第02版:综合新闻
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2018年11月9日 星期
“645工程”武安段完成工程设计
以“绿”为底绘蓝图

戴家洲河段模型。 魏鋆依 摄

□ 全媒记者 程璐 杨柳

2018年10月底,“645工程”主体——武汉至安庆段6米水深航道整治工程(以下简称“武安段工程”)完成工程设计,一条串起长江中游鄂、赣、皖三省的“水上高速公路”蓝图绘就。

长江武汉至安庆段上起武汉天兴洲长江大桥,下至安庆皖河口,该段维护水深较上下游明显偏低,已成为制约航道通过能力的“肠梗阻”。同时,这里分布着江豚自然保护区及饮用水水源保护地等多个“生态红线区”。

如何交出一份发展与生态齐头并进的设计答卷?武安段工程设计团队坚持生态优先、统筹兼顾,为设计蓝图铺上生态“绿底”。

绿色源自理念当先

“生态工程”成为设计重头戏

2018年3月,长江航道规划设计研究院(以下简称“研究院”)成功中标,成为武安段工程设计牵头单位,同时承担主要设计职责。此前,该院已在荆江航道整治工程、宜昌至昌门溪航道整治工程等长江航道整治工程中挑起设计大梁,经验颇丰。

“正确把握长江生态环境保护与航运建设发展的关系,就能从源头提升航道整治工程的‘含金量’‘含绿量’,让长江母亲河永葆生机活力。”研究院院长彭松柏介绍,在荆州航道整治工程中,该院在部分区段探索运用人工鱼礁、生态护坡等绿色设计,目前已颇见成效,而此次武安段工程设计,研究院进一步落实“生态优先,绿色发展”理念,在设计中将“生态工程”作为独立章节,用心打磨。

“尽量减少航道整治工程对长江生态环境的影响,一直是我们的追求。过去在工程设计中,也十分注重采用绿色环保新工艺、新材料。但为航道整治工程单独设计生态工程,这还是第一次。”武安段工程主要设计人员、高级工程师江凌告诉记者,“这要求我们更加系统地思考,如何在实现航道挖潜的同时,对水生态环境进行修复与改善。”

无前例可循,大量的新课题需要开展基础研究,生态环境修复、生态涵养、水生生态监测等难题需要逐一解决,众多单滩涉及环保红线区也带来大量协调沟通工作。整个炎夏,研究院大楼的灯几乎没有在12点前熄灭过。

功夫不负有心人,如今“生态工程”已成武安段工程设计蓝图中最亮眼的一章:工程总投资40亿,生态投资达到5亿,占比远超过往;9个单滩设计,均配套实施生态工程;在沿用荆江航道整治工程成熟绿色环保工艺的基础上,创新提出生态涵养区、整疏结合治理等新工艺……

绿色源自主动保护

探索提出“生态涵养区”概念

张家洲水道坐落于安庆市江豚自然保护区内,2017年底,长江江豚生态科考队还曾在这里发现过江豚的踪影。

“设计这一段时,我们一直在思考,可否借助整治工程的施工机会,为长江生态环境修复做‘加法’,为江豚们创造更宜居的水生环境。”江凌告诉记者。

为此,设计团队将城市中应用的“生态涵养区”概念移植到水下,即划定特殊区域,为水生生物造一个绿色“新家”,帮助它们生息繁衍,从而实现生态修复的目的。

如何让“生态涵养”从一个抽象概念,变成具有可操作性的设计方案?

