堤岸防护工程设计与管理

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堤岸防护工程设计与管理

1孝河河道治理工程概况

1.1孝河简况

孝河是纵贯孝义市东西的一条主要河流,属文峪河一级支流,也是汾河的重要支流,由柱濮河、兑镇河、下堡河、曹溪河、王马河等支流汇合而成,被喻为孝义人民的“母亲河”。其中,柱濮河、兑镇河、下堡河在孝河的上游汇合,汇合处下游建有张家庄水库;水库下游为孝河主河道,于大孝堡乡五楼庄村北汇入文峪河。孝河全长56.5km,流域面积534.2km2;张家庄水库控制流域面积465.1km2,水库以下河道全长12.3km。

1.2孝河治理的必要性

张家庄水库下游孝河大部分河段位于市区,河堤残缺不全,现有堤防工程老化失修。河道两岸企业、居民随意侵占河道,倾倒垃圾,致使淤积严重,严重影响行洪能力,存在安全隐患。根据孝义市城市总体规划,需建设孝河水利风景区。2007-2009年,对张家庄水库下游的3.1km河道进行了综合整治,建起了适宜生态休闲的胜溪湖森林公园;2011-2013年,在水库上游3km长的河道,建立了以城市湿地、生态文化、民俗风景区为特色的胜溪湖湿地公园。这两项河道整治工程,在净化污染、保护水源,改善气候、美化环境,调节径流、保持水土以及防洪保安等方面,发挥了良好的综合效益。本期开展的孝河生态综合治理属三期工程,位于胜溪湖森林公园下游河段,是孝河水利风景区的重要组成部分。

1.3本期河道治理工程简况

本期孝河河道生态综合治理工程的任务,主要是兴建河道两岸堤防,对治理段河道进行疏浚、清淤,并对河道两岸进行绿化美化,以提高防洪标准,保证城市安全。工程位于孝河铁下线至入文峪河口之间,整治长度9.25km。除对治理段河道疏浚、清淤和防渗外,兴建两岸堤防20km,沿线设置橡胶坝6座,钢坝闸1座,两岸堤顶道路外侧分别布设50m和100m宽的绿化带,总投资达7.3亿元。

2工程设计理念和设计原则

2.1设计理念

现代河道治理,遵循生态系统平衡原理,按照人与自然和谐相处的理念,把生态水利建设作为治理工程设计的基本出发点。即在满足防洪、排水、允许纳污的前提下,以“安全、生态、景观”为设计方向,创建集多功能为一体的城市河流,为居民创造一个舒适、生态、优美的滨水生活环境。

2.2设计原则

河道工程的规划设计原则,首要的是确保泄洪防涝,同时注重塑造整体的城市绿色景观,将河流建设成一道亮丽的风景线,维护生态环境,实现人与自然的协调与统一,以满足居民的休闲娱乐要求,促进人与社会共同发展。根据《防洪标准》,本期孝河生态综合治理工程设计洪水标准为20年一遇,在满足河道正常行洪的前提下,确保安全,并起到恢复河流自然环境,创造生态宜居城市的作用。

3堤岸防护工程设计

堤岸防护工程是防洪安全的保证。针对堤防损毁的主要原因,按照新的设计理念与设计原则,选择科学合理的堤岸防护工程型式和护坡材料,以适应水流变化,满足防洪、取水、生态改善等多方面的要求。

3.1堤岸护坡方式选择

堤岸护坡方式一般为格宾笼护坡、干砌石护坡、抗冲生物毯护坡三种,各有优缺点。

3.1.1格宾笼护坡

格宾笼也叫格宾网,角形网是用金属丝材料编织的网箱,网箱结构是由具有延展性的低碳钢丝或者包含PVC材料的钢丝机械编织而成,具有高抗腐蚀、高强度和耐冲刷等特点。主要优点:一是工艺简单,价格低廉。充填材料是石头,造价较低,只需人工装灌,不需要特殊工艺,施工简单,工期很短;二是不易变形,发生破碎。石料可以承受大范围的变形,也能满足寒冷冬季发生冻胀的要求;三是格宾网间,植物充填。石头间隙的淤泥适合植物生长,容易形成生态小系统,符合生态治理的要求。主要缺点:不能机械化施工。

3.1.2干砌石护坡

干砌石护坡是选择质地坚硬、不易风化、无裂纹的岩石,按从外到内、从低到高的顺序砌筑,所形成表面平顺美观的整体护坡。主要优点:一是建筑材料是石块,只需人工砌筑,经济实惠,施工简单;二是抗冲刷和适应变形能力强;三是石缝间可生长草本植物,具有一定的生态功能。主要缺点:不能机械化操作,景观效果较差。

3.1.3抗冲生物毯护坡

抗冲生物毯的主要特点是还河道于自然,在控制水力侵蚀的同时,实现河道边坡生态修复和景观绿化,是“复合纤维织物”和“多样化草种”等配套材料为一体的生态护坡。因为生物毯中有很多根系发达的固土植物,可使河岸和植被连成一体,形成一个新的河流生态系统。主要优点:一是景观效果好,并具有抗冲刷功能,快速绿化边坡;二是能够大量节约工程成本,施工简便,建设周期短;三是柔性结构能更好地适应地基变形,生态功能良好。主要缺点:一是做为岸坡防护时不能单独使用,坡顶、坡脚部位需要采用格宾笼进行压固、保护;二是需要调节好施工时间,保证植物生长覆盖以抵抗水流冲刷;三是初植植物后应浇水和保护,管理任务较重。

3.1.4三种护岸方式综合比较

通过比较以上三种护岸方式,既能满足安全稳定、抗冲刷性能良好,又具有特有的空间结构,能够实现生态护坡的堤岸防护方式只有格宾笼。

3.2堤岸防护型式确定

根据《堤防工程设计规范》,孝河生态工程堤防等级为4级。河道断面及堤防设计,综合考虑河道过流能力和蓄水美化的要求,采用复式断面。河道底宽100m蓄水区,全部采用水平防渗措施;亲水平台以下堤岸,铺设复合土工膜防渗层和格宾石笼防护,亲水平台为混凝土路面;亲水平台外侧至堤顶间采用植物措施防护;堤顶外侧至时代大道间布设绿化带固坡保水。

4加强河道堤防管理的对策建议

河道堤防工程属于基础公益设施,关系到沿岸工农业生产和居民的生命财产安全。建好是基础,抓好维护管理使其正常运行是关键。为此,特提出以下对策建议。

4.1广泛宣传,完善制度

河道管理部门要加强宣传,充分利用当地各种媒体,向社会宣传其防洪保安的重要性。管理工作中的核心是规范化,建立完善一整套切实可行的管理制度。

4.2加强培训,提高素质

河道管理需要一批技能过硬、素质优良、尽职尽责的专职人员。针对目前状况,除配备足够的管理人员外,需对现有管理人员按需施教、综合培训,在提高技能的同时,强化管理责任。

4.3现代探测,消除隐患

在做好堤岸日常维护工作的同时,要积极应用堤防隐患探测技术,如电场法探测、CT层析探测和同位素示踪探测等,与通讯和室内可视化有效连接,以提高管理的现代化。

作者:霍二勇 单位:孝义市水务局