河道堤防的工程设计

1、生态堤防设计原则

1）安全性原则。一般来说，河道堤防的建设最重要的作用就是防洪度汛，因而，生态堤防的防洪安全是其设计时最先考虑的原则，只有安全的堤防才能考虑到生态的堤防。2）整体性原则。河道堤防设计着眼于整体，对上下游、左右岸及河底至堤岸多层次统筹考虑，尽显回归自然，将河道堤防与周围环境有机地融为一体，营造人水和谐的生态空间。3）自然性原则。在河道堤防设计过程中，应尽量维持河道原有的天然岸线与河道走势，在满足防洪要求下保留河滩和弯道，尽可能保持河道的天然形态，避免人为对河道的生态的破坏。4）生态性原则。河道堤防设计应满足生物的生存需要,适宜生物生息、繁衍，重视河岸植被建设，发展水生动物，使其既具有景观效应，又提高生物多样性保护等生态功能。5）亲水性原则。在满足安全等要求下，河道堤防设计应结合当地人文资源，因地制宜地设计包括能沿河畔行走、跑步、就坐、躺卧和触水等亲水性设施，以满足人们亲水、触水等感受自然的要求。

2、山区河道生态堤防设计实例

河道生态堤防是目前国内河道堤防建设的总体趋势，特别是针对山区河道河床坡降陡、洪水暴涨暴落，流速大，冲刷能力强的特点，相对平原地区，山区河道生态堤防的设计相对也是一个难点。现结合缙云县河阳生态防洪堤工程设计实例对山区河道生态堤防设计进行探讨分析。2.1工程概况工程位于浙江省省级历史文化保护区“新建镇河阳历史文化保护区”内，河阳村古民居为元代古民居，已有一千多年的历史。新建溪属钱塘江流域武义江上游，河阳村位于新建溪中上游，流域面积70.68km2，主流长度20.9km，河道平均坡降3.98‰。本工程河段现状原河道左岸没有防洪堤，地形杂乱，不能满足防洪要求，无亲水设施，有临时搭建平台。右岸现有直立挡墙，基本满足防洪要求，沿河右岸有5处河埠头，仍可使用。沿河两岸局部有水杉、银杏等高大乔木，杂草众多，缺少植物层次梳理。本工程防洪标准为20年一遇，属4级水利工程，主要内容包括新建堤防护岸约1.2km、翻板堰坝1座，修复改造固定堰坝1座，工程总投资约800万元，建安工程约600万元。2.2设计目标充分利用当地山水资源，把历史古村落文化特色和生态环境有机结合起来，实现人与自然和谐共生，村落发展与环境建设的协调发展。满足区块防洪的主要功能要求，综合考虑各种功能地块，兼顾休闲、旅游、生态、生活交往、运动健身等功能；通过连续的滨水水岸设计，满足人们亲水、触水的需求；在满足防洪的前提下，减少弱化生硬挡墙；通过生态河道景观，烘托河阳古村落的人文特色。2.3工程总体布置堤线布置按原河岸走向，利用原有岸线，堤距维河道现状宽度在45-65m，加高加固修建堤防护岸。通过设置可以过水的亲水平台、游步道和景观绿化，使其上下游贯通，并对下游原有部分滩地进行修整后予以保留。为保护滩地，防止堤脚冲刷，满足人们亲水要求，营造水生态效果，对原有的堰坝进行修复和改造。2.4堤防设计1）堤防典型断面。本工程河道堤防护岸采用保留原有挡墙，增加生态护岸的方式，护岸主要采用四种型式：护岸一：原有砌石护岸+亲水及绿化措施（花坛、亲水平台和游步道三者有机结合）+水下挡墙。原有砌石挡墙护岸+1.4m绿化+浆砌石挡墙。该断面适用于上游段右岸，此段原有老干砌石护岸，且大部分护岸高程已满足防洪要求。