堤岸防護工程設計與管理

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堤岸防護工程設計與管理

1孝河河道治理工程概況

1.1孝河簡況

孝河是縱貫孝義市東西的一條主要河流,屬文峪河一級支流,也是汾河的重要支流,由柱濮河、兌鎮河、下堡河、曹溪河、王馬河等支流匯合而成,被喻為孝義人民的“母親河”。其中,柱濮河、兌鎮河、下堡河在孝河的上游匯合,匯合處下游建有張家莊水庫;水庫下游為孝河主河道,于大孝堡鄉五樓莊村北匯入文峪河。孝河全長56.5km,流域面積534.2km2;張家莊水庫控制流域面積465.1km2,水庫以下河道全長12.3km。

1.2孝河治理的必要性

張家莊水庫下游孝河大部分河段位于市區,河堤殘缺不全,現有堤防工程老化失修。河道兩岸企業、居民隨意侵占河道,傾倒垃圾,致使淤積嚴重,嚴重影響行洪能力,存在安全隱患。根據孝義市城市總體規劃,需建設孝河水利風景區。2007-2009年,對張家莊水庫下游的3.1km河道進行了綜合整治,建起了適宜生態休閑的勝溪湖森林公園;2011-2013年,在水庫上游3km長的河道,建立了以城市濕地、生態文化、民俗風景區為特色的勝溪湖濕地公園。這兩項河道整治工程,在凈化污染、保護水源,改善氣候、美化環境,調節徑流、保持水土以及防洪保安等方面,發揮了良好的綜合效益。本期開展的孝河生態綜合治理屬三期工程,位于勝溪湖森林公園下游河段,是孝河水利風景區的重要組成部分。

1.3本期河道治理工程簡況

本期孝河河道生態綜合治理工程的任務,主要是興建河道兩岸堤防,對治理段河道進行疏浚、清淤,并對河道兩岸進行綠化美化,以提高防洪標準,保證城市安全。工程位于孝河鐵下線至入文峪河口之間,整治長度9.25km。除對治理段河道疏浚、清淤和防滲外,興建兩岸堤防20km,沿線設置橡膠壩6座,鋼壩閘1座,兩岸堤頂道路外側分別布設50m和100m寬的綠化帶,總投資達7.3億元。

2工程設計理念和設計原則

2.1設計理念

現代河道治理,遵循生態系統平衡原理,按照人與自然和諧相處的理念,把生態水利建設作為治理工程設計的基本出發點。即在滿足防洪、排水、允許納污的前提下,以“安全、生態、景觀”為設計方向,創建集多功能為一體的城市河流,為居民創造一個舒適、生態、優美的濱水生活環境。

2.2設計原則

河道工程的規劃設計原則,首要的是確保泄洪防澇,同時注重塑造整體的城市綠色景觀,將河流建設成一道亮麗的風景線,維護生態環境,實現人與自然的協調與統一,以滿足居民的休閑娛樂要求,促進人與社會共同發展。根據《防洪標準》,本期孝河生態綜合治理工程設計洪水標準為20年一遇,在滿足河道正常行洪的前提下,確保安全,并起到恢復河流自然環境,創造生態宜居城市的作用。

3堤岸防護工程設計

堤岸防護工程是防洪安全的保證。針對堤防損毀的主要原因,按照新的設計理念與設計原則,選擇科學合理的堤岸防護工程型式和護坡材料,以適應水流變化,滿足防洪、取水、生態改善等多方面的要求。

3.1堤岸護坡方式選擇

堤岸護坡方式一般為格賓籠護坡、干砌石護坡、抗沖生物毯護坡三種,各有優缺點。

3.1.1格賓籠護坡

格賓籠也叫格賓網,角形網是用金屬絲材料編織的網箱,網箱結構是由具有延展性的低碳鋼絲或者包含PVC材料的鋼絲機械編織而成,具有高抗腐蝕、高強度和耐沖刷等特點。主要優點:一是工藝簡單,價格低廉。充填材料是石頭,造價較低,只需人工裝灌,不需要特殊工藝,施工簡單,工期很短;二是不易變形,發生破碎。石料可以承受大范圍的變形,也能滿足寒冷冬季發生凍脹的要求;三是格賓網間,植物充填。石頭間隙的淤泥適合植物生長,容易形成生態小系統,符合生態治理的要求。主要缺點:不能機械化施工。

3.1.2干砌石護坡

干砌石護坡是選擇質地堅硬、不易風化、無裂紋的巖石,按從外到內、從低到高的順序砌筑,所形成表面平順美觀的整體護坡。主要優點:一是建筑材料是石塊,只需人工砌筑,經濟實惠,施工簡單;二是抗沖刷和適應變形能力強;三是石縫間可生長草本植物,具有一定的生態功能。主要缺點:不能機械化操作,景觀效果較差。

3.1.3抗沖生物毯護坡

抗沖生物毯的主要特點是還河道于自然,在控制水力侵蝕的同時,實現河道邊坡生態修復和景觀綠化,是“復合纖維織物”和“多樣化草種”等配套材料為一體的生態護坡。因為生物毯中有很多根系發達的固土植物,可使河岸和植被連成一體,形成一個新的河流生態系統。主要優點:一是景觀效果好,并具有抗沖刷功能,快速綠化邊坡;二是能夠大量節約工程成本,施工簡便,建設周期短;三是柔性結構能更好地適應地基變形,生態功能良好。主要缺點:一是做為岸坡防護時不能單獨使用,坡頂、坡腳部位需要采用格賓籠進行壓固、保護;二是需要調節好施工時間,保證植物生長覆蓋以抵抗水流沖刷;三是初植植物后應澆水和保護,管理任務較重。

3.1.4三種護岸方式綜合比較

通過比較以上三種護岸方式,既能滿足安全穩定、抗沖刷性能良好,又具有特有的空間結構,能夠實現生態護坡的堤岸防護方式只有格賓籠。

3.2堤岸防護型式確定

根據《堤防工程設計規范》,孝河生態工程堤防等級為4級。河道斷面及堤防設計,綜合考慮河道過流能力和蓄水美化的要求,采用復式斷面。河道底寬100m蓄水區,全部采用水平防滲措施;親水平臺以下堤岸,鋪設復合土工膜防滲層和格賓石籠防護,親水平臺為混凝土路面;親水平臺外側至堤頂間采用植物措施防護;堤頂外側至時代大道間布設綠化帶固坡保水。

4加強河道堤防管理的對策建議

河道堤防工程屬于基礎公益設施,關系到沿岸工農業生產和居民的生命財產安全。建好是基礎,抓好維護管理使其正常運行是關鍵。為此,特提出以下對策建議。

4.1廣泛宣傳,完善制度

河道管理部門要加強宣傳,充分利用當地各種媒體,向社會宣傳其防洪保安的重要性。管理工作中的核心是規范化,建立完善一整套切實可行的管理制度。

4.2加強培訓,提高素質

河道管理需要一批技能過硬、素質優良、盡職盡責的專職人員。針對目前狀況,除配備足夠的管理人員外,需對現有管理人員按需施教、綜合培訓,在提高技能的同時,強化管理責任。

4.3現代探測,消除隱患

在做好堤岸日常維護工作的同時,要積極應用堤防隱患探測技術,如電場法探測、CT層析探測和同位素示蹤探測等,與通訊和室內可視化有效連接,以提高管理的現代化。

作者:霍二勇 單位:孝義市水務局

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