關(guān)于山區(qū)景觀河道設(shè)計的幾點思考

付 博

(上海千年城市規(guī)劃工程設(shè)計股份有限公司，上海 200000)

近年來，由于城市建設(shè)的發(fā)展，在治理貫穿城市的河道時，不僅要考慮河道防洪、排澇功能[1]，還需考慮景觀、生態(tài)、休閑功能，打造靚麗景觀水岸[2]，在一定程度上帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展[3]。山區(qū)景觀河道治理，主要存在2個問題：一是河道坡降較大，枯水期如何保持常水位；二是河道流速較大，如何滿足防洪安全的同時又保證河道的生態(tài)性。

1 工程案例

案例河道位于蘭州市黃河南岸的西固區(qū)，系黃河的一級支溝，河道總長30km，由南向北穿城而過，匯入黃河。河道為季節(jié)性雨洪溝道，常年無天然徑流，雜草叢生；河道兩岸多為土質(zhì)邊坡，部分漿砌石擋墻已破損。設(shè)計段河道長約3km，上下游高差較大，河底比降較大，平均坡降為11.0‰。設(shè)計堤防為一級，河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，設(shè)計流量為350m3/s。

2 河道斷面形態(tài)設(shè)計

矩形斷面：河道兩側(cè)需修筑擋土墻，擋墻材料一般為混凝土結(jié)構(gòu)，生態(tài)性較差，對營造生態(tài)環(huán)境不利，但該斷面型式可節(jié)省占地，承受較大坡頂荷載，可用于兩岸用地緊張，或過水?dāng)嗝娌蛔愕奶厥獾囟巍?/p>

梯形斷面：梯形斷面占地面積較矩形斷面大，一般適用于用地有一定充裕的河道。與矩形斷面相似，雖然它有助于提高河道的過流能力，但因邊坡的單一和受水深的制約，能夠生長水生植物的基底較少，生態(tài)親和性一般。

復(fù)式斷面：采用硬質(zhì)小擋墻+斜坡的生態(tài)護岸，滿足水生態(tài)環(huán)境的需要，同時斷面靈活多變?？稍诤拥纼?nèi)設(shè)置濱水步道，滿足人們親水近水要求。

設(shè)計河道為季節(jié)性雨洪溝道，洪水期流量較大，枯水期溝內(nèi)基本無水，景觀效果較差。考慮行洪安全，結(jié)合河道現(xiàn)狀及景觀布置等情況，選擇復(fù)式斷面方案，如圖1、圖2所示。

圖1 復(fù)式斷面圖1

圖2 復(fù)式斷面圖2

復(fù)式斷面河道劃分為主槽及子槽，子槽呈矩形，在枯水期保持常水位；主槽呈復(fù)式形狀，在洪水期進行泄洪。

3 護岸設(shè)計

3.1 護砌材料選擇

本次設(shè)計河道主槽為梯形斷面，底寬17.4m，河口寬30.0m，斜坡坡比為1∶1.5，河道縱向坡比為5‰。100年一遇設(shè)計流量為350m3/s，不考慮子槽的泄洪作用，主槽泄洪時平均流速約為4.0m/s。

目前河道整治工程的護岸結(jié)構(gòu)型式的設(shè)置原則多選用生態(tài)護岸，少用硬質(zhì)結(jié)構(gòu)。需根據(jù)河道相關(guān)情況，選用適合的護岸材料。

加筋麥克墊：具有強度高、連貫性好、生態(tài)性好、施工簡便及抗沖刷性能好等特點。相關(guān)實驗表明，加筋麥克墊護坡表面植被恢復(fù)能夠使加筋麥克墊的防護能力提高近1倍[4]。

格賓護墊：該結(jié)構(gòu)饒性大，適應(yīng)岸坡的變形，抗沖刷能力強，并且石料之間的孔隙保證了水土、動植物、微生物之間聯(lián)系。植物繁茂的根須可緊縛土壤，提高抗沖刷能力[5]。

鉸接式混凝土塊：砌塊與砌塊之間通過咬合連接；鉸接纜繩采用鋼絲絞線或有機材料繩索，在砌塊生產(chǎn)企業(yè)穿聯(lián)成毯；在每張砌塊毯的端部配套一種“端頭塊”，埋入固定結(jié)構(gòu)中。該護岸能抵抗高速水流產(chǎn)生的沖刷和吸力，生態(tài)性較好[6]。

考慮到河道在洪水期流速較大，流態(tài)相對復(fù)雜的現(xiàn)狀，同時考慮各護砌材料的特性、河道生態(tài)性及景觀性需求，復(fù)式斷面在斜坡面水位變動區(qū)采用鉸接塊+鍍高爾凡加筋麥克墊護砌；洪水影響范圍以外采用草皮護坡(原狀土上加蓋300mm厚種植土)；格賓護墊作為護腳材料。

