楊 帥 張慶林

（1.燈塔市澤霽自來(lái)水有限公司 遼寧燈塔 111000；2.遼陽(yáng)市水利事務(wù)服務(wù)中心 遼寧遼陽(yáng) 11100）

1 生態(tài)護(hù)岸工程簡(jiǎn)介及優(yōu)勢(shì)

1.1 生態(tài)護(hù)岸工程簡(jiǎn)介

生態(tài)護(hù)岸是指自然河岸或具有自然河岸恢復(fù)后具有的“可滲透性”的人工護(hù)岸[1]。它具有較為豐富的滲透性的河流地貌，自然河床與河岸基底，因此可有效保證河流水體之間與河岸的水分交換與調(diào)節(jié)。同時(shí)生態(tài)護(hù)岸還應(yīng)體現(xiàn)出兩個(gè)要素，一是滿足河道防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，反映了人對(duì)自然的要求，即人們改造自然；二是能夠有效地恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)的平衡，反映了人類(lèi)對(duì)自然發(fā)展規(guī)律的尊重，即尊重自然。二者有機(jī)的結(jié)合，體現(xiàn)出“人與自然和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展”的新理念。

1.2 生態(tài)護(hù)岸的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式相比較，生態(tài)護(hù)岸具有造價(jià)低、環(huán)境相容性較好的特點(diǎn)，可以有效地降低引起土坡滑移破壞的風(fēng)險(xiǎn)，植被枝莖蒸騰作用可使孔隙水壓力減弱，根系可使土的抗剪強(qiáng)度得到提高，相鄰植被根系之間的植被本身的護(hù)墊作用及土拱效應(yīng)可以有效地增加土坡的整體穩(wěn)定性。

生態(tài)護(hù)岸的功能：

1）護(hù)岸功能：植被的淺根具有加筋的作用的同時(shí)深根具有錨固的作用。

2）防止水土流失：能夠有效降低坡體孔隙水的壓力、削弱濺蝕、截留降雨、控制土體顆粒流失。

3）改善環(huán)境功能：能夠有效恢復(fù)已經(jīng)被破壞的生態(tài)系統(tǒng)，減小光污染，降低噪音，同時(shí)可促進(jìn)有機(jī)污染物的降解速度，調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候，凈化空氣等功能。

2 生態(tài)固濱籠簡(jiǎn)介及特點(diǎn)

生態(tài)固濱籠可固堤防沖刷，具有著良好的滲透性等特性。固濱籠網(wǎng)面鋼絲的抗拉強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到350～550 N/Mm2伸長(zhǎng)率不應(yīng)小于10%。鋼絲經(jīng)過(guò)多道嚴(yán)格的工藝，之后再分別采用10%鋁鋅合金或鍍層覆塑（樹(shù)脂膜）的方式、重鍍高爾凡（5%鋁鋅合金）、熱鍍鋅、以提高產(chǎn)品在各種環(huán)境下的耐久性。

生態(tài)固濱籠既具有良好滲透性的同時(shí)，又可承受大范圍的變形，而仍然不坍塌，還可以防止流體靜力造成的損害；施工較為簡(jiǎn)便無(wú)需特殊技術(shù)，有較強(qiáng)的抵御耐腐蝕和抗惡劣氣候影響及自然破壞的能力；固濱籠子內(nèi)石塊縫隙間的泥土有利于植物生長(zhǎng)，可與河道周邊自然環(huán)境融為一體。

3 生態(tài)固賓籠在河道治理工程應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

該工程位于遼陽(yáng)市馬峰河張臺(tái)子鎮(zhèn)段上，馬峰河是北沙河最大支流，源于沙滸鎮(zhèn)前沙滸村南山溝和西大窯鎮(zhèn)松嘴子溝。流經(jīng)遼陽(yáng)市張臺(tái)子鎮(zhèn)、西大窯鎮(zhèn)、沙滸鎮(zhèn)和西馬峰鎮(zhèn)。中間穿越長(zhǎng)大鐵路、沈大高速公路于西馬峰鎮(zhèn)后方干村入北沙河。河長(zhǎng)30.5 km，流域面積130 km2，具有河道比降大，西岸坡陡，彎曲度較大，河窄流急，河堤險(xiǎn)工逐年不斷增加的特點(diǎn)。治理范圍為大三界村和蒼山家子村段，生態(tài)固賓籠治理長(zhǎng)度為6.11 km，現(xiàn)狀河道主河槽寬度在5～10 m 之間，下游段較上游段略寬，河道縱坡較緩，流速較低（詳見(jiàn)治理段現(xiàn)狀圖1、2）。

圖1 治理段現(xiàn)狀圖

圖2 治理段現(xiàn)狀圖

3.2 護(hù)岸工程設(shè)計(jì)

3.2.1 結(jié)構(gòu)形式

根據(jù)確定的治理方案，固濱籠防護(hù)布置于馬峰河張臺(tái)子段大部分河段，兩岸共計(jì)6 115 m。本次固濱籠結(jié)合生態(tài)防護(hù)的結(jié)構(gòu)形式為清淤設(shè)計(jì)河底高程以下部分設(shè)1 層，固濱籠尺寸為2.0 m×0.8 m×0.8 m（長(zhǎng)×寬×高），以上部分設(shè)1 層，固濱籠尺寸也為2.0 m×0.8 m×0.8 m（長(zhǎng)×寬×高），兩層固濱籠按照?qǐng)D3 所示方式擺放。另固濱籠下鋪土工布，規(guī)格為400 g/m2。

