淺析喀左縣大凌河河道生態(tài)環(huán)境治理

(喀左縣凌河保護區(qū)工程建設(shè)管理處，遼寧 喀左 122300)

1 喀左縣生態(tài)環(huán)境概況

喀左縣地處遼寧省西部，為遼、冀、蒙三省交匯地帶，南北長105km，東西寬57.5km，總面積2237.86km2。其中，大凌河由凌源市烏蘭白鄉(xiāng)流入喀左縣，縣內(nèi)流域面積397.5km2，河道平均比降2.1‰。大凌河流域多為山區(qū)和丘陵，以河床為中心，向外逐步過渡到一級階地、坡積洪積扇、丘陵地帶。流域內(nèi)植被較差，水土流失嚴(yán)重，極易形成洪災(zāi)，是水土保持綜合治理區(qū)。

多年來因城市生活垃圾和工業(yè)污水排放，橫貫喀左縣的大凌河遭受嚴(yán)重污染，影響了兩岸生態(tài)環(huán)境和居民生活質(zhì)量。自2006年，喀左縣通過“以河擴城”戰(zhàn)略的實施，大凌河生態(tài)環(huán)境治理拉開了序幕。其中，生態(tài)環(huán)境治理過程主要涉及綜合治理工程、濕地工程、生態(tài)示范段工程。通過生態(tài)環(huán)境治理措施的實施，消除了洪水災(zāi)害對人民群眾的威脅，提升了縣城的生態(tài)環(huán)境，形成了7萬m2的濱河風(fēng)景帶，對維護生態(tài)平衡、改善氣候環(huán)境、促進旅游發(fā)展均發(fā)揮了舉足輕重的作用。

2 生態(tài)景觀設(shè)計理念

大凌河河道治理是推動區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善的重要措施，是實現(xiàn)城市環(huán)境美化的重要舉措，是促進旅游發(fā)展的重要戰(zhàn)略。河道治理規(guī)劃中，統(tǒng)籌考慮工程措施與生態(tài)措施相結(jié)合、蓄水措施與輸水措施相結(jié)合、綠化措施與凈水措施相結(jié)合、工程建筑與景觀設(shè)施相結(jié)合的理念進行設(shè)計[1]。

通過融合區(qū)域總體規(guī)劃、當(dāng)?shù)貧v史元素、區(qū)域人文內(nèi)涵等元素，使大凌河河道的生態(tài)環(huán)境治理充分體現(xiàn)人水和諧的理念，逐步形成水清、灘綠、景美的河道景觀，為喀左縣帶來很大的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

2.1 統(tǒng)籌區(qū)域總體規(guī)劃

大凌河河道生態(tài)環(huán)境治理過程中，遵循以“河道治理為城市發(fā)展搭建平臺”的原則，設(shè)計中充分考慮城市化進程發(fā)展等因素，力促達(dá)到河流水系改善與喀左城市發(fā)展思路完美結(jié)合。嚴(yán)格遵照喀左塞外水城的城市定位，通過水系的互連互通，著力實現(xiàn)河、湖貫通的生態(tài)效果[2]，還原“水清林翠繞城郭，湖光山色譽利州”的城市面貌。

2.2 結(jié)合當(dāng)?shù)貧v史元素

大凌河西支、南支交匯處修建湖心島，借助橡膠壩蓄水形成的4400m×450m(長×寬)水面，與喀左出土暴龍化石的歷史元素相呼應(yīng)，打造二龍戲珠的意境。同時，在兩支流交匯處，修建凌河文化博物館，陳列大凌河文物、講述大凌河文化，彰顯遼西母親河的歷史地位。大凌河生態(tài)環(huán)境治理中，巧妙借助橡膠壩形成的水面，結(jié)合暴龍化石和大凌河歷史元素，構(gòu)筑湖心人工小品，為河道治理增添了歷史底蘊。

2.3 突出區(qū)域人文內(nèi)涵

大凌河濱水景觀按照“一湖、一帶、兩山、兩園”的規(guī)劃進行設(shè)計，將河道中各要素有機串聯(lián)起來，形成完整的生態(tài)系統(tǒng)[3]。4800m×320m的連續(xù)水面，與配套堤防形成14萬m2濱河風(fēng)景帶。濱水景觀的設(shè)置著重突出喀左古城的人文內(nèi)涵，形成造化鐘靈、人文毓秀的區(qū)域景觀，營造了得天獨厚的休閑娛樂場所，豐富了區(qū)域精神文化生活。

