生态理念在山区蜿蜒型河道护岸工程中的应用
时间：2023-06-25 19:45:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
万 勇
（韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司，广东 韶关 512026）
传统护岸工程往往侧重于河道渠化和淤泥疏浚、岸坡加固和堤防建设，而对河道生态环境缺乏全面评估，致使河道逐渐失去生态机能和活力[1-2]。基于此，生态护岸理念应运而生。生态护岸在满足防洪要求的前提下，还具备升华河岸景观、水土保持、塑造生态系统完整性等功能，作为水陆交互区域，可以满足水陆系统进行物质、能量和信息交换的需要。文章探讨了山区型河道生态护岸设计要点，提出了适宜的护坡型式和植物配置，尽量达到安全、经济和生态相结合的典型护岸设计方案。
大坪水又称半径水，位于浈江北岸，在南雄市的西北部，属于珠江流域北江水系，为北江干流浈江的一级支流，发源于南雄市百顺镇观音栋，海拔931m，全流域面积101.1km2，全河长37km，总落差826m，平均坡降13.8‰。
大坪水流域属高山丘陵并兼以冲积盆地组成，上游以山地为主，其间有山间小盆地，下游为丘陵地带。地势西北高东南低，大坪水先由南向北流经下南山和溪头与另一条支流汇合后水流转向东南方向，流经深坑、苍石、坪坑等地，再从小水村由西向东汇入浈江。本工程治理河段属于山区性蜿蜒型河道，河流坡降陡，流速大，河流弯曲，洪水陡升陡降，容易造成河岸冲刷，塌岸、进占农田等现象时有发生。
护岸工程重点布置在易塌岸、崩岸段，迎流顶冲段，一般可选用墙式护岸、坡式护岸、坝式护岸和其他护岸型式。坡式护岸是用抗冲材料直接铺设在岸坡，对河床边界形态改变较小，是一种常用的护岸型式。墙式护岸顺河岸设置，具有断面小占地小的优点，但大体积护岸断面生态性较差。坝式护岸依河岸修建，有调整水流作用。大坪水工程引入生态理念进行设计。
2.1 生态理念
贯彻“生态文明”的理念，巩固“防灾减灾、岸固河畅、自然生态、安全经济、长效管护”的中小河流治理的总体原则，在保障工程安全的前提下，工程措施结合新农村建设需要，更加注重生态、景观，进而实现水清、流畅、岸绿、景美的治理效果。在断面设计中，尽量保留原有河道岸边的竹林及树林，疏通主河槽，增大河道过流能力，促使行洪顺畅。护岸建筑物设计注重在满足防洪抗冲前提下，兼顾生态，护岸建筑物根据各河段基本情况采用不同的护岸型式。迎流顶冲段采用抗冲性能突出的埋石混凝土护脚、生态连锁砖、草皮护坡及块石护脚；
非迎流顶冲段或顺直段采用格宾护脚、草皮护坡及浆砌预制混凝土块、大块石砌筑护脚等。
2.2 护脚方案
工程结合实际地形条件、过水断面、以及生态环境等因素提出以下4 种护脚方案：重力式（阶梯式）埋石砼挡墙护脚，见图1；
大块石砌筑护脚，见图2；
格宾石笼挡墙护脚，见图3，格宾石笼和格宾垫护脚，见图4。
图1 重力式（阶梯式）埋石砼挡墙护脚
图2 大块石砌筑护脚
图3 格宾石笼挡墙护脚
1）护脚方案1：重力式（阶梯式）挡墙护脚。该护脚采用重力式埋石砼挡墙护脚，具体尺寸根据实际需要确定，该方案优点为：埋石砼护脚抗冲刷能力强，挡墙为直墙式能减少占用河道，施工方便，前坡阶梯式，面层贴一层有利于亲水，同时也方便人类及牲畜下河涉水等活动。缺点：开挖面大，埋石砼挡墙生态效果较差。
2）护脚方案2：大块石砌筑护脚。该护脚采用浆砌大块石型式，具体尺寸根据上述标准图，该方案优点为：考虑到大坪水（大坪村段）有较多大块河卵石，此断面形式可以充分利用当地材料，既可减少投资又减少了外弃，施工中外表面不进行浆砌抹面，有一定的生态景观性，为水生动、植物提供栖息场所，生态效果较好。缺点：施工需采用人工砌筑，进度相对较慢。
