1、I:家族龜形灘湖南省張家界市武陵源區索溪河綜合治理工程可行性研究簡介上海市水利工程設計研究院摘 要 本文主要通過湖南省張家界市武陵源區索溪河綜合治理工程可行性研究工作的介紹，描述其主要的研 究內容、手段及成果特點，為類似工程咨詢提供借鑒。關鍵詞 張家界 索溪河 可行性 生態治理1 前言山區河道因其地形復雜多變，支流繁多，地形落差較大，而加大其生態治理工程設計和實施的 難度，特別是平時非汛期無水或少水，河床干涸，砂礫裸露，可視性較差，生態環境破壞較為嚴重； 而進入主汛期后，其復雜的地形往往會導致暴雨匯聚成洪水后陡漲陡落，洪峰來去洶涌，水流急、 水位高而歷時短，導致河床下切，水土流失嚴重，同時也對

2、薄弱區域的岸腳岸坡以及其它建筑物形 成沖刷，使邊坡遭受結構破壞，形成洪澇災害，尤其是河槽急轉彎段或者支河口，頂沖水流引起的 破壞更顯嚴重。針對以上現狀條件，工程安全非常重要，因此在確保工程安全的前提下，其工程措 施往往是破壞生態的行為，與生態修復的要求互成矛盾，難以協調。如何在工程設計中兼顧考慮工 程安全與生態治理之間的平衡關系，需要設計咨詢單位開展大量的調查研究工作。本文主要借湖南省張家界市武陵源區索溪河綜合治理工程研究，描述其研究過程和研究手段， 并在此基礎上介紹其主要研究成果。2 項目背景湖南省張家界市是一座新興的國際旅游城市，其境內的武陵源風景區為國家級的風景名勝區， 1992 年被聯

3、合國教科文組織列入世界自然遺產名錄的景區之一。風景區內不但自然環境優美，吸引 了全國仍至全世界每年過百萬游客前來觀光旅游，而且生態環境保護較好，一切以其原始生態面貌 展示給世人，是其列入世界自然遺產名錄的重要原因。索溪河治理工程橫穿整個張家界市索溪峪鎮 （ 規劃為一級旅游鎮 ） ，屬索水中游段，同時也是上述景區的重要組成部分，是許多分散景點的開放 式的引導和門戶景區。受委托治理的該河道流域面積136km2，長約13km,平面呈東西反“ S型走向，上下游不同位置分別有三條支流匯入主流，全線河床最大落差約100m具體平面示意見下圖。平面位置示意圖丨 掛區3設計理念鑒于索溪河治理與整個景區建設之間的

4、相互休戚關系，咨詢單位提出防洪與生態治理緊密結合 的設計理念與要求。1. 保證和滿足城鎮水利工程防洪、泄洪要求工程所在地的索溪峪鎮位于索溪河兩岸河谷，地勢較低，歷年受洪澇災害困擾，現有防洪標準 約為五年一遇。一旦發生特大洪水，必將造成洪澇災害，嚴重影響索溪峪鎮乃至武陵源區的經濟發 展，因此，設計著重考慮索溪河道泄洪要求，把保護城鎮人民生命財產安全放在首位。2. 保護和恢復河流形態的多樣性，滿足生態環境多樣性的總體邊界要求對于河道工程來說，充分依托河流的自然多 樣性，保持和保護河流環境的自然特征，是確保 領域內生物多樣性所必須的前提條件。所以，本 次河道治理的重點任務是保持和恢復河流形態的 多樣

5、性，從而保證河流生態環境的多樣性。3. 河道治理應為生物生長發育創造條件河道治理中的工程措施和材料應有利于生物 生長發育，注意整理、發掘和發展我國各地的傳 統治河工法和材料，開發和推廣新型工藝和新型 材料，并特別注意采用當地天然材料，利于維持 生物生長發育和保持生物鏈平衡，保持河道生態 環境的穩定性。4. 充分利用生態系統自我修復和自我凈化功能利用生態系統自我修復和自我凈化功能，開發人工濕地、生物廊道、生態浮島、種植水生植物 等經濟實用技術等。通過恢復和平衡生態系統來凈化水體，形成優良的水質，達到河道生態治理的 目的，并由此而形成整體河道的良性循環。4工程方案24.1工程平面及河流斷面布置根據

6、規劃和生態治理要求，合理布置堤線，并保持河道整體體形和河道主槽的蜿蜒性。根據河 流特點，布置巨石或生態石籠，營造淺灘深潭斷面，為生物的多樣性創造有利的棲息環境。經布置， 索溪河道中心線長 12.842 km。索溪河河道斷面形式以復式斷面為主。河道口寬一般在44180m范圍，局部在巖門處最寬達344m。主槽寬度一般為 810m局部1725m,深0.51.0m。主槽的形成主要借助原有過水斷面 中水流比較集中走向的節點開挖疏理而成，水流歸順于主河槽，一方面起到束水作用，保護漫灘的 穩定，另一方面也可借助主槽在枯水期形成一定的水域和水生態環境。河道縱坡在滿足河道行洪要 求的條件下盡量維持河道天然坡度，

