河道治理的發(fā)展方向

通過總結(jié)河道治理的多年經(jīng)驗(yàn)，人們也意識(shí)到河道生態(tài)建設(shè)的重要性，追求人與自然和諧相處為現(xiàn)階段河道治理建設(shè)的重要理念。河道治理后不僅發(fā)揮該河道的防洪、抗旱、排澇及灌溉等效益，而且還要注重生態(tài)平衡，起到調(diào)節(jié)的功效。

河道治理為水利工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在其建設(shè)期間，應(yīng)同時(shí)考慮工程本身與其對(duì)周邊環(huán)境造成的影響，在確立以防洪為主的前提下，選擇生態(tài)環(huán)保的新型材料，減少施工期和完工運(yùn)行期對(duì)河道水質(zhì)及周邊環(huán)境的不良影響，與此同時(shí)，節(jié)約工程成本，減少投工投勞，使工程效益最大化。河道建設(shè)應(yīng)該充分尊重河道的原始流態(tài)，讓“尊重自然、恢復(fù)自然、改善自然”的理念得以實(shí)現(xiàn)。

2 建設(shè)生態(tài)河道設(shè)計(jì)的原則

現(xiàn)階段人們開始注重水利工程的環(huán)境問題，越來越注重保護(hù)水中生物和兩棲動(dòng)物多樣性，在有些水利工程中已經(jīng)開始注入環(huán)境水利的設(shè)計(jì)理念，如堤防護(hù)坡迎水面種植低矮灌木和背水側(cè)鋪種草皮，利用植物的根系穩(wěn)固堤身筑堤土，從而提高堤身抗沖刷的能力。在水土保持工程方面，現(xiàn)階段也仍然采用類似方法和措施來防止水土流失[1]。

防洪堤的斷面形狀大致可分為直立式和自然放坡式兩類。有些地區(qū)由于地形和堤后條件的限制，部分采用直立重力式擋墻，主要材料多為漿砌石、干砌石、素混凝土或鋼筋混凝土等；地形條件允許的情況下，雖采用自然放坡式，但護(hù)腳和護(hù)坡均采用硬性防護(hù)措施，將整個(gè)河道表面密封起來，堤后土壤中水分得不到充足的補(bǔ)給，致使土壤肥沃力下降，地表干旱，不利用植物的自然生長，而且還隔斷了堤后土壤與河道內(nèi)水體之間的物質(zhì)交換，一些生長在堤后土壤里的微生物由于環(huán)境干濕條件的改變，難以繼續(xù)生存，生態(tài)系統(tǒng)失衡。

生態(tài)建設(shè)不僅是簡單的在堤坡表面上種植植物或在堤頂綠化帶中種植樹木，重要的是保持原來的是循環(huán)系統(tǒng)不變，或者盡可能減小對(duì)系統(tǒng)循環(huán)的影響，所以水利工程建設(shè)要著重重視以下兩個(gè)方面：

1)首先在滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)和排澇需求的基礎(chǔ)上，保證親水面岸坡穩(wěn)定，防止汛期過后水位驟降造成堤身出現(xiàn)“流土”現(xiàn)象，要根據(jù)不同的河道狀況、土質(zhì)情況和環(huán)境情況，采用不同的斷面結(jié)構(gòu)型式。

2)采取的生態(tài)措施應(yīng)與當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件相協(xié)調(diào)，盡量減小施工期和運(yùn)行期對(duì)環(huán)境的破壞影響。這種協(xié)調(diào)意味著設(shè)計(jì)應(yīng)該因地制宜，充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驕囟群铜h(huán)境條件、保持循環(huán)補(bǔ)給充足、促進(jìn)植物的生長和提供動(dòng)物棲息地，才是生態(tài)建設(shè)的根本[2]。

根據(jù)上述情況大雅河河道生態(tài)治理過程中，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下5點(diǎn)原則：

2.1 安全性原則

本次設(shè)計(jì)是以防洪為主要目標(biāo)，河道經(jīng)過治理后能夠達(dá)到該段河道設(shè)計(jì)洪水的標(biāo)準(zhǔn)，保障河道沿岸居民的生命財(cái)產(chǎn)在汛期洪水侵襲時(shí)不受損失。

2.2 經(jīng)濟(jì)性原則

河道治理應(yīng)該合理減少工程投資費(fèi)用，努力做到工程投資最少而工程效益最大，在整個(gè)防洪體系已達(dá)標(biāo)的同時(shí)，應(yīng)盡量考慮當(dāng)?shù)貙?duì)灌溉、供水、生態(tài)景觀等方面的要求，充分發(fā)揮投資效益。

2.3 自然性原則

以河道天然現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，分析河道流態(tài)的變化，盡量保持河道原有的寬度和走勢(shì)，避免采用裁彎取直的平面規(guī)劃原則，同時(shí)結(jié)合上下游及左右岸，工程實(shí)施后盡量恢復(fù)河流原有的自然形態(tài)[3]。

2.4 生態(tài)性原則

以保護(hù)河流形態(tài)的多樣性為目標(biāo)，盡可能為河道植物生長和動(dòng)物棲息創(chuàng)造條件，使水與動(dòng)植物之間形成了一個(gè)有機(jī)循環(huán)，整個(gè)循環(huán)過程也符合環(huán)境的需求和生態(tài)建設(shè)的目的。

2.5 景觀性原則

水工建筑物本身存在后所形成的景觀，既要融合于周邊環(huán)境更要貼合實(shí)際需求，保證具有一定的工程實(shí)際意義，而且還應(yīng)有景觀效益。盡量避免采用混凝土等硬性材料，防止在施工期間所生成的粉塵對(duì)河道水質(zhì)及周邊環(huán)境造成污染。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案比較

