淺談河道整治中生態(tài)護岸的選擇

淺談河道整治中生態(tài)護岸的選擇

水是杭州的“血液”。但是,多年以來,這些“城市血液”逐漸地變得污濁、骯臟,不但影響了市民的生活,也影響了城市的景觀。特別是近十來年杭州城市向周邊擴展,原來的郊區(qū)農田變成了城區(qū),城鄉(xiāng)結合部的基礎設施建設跟不上城市擴展的速度,郊區(qū)管網不發(fā)達,工業(yè)污水、生活污水亂排亂放,跟市區(qū)水系貫通的郊區(qū)污染水源嚴重地影響了市區(qū)的水質。伴隨著杭州“品質之城”的建設,杭州的河道整治工作以實現(xiàn)“水清、流暢、岸綠、景美”為目標,工作扎實推進,取得了顯著成效。從河道一般清淤疏浚到綜合整治,在各方的努力、協(xié)調配合下,都取得不錯的效果。其中南黃港河道綜合整治工程較為典型,現(xiàn)以此工程為例,就生態(tài)護岸形式的選擇及確定來和大家共同探討。1修復理念和原則1.1水環(huán)境的改善目前大部分地方河流整治過程中,因防洪的目的,多數(shù)采取石砌硬質岸堤,盡管石砌硬質岸堤起到了防洪作用,但是,它以犧牲生態(tài)系統(tǒng)功能為代價,隔斷了河流生態(tài)系統(tǒng)和外部環(huán)境的物質和能量交換,阻滯了水氣循環(huán),使河流變成孤立的水港,河流的自凈功能差,河水易被污染和腐化。隨著我國城市化進程的加快,生態(tài)城市開始成為人們聚焦的一個熱點,而在生態(tài)城市建設進程中,水環(huán)境綜合整治是其中重要內容之一。河道已不僅僅具有“瀉洪、排澇、蓄水、引清、航運”等水道的基本功能,而且還具有“景觀、旅游、生態(tài)、與周邊環(huán)境相呼應”等的功能,人們渴望見到水清天藍、綠樹夾岸、魚蝦洄游的河道生態(tài)景觀。借鑒國外先進的治水理念,改變傳統(tǒng)水利中片面強調防洪安全,對河道整治中的環(huán)境問題、景觀問題、生態(tài)問題等給予重視,這樣,河道兩岸生態(tài)建設的新理念便成為一種重要需求。1.1.1透性人工護岸生態(tài)護岸是指恢復后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護岸。它擁有滲透性的自然河床與河岸基底,豐富的河流地貌,可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調節(jié)功能,同時具有一定的抗洪強度。1.1.2環(huán)保涂料的作用(1)洪水滯洪生態(tài)護岸采用自然材料,形成一種“可滲透性”的界面。豐水期,河水向堤岸外的地下水層滲透儲存,緩解洪災;枯水期,地下水通過堤岸反滲入河,起著滯洪補枯、調節(jié)水位的作用。另外,生態(tài)護岸上的大量植被也有涵蓄水分的作用。(2)自然駁岸如果在河道中形成淺灘和深潭,把岸線也做成不規(guī)則的,即有寬有窄,使護岸有陡有緩,擴大水面和綠地,與岸邊綠地、樹林之間形成水、綠網絡,增強岸邊動植物棲息地的連續(xù)性,這樣,就可以營造出多種多樣的、豐富的環(huán)境條件,形成豐富、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。從而,河流的自凈作用也大幅度提高。(3)保護和建立豐富的自然生態(tài)景觀生態(tài)護岸不僅可以與周圍環(huán)境形成相協(xié)調的河道景觀,而且可以通過保護和建立豐富的生態(tài)系統(tǒng)使河水清澈見底、魚蝦洄游、水草茂盛的自然生態(tài)景觀。