王艷艷，李博超，張 浩，王澤東

（1.天津普澤工程咨詢有限責(zé)任公司，天津300250；2.河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津300250；3.海河流域水資源保護(hù)局，天津300170）

1 河道現(xiàn)狀

中引河、總排河位于天津市西青區(qū)大寺鎮(zhèn)，屬西青區(qū)內(nèi)二級(jí)河道，是大寺排澇小區(qū)的重要排澇通道，澇水經(jīng)兩河及總排河下游二期泵站最終排入大沽排水河。

中引河、總排河是大寺鎮(zhèn)城鄉(xiāng)兼顧的骨干排水河道，多年來(lái)，為本地區(qū)排水起到很大的作用。河道運(yùn)行多年，均未實(shí)施過(guò)大的疏浚整治工程，致使河道斷面萎縮、淤積嚴(yán)重，嚴(yán)重削弱了河道的排水能力。且隨著近些年區(qū)域經(jīng)濟(jì)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，周邊地區(qū)生產(chǎn)生活用水未經(jīng)處理直排入河，河道水質(zhì)日益惡化，水中含有大量污染物質(zhì)，破壞了原有良好的生態(tài)系統(tǒng)，給附近居民生產(chǎn)生活造成較大危害。

為保證中引河、總排河滿足新時(shí)期西青區(qū)排水發(fā)展要求，改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境景觀系統(tǒng)，亟需進(jìn)行綜合整治，以恢復(fù)健康河道。

2 河道生態(tài)整治理念

以往，在城鎮(zhèn)河道整治過(guò)程中只考慮到工程結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性，故多采用砌石、混凝土等材料修筑硬質(zhì)護(hù)岸，隔斷了水生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，導(dǎo)致河道失去原本完整的結(jié)構(gòu)和作為城市生態(tài)廊道的功能［1］。于是，河道生態(tài)整治理念應(yīng)運(yùn)而生。

生態(tài)整治是恢復(fù)河坡系統(tǒng)生態(tài)平衡的系統(tǒng)工程［2］。首先，河道生態(tài)整治不僅要滿足河道的泄洪、排澇等要求，而且還要能防止水土流失；其次，河道岸坡是整個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，應(yīng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)水文過(guò)程、緩沖洪水、控制侵蝕、截留降解污染物等功能，從而使整個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)具有重要的調(diào)節(jié)功能，其功能的好壞直接影響河流生態(tài)系統(tǒng)的健康［3］，從而影響生態(tài)城鎮(zhèn)的建設(shè)。

3 整治方案

3.1 清淤設(shè)計(jì)

中引河、總排河位于平原區(qū)，現(xiàn)狀斷面比較均一。河道清淤底寬、底高程、縱坡、堤頂高程等指標(biāo)主要根據(jù)河道排澇規(guī)模要求，并考慮河道兩側(cè)的實(shí)際情況，盡量維持河道現(xiàn)狀開(kāi)口寬度，避免占地、拆遷，清淤邊坡設(shè)計(jì)在保證邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)狀河道邊坡確定。

結(jié)合天津市治澇對(duì)策“以蓄代排，排蓄結(jié)合”，斷面設(shè)計(jì)盡量增加河道水深，增大河道槽蓄量。考慮到河道上下游兩岸地形變化不大，河道設(shè)計(jì)縱坡宜緩，以減少上下游水位差值。

3.1.1 設(shè)計(jì)縱坡

與總排河交匯的南引河已完成治理，設(shè)計(jì)縱坡為平坡，設(shè)計(jì)底高程為-2.3m，綜合考慮大寺排澇區(qū)的二級(jí)河道整體排澇規(guī)劃及平原地區(qū)河網(wǎng)水系溝通作用，設(shè)計(jì)將中引河、總排河河道縱坡設(shè)置為平坡，設(shè)計(jì)河底高程采用-2.3m。

3.1.2 設(shè)計(jì)邊坡

清淤設(shè)計(jì)邊坡仍用現(xiàn)狀天然穩(wěn)定坡比1∶2.0。

3.1.3 設(shè)計(jì)底寬

以將河道底部淤泥及岸坡上的淤泥、垃圾徹底清除為原則，盡量維持河道現(xiàn)狀開(kāi)口寬度，避免占地、拆遷，綜合確定河道清淤底寬。經(jīng)分析計(jì)算，中引河相對(duì)最優(yōu)河道清淤底寬為6～10m；總排河相對(duì)最優(yōu)河道清淤底寬為6～15m。

