大同市御河河道生態(tài)整治設(shè)計(jì)分析

董 俐

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030024）

1 工程概況及總體布置

治理段位于大同市御河城區(qū)段，治理段范圍為：得大高速橋-京包鐵路橋段，治理長度為6.2 km，治理段下游與已治理的城區(qū)段相接。

由于河道現(xiàn)狀陳舊并擠滿垃圾，對(duì)河道進(jìn)行疏浚。疏浚后河道為復(fù)式斷面，由主槽、灘地、堤防三部分組成。堤防控制線間距為165～550 m，順應(yīng)河道河勢(shì)平順布置，堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。河道清淤后形成主槽，主槽寬度考慮河道土方挖填平衡、生態(tài)水面的景觀效果、標(biāo)準(zhǔn)洪水可能對(duì)兩岸產(chǎn)生的浸沒等因素，確定主槽線間距為80～350 m。灘地位于堤防控制線與主槽控制線之間，由現(xiàn)狀沙坑及灘涂平整形成。

為改善河道生態(tài)及城市環(huán)境，在大同市已有水面的基礎(chǔ)上向上游延伸，在京包鐵路橋上游河道主槽設(shè)液壓壩一座，回水長度1.7 km，生態(tài)蓄水主槽寬度180～350m，形成蓄水面積 46.8 萬 m2，蓄水量 81.9 萬 m3。為改善河道生態(tài)環(huán)境，在生態(tài)蓄水段河道內(nèi)設(shè)生態(tài)島2座。

2 工程布置原則

根據(jù)相關(guān)規(guī)程、規(guī)范，結(jié)合治理段河道特點(diǎn)，工程布置遵循以下原則：

1）防洪安全的原則

以水利為基礎(chǔ)的河道綜合整治工程，首要解決的問題是要滿足防洪的安全，并使泥沙排泄順暢。

2）堤線布置原則

堤防控制線在走向上與河勢(shì)相適應(yīng)，與洪水主流線大致平行，且力求平順；堤防控制線布置宜寬則寬，為后期河道建設(shè)預(yù)留一定空間；堤線布置少占耕地、少拆遷房屋等，減少工程實(shí)施難度及投資。

3）恢復(fù)河道自然特性為原則

生態(tài)蓄水岸線布置應(yīng)恢復(fù)河道的蜿蜒性，根據(jù)現(xiàn)狀恢復(fù)或重建深潭、淺灘等地貌特征。既保留了河道作為生物棲息地的特征，又能增加河道自然生態(tài)性，修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)。

3 護(hù)坡材料比選

隨著河道生態(tài)治理理念的提出，河道護(hù)坡材料由硬質(zhì)不透水材料向既能滿足河道水流特性又能滿足河道生態(tài)演變的柔性材料，目前工程實(shí)踐中主要采用的材料有椰絲纖維毯、土工網(wǎng)墊、抗沖生物毯、生態(tài)袋、格賓石籠、生態(tài)磚等。以下對(duì)各種材料進(jìn)行簡要說明，并確定本工程選用材料。

1）椰絲纖維毯

椰纖維毯是由天然椰子纖維和天然麻網(wǎng)，通過加工做成供植物生長的基帶，呈多層網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)。

可以根據(jù)需要加以肥料、營養(yǎng)劑、保水劑、各類草種等，這樣的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)為植物的生長提供了良好的條件，達(dá)到生態(tài)護(hù)坡的效果。材料主要為天然纖維制成，初期可達(dá)到防治水流沖刷的效果，植被形成后腐爛形成腐殖質(zhì)，增加了土壤肥力。如使用于水位變動(dòng)區(qū)，后期需采取其他加固措施。

2）土工網(wǎng)墊

網(wǎng)墊為多層三維塑酯結(jié)構(gòu)，可起到保土作用，在網(wǎng)墊與植被共同作用下，起到對(duì)堤岸邊坡的防護(hù)作用。該種施工方便、成本低，可恢復(fù)植被，但其抗沖流速低，網(wǎng)墊老化后，在土壤里容易形成二次污染。

3）抗沖生物毯

抗沖生物毯是一種多層結(jié)構(gòu)，由復(fù)合纖維織物、反濾層、草種、肥料等聚合而成的新型生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。施工簡便、快捷，不受季節(jié)影響；綠化見效快；抗沖刷能力中等。缺點(diǎn)：要求邊坡穩(wěn)定、不陡于1∶1.5；造價(jià)相對(duì)較高。

4）生態(tài)袋

生態(tài)袋是以聚丙烯為原材料加工而成的無紡布袋，袋內(nèi)裝土，壘碼而成的柔性護(hù)岸材料。其具有施工簡單、快捷；生態(tài)袋透水、保土；適用多種種植方式；可利用當(dāng)?shù)赝亮咸畛?；可形成任何坡度的護(hù)坡等優(yōu)點(diǎn)。

5）格賓石籠

石籠護(hù)岸是將抗腐蝕、耐磨損、高強(qiáng)度材料，采用專用設(shè)備制成多孔網(wǎng)片，拼裝成箱體，箱體內(nèi)填充石料，可形成柔性、多孔結(jié)構(gòu)，對(duì)堤防或護(hù)岸進(jìn)行防護(hù)、支擋。其整體性好，有較強(qiáng)的抗沖刷能力；適應(yīng)基礎(chǔ)變形能力強(qiáng)，可減少地基處理費(fèi)用；多孔結(jié)構(gòu)，透水性好，利于動(dòng)物棲息和微生物種群的繁衍，改善水質(zhì)，生態(tài)性好。但作為護(hù)坡材料，進(jìn)行植被種植效果不佳。

