新建城区生态河道断面及护岸选型

GXF360 2017-11-04

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□夏爽英（郑州市水利建筑勘测设计院）

摘要：高路河是郑州航空港经济综合实验区南部片区的重要河道，为新建城区新开挖河道，河道断面及护岸型式确定是新开挖河道治理的核心内容。文章按照安全、生态的治河理念，紧密结合生态水工学、生态景观学、水环境学、地貌学等，对河道断面、河道护岸型式的优缺点及适用条件进行分析比选，根据高路河自身特点并结合周边环境、河道防洪排涝、区域景观文化、流域生态恢复和城市雨洪管理的要求，确定最为适宜的河道断面及生态护岸结构型式。

关键词：高路河；河道断面；护岸材料；护岸型式

1 河道概况

高路河是贾鲁河水系双洎河支流，河道总长20.13km，本次高路河治理范围为郑州航空港经济综合实验区南部片区内河道，治理段总长8.52km，共4个分支河道，蓝线宽度30～50m，流域面积12.11km2。

高路河设计定位为生态景观型城市河道，即通过河道疏挖和岸坡防护，确保河道行洪排涝安全、岸坡稳定、水系连通；通过设置拦蓄水建筑物以形成一定规模的水面景观；通过缓坡、浅滩、跌水、植物配置、生物沟等多种形式的结合保证河道生态环境的多样化和生态系统的连续性，最终实现“林、水、城相互交融，人与自然和谐共生”的河道治理目标。

2 河道断面选型

2.1 河道断面设计原则

文章介绍的高路河治理段为新建城区新开挖河道，根据区域总体规划要求及高路河功能定位，岸线及断面型式的设计应遵照以下原则。

2.1.1 高路河河道岸线设计原则

主槽岸线以徐缓蛇形的曲线为基调，还原天然河道蜿蜒曲折的水流，河道开口线以不突破蓝线控制为原则，形成宽窄不一、高低起伏的多元化布置。

2.1.2 高路河横断面设计原则

①充分考虑河道防洪排涝、生态景观、雨洪利用、休闲游憩等多种功能；②衔接区域竖向规划；③满足区域排水要求；④满足景观水面要求；⑤与水生态生境营造相结合；⑥营造丰富多变、生态自然的断面型式；⑦融入自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”设计理念，营造水资源节约型河道。

2.2 河道断面的确定

目前河道治理工程中常见的断面型式有梯形断面、复式断面和矩形断面等。

①矩形断面：该断面形式占地少，但形式单调，护岸均须硬化，不利于河道生态环境及水景观营造，又因挡墙体型较大使得工程投资较大，且矩形断面对两岸挡土墙的稳定性要求较高，施工中也会面临较多的高边坡处理问题。②梯形断面：断面形式简单，但景观效果较为单一。③复式断面：复式断面是梯形或矩形断面中间增加一个二级平台或多级平台，断面形式可以灵活多变，既可以保证行洪又可以为河道景观提供空间，使河道更为壮观，立体感、层次感更强。缺点是复式断面占地相对较大，适用于蓝线较宽河段。

新建高路河河道挖深为2.50～6m，从水生态生境和景观营造、工程施工、后期管理等考虑，复式断面优于矩形断面及梯形断面，故高路河规划断面以复式断面为主，河道蓝线较窄段和挖深较浅段采用梯形断面。在复式断面及梯形断面基础上结合生态护岸，使河道断面灵活多变，呈现出错落有致、自然变化的断面形式，并通过两岸微地形布置将河道景观向外有机延伸，可常年保持丰富多样的的河道景观。

3 护岸型式选择

高路河河床以粉细沙为主，稳定性及抗冲能力较差，因此设计对河道岸坡进行适当防护。按照生态河道治理理念，护岸作为连接陆地与水域生态系统的过渡区，要求护岸不能阻隔河水与地下水土之间的能量交换，既要有传统硬质护岸的稳定结构与防洪功能，又要具有良好的生态效益。

3.1 护岸材料特点分析

3.1.1 格宾护垫

采用低碳钢丝编织成六边形双绞合金属网面，将金属网面制作成箱体结构，在其内填充符合既定要求的块石或卵石，以达到抗冲刷防护目的，集柔韧性、透水性、环境亲和性、耐久性、施工便捷性、经济型、抗冲性等优点。