原有砌石挡墙护岸顶增设10cm厚C20砼压顶，并在迎水侧增设栏杆；绿化带种植土厚50cm，底部设30cm厚干砌块石护底；浆砌挡墙顶高出正常水位0.3m，浆砌挡墙顶宽0.8m，迎水坡1:0.1，背水坡1:0.3，挡墙上部0.6m为M7.5浆砌漂石，下部为M7.5浆砌块石，基础为30cm厚C20砼底板，挡墙基础开挖边坡为1:0.5，挖至基岩，挡墙后采用回填土回填压实。护岸二：1.2m人行道+坡体绿化+浆砌石挡墙。该断面适用于上游段左岸，此段河道两侧为农田和公路，护岸坡体绿化宽度有拓展空间。道路边上新建人行道，人行道高程与道路及村庄规划高程相衔接，两边用侧石固定。坡体表面绿化，下面铺50cm厚种植土，种植土下面垫30cm厚干砌块石。浆砌挡墙顶高出正常水位0.3m，浆砌挡墙顶宽0.8m，迎水坡1:0.1，背水坡1:0.3，挡墙上面为0.6m高的M7.5浆砌漂石砌筑，下面为M7.5浆砌块石砌筑，基础为30cm厚C20砼底板，浆砌挡墙开挖坡度1:0.5，挖至基岩，挡墙后采用回填土回填压实。护岸三：原有砌石护岸+绿化及亲水措施（花坛、亲水平台和游步道三者有机结合）+水下挡墙。该断面适用于中间段右岸，此段原有老干砌石护岸，护岸底部有多个洗衣埠头，且大部分护岸高程已满足防洪要求。原有砌石挡墙护岸顶增设10cm厚C20砼压顶，并在迎水侧增设栏杆（部分防洪高度不够位置在原挡墙顶增设花坛以达到防洪要求）。花坛边框采用红砖浆砌，外侧面贴花岗岩，花坛种植土厚50cm，底部设30cm厚干砌块石护底；亲水平台和游步道宽分别为1.8m、1.2m，均采用青石铺筑并高出正常水位0.2m。水下挡墙采用M7.5浆砌块石砌筑，挡墙顶宽0.5m，迎水坡垂直，背水坡1:0.3，基础为30cm厚C20砼底板，挡墙基础开挖至基岩，挡墙后采用砂砾石回填压实。护岸四：新建干砌块石挡墙+1.5m绿化+抛石。该断面适用于中间段左岸，此段左岸已建有大量新居民房且防洪标准低，离河道近，无法大面积的坡面绿化。干砌块石挡墙顶宽0.8m，压顶采用10cm厚C20砼，并在迎水侧增设栏杆。挡墙迎水坡1:03，背水坡1:0.2，基础为30cm厚C20砼底板，挡墙开挖坡度1:0.5，挖至基岩，挡墙后采用回填土回填压实。绿化下面铺50cm厚种植土，种植土下面垫30cm厚干砌块石，绿化种植在正常水位以上；正常水位以下采用抛石固脚。2）生态护岸措施。尽可能保留或移栽原有树木，恢复河岸沿线的生态环境，树种尽量选择乡土树种原则，以乔木为主，地被、灌木为辅，充分体现物种的多样性。5年一遇洪水位以下以水生植物为主，利用水下挡墙形成水生植物区。10年一遇洪水位以下以湿生植物为主，主要用于挡墙和亲水步道间的绿化。20年一遇洪水位以下选择耐短时水淹的陆生植物为主，对现状的水杉银杏等进行保留，并适当进行补种，同时挡墙顶部通过悬挂植物手法，软化生硬挡墙，增加河岸绿化层次。

3、结语

生态堤防是一门新兴的科学,是水利与其它学科的结合,它涉及水力学、生态学、景观设计、美学、环境心理学和环保等诸多学科的综合性问题。堤防建设应以自然和生态原则为基础,充分研究当地文化的特色,通过精心规划设计,采用与周围环境相协调的堤防断面形式，同时工程措施和植物措施应该相结合。

作者：陈盛辉 单位：缙云县水利水电勘测设计所