圖3 固濱籠防護(hù)典型橫斷面圖

3.2.2 工程設(shè)計(jì)技術(shù)要求

1）生態(tài)網(wǎng)格規(guī)格

生態(tài)網(wǎng)格網(wǎng)孔為10 cm×12 cm，規(guī)格為2 m×0.8 m×0.8 m，中間放置隔片1 層，采用鋅－5%鋁－混合稀土合金鋼絲，網(wǎng)面鋼絲直徑2.5 mm，邊絲直徑3.0 mm，扎絲直徑2.2 mm；鋼絲直徑2.2 mm 鍍層重量不應(yīng)小于215 g/m2，鋼絲直徑2.5 mm 鍍層重量不應(yīng)小于230 g/m2，鋼絲直徑3.0 mm 鍍層重量不應(yīng)小于245 g/m2。PVC 護(hù)膜密度應(yīng)為1.30～1.35 kg/m3，厚度應(yīng)為0.4～0.6 mm，具體詳見(jiàn)圖4 固賓籠細(xì)部尺寸示意圖及表1 賓格網(wǎng)孔規(guī)格參數(shù)表。

圖4 固賓籠細(xì)部尺寸示意圖

表1 賓格網(wǎng)孔規(guī)格參數(shù)表

2）石料要求

固濱籠填充物采用塊石，填料要求耐久性好、不易碎、無(wú)風(fēng)化跡象，石料粒徑K150～200 mm 為宜，填充后生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)的空隙率不超過(guò)30%。

3）土方回填要求

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286－2013）規(guī)定，結(jié)合本工程等級(jí)，回填土相對(duì)密度不應(yīng)小于0.60。

3.2.3 護(hù)岸工程設(shè)計(jì)計(jì)算

固濱籠計(jì)算采用《生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 353：2013）中計(jì)算公式，具體如下：

1）固賓籠內(nèi)填石的平均粒徑Dm應(yīng)該按下式計(jì)算：

式中：Dm——填石的中值粒徑，50%的填石粒徑超過(guò)該值；

S0——粒徑安全系數(shù)，取1. 1；

Cs——填石穩(wěn)定系數(shù)，取0. 1；

Cv——流速分布系數(shù)，取1. 25；

d——流速V 處局部水深，m，取2.46 m；

將式(2)和(9)分別代入(t,τ)和,且假設(shè)p發(fā)射天線到q接收天線傳播總距離和θn(t)在時(shí)間間隔τ內(nèi)是不變的,則可得

γs——填石的重度，kN/m3，取27 kN/m3；

γw——水的重度，kN/m3，取10 kN/m3；

V——斷面平均流速，m/s，通常取水面以下0.6 倍水深處流速，或者取0.2 倍、0.8 倍水深處流速平均值，取2.0 m/s；

g——重力加速度，取9.81 m/s2；

K1——邊坡修正因子，1：2 取0.88。

經(jīng)計(jì)算得填石平均粒徑Dm=0.16 m。

2）沖刷深度計(jì)算

本次計(jì)算采用《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-2013）中局部沖刷深度進(jìn)行沖刷計(jì)算：

H0——沖刷處水深，取2 m；

Ucp——近岸垂線平均流速，m/s；

Uc——泥沙起動(dòng)流速，m/s；

n——與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)，取n=0. 2；

η——水流流速不均勻系數(shù)，取 1；

γs、γ——泥沙與水的容重，kN/m3，18.0 kN/m3和9.81 kN/m3；

d50——床沙的中值粒徑，取3 mm。

經(jīng)計(jì)算，發(fā)生設(shè)計(jì)洪水時(shí)的沖刷深度為0.49 m，本次工程固濱籠防護(hù)基礎(chǔ)埋深為0.8 m，大于沖刷深度，故滿足規(guī)范規(guī)定的要求。

4 實(shí)施效果分析

通過(guò)馬峰河張臺(tái)子段河道治理工程的實(shí)施，使大三界村和蒼山家子村兩個(gè)行政村河段防洪標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到10年一遇；水系生態(tài)環(huán)境得到有效恢復(fù)，水系得到明顯改善；農(nóng)村人口的生活條件、人居環(huán)境和居民的生活質(zhì)量得到提高。同時(shí)，工程實(shí)施后對(duì)周邊景區(qū)發(fā)展和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)等起到了促進(jìn)的作用，區(qū)域防洪排澇減災(zāi)體系的進(jìn)一步完善，可有效降低山洪災(zāi)害造成的損失，從而提高馬峰河沿岸各村屯山洪災(zāi)害防御的支撐和保障能力，工程實(shí)施效益顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

河道治理工程應(yīng)樹(shù)立生態(tài)發(fā)展理念，在設(shè)計(jì)、施工中要不斷創(chuàng)新探索使用新型生態(tài)環(huán)保材料[2]。生態(tài)網(wǎng)格護(hù)岸有助于提高河道沿岸基礎(chǔ)設(shè)施、居民點(diǎn)等防護(hù)對(duì)象的防洪減災(zāi)能力，與群防體系和洪水災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)相結(jié)合，通過(guò)對(duì)非工程措施和工程措施相結(jié)合進(jìn)一步完善了洪水災(zāi)害防治體系，使河道在滿足行洪防洪的基本要求的前提下，盡可能地從生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略角度來(lái)看待護(hù)岸，要用生態(tài)的手段來(lái)解決生態(tài)的問(wèn)題、使可持續(xù)性發(fā)展的生態(tài)理念在護(hù)岸的建設(shè)當(dāng)中得到落實(shí)和實(shí)現(xiàn)[3]。