1.2護岸的穩(wěn)定根據(jù)國內外生態(tài)護岸的成功經驗,結合南黃港的特點,生態(tài)護岸的設計應兼顧如下原則:(1)生態(tài)護岸應滿足河道功能河堤的穩(wěn)定要求,并降低工程造價;(2)盡量減少剛性結構,增強護岸在視覺中的“軟效果”,美化工程環(huán)境;(3)進行水文分析,確定水位變幅范圍,結合植物調查結果,選擇不同區(qū)域和部位的合適的植物;(4)應設置多孔性構造,為生物提供一個安全的生長空間;(5)盡量采用自然的材料,避免二次環(huán)境污染;(6)布置建筑物時考慮人們的親水要求。2項目總結2.1河道環(huán)境惡劣南黃港地處杭州城北石大路以南,西起石橋河,東至備塘河,全線約2.5km。河道寬約12～21m,河底高程約2.0～2.8m。由于周邊沒有完善的污水管網,沿河的農居和企業(yè)產生的污水都直接排入河道,從而造成水質污染,河床淤積;同時由于周邊環(huán)境、人員復雜,違占建筑、各類垃圾侵占河道的情況較普遍;河道總體環(huán)境惡劣,對周邊居民的生活環(huán)境形成嚴重影響。根據(jù)南黃港沿線兩岸不同條件以及河道現(xiàn)狀,具體細分如下:(1)石石立交施工范圍以西,河道兩岸現(xiàn)狀漿砌石駁坎均保存完好。(2)石石立交施工范圍內,大部分河道已被填平用作施工場地,同時,該段河道南側緊臨農居點,北靠石大線,河道斷面不具備拓寬空間。(3)石石立交與華中路之間的河道線形基本保持了原狀,但其北岸因布置了雙石立交的施工便道,河岸原有的綠化已基本被破壞;南岸本為農居點,因下城區(qū)“農改居”工程的實施,部分沿河農居已被拆除。(4)華中路以東至查工橋段,該段河道保持完好,河道北岸的林地綠化帶與石大路相銜接,形成了連續(xù)的綠地景觀帶;河道南岸的沈家港以西為石祥路貨運市場,沈家港以東為農業(yè)用地。(5)查工橋至備塘河段,該段河道北岸沿河基本都是農居,南岸除西端沿河有五幢農居外,其余為農業(yè)用地。2.2基礎抗滑穩(wěn)定南黃港河道兩岸環(huán)境復雜,局部河段緊臨石大路、農居房等情況,而石大路主要以重車運輸為主,車量荷載大,震動明顯;而農居房一般基礎處理簡單,基礎抗變形能力差;因而河道岸斷面開挖、防護必須確保岸坡穩(wěn)定,以免對周邊構造物以及居民形成安全隱患。因此著重針對緊臨石大線以及農居點的河道斷面進行多工況岸坡抗滑穩(wěn)定分析計算。計算結果見表1。通過對開挖岸坡穩(wěn)定計算結果的分析,工況1、工況3的抗滑安全系數(shù)尚不滿足規(guī)范設計要求,而安全系數(shù)所對應的滑面深度在7m左右,滑弧相對較深。3河流生態(tài)涂料的設計與比較3.1河流生態(tài)涂料方案3.1.1自然生長型自然原型護岸是在兩岸植被保持較好的河段,不進行河道拓寬,保留原有的草地、樹林、灌木以及岸邊自然生長的挺水和沉水植物所組成的自然生態(tài)系統(tǒng);配合補種樹木,達到護岸的效果。同時為保持清淤后的岸坡穩(wěn)定,可在坡腳布置2排松木樁(見圖1)。3.1.2腳體、護岸人工自然型護岸用天然石材、木材護底,如在坡腳設置各種固腳體、采用石籠或木樁等護岸,斜坡種植植被,實行喬灌結合,固堤護岸。同時為確保岸坡防洪抗沖刷能力以及岸坡穩(wěn)定,局部采用如石籠護坡、干砌石骨架護坡以及樹根樁等結構。3.1.2.漿砌石骨架的使用干砌石植被護岸是在常水位以下,以漿砌石為骨架,骨架內充填干砌石、鵝卵石,常水位以上配置植被綠化的一種防護方式。