橡胶坝在水利治理工程中的应用

橡胶坝在水利治理工程中的应用

张娟

河北天和咨询有限公司 河北省 石家庄 050001

摘要：过去人们为了满足日常生活和工作生产的需求，过度开发设计河道，肆意破坏水环境，导致河道内部生态系统遭到巨大的冲击。时下越来越多的城市河道生态系统处于失调的状态，自身净化调节能力日益衰弱，外源性污染输入超出河道自我消纳的承受范围，河道底泥污染沉积愈发严重，已对河道周边居民日常生活的幸福度和舒适度产生影响。伴随着我国社会的高速发展，民众对自然环境与人的关联有了更深入的认知，如何实现河道环境整治，慢慢地成为人们的关注焦点。本文主要对橡胶坝在水利治理工程中的应用进行了探讨。

关键词：橡胶坝；水利治理；应用

1河道与生态环境的关系简单介绍

我们可以将河流与生态环境之间的关系简单的概括为河道是生态环境的重要依托以及河流是生态系统的重要要素。有许多城市以及农村都是依河而建的，对于依河而建的城市来说滨河景观属于城市当中一道靓丽的风景线，其对于城市环境以及形象的提升均具有重要的促进作用。在社会经济水平不断提升的同时，人们对于人与自然和谐相处理念的认识也在不断加深，将这一理念应用至城市和农村发展当中就是要对河流与城市、农村的生态共建进行探索，逐渐塑造亲近自然的生态居住环境，以此来提升城市以及农村当中的生态环境。河道一般都会呈现网状水系，这一特征在南方城市河流当中更为明显。我们可以将四通八达的河道比作城市的另一个脉络，其在承担城市交通任务的同时，还发挥着污水排放以及运输等作用。在社会不断发展的过程中，无论是城市地区还是农村地区对于河道的依赖性都在逐渐提高，河道已经逐渐成为城市以及农村当中生态系统的重要要素之一，其所承担的生态功能也在逐渐提高。

2 河道治理工作的现状

严重的河道阻塞以及河道基础设施配置不全属于河道生态环境保护与治理工作当中需要面对的主要问题。河道堵塞现象发生的原因比较多样，建筑垃圾以及居民生活垃圾都属于河道堵塞的常见原因以及主要原因。河道堵塞会造成一系列的严重后果，比如汛期时候可能引发洪水灾害，进而严重影响到人们的生命和财产安全。有一部分企业或者个人为了自己的利益非法占用部分河道，在洪水发生时很容易因为河道水流补偿而引发山洪。河道最简单的作用便是在洪涝时泄洪以及干旱时提供水资源，大部分河道基础设置都处于设施不全的状态，而且很多设施都存在年久失修的情况，由此而造成了严重的安全隐患，严重降低了河道的适应效率以及河道功能的充分发挥。（1）城市河道生态环境保护与治理工作中发现，大部分城市河道已经失去前期天然河道断面形状，其泄洪能力大大被削弱，因此很多城市河道下游都极易发生洪涝灾害。大部分城市河道经过改建之后河道边坡出现变硬的情况，河道堤防渗水能力也被削弱，最终降低了城市地下水资源的补给能力。（2）农村河道与城市河道相比具有一些明显的特点，比如农村河道所承担的功能更加多样，其既具有灌溉排涝的功能，又具有船舶运输通道、调蓄分洪、生态环境重要载体以及提供饮用水等功能。农村河道污染问题也处于日益加重的状态，除了工业污水、养殖污染以及生活废弃物和垃圾污染外，农药化肥也对农村河道造成了严重的污染。

3河道治理工作基本原则

首先，河道治理工程一定要充分吸收生态学的原理以及知识，所采用的新型工程设施应当同时满足人类社会多种需要以及生态系统健康要求。在工作开展过程一定要将河道生态系统生物多样性保护作为工作重点，所配置的水利工程设施应当为河道动植物生长以及繁殖等提供条件。工作开展过程中一定要遵循生态系统自身规律，河道生态修复应当注重生态系统的自我修复、自我净化以及自我设计功能，同时还不能够忽略河道自然美学价值。在进行城市总体规划时应当将河道生态设计列入规划工作当中，提高生态建设在城市发展中的重要地位。

4橡胶坝在水利治理工程中的应用

4.1工程设计内容

某工程采用400 mm×400 mm钢筋混凝土桩作为护岸基础，用来防御洪水冲刷，桩长7.0 m, 顶高程为常水位高程40.5 m, 钢筋混凝土桩上设置钢筋混凝土压顶，压顶宽1.1 m, 0.8 m厚C25,顶高程为41.0 m, 在桩的背水侧修筑坡比1:1的0.5 m厚固滨笼阶梯式护坡，固滨笼台阶尺寸为2.0 m×1.0 m×0.5 m, 固滨笼错台0.5 m呈台阶式布置，其下铺滤水土工布，共布置7层固滨笼，顶高程为44.50 m, 护坡顶部回填土，坡比采用1:2,与现状岸坡平顺连接；护坡底端设1 m厚固滨笼护脚，固滨笼规格为2 m×2 m×1 m, 其下铺滤水土工布和0.15 m厚粗砂垫层。预制桩顶部设C25钢筋混凝土压顶，并于压顶上设1.1 m高仿木混凝土护栏。在护坡背水侧采用回填土回填，下方因考虑水流通过桩间缝隙淘刷，须将滤水土工布埋入原地面线以下2m深以抵御水流淘刷。

4.2 岸坡稳定计算

本工程岸坡稳定计算采用A工程段对应断面作为典型断面。岸坡稳定计算考虑以下两种工况：一是设计洪水位下稳定渗流期的临水侧堤坡抗滑稳定；二是施工期的临水侧堤坡。

1)岸坡土料指标

岸坡土料主要以粉质粘土为主，本次设计采用地勘建议物理力学指标如表1。

表1 岸坡土料物理力学指标表

2)抗滑稳定计算

本次岸坡抗滑稳定采用北京理正软件设计研究院的岩土工程系列软件5.11版进行计算，计算成果详见表2。经计算可知，岸坡设计断面均能满足抗滑稳定要求。

表2岸坡抗滑稳定计算成果表

4.3冲刷深度计算

根据《堤防工程设计规范》(GB 50286-2013)计算局部冲刷深度，公式及计算过程如下：

式中：hs为局部冲刷深度(m);H0为冲刷处的水深(m);Ucp为近岸垂线平均流速(m/s);n为与防护岸坡在平面上的形状有关；η为水流流速不均匀系数。

对于砂砾及卵石的起动流速，采用长江科学院的起动公式计算。

式中：Uc为泥沙起动流速(m/s);d50为床沙的中值粒径(m);H0为行近水流水深(m);γs、γ为泥沙与水的容重(kN/m3),18.0kN/m3和9.81kN/m3;为重力加速度(m/s2)。

在现状河道地形条件下，发生50 a一遇洪水时，拟建工程主河槽和滩地一般冲刷深度经计算分别为3.7 m。本次工程设计采用混凝土桩基础，地下埋深7 m, 大于计算冲刷深度，且埋深≥4 m, 满足规范要求。

5结语

工程建成后可以使橡胶坝下游段的整体形象得到极大改善，将把河道建设成一个既有浓厚生态气息，又有怡人景观的河道。项目实施后可以为该地区沿线的人民提供一个旅游、休闲、消暑纳凉的好去处。使久居都市的人们有机会体验回归大自然的感觉。该工程的兴建还提高了本地区对商家投资的吸引力，大大促进了本地区工业、贸易和旅游等部门的经济发展。

参考文献：

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