7、河道縱坡為0.2 %。24%。另外，為了減少河道沖刷、攔沙、增加水面，在原有 3座攔砂壩的基礎上，在高云橋上游新設擋水壩1座，同時為了穩定河床，固定河道縱坡，沿河新建 4座潛壩。索溪河支流百丈峽、寶峰溪及文風河河床疏理和護岸工程，河道總長7.318km，護岸總長14.636km。為了攔截支河下泄泥沙，分別在百丈峽及文風河河口新設一座攔砂壩，共計2座攔砂壩。4.2水力計算與分析為了準確模擬河道水面線及水流流態，確定斷面防洪高程和護砌方案，報告采用了水流數值模 型模擬。其中河道主槽及邊灘分別采用不同的糙率進行模擬，河道底坡降按照計算區間現狀底坡降 考慮，不擾動原有穩定的水土動力平衡和生態平衡，并減

8、少挖壓工程量。計算數值模型河網概化圖 及局部計算截面三維圖分別見下圖。257.25,262.49.-268.80 loW8.962Q2.00一 十、-su& i291.11338.1suox333.86bao-y u299.48329.177Partial GIS dataupperbaizhangxia嚨爲A17faoi baihutangxi339.11baofeng；308.13摳隅22wenf engj-310.21)47.83335.327322.80357.548yixiantianw332.26一維水流數值模型河網概化圖局部計算截面三維圖4.3河道生態護岸研究在保證護岸結構安全的

9、前提下，河道 護岸通過方案比較，主體方案推薦采用防 沖及生態效果均較好的混凝土格埂加干 砌石護坡護岸為主，形成物理和生物雙重 效果，既能滿足必須的穩定性，又能滿足 現代設計的生態保護和修復的要求。該地 區石材產量大，造價便宜，可以就地取材 利用，節省了工程投資。河道主體斷面如 右圖。4.4防沖措施研究河床護岸護底效果E1索溪河床存在較大比降，洪峰來臨時，較急的流體形成強烈的沖刷，解決好河道防沖問題，是確保治理工程成功的關鍵。研究推薦采用擋水壩（或攔沙壩）、潛壩等工程措施減緩河道底坡減，其設置一方面減低水流流速，最大程度上防止河床沖刷和下切，并在擋水壩（或攔沙壩）、潛壩等節點處綜合考慮山區河道非

10、汛期基本無水的情況下，形成一定的水景觀和水生態，同時增加水體的復氧 能力。針對河道順直段及彎段的水流特點，采取鋪設8m- 12m寬生態石籠護灘來保護坡腳，生態石籠水平放置，并聯成排，即利用生態石籠的柔性原理，形成近坡腳點的灘面保護，從而可抵御水流的 沖刷，保護河岸邊坡的穩定。生態石籠護灘塊石之間拌和耕作土，并同時埋入水生植物的種子，后 期可與河床植青聯排形成整體灘面的生態效果。4.5生態措施研究因地制宜、點線面相結合的理念，整條河道防護生態措施是本次工程研究的重點，也是難點之一。本次研究依據保護和恢復河流形態的多樣 性原則，采取了比較適合地區環境的生態措施。 因勢利導設置的寬窄深淺不一的主河槽

11、和擋水 壩（攔沙壩）、潛壩，即為恢復水生植物以及提 供水生動物棲息的主要生態措施之一。邊坡、河 床綠化工程是河道保護和生態綠化工程的又一 有機結合措施。林帶形成“春意盎然”景區、“仲夏夢系”景區、“秋色如荼”景區、“隆冬迎春”景區。河道沿線 局部地區還通過設立親水石灘、漂流區等吸引游 客游山玩水，投身于自然的懷抱。另外，在巖門 附近利用河道凸岸河灘建設生態濕地及桃花島 等，這些均營造出自然休閑和人文氣息的雙重效 果。河道兩岸景觀綠化設計則遵循了追求自然、 減少人工雕飾的原則，并在平面總體布置上貫徹5本可行性研究報告特點1）從“世界自然遺產”的角度對工程建設的必要性及可行性進行了充分論證;2) 工程平面布置及河流斷面充分體現了保護和恢復生態河流形態多樣性的設計理念；3) 河道護岸采用了與周圍自然景觀協調的生態護岸形式，為植物生長以及水生動物棲息創造 條件；4) 采取有效生物措施，恢復水中植物的多樣性，達到修復河流生態系統的目的；5) 河道兩岸景觀設計充分利用了索溪峪豐富的自然資源，營造出了具有索溪峪地方特色和民 族風情的濱河景觀廊道；6) 采用先進計算軟件，確保河道設計成果的準確性；7) 認真而全面地對該工程進行了環境影響評價；8) 在分析工程建成后所產生的社會效益、防洪效益以及景觀環境效益的基礎上，對該工程做 出了準確的經濟評價。6 結束語在山區城鎮河