黄河勘测规划设计研究院有限公司天津设计院 天津市 300202
摘要:生态护岸指的是利用植物或者植物与土木工程相结合,能在防止河岸坍方之外,还具备使河水与土壤相互渗透,增强河道自净能力,产生一定自然景观效果。近年来,生态型护岸以其结构简单、生态环保等优点逐渐受到人们的关注。分析生态型护岸特征及生态型护岸在水利工程设计中的应用策略。
关键词:生态型护岸;水利工程;工程设计
引言
生态型护岸具有较好的适应性与抗冲刷能力,能够起到很好的生态保护作用,而且在施工过程中还具有较高的稳定性。因此,生态护岸受到了社会各界人士的青睐。但由于生态护岸在水利工程设计中还存在一些问题,因此,在今后的工程设计过程中还需采取有效措施对这些问题进行处理。
1生态理念在水利工程的作用
1.1提高水资源的使用效果
在传统的水利工程设计中,往往以灌溉或供水为主要目的,而对于水资源的保护和合理利用考虑较少。生态理念的应用可以使得水利工程更加关注生态系统的保护和恢复,提高水资源的可持续利用。通过优化供水系统、推广节水技术、提高农田灌溉效率等方式,实现水资源的高效利用和减少浪费。
1.2防洪排水,提高管理能力
在水利工程建设过程中,应用生态理念可以帮助提高水利工程的防洪排水能力,并且改善管理能力。通过恢复河流自然生态状态、改建排水系统等措施,能够增加洪水承载能力,减轻洪灾损失,并提高防洪效果。此外,安装水文测站、信息化系统等管理手段,也可以帮助对水利工程进行有效的监测和管理。
2生态型护岸在水利工程设计中的应用策略
2.1工程概况
某江全长93km,总落差470m,总面积709km2,平均水深470m,洋川河流域面积为121.7km2,主河道全长23.11km,主河道平均比降10‰,是一条重要的河流,也是一条洋川河。在防洪方面,按照“通畅行洪、一次性达标”的原则,将工程河段所有的挡水结构都拆掉,并替换成在现代河流管理中建议采用的升降坝,从而达到“立坝挡水、卧坝行洪”的目的,在枯期形成景观,在汛期清理河道。
2.2洪水
2.2.1洪水计算
此项目拟以各气象站点为参考站,利用1954—2014年各气象站点最大单日降水数据,通过对各气象站点最大单日降水数据序列的统计,获得各气象站点最大单日降水平均85.2mm,并将该数据转换成24h最大降水数据,对该数据进行频度适线性分析。参考《短历时暴雨统计参数等值线图》及《暴雨洪水计算实用手册》中的相关等值线图,确定了最大24h降水平均为90~100mm,降水量变差系数Cv=0.52。采用降雨-洪峰方法,对其进行了分析,得出了最大24h降水平均H24h=95.4mm、Cv=0.52、降水量偏态系数Cs=3.5Cv,并对其进行了分析,得出了各频率的设计洪水的结果。
2.2.2设计洪水过程线及成果采用
此项目拟选取气象观测站(气象观测站)为参考站点,观测站点(1954—2014年)拥有61年的观测最大单日降水量(日均降水量),这些观测站点的观测数据都是由气象局整理出版的,是一种可靠的观测站点。研究区内已观测到2002年一遇的历史洪峰,千工堰(63.3km2)的2002年洪峰流量为283m3/s,吴家桥(70.9km2)的洪峰流量为310m3/s,经实测得到的大湾沟交汇处(68.8km2)的30年一遇设计洪峰值为303m3/s,与实测结果相近,验证了该方法的合理性。位于石梁河主干上游的团山库,距本项工程仅10~20km,是研究团山库的重要区域。团山水库的设计洪峰同样按照《暴雨洪水计算实用手册》进行了计算,并得到了批准,其24h最大暴雨统计参数为:H24h=100mm,Cv=0.5,Cs/Cv=3.5,而此项目所用的24h最大降雨参数为:H24h=95.4mm,Cv=0.52,Cs=3.5Cv。对比团山水库与此工程所采用的暴雨统计参数,两者相差不大,而团山水库计算洪水时采用的计算方法及地区综合、汇流参数等与此工程基本相同,可以印证计算所得的洪水成果比较可靠,可用于工程设计。
2.2.3防洪现状