通過不斷推行大凌河河道治理措施，不僅實現(xiàn)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境治理，還為喀左縣推行區(qū)域總體規(guī)劃、宣傳歷史元素、突出人文內(nèi)涵提供了配套設(shè)施。

3 河道治理工程布置

大凌河河道治理以防洪和河道修復(fù)為主要目標(biāo)，兼顧區(qū)域生態(tài)環(huán)境整治，工程內(nèi)容包括堤防工程、防滲工程、橡膠壩工程以及綠化工程。

3.1 堤防工程

大凌河河道治理工程中堤防整治按原河道走向規(guī)劃布置，選用取直線設(shè)計，整治原則為先保證防洪安全，其次是河道生態(tài)景觀建設(shè)。

3.1.1 堤防結(jié)構(gòu)

常見的堤防結(jié)構(gòu)有土堤、石堤、混凝土堤，斷面形式有斜坡式、直立式和混合型。選擇堤防結(jié)構(gòu)時，可根據(jù)堤防的地理位置、地質(zhì)條件、水流狀況等條件綜合判定。大凌河河道治理工程堤防改造防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，對地質(zhì)條件、水流狀況的要求較低，故選用經(jīng)濟實用的土堤[4]。

為確保土堤的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，優(yōu)先推薦斜坡式斷面，如圖1所示。同時，堤防的后坡腳設(shè)置排水、減壓井，以降低滲透破壞的可能性?？紤]到河水沖刷和波浪沖擊，土堤的外坡采用混凝土坡結(jié)構(gòu)[5]。

圖1 堤防橫斷面

3.1.2 堤防選線

堤線一般沿水流方向平順布設(shè)，多修筑于土質(zhì)較好、穩(wěn)定的灘岸上，同時沿堤線應(yīng)保留一定寬度的灘地。具體選線過程中，可利用1∶10000地形圖初選[6]，再進行實地定線測量。

為保障河道行洪安全，應(yīng)根據(jù)流域防洪規(guī)劃，分段設(shè)計堤距。依據(jù)堤頂高程、河道流量等綜合計算，喀左縣大凌河的平均堤距為40m。

3.2 防滲工程

根據(jù)大凌河的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，勘察河道沿線防滲工程現(xiàn)狀，綜合考慮防滲效果、工程造價、施工難易等因素，河道修復(fù)過程中選定水平防滲方案。河道蓄水區(qū)采用復(fù)合土工膜防滲，膜上覆10cm砂、50cm砂卵石的保護層；堤防段內(nèi)坡采用現(xiàn)澆混凝土防護，外坡迎水面鋪設(shè)20cm厚C20、F200鋼筋混凝土。

3.2.1 土工膜

大凌河堤壩建于透水地基上，水平鋪設(shè)防滲土工膜鋪蓋，可有效增加滲徑、減少滲透坡降，防止地基滲透變形。選用土工膜的滲透系數(shù)一般比地基小100倍，同時應(yīng)關(guān)注其與地基面的密切貼合度，以保障防滲效果。

土工膜鋪設(shè)時，首先根據(jù)工程實際情況進行下料分析，畫出土工膜鋪設(shè)裁剪圖；其次進行鋪設(shè)現(xiàn)場試驗，確定土工膜的焊接溫度、速度等參數(shù)；再利用開槽機開挖槽孔泥漿護壁，采用卷土工膜軸、牽引設(shè)備和固定設(shè)備，通過“膜桿”鋪設(shè)方法進行鋪設(shè)；最后使用回淤、填土的方法，完成土料回填。

3.2.2 貼坡混凝土

在鋪設(shè)貼坡混凝土前，應(yīng)綜合分析堤身水壓力、滲流速度和滲流量等條件，通過計算堤身和土體的滲透比降，核定鋪設(shè)混凝土方案的可靠性。一般條件下，堤身滲透比降小于土體允許滲透比降，可認(rèn)定堤防結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

混凝土的鋪設(shè)流程包括坡面清理、鋼筋安裝、模板架設(shè)、混凝土澆筑、拆模養(yǎng)護。混凝土澆筑前應(yīng)進行現(xiàn)場試驗，確定配合比，通過泵管控制，保障澆筑倉面兩端高度差不超過1m。貼坡混凝土澆筑完2d后可拆除模板，臨水側(cè)拆除過程中要確保排水孔內(nèi)編織袋已鑿除，以保證排水管暢通。

