生态护岸在福州江心公园改造工程中的应用研究

龙源期刊网生态护岸在福州江心公园改造工程中的应用研究作者：米伟亚来源：《科学与信息化》2016年第23期摘要随着社会发展，人们对生态环境的影响越来越重视。同时在城市亲水公园的建设、河道治理工程中，也开始注重水利工程的生态环境问题。现依托福州江心公园改造项目，探讨分析了生态护岸在驳岸重建及加固工程中的应用。关键词生态；驳岸；加固；坡式护岸引言长期以来，传统的护岸形式主要考虑的是河道的行洪速度、冲刷、水土保持等，多采用浆砌块石或干砌块石护坡，现浇混凝土护坡，预制混凝土块体护坡等结构[1]。这类护岸在约束水的行为、防止水土流失方面做出了较大贡献，但在对保护水体自净、适合生物生存和繁衍及维持人与水环境的和谐方面还有诸多缺陷。生态护岸指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，有一定自然景观效果的护坡形式[2]。近年来，我国许多省市在生态护岸的研究上也做了许多尝试，积累了一定的经验。上海市青浦区在章滨河整治中采取多种生态护岸形式，取得了良好的社会效益和生态效益；广东省中山市岐江公园的栈桥式生态亲水湖岸，在实现了水位变化较大的情况下，仍然具有亲近人、生态和美的效果[3]。本文研究生态护岸在城市亲水公园驳岸工程中的应用。1依托工程概况福州江心公园原名三县洲，是个岛屿公园，在解放大桥上游1000多米处的闽江北港中上游的江心岛。全岛面积48.3km2，是一块冲积沙洲。江心公园曾是避暑度假胜地，因“爱情岛”而出名。1997年因配合三县洲大桥建设，桥下的江心公园被作为施工建材堆放地与民工驻地而封闭，十分遗憾。为相应民众的呼声，丰富市民休闲生活，现通过对江心公园改造升级，打造集生态园林和游乐设施为一体的新型公园。江心公园处于闽江北港冲刷段范围，并处于感潮区段，受径流与潮汐共同作用，一天有两次潮水涨落过程。近年来由于人类活动干扰加剧，北港河道不断下切演变，潮汐动力作用增强，潮差加大。原有驳岸基本是砌石挡墙，坡脚有防冲刷的抛石护基。由于岸基存在淤泥质土等软弱土层，并且受潮水涨落、大吨位驳船涌浪以及洪水冲刷影响，冲刷段的低水驳岸易出现基础抛石流失，驳岸墙后土体易随水位涨落而被带走等，驳岸已发生开裂和沉陷，局部已发生坍塌失稳事件。这不仅影响驳岸安全，而且退潮时滩地、抛石裸露面积增加，对周边景观造成龙源期刊网严重影响。为改善潮水位变动区的滩地出露、驳岸的安全及景观问题，营造水清岸绿的滨江风景带，需对江心公园环岛总长度约为1.105km的驳岸进行重建及加固。2驳岸重建及加固方案研究2.1加固设计标准现状低水驳岸顶高程在6.3m～7.1m（罗零高程，下同）之间。本工程建设基本利用按照现状地形，不加高现状低水驳岸的顶高程，以避免占用行洪断面。通过水文分析计算，三县洲大桥5年一遇水位为7.40m，2年一遇水位为6.78m，所以本工程驳岸的高程都低于5年一遇水位；根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）的有关规定，本工程级别为5级。2.2方案设想本工程基础原地层自上至下分布有杂填土、粉质黏土、淤泥质土、含泥中砂等，工程地质条件较差。本工程的驳岸结构采用复合式结构，由下部的坡式护岸以及上部的墙式护岸两个部分组成。通过经济技术对比分析，复合式结构护岸上部结构采用C20埋石砼挡墙，外立面采用条石镶面，设计墙顶高程7.00m（6.70m），顶宽1.0m，迎水坡坡比1：0.15，背水坡为1：0.25，挡墙顶部采用C20素混凝土压。因本工程所在区域多年平均高潮位为4.98m，多年平均潮水位为3.62m，多年平均低潮位为2.47m。根据闽江观测的潮位线，一天24小时之内，有12小时水位位于多年平均潮水位之上，12个小时水位位于多年平均潮水位之下，为覆盖多年平均高潮位至多年平均潮水位的硬质抛石外露面，避免外露面漆黑现象的产生，本方案在这水位之间的护坡外侧采用生态坡式护岸型式，以避免硬质抛石外露。现就坡式护岸结构设计进行方案比选。2.3生态坡式护岸选型营造美观、自然的驳岸岸线是提高水体景观吸引力的重要途径。生态护岸的设计应符合工程设计技术要求、满足生态环境修复需要、体现人水和谐理念、构建自然与美学结合的水景观以及因地制宜，就地取材，节省投资。目前国内外主要采用的生态护岸形式有固土植物护坡、网石笼结构生态护岸、土工材料复合种植技术护坡、植被型生态混凝土护坡、水泥生态种植基护坡、多孔质结构护岸及自然型护岸[4]。结合本工程所在位置的风浪、水流、地质、地形及施工条件等因素，适合采用的低水驳岸生态坡式护岸型式有景观砌块护坡、生态袋护坡、预制混凝土格护坡结构。现对三种方案进行经济必选。（1）方案一：景观连锁预制块坡式护岸景观连锁预制块是专门为明渠和受低中型波浪作用的边坡提供有效、耐久的防止冲刷、护坡的作用。