三河口濕地工程設(shè)計(jì)

劉香驛

(北票市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 北票122100)

1 工程概況

北票三河口濕地一期工程位于北票市大凌河中游，治理范圍是窟窿山大橋上下游，窟窿山大橋段河流生態(tài)治理工程范圍位于省道S209 公路窟窿山大橋上下游各1 km，屬于白石水庫回水末端。目前水邊環(huán)境較差，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，本次規(guī)劃中將著重進(jìn)行生態(tài)工程的建設(shè)以提高河道自我修復(fù)能力，主要河道整治內(nèi)容包括“一湖、一區(qū)、兩島”的生態(tài)布局。

2 工程設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括4個(gè)方面:

2.1 濕地湖工程

2.1.1 邊灘濕地湖設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)，注重體現(xiàn)河道的生態(tài)多樣性，以達(dá)到綜合治理、取得綜合效益的目的，以進(jìn)一步改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。

本次設(shè)計(jì)擬對(duì)規(guī)劃段涼水河邊灘做生態(tài)處理，種植水生植物，營造人工濕地。

本次擬種植的植物為挺水水生植物，它不但有景觀效益，對(duì)污水的的凈化也起著非常積極的作用。

2.1.2 植物品種選擇原則

選擇適宜的植物可迅速恢復(fù)生物群落，有效提高生態(tài)效益和景觀效果。根據(jù)適應(yīng)性、本土性、強(qiáng)凈化性和鑒賞性的原則，本次設(shè)計(jì)選擇蘆葦作為濕地湖的主要植物。

水生植物蘆葦?shù)奶匦?蘆葦?shù)闹仓旮叽?，地下有發(fā)達(dá)的匍匐根狀莖。莖稈直立，稈高1 ～3 m。葉長15 ～45 cm。圓錐花序分枝稠密，向斜伸展，花序長10 ～40 cm。具長、粗壯的匍匐根狀莖，以根莖繁殖為主。多年生水生或濕生的高大禾草，生長在灌溉溝渠旁、河堤沼澤地等。屬于保土固堤植物。葦稈可作造紙和人造絲、人造棉原料，也供編織席、簾等用;嫩時(shí)為優(yōu)良飼料;嫩芽也可食用;花序可作掃帚;根狀莖叫做蘆根，中醫(yī)學(xué)上可入藥。

2.1.3 河槽濕地設(shè)計(jì)原則

河槽濕地參照穩(wěn)定塘設(shè)計(jì)，采用下挖式1.5 m，在此處為魚類洄游區(qū)，河底為沙石層，為魚類提供生態(tài)環(huán)境。濕地湖橫斷面見圖1，濕地湖工程量見表1。

圖1 濕地湖橫斷示意圖

表1 濕地湖工程量表

2.2 生態(tài)島嶼工程

2.2.1 設(shè)計(jì)構(gòu)思

島嶼的設(shè)計(jì)以“師法自然，高于自然”的理念，以生態(tài)效益為核心，創(chuàng)造島嶼景觀生態(tài)系統(tǒng)，最終達(dá)到生態(tài)與景觀的和諧統(tǒng)一［1］。從空間角度講，島嶼均為私密空間;從功能角度講，島嶼分安靜休息區(qū)，非公共活動(dòng)區(qū)等;從景觀角度講，島嶼均為水景區(qū)。

2.2.2 設(shè)計(jì)視覺

在窟窿山大橋上分為兩種感官視覺，行人視覺體驗(yàn)、行車視覺體驗(yàn)。兩座生態(tài)島嶼分別為人工島嶼及自然島嶼，窟窿山大橋上游島嶼為10 m一組團(tuán)，下游島嶼為20 m一組團(tuán)。

2.2.3 人工生態(tài)島嶼分叉設(shè)計(jì)

1)主汊和支汊流量計(jì)算:

汊道分流習(xí)慣上用分流比來表示，主汊的分流比為:

式中:m、n 分別表示主汊和支汊。

在主汊和支汊內(nèi)選取具有代表性的斷面，分別為D1 +200 和D1 +400 斷面，計(jì)算其過水面積A，平均水深h 及各分流點(diǎn)至匯流點(diǎn)的長度L［2］，根據(jù)汊道的河床類型查表選用不同的糙率，按曼寧公式得:

經(jīng)計(jì)算，主汊分得流量為80.8%。河道分叉計(jì)算成果見表2。

表2 河道分叉計(jì)算成果表

2.2.4 生態(tài)島嶼植被設(shè)計(jì)

在生態(tài)島嶼分汊一側(cè)種植蘆葦，主汊分得流量為80.8%，分叉處水量適應(yīng)蘆葦?shù)纳L。主漢和支漢位位置見圖1，生態(tài)島嶼工程量見表3。

2.3 護(hù)岸工程

2.3.1 石籠生態(tài)護(hù)岸

本次河道護(hù)岸工程形式采用格賓石籠與植被護(hù)岸相結(jié)合的護(hù)岸形式。在石籠內(nèi)填入適當(dāng)?shù)氖瘔K，石塊粒徑不應(yīng)＜20 cm，塊石強(qiáng)度＞30 MPa，石籠網(wǎng)格采用網(wǎng)格為12 ×15 cm，砌筑找平綁扎蓋網(wǎng)形成的石籠護(hù)岸;在石籠護(hù)岸外側(cè)栽種灌木形成植被護(hù)岸［3］。植被、石籠與土坡三者形成一個(gè)剛?cè)醿尚缘摹鞍鍓K”。柔中帶剛，既綠化環(huán)境，保持水土，又能適應(yīng)一定的位移。1 ～2 a之后，根系深扎，盤根錯(cuò)節(jié)，起連接作用的格賓網(wǎng)將與具有強(qiáng)大的再生力的植被根系共同發(fā)揮護(hù)岸作用。護(hù)岸工程布置在艾樹溝河口入河口處，長度156.64 m。石籠生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)見圖3，護(hù)岸工程布置型式見表4。

脊柱病變的微創(chuàng)治療均是在局部麻醉及影像學(xué)引導(dǎo)下進(jìn)行。粒子植入術(shù)，通常在術(shù)后24小時(shí)后腫瘤引起的疼痛可得到基本控制，4個(gè)月內(nèi)都會(huì)有殺傷腫瘤的療效。經(jīng)皮椎體成形術(shù)是向有病變的椎體內(nèi)注入骨水泥，以達(dá)到增強(qiáng)椎體的強(qiáng)度，防止椎體進(jìn)一步塌陷或腫瘤進(jìn)一步破壞椎體，減輕甚至解除患者疼痛的目的，整個(gè)手術(shù)過程大約在15～30分鐘，術(shù)后第二天患者即可離床活動(dòng)。

圖2 主汊和支汊位置圖

表3 生態(tài)島嶼工程量表

圖3 石籠生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)圖

為保護(hù)河岸植被及生態(tài)連續(xù)性，護(hù)岸施工后回填現(xiàn)場(chǎng)土，而且維護(hù)灘地高程不變。

表4 護(hù)岸工程布置型式表

2.3.2 護(hù)坡穩(wěn)定計(jì)算

1)基本資料

護(hù)岸高度H =3m，護(hù)岸采用格賓石籠網(wǎng)材料。護(hù)岸后傾角α =45°，護(hù)岸結(jié)構(gòu)單位長度體積V =3m3/m，土對(duì)石籠護(hù)岸基礎(chǔ)的摩擦系數(shù)μ = 0.6，箱籠回填石材為毛石，重度為γ =25 kN/m3，孔隙率n = 0.3，護(hù)岸背填土凝聚力C =0，填土內(nèi)摩擦角φ =30°，填土重度為18 kN/m3，護(hù)岸結(jié)構(gòu)的重度為17.5 kN/m3。地基承載力特征值fak=160 kPa。格賓石籠護(hù)岸下部埋深1.5 m，具體尺寸見結(jié)構(gòu)圖。

2)主動(dòng)土壓力計(jì)算:

式中:Ka 為主動(dòng)土壓力系數(shù);φ 為填土內(nèi)摩擦角;Ea為主動(dòng)土壓力;γ 為填土重度;h 為石籠護(hù)腳高度。

3)石籠護(hù)岸的抗滑穩(wěn)定計(jì)算:

式中:Ks為抗滑移安全系數(shù);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(dòng)土壓力在垂直于基底方向的分力;Eat為主動(dòng)土壓力在平行于基底方向的分力;μ 為土對(duì)石籠護(hù)腳基礎(chǔ)的摩擦系數(shù)。

經(jīng)計(jì)算，抗滑移安全系數(shù)Ks＞1.3，滿足穩(wěn)定要求。

4)石籠護(hù)岸的抗傾穩(wěn)定計(jì)算:

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

經(jīng)計(jì)算，傾覆安全系數(shù)Kt＞1.6，滿足穩(wěn)定要求。護(hù)岸的抗傾穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果見表2。

5)石籠護(hù)岸基底壓應(yīng)力的計(jì)算:

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

經(jīng)計(jì)算，基底最大壓應(yīng)力σmax＜120 kPa。護(hù)岸底壓應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 護(hù)岸穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

2.4 綠化工程

現(xiàn)有河道1+400 斷面間已有京桃4 588 m2，外有一部分灘地，無法形成綠化帶，種植野花組合7995 m2;在艾樹溝河匯入口處河道斷面1+200 處濕地湖栽植蘆葦1 134 m2，以保證濕地湖功能;斷面0 +600 ～1 +800 河段右岸有白石水庫界樁，在界樁附近的耕地屬于不合理的開荒地，破壞了河道有岸綠化帶的完整性，規(guī)劃中對(duì)其采取退耕還河措施，栽種棉槐4 排，間距0.5 m ×0.5 m，長度934 m，形成生態(tài)綠化界限，不僅有利于恢復(fù)河道綠色生態(tài)，而且確定權(quán)屬問題。

在生態(tài)島嶼01 附近及分叉處栽種蘆葦4 382 m2，形成邊灘濕地，在生態(tài)島嶼01 凸岸處種植香蒲1462 m2。在窟窿山大橋上下游灘地處生態(tài)功能脆弱，植物綠化功能受到破壞，在灘地上栽種苜蓿草14 008 m2，野花組合7 585 m2。考慮到景觀的效果，在生態(tài)島嶼01 上要種植5 棵饅頭柳。在窟窿山大橋節(jié)點(diǎn)處從生態(tài)及景觀的角度分享大凌河的魅力。斷面0 +000 ～0 +400 河段為鳥類棲息地保護(hù)區(qū)，其中大凌河左岸細(xì)沙灘地約12 865 m2，保留沙灘地特性，為鳥類提供棲息地。在斷面0 +400 ～0 +800 河段，種植蘆葦1 560 m2，香蒲750 m2，增加其濕地功能。

3 結(jié) 語

本項(xiàng)目力爭創(chuàng)造一個(gè)注重生態(tài)并以自然景觀為主的環(huán)境，設(shè)計(jì)融合地區(qū)特色，并利用本地現(xiàn)有植物，創(chuàng)造一個(gè)獨(dú)一無二的風(fēng)景休閑娛樂勝地。景觀設(shè)計(jì)的元素可以加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)，兩岸的山體景觀構(gòu)成綠色空間，河道兩邊設(shè)有緩沖帶和蓄水區(qū)形成有變化的空間。結(jié)合排、蓄水系統(tǒng)，與其他公共空間一同使綠地面積達(dá)到最大效果，突出自然與生態(tài)物種的多樣性和景觀的豐富性。

［1］牛瑞華，宋新山，周斌，王宇暉. 潛流人工濕地水力學(xué)研究進(jìn)展［J］. 南水北調(diào)與水利科技，2014，12(01):94－96.

［2］裴林剛. 汾河水庫濕地工程設(shè)計(jì)簡述［J］. 山西水利，2013(08):46 －47.

［3］董哲仁. 生態(tài)水工學(xué)的理論框架［J］. 水利學(xué)報(bào)，2003(01):46 －47.