大雅河為山區(qū)性河流，工程段河道寬度介于80-120m，現(xiàn)狀岸坎為自然土堤，堤坡上僅有多年形成的自然植被，根據(jù)現(xiàn)狀岸坎的實(shí)際情況，工程實(shí)施后即可達(dá)到防護(hù)的目的又可恢復(fù)河道堤坡的原始形態(tài)，本次僅對(duì)賓格網(wǎng)石籠護(hù)坡和聯(lián)鎖磚護(hù)坡二種護(hù)砌形式進(jìn)行方案比較。對(duì)比見表1。

表1 護(hù)坡型式的適用范圍及特點(diǎn)表

綜上比較，方案一具有生態(tài)效果明顯，護(hù)坡柔性好，整體穩(wěn)定性強(qiáng)，受施工質(zhì)量和地基條件限制小，對(duì)施工人員要求不高，易維修，工程造價(jià)較低等特點(diǎn)，同時(shí)該地區(qū)人口少，可保護(hù)價(jià)值相對(duì)較小，所以采用賓格網(wǎng)更適合，所以本次設(shè)計(jì)推薦方案一，護(hù)坡形式采用賓格網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)型式。

4 工程措施與作用

4.1 工程措施與型式

大雅河流域流經(jīng)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，即為典型的鄉(xiāng)村河流，根據(jù)當(dāng)?shù)卣Y金的投入使用情況和地質(zhì)條件情況，該工程防護(hù)堤護(hù)腳和護(hù)坡均采用柔性賓格網(wǎng)石籠[5]。

本工程防洪堤為砂礫料均質(zhì)土堤，迎水面護(hù)坡采用300mm厚賓格網(wǎng)石籠護(hù)坡，護(hù)坡坡比為1∶2.5，下鋪設(shè)100mm厚碎石墊層，碎石墊層下設(shè)一層200g/m2土工布，背水坡坡比為1∶2.0放坡至原地面。堤防護(hù)腳為上下兩層疊放賓格網(wǎng)結(jié)構(gòu)，上層石籠尺寸規(guī)格：4.0×1.0×1.0m，下層石籠尺寸規(guī)格：4.0×1.5×1.0m。工程斷面形式詳見圖1。

圖1 工程典型斷面圖

4.2 工程實(shí)施后的作用

1)該地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)標(biāo)，加固河堤，護(hù)腳和護(hù)坡均可抵御汛期洪水的沖刷和侵襲，當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全可以得到保障。

2)賓格網(wǎng)石籠為柔性材料，能夠構(gòu)建一個(gè)透水、透氣、適合植物生長的平臺(tái)，首先，能將水域和陸地兩個(gè)完全不同的環(huán)境有機(jī)地銜接起來，為生存在水域和陸地的兩棲動(dòng)物提供生存條件，豐富了生態(tài)系統(tǒng)。其次，為當(dāng)?shù)鼐用袼B(yǎng)的家禽類在水中覓食提供了便利條件。

3)該材料具有透水性和透氣性，構(gòu)成了水、土壤和動(dòng)植物一套循環(huán)系統(tǒng)，受氣候、溫度、光照等條件控制，干濕條件變化交替導(dǎo)致土壤中有機(jī)質(zhì)變化交替和不同微生物的周期性交替，所以加快了整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)過程，改善了堤后土壤成分。

4)工程實(shí)施后，水流中的淤泥得以沉淀于填石石縫中，適宜植物自然生長，河道兩岸的原始面貌可以得到恢復(fù)，河道兩岸濕周和糙率均未發(fā)生變化，所以不改變?cè)拥懒鲬B(tài)和流速，河道內(nèi)仍保持自然流態(tài)(急流和緩流)，形成天然凈化能力，改善水質(zhì)的凈化能力。

5 結(jié) 語

生態(tài)建設(shè)是現(xiàn)以成為水利工程的一個(gè)重要部分，尤其是在河道治理應(yīng)用相對(duì)廣泛，充分的體現(xiàn)了人與自然和諧相處的理念。大雅河為山區(qū)性河流，現(xiàn)狀岸坎已多年形成植被，工程實(shí)施后在保障防洪安全的同時(shí)又可恢復(fù)該河道的原始面貌，河流恢復(fù)原始流態(tài)，給部分魚類繁育的場所，給水螅生物繁衍提供條件，而且從經(jīng)濟(jì)方面分析也是確實(shí)可行的。生態(tài)建設(shè)也將是我國未來水利工程一個(gè)重要的發(fā)展方向，應(yīng)該重視生態(tài)建設(shè)的發(fā)展，同時(shí)不斷改善和創(chuàng)新水利技術(shù)，讓明天的水利工程發(fā)揮更大的效益。

[1]阮建清,劉忠恒,嚴(yán)祖文.基于風(fēng)險(xiǎn)的病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固方案優(yōu)化技術(shù)[J].中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào),2014(01):36-41.

[2]李杰.吉林某水庫建筑問題分析及除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)研究[J].科技咨訊，2013(04)：58-60.

[3]李小牛.論病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固[J].山西水利,2007(01)：121-122.

[4]黃繼偉.吉子水庫大壩除險(xiǎn)加固研究[D].昆明：昆明理工大學(xué),2006.

[5]宋曉明.水庫大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)及滲流分析[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2015(04):56-58.

1007-7596(2016)12-0147-03

2016-11-12

王鶴偉(1984-)，男，遼寧本溪人，工程師，從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。

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