6）生態(tài)磚

生態(tài)磚是使用混凝土制成的一種防護(hù)塊體結(jié)構(gòu)，具有多孔透水性，適合植物生長，也可為魚類提供產(chǎn)卵棲息地。該種材料抗沖能力較強(qiáng)，且能較大變形，主要用于河道沖刷比較嚴(yán)重段的岸坡、河底等位置。

經(jīng)過對(duì)以上所列材料比較，確定本工程各部位使用材料分別為：主槽為主要的行洪通道，河道流速較大，需要進(jìn)行防護(hù)；蓄水段主槽多為河道的深水區(qū)，可作為水生動(dòng)物的產(chǎn)卵休息區(qū)，需使用多孔材料。因此蓄水段主槽底部防沖采用生態(tài)磚，河道全段主槽護(hù)岸采用格賓石籠。蓄水段河道蓄水位以上主要經(jīng)受雨水或波浪沖刷，本次擬采用椰絲纖維毯作為防護(hù)材料；動(dòng)水位以下采用格賓石籠為防沖材料。

4 生態(tài)蓄水工程設(shè)計(jì)

本次治理工程下游段御河河道已進(jìn)行了蓄水美化治理，為改善御河治理段河道生態(tài)，提升城市環(huán)境質(zhì)量，本次擬使水面在已有水面的基礎(chǔ)上向上游延伸。生態(tài)蓄水方案擬在現(xiàn)狀已治理段末端主槽內(nèi)設(shè)液壓壩一座，閘孔寬度為222 m，設(shè)計(jì)閘門高度為3.5 m，設(shè)計(jì)蓄水長度為1.7 km。為營造河道的多樣性的環(huán)境和水面景觀，河道蓄水主槽控制線距離為180～350m，主槽岸線在不影響河道行洪的條件下盡量蜿蜒布置。為建立生物獨(dú)立生存空間，減少外界干擾，減少對(duì)河道行洪的影響，在河道主槽東側(cè)靠岸處設(shè)置生態(tài)島2座。

1）生態(tài)島設(shè)計(jì)

為給生物留下獨(dú)立的生存空間，本工程在河道主槽東側(cè)設(shè)置生態(tài)島。生態(tài)島基本布置在灘地控制線較寬地段，布置避開河道行洪主通道，盡量靠岸邊布置。治理段共布置生態(tài)島2座，面積為2.3萬m2。為保持生態(tài)空間的獨(dú)立性，生態(tài)島與岸邊不設(shè)聯(lián)系橋梁棧道等建筑物。

為節(jié)省空間，生態(tài)島護(hù)岸采用重力式直墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)蓄水位以下護(hù)坡材料采用土石籠袋，土石籠袋規(guī)格尺寸為1.0 m×1.0 m×1.0 m。土石籠袋既可合理利用現(xiàn)場(chǎng)土石料，減少土方平衡壓力和土方外運(yùn)的投資，又可在水位變動(dòng)區(qū)形成水生植物生長區(qū)，形成水陸聯(lián)系的較隱蔽通道。設(shè)計(jì)蓄水位以上采用大于1∶4邊坡，以利于生物通行。邊坡主要進(jìn)行植草措施，植草種類以本地品種為主。生態(tài)島進(jìn)行生態(tài)種植，以形成動(dòng)、植物、微生物等多種生物互存的生物群落。

2）河道主槽設(shè)計(jì)

治理段河道現(xiàn)狀部分有河道主槽，寬度為50～80m，深度不等。但現(xiàn)狀河道存在主槽上下游不通的特點(diǎn)，本次擬對(duì)其進(jìn)行疏通。根據(jù)河道土方平衡條件、功能等，主槽寬度確定為80～350 m，能確保5年一遇洪水不出槽。

3）河道堤防設(shè)計(jì)

治理段現(xiàn)狀河道已有堤防工程，堤防間距約為170～230 m。河道現(xiàn)狀堤防為上世紀(jì)七、八十年代修建，多為漿砌石堤防，現(xiàn)漿砌石經(jīng)多年運(yùn)行損壞嚴(yán)重。河道經(jīng)多年淤積、挖沙、傾倒垃圾等防洪標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重不足。

治理段堤防控制線在平面上主要考慮以下因素：順應(yīng)河道河勢(shì)，且使水流不對(duì)河道產(chǎn)生集中沖刷；堤防布置盡量避開現(xiàn)有房屋建筑等，以減小實(shí)施難度及工程投資。根據(jù)御河河道堤防現(xiàn)狀，結(jié)合御河生態(tài)修復(fù)與保護(hù)規(guī)劃，御河堤防設(shè)計(jì)間距為170～550 m。

河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，根據(jù)規(guī)范，堤防等級(jí)為1級(jí)，規(guī)范規(guī)定“1級(jí)堤防堤頂寬度不宜小于8 m”。

5 結(jié)語

在生態(tài)建設(shè)發(fā)展的階段，河道治理的材料和工程設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。不僅要治理出一條清水復(fù)流的河道，而且還得治理出一條能讓動(dòng)植物生存的河流，更要治理出一條能讓人們宜居的河流。