漿砌石骨架提高了護岸的整體穩(wěn)定性以及抗沖刷能力,內嵌干砌石、鵝卵石由于存在大量的空隙,從而保持了河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性。通過一定時間的淤積,石縫空隙為濱水帶生物的生長、繁殖提供條件。同時,干砌石具很高透氣性,在很大程度上保持了土與空氣間的水、氣、熱交換能力。此類生態(tài)護岸主要適用于岸坡較陡,需一定淺層防護的河段(見圖2)。3.1.2.生態(tài)護坡功能塊石固腳植被護岸,在坡腳施打分散型松木樁,樁頂1～2m范圍內嵌大塊天然河石以穩(wěn)固坡腳,坡面種植根系發(fā)達、生長快、生存期長、適應性好的水生植物,達到生態(tài)護岸效果。工程完工初期,植被尚未形成覆蓋層前,坡面采用可降解材料形成初期保護。坡面覆草具有緩沖性能,草生根后,草與土形成一體,草根的“錨固”作用使抗滑力增加,提高了邊坡的穩(wěn)定性。覆草洪水期間還能使水流順暢、流速減慢,改善水流條件,保護岸坡安全度汛。此類生態(tài)護岸主要適用于水域開闊,岸坡平緩的河段(見圖3)。3.1.2.設置石岸、撒土樹根樁景觀石護岸即在岸坡常水位附近先施打樹根樁,同時樁頂用混凝土承臺聯(lián)系,臺頂不露出水面,然后在承臺周圍隨意堆放適量的景觀石,堆放的邊緣彎曲而自然形成雅趣;之后,在塊石間隙撒一層種植土(含草籽),使之填充石與石之間的縫隙,有利于水生植物的大量生長。該類型的護岸主要適用于河道周邊有重要構造物或岸坡存在深層滑動安全隱患的河段(見圖4)。3.2工程護岸的確定根據(jù)不同生態(tài)護岸形式的適用條件以及河道現(xiàn)狀和岸坡穩(wěn)定情況,從而選擇合適的護岸形式。在選擇護岸形式時需兼顧經濟性以及景觀綠化等因素。南黃港石石立交至華中路段,右岸緊臨農居房、左岸緊臨市大路,且岸坡存在深層滑動的安全隱患,最終選用樹根樁景觀石護岸,并根據(jù)本工程實際情況以及邊坡穩(wěn)定計算結果,樹根樁樁長采用10m,雙排,采用間距40cm,“Z”字形布置。南黃港華中路至備塘河段,河道現(xiàn)狀水面寬約7～11m,岸坡形態(tài)自然,整體穩(wěn)定,臨水植被完好。為了充分發(fā)揮、挖掘該段河道生態(tài)、自然的本質特色,該段河道基本保持河道原有斷面,主要采用自然原型護岸。南黃港河道整治中所涉及到的生態(tài)護岸主要是以樹根樁為主的的人工自然型護岸以及以松木樁為主的自然原型護岸。兩種生態(tài)護岸形式雖然結構簡單,但此類防護在豐富河道兩岸生態(tài)效果以及提升文化品位。4關于問題和建議4.1形成“材料”模式在河道整治實施過程中,最大問題是規(guī)劃部門根據(jù)行洪需要,所確定的河道斷面往往比較標準化、唯一化,形成“一刀切“模式。在整治過程中,若以此為依據(jù),對原河岸植被生態(tài)狀況良好的河段進行改造,必將產生一定的破壞,有違內河整治的初初衷。所以,筆者建議規(guī)劃單位對市區(qū)河網防洪配水的主次定位略作調整,擴充周邊其他原生態(tài)保持情況較差河道的行洪配水能力,通過河網內部調整滿足城市總體的防洪配水要求。4.2污水截污納管從整治的近10條河道中,有城鄉(xiāng)結合部的,也有流經居民區(qū)的,但無一例外都是臭氣熏天,水質奇差。究其根本無非2類:①河岸沿線生產污水、生活污水的亂排;②由于河道淤積、河水富氧化造成河道本身的自凈功能的減弱。因而要徹底改善水質,必先切斷污染源,