它独特的连锁性设计使每一个混凝土块被相邻的四个混凝土块锁住，这样保证每一块的位置准确并避免发生侧向移动。整体的铺面块提供一个稳定、柔性和透水性的坡面保护层。从八十年代中期开始已在欧美国家得到了广泛的应用，采用的是生态混凝土设计，在混凝龙源期刊网土中添加了醋酸纤维等高分子物质，使混凝土连锁块在强度不变的情况下更有利于水生植物生根和水生动物繁衍。混凝土块的形状与大小都适合人工铺设，施工简单方便。具有稳定性好、柔性结构、抗冲刷能力强、生态环保、可以植草、施工简便等优点，是替代传统刚性衬砌铺面系统的最有效、可靠、美观和高性能产品，也是作为景观水利的新型产品。景观预制块实景见1图。断面结构型式：护岸顶高程为5.0m，宽度为5m，之后以1：2放坡至3.6m高程，3.6m平台宽3m，护坡面层为自嵌式景观砌块，砌块厚度为150mm，下设置袋装碎石垫层厚300mm，袋装碎石下设500g/m2土工织物一层，下部则为抛石体。景观砌块之间的空洞可种植水生植物，如咸草等。（2）方案二：生态袋坡式护岸生态袋采用热轧的PP针刺无纺布为原材料，耐酸，耐碱，抗老化，抗紫外线，无毒，不易降解。结构主要是通过工程扣连接，形成透水不透土，可利于植物生长的生态软体边坡。该软体材料代替硬体材料，无须石头、水泥、钢筋等，就地取材，施工方便，操作简单。断面结构式：护岸顶高程为5.0m，宽度为5m，之后以1：2放坡至3.6m高程，3.6m平台宽3m，护坡面层为生态袋一层，下设袋装碎石垫层厚300mm，下部则为抛石体。生态袋上可撒播草籽，任草籽自然生长。生态袋实景照片见图2。（3）方案三：预制混凝土格坡式护岸预制混凝土格结构采用预制的C25钢筋砼结构，格子宽度为2.5m×2.5m，纵向混凝土格梁厚度为500mm，宽度为300mm，横向混凝土格梁厚度为500mm，宽度为300mm。断面结构型式：护岸顶高程为5.0m，宽度为5m，之后以1：2放坡至3.6m高程，3.6m平台宽3m，护坡面层为预制混凝土网格一层，下设置袋装碎石垫层厚300mm，袋装碎石下设500g/m2土工织物一层，下部则为抛石体。混凝土格子中填筑种植土，厚度为450mm～500mm，种植咸草或芦苇等闽江上常见水生植物。预制混凝土格实景照片见图3。以上三种方案的经济比较详见表1。从表1中可知，方案二的工程可比投资最贵，方案一的工程可比投资最省，可比方案三的工程略省，且景观预制块的外立面上的生态孔则可以模拟鱼类、蟹类的巢穴，为它们创造生存和栖息的环境与空间。所以本工程下部坡式结构采用方案一即景观连锁预制块坡式护岸方案。3结束语因闽江北港水位下切，潮汐作用增强，北港下游污水团随潮汐在北港来回游荡，涨潮时影响到福州西区水厂水质，退潮时魁岐以下水质超Ⅳ、Ⅴ类，因而受水质的限制，本工程驳岸抛龙源期刊网石面受洪潮水长期的浸泡后，颜色易变成漆黑，为覆盖多年平均高潮位至多年平均潮水位的硬质抛石外露面，避免外露面漆黑现象的产生，江心公园改造工程驳岸加固采用下部抛石体护坡面层为厚度为150mm的景观连锁预制块，顶高程为5.0m，宽度为5m，之后以1：2放坡至3.6m高程，3.6m平台宽3m，下设袋装碎石垫层厚300mm，袋装碎石垫层下设置500g/m2土工织物一层。之后抛石体以1：2放坡至原河床地面。同时为避免抛石护脚基础被洪水淘刷以及抛石体下部的水土流失，该段抛石基础下部设置袋装碎石垫层厚300mm，垫层下设CE131土工网格及500g/m2土工织物一层，后再设置一层300mm厚的袋装碎石垫层找平层[5]。工程建成后使江心公园滨江景观带焕然一新，具有较好的经济效益、社会效益和生态环境效益。本工程的建设有利于进一步提高江心公园驳岸安全水平，改善滨水环境，打造人水亲和的滨水空间。驳岸的生态设计，不仅可以满足闽江行洪和航运的要求，对于江心公园水体自然环境的提升有着直接的推动作用。在未来的研究工作中，生态护岸的应用将具有广阔的发展前景，应加强研究护岸材料的选择以及不同的护岸结构和类型的研究，满足人与自然的共同需求，努力走向社会主义生态文明新时代。参考文献[1]张俊华，戴婷婷，张扬.生态河堤在河道治理中的应用研究[J].中国科技论文在线，2006，（1）：3-5.[2]赵克文.城市景观水系中的生态驳岸研究[J].河北农业科学，2010，14（5）：111-112.[3]邵亮，胡海辉.城市公园生态驳岸设计研究[J].黑龙江农业科学，2013，（7）：92-96.[4]茹克亚·吐尔逊.河道生态护岸技术[J].资源与环境科学，2010，（8）：316-317.[5]GB50286-2013.堤防工程设计规范[S].北京：中华人民共和国国家标准，2013.作者简介米伟亚（1979～），女，山东单县人，讲师，工学硕士，主要从事水利工程研究。龙源期刊网