第一次,设计人员提出,先在江底铺设一定厚度的卵石,再通过铺设透水框架并种植沉水植物,营造一种环境吸引鱼类在此处产卵沉卵。

“但这个想法被水生物专家们否决了。”江凌告诉记者,在多次“头脑风暴”后,倒口窑心滩固沙植草的栅格结构闯入设计团队脑海。而实地试验后,又有新问题接踵而来。岸上固沙植草使用的是H形混凝土砖块,放到水下后,实心的混凝土会阻断水体交流。

“必须找到一种可透水又耐腐蚀的材料作替代。”接下来就是漫长的寻找与试验。设计人员们跑遍全国,拜访了中国科学院水生生物研究所等国内知名研究院所,为破解难题找思路、觅方法。

最终,设计人员研发了一种面层绑缚树枝、芦苇的田字形钢混透空格栅。“这种格栅沉到水下后,可通过减缓空格内水流,促进局部微生境改善,吸引鱼虾前来觅食安家。”

如今,在张家洲水道支汊、东流水道莲花洲港,都规划设计了“生态涵养区”。根据设计,武安段工程将在施工期内抛投栅格,培养水草营造良好的水下环境;同时进行增殖放流,吸引鱼虾安家;在岸边配合建立大型船舶引导牌,引导船舶主动避让。“船舶畅行其道、鱼类乐行其间,这是我们设想中人与自然和谐共处的美丽长江。”指着设计图,江凌一脸憧憬地告诉记者。

绿色源自统筹兼顾

整疏结合维护母亲河“健康”

在长江航道规划设计研究院模型基地,成列着一个庞大的航道沙盘。一条蓝色纽带蜿蜒其中,与河道、河滩、两旁的建筑等一起,共同还原了长江安庆至宜昌段的实景地貌。

江凌指着其中一段圆弧告诉记者,“这就是武安段工程一大设计难点——戴家洲水道。”戴家洲洲头因水流冲刷形成大面积浅滩,在最初设计中,这里需要修建多条形如鱼骨的延长堤坝,引导水流向两侧冲刷,阻止浅滩扩大。

经过建模模拟,设计人员发现,工程施工强度比较高,可能会对防洪或生态产生影响。

“长江是母亲河,保护她的‘健康’,就是要在改善航运条件的同时,统筹兼顾防洪、供水、发电、渔业等多种功能。”秉持这一理念,设计组当即决定,给防洪让路,降低工程施工强度。

说时容易做时难。“环保要求整治范围尽量小,防洪要求整治建筑物修得尽量矮。我们需要统筹兼顾,找到那个‘公约数’。”江凌告诉记者,这就涉及到具体尺度的调整,如延长堤坝修多少米合适,鱼骨结构的“鱼骨”要修多少根,弯曲多少角度。

而工程设计牵一发动全身,每次调整都意味着数个通宵的重新建模验证。“修改一个指标,模型试验方案少则四五组,多则近20组,需不断优化。”经过十几次反复修改,设计团队将堤坝建设长度从3910米缩减至2736米,鱼骨结构减少了七八道。“这样既能约束水流归槽,又不会影响行洪,尽可能把整治工程对长江健康的影响减到了最低。”

工程强度作了“减法”,工程效果却不能“短斤缺两”。为此,设计人员提出在修建整治建筑物的同时,配合疏浚作业来达到计划维护水深。

而疏浚废土的处理一度让设计人员很困扰。“若随便抛,对水环境影响大;若往两岸转移,又需与地方政府挨个协调,难以推进。”

可否将疏浚弃土运至附近心滩,在挖深航道的同时造出湿地,一举两得?一次研讨会上,有设计人员提出疏浚土的再利用,得到大家一致赞同。

随后,设计团队开始了一系列相关研究:疏浚范围和深度分别为多少?疏浚后的效果如何确定?疏浚土放在哪些洲心滩?这些洲心滩分别能放多少疏浚土……每一个小环节背后,都有无数次试验做支撑。

经过综合考量,设计团队确定在沙洲水道、戴家洲水道、东流水道三个心滩利用疏浚土进行生态固滩。“我们预计,未来这三个心滩会像倒口窑心滩一样,青草漫漫,生机勃勃。”戴家洲水道心滩旁,彭松柏坚定而期待的目光,在江水和余晖的映衬下,异常闪耀……


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