在设计区间已经建成或将要进行防洪,但经实地考察,该河段设置了5座拦水堰和16座桥梁,造成了河面淤积,一些桥梁孔洞的通行能力不强,洪涝灾害时河水溢出两岸堤顶的危险。
2.2.4防洪对策措施
按照项目当时现行标准GB50201—2014《防洪标准》、SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的要求,该整治河道采用20年一遇的防洪标准;并建立一套水情自动预报系统。同时,结合已建成的测报站网络,加大对水情的测报力度,以保证施工的安全。
2.3水土流失防治措施
总体布局在水土流失防治的总体布局方面,要尽量坚持重点治理与面上防治的结合,植物措施、临时措施与工程措施的结合,治理水土流失与恢复、提高土地生产力的结合,统筹布局各类水土保持措施,构建一个完整的水土流失防治体系。在具体的防灾措施布局上,要以工程措施为主,发挥其快速、可控的特点,在关键区段采取工程措施,并在“线”“面”上强化森林、草场的复垦,使责任区的生态环境得到改善与修复,使土壤的生产力得到提升,使生物措施具有较好的生态效果,从而达到从源头上控制土壤侵蚀的目的。
2.3.1河道治理区
防洪堤区的土地类型以未利用地、旱地、稻田为主要用地,以浆砌石为主体进行治理,目前已提出的工程措施:以浆砌石砌筑挡土墙、堤后排水渠等,能有效防止因河道冲刷而引起的土壤侵蚀;植被措施:在项目完成后,在堤坝周围的裸露地面上播种2.97hm2左右;在施工区的挖掘表面陡峭的地方和暂时堆放的表土的地方,用编造的土包作为临时的挡墙,土包的高度1.0m,宽度0.5m,需要用到50m3左右的土包。
2.3.2管道安装区
管线占用的土地类型多为未利用地、旱地及稻田,管线的主体部分多为钢管;植被措施:在管道建设完成后,在管道周围的扰动地面上播种,覆盖面积为5.73hm2;在施工区的挖掘表面陡峭的地方和暂时堆放表土的地方,用编造的土包作为暂时的阻挡,土包的高度1.0m,宽度0.5m,大约需要80个土包。
2.3.3施工临时占地区
场地内的施工便道,就地依河道及管道铺设,不占用其他土地。在工程完成之后,对建筑临时占用的土地进行整理,面积0.04hm2,对原有耕地采用了人工覆盖的方法,覆盖土的厚度为30cm,覆盖土的体积为122m3;植被措施:在项目完成后,对施工中的临时占用区域进行绿化,使其恢复0.27hm2的植被,并采取灌草搭配的方法;在施工期间,施工区的暂时堆积的残渣和暂时堆放的表土,需要用到大约100m3的土袋。
2.4社会经济效益综合评价
2.4.1社会经济效益
在工程完成之后,可以承受20年一遇的洪水灾害,可以有效地保护沿岸的人民群众的生命财产安全,减少洪灾的发生,对沿河的建设用地进行规范,对洋川河的水质进行提升,还当地百姓一个稳定、祥和、舒适、干净的居住环境和生活环境。与此同时,它还可以对当地的经济发展产生强大的促进效果,促进城市的建设,这对于保障项目区社会经济可持续发展,确保当地人民的生活安定和社会稳定发挥着非常重要的影响,其社会效益非常明显。
2.4.2环境效益
该项目的实施,能治理城市污水,降低洋川河的水污染,提高河流的生态质;有利于河床的平顺平滑,岸坡的稳固牢固,对维持河岸稳定,减缓水土侵蚀,增加植被覆盖率,美化环境,改善周边生态环境,提升项目地区整体形象,改善人居环境,提升人们的生活品质具有重大作用。在项目完成之后,将会在工程区域内建立起一个完善的防洪系统,并通过在水边种植的水生植物以及人工绿化,来构建出一个生态环境非常好的休闲区,为人们的生产、生活提供一个安全、生态、和谐的环境空间和宜居环境。
结束语
生态型护岸的应用非常广泛,随着我国经济的发展,水利工程建设得到了大力发展,而生态型护岸能满足水利工程对护岸的要求,能够很好地保证生态环境的稳定性,是水利工程设计中不可或缺的重要部分。
参考文献
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