3.1.2 生态联锁块防护

是一种预制混凝土柔性护坡，耐冲刷，整体性好，且能适应不均匀沉降的变化，大孔及相邻两块联锁块形成连接孔，孔内可种植绿色植被，具有较好的生态景观效果，施工简单。

3.1.3 反滤混凝土砌块挡墙

由混凝土砌块、连接件、植物、土工格栅等共同组成的生态挡墙工程系统，砌块砌筑时采用层层退台的方式，用连接件及凹槽相互固定，常水位以下挡墙砌块内填块石，形成鱼巢，并为水生生物提供栖息场所，常水位以上挡墙砌块内填碎石土，利于植物生存，增加护岸生态景观效果。

3.1.4 实木桩防护

河道边坡基础为软弱土壤时，可在边坡上密排打入新鲜木桩，木桩深入土层深度不小于桩长的60%，桩径范围为10～20cm，不同桩径高低错落密排，岸线根据景观效果自然变换，并在桩后设置土工布用于挡土，木材对水环境有亲和性，且施工方便，配合植物配置可形成较好的生态景观效果，缺点是整体性较差，不宜大范围使用。

3.1.5 卵石护坡

在河道边坡尤其是常水位附近散铺卵石，并结合植物绿化共同营造的纯生态驳岸，该护岸型式最大程度的还原了河道的自然生态面貌，能为水生动植物提供良好的生存环境，卵石同样具有一定的抗冲能力，可以满足低流速下河道岸坡的稳定，造价也相对低廉。

3.1.6 麦克加筋垫防护

麦克加筋垫是以细的聚合物丝为原料，按照一定方式缠绕的柔性垫，具有开敞市的三维空间结构，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统，通过植物的生长活动达到根系加筋、径叶防冲蚀的目的，对边坡进行加固，可有效防治水土流失、增强绿化面积、改善生态环境。

3.1.7 景石护岸

在河道常水位附近堆砌景石，起到抗冲固坡的作用，通过景石之间孔隙率的控制可供植物生长，通过形态的控制营造出接近天然效果的河道驳岸，使驳岸看起来更加生态自然，同时也可用于坡面的散摆和点缀，增加护坡的层次感。

3.2 护岸型式选择

通过对以上各种防护材料的分析比较，并根据本区域水系工程的特点及周边环境、防洪排涝、景观文化、生态修复和雨洪管理的要求，本次护岸型式采用多种防护材料搭配、错落布置，不再拘泥于单一的固定坡比，在部分河段两岸采用不同的防护型式，在适宜位置设置浅水种植区、河底生物沟、生态岛等，以营造河道丰富多变的岸线形态和水生态环境，同时在河道两岸设置生物滞留带，以净化入河径流雨水。

3.2.1 复式阶梯型护岸

针对两岸地面高程较高、河道挖深5～6m、景观水位较高区域，采用复式阶梯型护岸。在这些岸段，可适当扩大水面，设置浅水种植区（水深0.50m，宽度3～8m）种植水生植物，既有利于美化水环境，还可以改善局部水质。主要有以下几种防护形式（自河底至岸顶顺序）：①：一级或二级格宾挡墙+浅水种植区平台+反滤混凝土砌块挡墙②：格宾护垫护坡+浅水种植区平台+景石挡墙③：生态连锁块护坡+浅水种植区平台+实木桩挡墙+植被缓坡。

3.2.2 自然缓坡型护岸

针对河道挖深相对较小、景观水位较低区域，在景观水位以下采用人工型生态防护，景观水位以上采用微地形缓坡（不陡于1∶5）形式与地面衔接，通过植物配置打造河岸景观，主要采用以下几种防护形式：①：生态联锁块护坡（坡度1∶3～1∶5）+植被缓坡（景石点缀）；②：麦克加筋垫护坡（坡度1∶5）+植被缓坡（景石点缀）；③：卵石缓坡（坡度1∶6～1∶8）+植被缓坡（景石点缀）

3.2.3 亲水台阶式护岸

在跨河桥梁附近、溢流堰等跌水建筑物附近，设置亲水台阶式护岸，并在蓄水位以上0.30m处设置亲水平台，满足人们亲水戏水需求。

通过上述自然型、人工型生态防护措施，构建了具有安全性、生态性、亲水性、景观性的高路河岸坡防护体系。目前高路河治理工程已基本完工，丰富多变、生态自然的河道结合两岸景观绿化，营造“健康安全·水活水清·生态美观·和谐共生”的城市水生态环境。