3）护脚方案3：格宾石笼挡墙护脚。该护脚采用格宾石笼堆叠成挡墙护脚，该方案优点：结构为柔性结构能适应易变形基础，材料可以保证河流水体与土体中水正常交换，利于水生动植物的生长，生态效果明显。缺点：格宾笼容易钩挂垃圾和树枝，较难清理。
图4 格宾石笼和格宾垫护脚
4）护脚方案4：格宾石笼和格宾垫护脚。该护脚采用格宾石笼和格宾垫连接护脚，该方案优点：结构为柔性结构能适应易变形基础，材料生态效果明显。缺点：岸坡需从岸底脚放坡，开挖和占地较大，格宾笼的质量难以保证，格宾笼容易钩挂垃圾和树枝，较难清理。
以上4 种护脚方案各有其优缺点，护脚方案比选表，见表1。
表1 护脚方案比选表
2.3 护坡方案
根据已建工程实例可知常见的有护坡方案有植草、草皮护坡、混凝土、连锁预制块护坡、麻筋水保抗冲椰垫等，现结合本工程实际情况对该五种方案进行比选，植生毯护坡，见图5；
植生毯护坡，见图6；
混凝土护坡，见图7；
生态砖护坡，见图8；
麻筋水保抗冲椰垫护坡，见图9。
图5 植生毯护坡
图6 植生毯护坡
图7 混凝土护坡
图8 生态砖护坡
图9 麻筋水保抗冲椰垫护坡
1）护坡方案1：植草护坡。主要是对边坡撒播草籽，种草防护，该方案优点为：景观性好，生态效果明显，造价低，易施工。缺点为：草籽生长前，抗冲能力较差。
2）护坡方案2：植生毯护坡。主要是植生毯通过附带肥料，可在不利于植物生长的坡面也能够达到绿化效果，使用生态布，可在不阻止植物生长的同时抑制施工初期的雨水侵蚀，并且为可降解材料。该方案优点为：景观性好，生态效果明显，易施工。缺点为：投资相对草皮护坡较高。
3）护坡方案3：混凝土。采用现浇混凝土护坡铺设于砂卵石垫层上，该方案优点为：整体性好、抗冲能力强。缺点为：造价较高，生态性较差。
4）护坡方案4：连锁预制块护坡。采用在岸坡拼接预制块，预制块中间留有孔洞，可以植草，该方案优点为：利于生物生长，具有净化及生态护岸的优势，景观效果较好。缺点为：造价较高，不适应水位反复作用处。
5）护坡方案5：麻筋水保抗冲椰垫护坡。麻筋水保抗冲椰垫护坡并在其上铺设种植土用以长草，该方案优点为：生态型护坡、该材料为植物的生长提供了良好的条件，景观效果好。缺点为：造价高，抗冲能力较差。
以上5 种护坡方案各有其优缺点，护坡方案比选表，见表2。
表2 护坡方案比选表
植草护坡抗冲能力差但投资少，经济实用；
植生毯护坡生态性较好，相对于草皮护坡造价太高；
混凝土护坡适用于冲刷大的迎流顶冲段河道，投资大且生态性太差；
连锁预制块护坡透水性好，生态和景观效果较好，投资较大，适用于顶冲段或者生态要求高的河段，考虑在大坪村委段（人村集中段）采用。结合各段河道冲刷情况、投资等限制条件，治理根据各河段的具体情况选用的护坡形式有草皮护坡、连锁预制块护坡两种。
2.4 护岸工程布置
岸坡整治总体思路为河岸受水流、波浪作用可能或已经发生冲刷破坏影响岸坡安全时，采取防护措施。护岸型式采用坡式护岸，坡式护岸中的护脚及护坡材料及型式根据岸坡地形、地基基础、景观要求、水流等限制条件确定。下部护脚主要采用埋石混凝土护脚、格宾护脚、抛石护脚、大块石砌筑护脚，上部护坡在河道常水位以上采用草皮护坡，部分顶冲段采用连锁预制块护坡。
山区河道的地形、水力特性及地质条件都决定了生态护岸工程的设计对堤岸稳定、护岸形式选择更为苛刻。同时，在满足防洪需求等基本前提下，要充分利用当地建筑材料满足经济性和生态性功能，考虑植物措施进行固土护坡，生态系统构建，建设水清岸绿景美的山区蜿蜒型清水河道。
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