3.2 生態(tài)護(hù)坡

傳統(tǒng)的護(hù)坡多采用漿砌或干砌塊石、現(xiàn)澆或預(yù)制混凝土等剛性材料護(hù)坡，這些護(hù)坡型式雖然可以發(fā)揮河道行洪、排澇及水土保持等功效，且具有穩(wěn)定性好、節(jié)省土地、施工機(jī)械化程度高等優(yōu)勢(shì)，但這種護(hù)坡型式會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)不良影響，容易引起生態(tài)退化，使河道失去原有的生機(jī)，更與現(xiàn)代人們追求建立優(yōu)美環(huán)境的意愿相違背。由此，在西青區(qū)中引河、總排河河道整治方案設(shè)計(jì)中提出了兩種生態(tài)護(hù)坡方案進(jìn)行比選，使中引河、總排河不僅滿足河道行洪、排澇要求，又具有一定的生態(tài)色彩，創(chuàng)造具有大自然情趣的水環(huán)境。

3.2.1 聯(lián)鎖式護(hù)坡

聯(lián)鎖式護(hù)坡為自鎖定結(jié)構(gòu)，具有可靠的穩(wěn)定性和變形調(diào)整能力，護(hù)坡下鋪設(shè)一層400g/m2土工布，有效防止了土體外漏沉積而形成淤泥。聯(lián)鎖式護(hù)坡具有以下明顯優(yōu)勢(shì)：

（1）聯(lián)鎖式護(hù)坡磚是一種適用于中小水流情況下（不大于4m/s）土壤水侵蝕控制的新型連鎖式預(yù)制混凝土塊鋪面系統(tǒng)。由于采用獨(dú)特的聯(lián)鎖設(shè)計(jì)，每塊磚與周圍的6塊磚產(chǎn)生超強(qiáng)聯(lián)鎖，使鋪面系統(tǒng)在水流作用下仍具有良好的整體穩(wěn)定性。

（2）中小水流河道由于水淺是最容易形成淤泥的環(huán)境，針對(duì)這一點(diǎn)，聯(lián)鎖式護(hù)坡采用土工布作為反濾層，保證坡面自由排水的同時(shí)，有效防止土體外漏沉積而形成淤泥。

（3）使用聯(lián)鎖式護(hù)坡建造或恢復(fù)的自然護(hù)岸可生長(zhǎng)草本植物，可有效控制底泥營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放，吸收水體中過(guò)剩的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，抑制浮游藻類的生長(zhǎng)。同時(shí)混凝土內(nèi)添加滅螺木質(zhì)纖維，可有效集中釘螺和孔洞中生長(zhǎng)的殺螺植物，集中殺滅吸血蟲(chóng)。開(kāi)孔內(nèi)生長(zhǎng)的植物作為過(guò)濾屏障，對(duì)防止岸坡頂?shù)乃亮魇?、垃圾及有害水體在地表徑流作用下直接進(jìn)入河道、溪溝，起到一定的凈化作用，減少對(duì)河水的污染。

（4）聯(lián)鎖式護(hù)坡不需砂漿等膠凝材料勾縫，反濾層采用濾水土工布替代傳統(tǒng)的砂、石料，施工得到簡(jiǎn)化，結(jié)構(gòu)得到創(chuàng)新，而造價(jià)低。施工中無(wú)需機(jī)械設(shè)備，大大降低工程造價(jià)和施工難度，非常適應(yīng)于河道工程。

（5）由于聯(lián)鎖式護(hù)坡在生產(chǎn)工藝中進(jìn)行了二次布料，砌塊面層可著多種顏色，用彩色砌塊鋪就的聯(lián)鎖式護(hù)坡面帶明顯警戒標(biāo)識(shí)，可使水位警戒線一目了然，便于檢查和觀測(cè)。

3.2.2 BSC生物基質(zhì)混凝土護(hù)坡

（1）BSC（Bio-substrate Concrete）生物基質(zhì)混凝土為包含了BSC生物活性菌群的大骨料型植被生態(tài)恢復(fù)混凝土，其使用了粒徑較大的單一級(jí)配石料、高標(biāo)號(hào)低堿性水泥、BSC水泥調(diào)節(jié)劑等材料澆筑形成大骨料骨架層為生物生長(zhǎng)提供“容器”，利用粗骨料間隙存儲(chǔ)能使植物生長(zhǎng)的BSC混合基質(zhì)，并由其提供物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)，通過(guò)播種或其他手段使得多種植物在較堅(jiān)固的粗骨料混凝土中的基質(zhì)層生長(zhǎng)，并且對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和植被恢復(fù)。