3.3 橡膠壩工程

大凌河干流源點回水區(qū)長4050m，河道治理過程中共布置9座橡膠壩，壩高均為2.2m，壩長35～48m，可蓄水20.25萬m3。橡膠壩采用沖水式二布三膠彩色壩袋，螺栓壓板雙錨固。橡膠壩剖面如圖2所示。

圖2 橡膠壩剖面示意圖(單位：mm)

3.3.1 壩袋材料

根據(jù)大凌河的自然條件，綜合考慮橡膠壩設(shè)計壩高，壩袋選用二布三膠形式，堵頭選用一布兩膠形式。統(tǒng)籌分析橡膠壩運行條件，設(shè)計壩袋內(nèi)外壓比為1∶40，抗扯斷強度為180kN/cm，安全系數(shù)為6.4。

考慮工程特點和美觀要求，選用氯磺化聚乙烯為主料的彩色橡膠壩袋，骨架材料為錦綸帆布，防水材料為合成氯丁膠，其抗老化、抗脆化、強度等均滿足國家規(guī)范要求。

3.3.2 充脹介質(zhì)

常見的橡膠壩充脹介質(zhì)為水和氣體，充水時可承受較大溢流水深，充排設(shè)備較為復(fù)雜；充氣時工程量較小，安全裝置要求也較高，但需增加下游防護工程。

綜合分析大凌河的工程布置要求，橡膠壩選用充水式，在岸邊修建儲水池，以解決充水的水源問題，同時可在蓄水期間構(gòu)造壩頂溢流運行條件，形成人工瀑布景觀。

3.4 綠化工程

大凌河河道治理過程中采用工程措施與綠化措施相結(jié)合的方式，在保障河道治理整體效果的基礎(chǔ)上，綜合提升濱河區(qū)域的生態(tài)景觀。

3.4.1 設(shè)計原則

大凌河河道治理中綠化工程的布設(shè)綜合考慮安全性、功能多樣性、景觀多樣性、生態(tài)適應(yīng)性等多種原則，充分發(fā)揮綠色植物涵養(yǎng)水源、固土固堤、降低地表徑流的作用，促使生態(tài)、防護、景觀等功能綜合體現(xiàn)，充分實現(xiàn)多種自然景觀格局交相輝映的目標(biāo)，同時應(yīng)建立穩(wěn)定的區(qū)域濱河生態(tài)系統(tǒng)。

3.4.2 布設(shè)細(xì)節(jié)

綠化工程布設(shè)過程中，應(yīng)重點考慮護堤、堤頂、節(jié)點等關(guān)鍵部位的園林措施。其中，護堤可種植密林；堤頂應(yīng)行植樹木，形成綠色廊道；工程節(jié)點，可搭配種植樹木、花、草，形成層次景觀。采用沿河線性綠化、節(jié)點打造景觀小品的措施，實現(xiàn)了水清、灘綠、景美的大凌河景觀。

4 結(jié) 語

因城市生活垃圾和工業(yè)污水排放，喀左縣大凌河曾遭受嚴(yán)重污染，近年來通過推行大凌河河道生態(tài)環(huán)境治理工程，現(xiàn)已排除河道行洪威脅，同時打造了7萬m2濱河風(fēng)景帶，對維護生態(tài)平衡、改善氣候環(huán)境、促進旅游發(fā)展均發(fā)揮了重要作用。

本文綜合闡述了大凌河河道生態(tài)景觀設(shè)計中統(tǒng)籌總體規(guī)劃、結(jié)合歷史元素、突出人文內(nèi)涵等設(shè)計理念。同時，選取河道治理中的堤防工程、防滲工程、橡膠壩工程、綠化工程等重要單項工程，系統(tǒng)論述了堤防結(jié)構(gòu)、堤防選線、土工膜鋪設(shè)、貼坡混凝土、壩袋材料、充賬介質(zhì)等參數(shù)選取和施工過程。對喀左縣大凌河河道治理中的典型工程和先進理念進行了系統(tǒng)剖析和論述，可為河道生態(tài)環(huán)境治理提供很好的案例，值得在以后規(guī)劃設(shè)計中借鑒。