生态型护岸在水利工程设计中的应用

孔维祥

（贵州天保生态股份有限公司，贵阳 550001）

1 引言

随着社会经济的快速发展，我国水利建设的规模越来越大，工程的建设数量以及复杂程度也在不断增加。近年来，生态型护岸以其结构简单、生态环保等优点逐渐受到人们的关注。生态型护岸具有较好的适应性与抗冲刷能力，能够起到很好的生态保护作用，而且在施工过程中还具有较高的稳定性。因此，生态护岸受到了社会各界人士的青睐。但由于生态护岸在水利工程设计中还存在一些问题，因此，在今后的工程设计过程中还需采取有效措施对这些问题进行处理。

2 生态型护岸特征

在水利工程项目中，生态护岸主要是将生物多样性进行充分利用，对水生生物、陆生植物以及自然植被进行充分考虑，形成一个多功能的生态系统。其中，水生生物是整个系统中的基础，可以将整个水生生物系统进行优化整合，使得整个生态系统的稳定性得到有效保障；而陆生植物和自然植被能够对整个生态系统起到很好的保护作用[1]。从水生动物和陆生动物这两个方面对整个生态护岸系统进行分析，可以看出，在水利工程项目中应用生态型护岸后，不仅可以满足人们对于安全性、稳定性、环保性的要求，还能够将河流生态系统维持得更加稳定[2]。生态型护岸是以生态环境保护为前提，以水土保持为目的的一种新型护岸工程，其主要有植物生长环境改善；植物根系发达，可有效提高土颗粒间的附着力；生物多样性增加，利于鸟类、昆虫等动物生存；生态防护与景观美化功能相结合，利于生态环境建设。在此工程中，生态型护岸实现了“立坝挡水、卧坝行洪”，枯期造景，汛期净化河流的目标。

3 生态型护岸在水利工程设计中的应用要点

河道生态护岸是利用各种工程措施来改善河道生态环境的一种形式，是在河道岸坡上建造护岸结构，用来保护和改善河岸的生态环境的工程措施。其主要是在河岸坡面上设置柔性或半柔性防护结构，以保持一定厚度的植被覆盖，有利于植物生长和土壤微生物活动，从而改善生态环境。采用生态护岸工程进行河道建设时，要充分考虑河道的具体情况，对河岸坡度和河道宽度等方面进行合理设计，通过合理利用人工和自然景观以及植被等方式对河流进行防护，可以提高河流两岸的生态环境，维护河流整体风貌，使其能够长期保持良好的生态环境。

4 生态型护岸在水利工程设计中的应用策略

4.1 工程概况

洛安江属湘江二级支流，长江乌江水系，属于湄江一级支流，起源于绥阳县西北袁家湾的田家堡，经过儒溪、大坪，进入遵义市，经过绿塘、新农，最后流入湄江。洛安江全长93 km，总落差470 m，总面积709 km2，平均水深470 m。洛安江从绥阳县市区境内流过，经过李家咀、廖家堰、南门桥、高桥、千工堰、吴家桥至李石堰，与主河道相交，这一段也称为洋川河，李石堰之上洋川河流域面积为121.7 km2，主河道全长23.11 km，主河道平均比降10‰，是一条重要的河流，也是一条洋川河。在防洪方面，按照“通畅行洪、一次性达标”的原则，将工程河段所有的挡水结构都拆掉，并替换成在现代河流管理中建议采用的升降坝，从而达到“立坝挡水、卧坝行洪”的目的，在枯期形成景观，在汛期清理河道。

4.2 洪水

4.2.1 洪水计算

此项目拟以绥阳县各气象站点为参考站，利用1954—2014 年绥阳县各气象站点最大单日降水数据，通过对绥阳各气象站点最大单日降水数据序列的统计，获得各气象站点最大单日降水平均85.2 mm，并将该数据转换成24 h 最大降水数据，对该数据进行频度适线性分析。参考《贵州省短历时暴雨统计参数等值线图》及《贵州省暴雨洪水计算实用手册》中的相关等值线图，确定了最大24 h 降水平均为90～100 mm，降水量变差系数Cv=0.52。采用降雨-洪峰方法，对其进行了分析，得出了最大24 h 降水平均H24h=95.4 mm、Cv=0.52、降水量偏态系数Cs=3.5Cv，并对其进行了分析，得出了各频率的设计洪水的结果，如表1 所示。

表1 工程区及其上游设计洪水成果表

4.2.2 设计洪水过程线及成果采用

此项目拟选取绥阳县气象观测站（绥阳县气象观测站）为参考站点，观测站点（1954—2014 年）拥有61 年的观测最大单日降水量（日均降水量），这些观测站点的观测数据都是由贵州省气象局整理出版的，是一种可靠的观测站点。研究区内已观测到2002 年一遇的历史洪峰，千工堰（63.3 km2）的2002 年洪峰流量为283 m3/s，吴家桥（70.9 km2）的洪峰流量为310 m3/s，经实测得到的大湾沟交汇处（68.8 km2）的30 年一遇设计洪峰值为303 m3/s，与实测结果相近，验证了该方法的合理性。