（2）常用的框格式BSC護(hù)坡設(shè)計(jì)坡比宜緩于1∶1.5，一般沿河道坡面現(xiàn)澆2m×2m的混凝土框格，框格梁高寬均為20cm，框格內(nèi)澆筑12～15cm厚BSC生物基質(zhì)混凝土層，混凝土層上部覆蓋3～5cm富含BSC混合基質(zhì)及種子、肥料等的表層覆土，形成植被層，植被層一般2個(gè)星期內(nèi)出芽，4個(gè)星期后植被生長(zhǎng)良好，覆蓋全面，3個(gè)月后植被層生長(zhǎng)狀態(tài)即可穩(wěn)定。

（3）BSC生物基質(zhì)混凝土在不削弱混凝土強(qiáng)度的前提下使得混凝土中能長(zhǎng)出花草、灌木類植物，解決了水利工程中傳統(tǒng)混凝土技術(shù)不能進(jìn)行植被恢復(fù)及傳統(tǒng)綠化方式不能滿足水利工程堤防安全要求之間的矛盾，是一種生態(tài)效果較為顯著的護(hù)坡型式。缺點(diǎn)是護(hù)坡造價(jià)較高，施工工藝嚴(yán)格，施工后要求保障的必要植被生長(zhǎng)期較長(zhǎng)，植被覆蓋前遇降雨或沖刷易造成表土層流失從而影響綠化效果。

3.2.3 生態(tài)護(hù)坡方案比選

（1）BSC生物基質(zhì)混凝土生態(tài)效果雖然較為顯著，但護(hù)坡造價(jià)較高，施工工藝嚴(yán)格，施工后管理維護(hù)難度大，因植被生長(zhǎng)周期要求而不適用于治理后立即通水淹沒(méi)護(hù)坡面的河道，而中引河、總排河是常年有水河道，不能保證施工后3個(gè)月的植被生產(chǎn)期。

（2）聯(lián)鎖式預(yù)制混凝土塊護(hù)坡方案具有一定的優(yōu)勢(shì)：總體成本較低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐久性好，對(duì)水位變動(dòng)區(qū)的凍融變形適應(yīng)能力強(qiáng)，同時(shí)岸坡可生長(zhǎng)植物，防止水土流失，凈化水質(zhì)，美化環(huán)境，屬于生態(tài)護(hù)坡，更適合中引河、總排河的岸坡生態(tài)整治。因此，本工程將聯(lián)鎖式預(yù)制混凝土塊作為中引河、總排河岸坡防護(hù)的推薦方案。

3.3 綠化設(shè)計(jì)

為了提升中引河、總排河全線的綠化效果，改善生態(tài)環(huán)境及河系景觀系統(tǒng)，設(shè)計(jì)對(duì)兩岸植被較差的河段進(jìn)行岸坡綠化。根據(jù)物種選擇的適應(yīng)性、本土性、強(qiáng)凈化性和可操作性等原則［4］，最終確定河道兩岸綠化品種：?jiǎn)棠具x用洋槐（胸徑8cm）、垂柳（胸徑8cm）；灌木選用紫穗槐（高度1m左右）。

針對(duì)整治河道均為排澇河道的特點(diǎn)，根據(jù)環(huán)境條件和群落生長(zhǎng)特性進(jìn)行布置。設(shè)計(jì)方案擬布置4排植被對(duì)河道兩岸進(jìn)行綠化，喬灌結(jié)合，由河道內(nèi)坡（排澇上限水位以上）向堤頂依次布置紫穗槐2排（株距1m、行距0.5m）、垂柳1排（株距4m、距紫穗槐行距2m）、洋槐1排（株距4m、距垂柳行距3m）。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）在深入剖析河道生態(tài)整治理念的基礎(chǔ)上，針對(duì)西青區(qū)中引河、總排河河道現(xiàn)狀，擬通過(guò)清淤疏浚、生態(tài)護(hù)坡、綠化等工程措施對(duì)河道進(jìn)行生態(tài)整治，以期達(dá)到河道功能恢復(fù)、河流生態(tài)系統(tǒng)改善、景觀效果提升的整治目標(biāo)。

（2）河道生態(tài)整治應(yīng)注意對(duì)河道水體的整體污染防控、城市水網(wǎng)貫通和市政污水管網(wǎng)基本設(shè)施建設(shè)，在此基礎(chǔ)上推廣生態(tài)施工方法，最終恢復(fù)城鎮(zhèn)河道生態(tài)功能，使河道真正成為城市中的景觀生態(tài)綠廊。

［1］董哲仁.水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的脅迫［J］.水利水電技術(shù)，2003（7）：1-5.

［2］汪洋，周明耀，趙瑞龍，等.城鎮(zhèn)河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望［J］.中國(guó)水土保持科學(xué)，2005，3（1）:88-92.

［3］馬光，胡仁祿.城市生態(tài)工程學(xué)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［4］周揚(yáng)，徐亞同.生態(tài)護(hù)岸在城市河道生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用［J］.上?；?，2009，34（8）:1-4.