河道斷面共擬定A型及B型2種基本斷面形式。2種類型斷面中包含主槽及子槽，主槽呈梯形，在洪水期進行泄洪；子槽呈矩形，在枯水期保持景觀水位。

A型護岸斷面整體呈梯形狀，河底寬17.4m，河口寬30m，斜坡坡比為1∶1.5，兩側(cè)陸域控制寬度為6.0m，如圖3所示。溝底設(shè)置生態(tài)流量子槽，子槽寬9.4m，深0.3～0.6m，采用200mm卵石+200mm素土回填+復(fù)合土工膜進行防滲處理；坡腳設(shè)置重力式素混凝土鎮(zhèn)墩，鎮(zhèn)墩至子槽間采用格賓護墊，護墊下鋪設(shè)土工布一層，護墊寬3.55m，厚0.4m。坡腳格賓護墊上加鋪透水磚，形成濱水人行步道，滿足濱水需求。

圖3 A型護岸圖(單位：mm)

B型護岸形式可用于對景觀要求較高的地段或景觀節(jié)點處。該斷面在滿足河道過洪斷面的前提下，兩側(cè)借用外圍場地增加邊坡綠化面積；河道內(nèi)設(shè)計矩形子槽，豐富濱水景觀；河道沿線擋墻墻面設(shè)計城市工業(yè)文化浮雕，子槽兩側(cè)提煉方形網(wǎng)格為元素構(gòu)建濱水景觀；設(shè)計景觀樓梯豐富濱水空間形式[7]，如圖4所示。

圖4 B型護岸圖(單位：mm)

河道斷面為復(fù)式結(jié)構(gòu)，河底寬20.0m，河口寬30.0m，岸坡分為斜坡段、水平段以及直立段，斜坡段同A型護岸，直立段為素砼擋墻結(jié)構(gòu)，水平段設(shè)置為人行步道，人行步道采用60mm透水磚鋪設(shè)，寬度分別為1.8m和1.3m；人行步道及子槽布置與A型護岸保持一致。

3.2 防滲設(shè)計

項目區(qū)基底地層大部分為卵石地層，透水性強，為達到蓄流的目的，需做防滲處理。工程擬采用水平防滲[8]的方式，防滲材料有黏土、混凝土及復(fù)合土工膜等。

3.2.1抗凍性比較

根據(jù)調(diào)查資料，蘭州市結(jié)冰日期一般在10月底，解凍日期在3月底，全部融冰日期在4月上旬，封凍天數(shù)約200d。項目區(qū)河道冬季無水，子槽內(nèi)可能有少量積水，在選取防滲材料時，需考慮其抗凍性的要求。

黏土是天然防滲材料，其優(yōu)點在于就地取材，降低成本，無污染，但其抗凍性較差，易產(chǎn)生裂隙，導(dǎo)致集中滲流。

混凝土是一種傳統(tǒng)的材料。為減少水量損失問題，混凝土材料在防滲領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[9]?；炷翉姸仍趦鋈谘h(huán)作用下，會受到較大影響，抗凍性一般[10]。

復(fù)合土工模是一種新型的土工合成材料，對溫度變化的適應(yīng)性較強，不易脆斷；具有較好的彈性，適應(yīng)變形的能力較好[11]。

3.2.2經(jīng)濟性比較

厚黏土防滲及復(fù)合土工膜[12]，單延米造價基本相當(dāng)，混凝土防滲造價偏高。由于工程區(qū)域缺乏黏土材料，而需求量又較大，會導(dǎo)致黏土材料的相關(guān)成本增加。復(fù)合土工膜成品運輸方便，施工速度較快，經(jīng)濟性較好。經(jīng)濟性對比詳見表1。

表1 不同防滲方式單價表

3.2.3材料使用壽命比較

不同防滲使用壽命有較大差距，詳見表2。

表2 不同材料使用壽命統(tǒng)計表

綜合考慮以上因素，子槽底部防滲材料采用復(fù)合土工膜。子槽結(jié)構(gòu)由上至下依次為：0.2m卵石+0.2m素土回填+復(fù)合土工膜。

圖5 防滲材料布置示意圖

4 結(jié)語

文章關(guān)于山區(qū)景觀河道的設(shè)計，解決了兩大問題：一是保證枯水期常水位；二是滿足防洪安全的同時又保證河道的生態(tài)性，可為相似河道設(shè)計提供一定參考。如何綜合考慮地區(qū)地質(zhì)條件、投資成本等多種因素的影響， 更好地選擇護坡及防滲材料，還有待深入研究和實踐。