位于石梁河主干上游的团山库，距本项工程仅10～20 km，是研究团山库的重要区域。团山水库的设计洪峰同样按照《贵州省暴雨洪水计算实用手册》进行了计算，并得到了批准，其24 h 最大暴雨统计参数为：H24h=100 mm，Cv=0.5,Cs/Cv=3.5，而此项目所用的24 h 最大降雨参数为：H24h=95.4 mm，Cv=0.52,Cs=3.5Cv。对比团山水库与此工程所采用的暴雨统计参数，两者相差不大，而团山水库计算洪水时采用的计算方法及地区综合、汇流参数等与此工程基本相同，可以印证计算所得的洪水成果比较可靠，可用于工程设计。

4.2.3 防洪现状

兴隆—莫家（新站）河段（新站）在设计区间已经建成或将要进行防洪，但经实地考察，该河段设置了5 座拦水堰和16 座桥梁，造成了河面淤积，一些桥梁孔洞的通行能力不强，洪涝灾害时河水溢出两岸堤顶的危险。

4.2.4 防洪对策措施

按照项目当时现行标准GB 50201—2014 《防洪标准》、SL 252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的要求，该整治河道采用20 年一遇的防洪标准；并建立一套水情自动预报系统。同时，结合已建成的测报站网络，加大对水情的测报力度，以保证施工的安全。

4.3 水土流失防治措施总体布局

在水土流失防治的总体布局方面，要尽量坚持重点治理与面上防治的结合，植物措施、临时措施与工程措施的结合，治理水土流失与恢复、提高土地生产力的结合，统筹布局各类水土保持措施，构建一个完整的水土流失防治体系。

在具体的防灾措施布局上，要以工程措施为主，发挥其快速、可控的特点，在关键区段采取工程措施，并在“线”“面”上强化森林、草场的复垦，使责任区的生态环境得到改善与修复，使土壤的生产力得到提升，使生物措施具有较好的生态效果，从而达到从源头上控制土壤侵蚀的目的。依据该项目的建设布局、水土流失类型、强度和危害程度等特征，结合水土流失预测，将该项目分为4 个防治区：河流治理区、管线安装区、施工临时占用区和弃渣场区，并针对各区域的潜在水土流失，提出了相应的防治措施。

4.3.1 河道治理区

防洪堤区的土地类型以未利用地、旱地、稻田为主要用地，以浆砌石为主体进行治理，目前已提出的工程措施：以浆砌石砌筑挡土墙、堤后排水渠等，能有效防止因河道冲刷而引起的土壤侵蚀；植被措施：在项目完成后，在堤坝周围的裸露地面上播种2.97 hm2左右；在施工区的挖掘表面陡峭的地方和暂时堆放的表土的地方，用编造的土包作为临时的挡墙，土包的高度1.0 m，宽度0.5 m，需要用到50 m3左右的土包。

4.3.2 管道安装区

管线占用的土地类型多为未利用地、旱地及稻田，管线的主体部分多为钢管；植被措施：在管道建设完成后，在管道周围的扰动地面上播种，覆盖面积为5.73 hm2；在施工区的挖掘表面陡峭的地方和暂时堆放表土的地方，用编造的土包作为暂时的阻挡，土包的高度1.0 m，宽度0.5 m，大约需要80 个土包。

4.3.3 施工临时占地区

场地内的施工便道，就地依河道及管道铺设，不占用其他土地。在工程完成之后，对建筑临时占用的土地进行整理，面积0.04 hm2，对原有耕地采用了人工覆盖的方法，覆盖土的厚度为30 cm，覆盖土的体积为122 m3；植被措施：在项目完成后，对施工中的临时占用区域进行绿化，使其恢复0.27 hm2的植被，并采取灌草搭配的方法；在施工期间，施工区的暂时堆积的残渣和暂时堆放的表土，需要用到大约100 m3的土袋。

4.4 社会经济效益综合评价

4.4.1 社会经济效益

在工程完成之后，可以承受20 年一遇的洪水灾害，可以有效地保护沿岸的人民群众的生命财产安全，减少洪灾的发生，对沿河的建设用地进行规范，对洋川河的水质进行提升，还当地百姓一个稳定、祥和、舒适、干净的居住环境和生活环境。与此同时，它还可以对当地的经济发展产生强大的促进效果，促进城市的建设，这对于保障项目区社会经济可持续发展，确保当地人民的生活安定和社会稳定发挥着非常重要的影响，其社会效益非常明显。

4.4.2 环境效益

该项目的实施，能治理城市污水，降低洋川河的水污染，提高河流的生态质；有利于河床的平顺平滑，岸坡的稳固牢固，对维持河岸稳定，减缓水土侵蚀，增加植被覆盖率，美化环境，改善周边生态环境，提升项目地区整体形象，改善人居环境，提升人们的生活品质具有重大作用。在项目完成之后，将会在工程区域内建立起一个完善的防洪系统，并通过在水边种植的水生植物以及人工绿化，来构建出一个生态环境非常好的休闲区，为人们的生产、生活提供一个安全、生态、和谐的环境空间和宜居环境。

5 结语

生态型护岸的应用非常广泛，随着我国经济的发展，水利工程建设得到了大力发展，而生态型护岸能满足水利工程对护岸的要求，能够很好地保证生态环境的稳定性，是水利工程设计中不可或缺的重要部分。通过对以上内容的分析，得出结论：在水利工程中，生态护岸建造技术是一项非常有意义的工作，对国家水利建设具有很大的推动作用；生态护岸既能维护和尊重自然环境，又能达到经济发展与环境保护的双重目标，在当前环境日趋恶劣的情况下，采用生态护岸对河流进行整治具有重要的现实意义。