城市河道綜合整治設(shè)計(jì)新理念

劉向榮，彭藝藝，余潤生，陳 傲

（1.中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究院，430010，武漢；2.廣西壯族自治區(qū)柳州市污水治理有限責(zé)任公司，545000，柳州）

城市的快速發(fā)展與水環(huán)境質(zhì)量下降的矛盾在我國日益突出，已引起各級(jí)政府的高度重視。近年，河道綜合治理工程在各地逐漸展開。如何綜合治理城市河道，使其既滿足城市的防洪排澇要求，又保護(hù)環(huán)境、美化環(huán)境，最大程度地發(fā)揮工程的綜合效益，使社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到和諧統(tǒng)一，是擺在工程設(shè)計(jì)人員面前的又一新課題。

一、河道綜合整治新理念

傳統(tǒng)的河道整治通常功能較為單一，僅強(qiáng)調(diào)城市防洪功能而忽視其他，工程措施大多采用鋼筋混凝土或漿砌塊石加高堤壩抵御洪水，硬質(zhì)、呆板、冷面的塊石、混凝土令市民臨水而不能親水，城市因此失去了某種生機(jī)與活力。根據(jù)人民群眾日益提高的生活水平對(duì)城市環(huán)境的要求，提出一種新的設(shè)計(jì)理念，旨在將城市河道建設(shè)成為一道亮麗的濱水風(fēng)光帶，使其既具有傳統(tǒng)的防洪功能，又具有自然、人文景觀特色。新的設(shè)計(jì)理念倡導(dǎo)以人為本，摒棄傳統(tǒng)單一硬質(zhì)工程觀念，提倡人與自然和諧相處、人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。主要設(shè)計(jì)原則如下：

1.功能性原則

既滿足城市防洪排澇的功能要求，又保護(hù)環(huán)境、美化環(huán)境，最大程度地發(fā)揮工程的綜合效益，使社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到和諧統(tǒng)一。

2.生態(tài)觀原則

充分順應(yīng)自然的水生態(tài)環(huán)境，合理設(shè)置河道斷面及兩岸截污系統(tǒng)，維持區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)完整性，以良好的自然生態(tài)環(huán)境作為場(chǎng)所和景觀的底色，使人造環(huán)境與自然環(huán)境達(dá)到有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)造和諧、有序、舒適、優(yōu)美的濱水綠化空間，充分體現(xiàn)“濱水·綠地·生態(tài)城市”的設(shè)計(jì)理念。

3.人性化原則

堅(jiān)持以人為本，建立點(diǎn)、線、面相結(jié)合的城市綠地系統(tǒng)及河道水生態(tài)系統(tǒng)，凸現(xiàn)城市濱水特色，形成環(huán)境優(yōu)美、貼近市民、與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致的城市綠化開敞空間。

4.文化性原則

傳統(tǒng)文化是現(xiàn)代社會(huì)文明發(fā)展的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)力求將現(xiàn)代理念與地域文化完美融合。

新的設(shè)計(jì)理念強(qiáng)調(diào)人造工程順應(yīng)自然生態(tài)，河道斷面力求規(guī)整天然河道，河道底部在滿足防止洪水沖刷的條件下盡量采用天然河床，兩側(cè)邊坡則依河道水力條件采用天然或仿天然材料輔以耐水、耐沖刷植物，充分體現(xiàn)人與自然和諧統(tǒng)一。對(duì)于季節(jié)性河道或小流量河流，可設(shè)置部分蓄水設(shè)施，如橡膠壩，既可塌壩泄洪排澇，又可筑壩蓄水用于城市景觀娛樂，讓市民有機(jī)會(huì)充分享受穿市而過的水資源。

二、工程實(shí)例

廣西柳州竹鵝溪綜合治理工程是利用世行貸款柳州市水環(huán)境綜合治理工程項(xiàng)目之一，內(nèi)容包括河道整治（清淤、防洪）、污水截流、河道景觀及道路橋梁工程。該工程的設(shè)計(jì)率先引用了上述河道綜合治理新理念，充分體現(xiàn)了“濱水·綠地·生態(tài)城市”的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，營造出了一個(gè)與城市環(huán)境協(xié)調(diào)一致的城市綠化開敞空間。

竹鵝溪位于柳州市西南部，發(fā)源于西郊南蛇崗，流經(jīng)市區(qū)匯入柳江。竹鵝溪流域面積呈扇形展布，是柳州市區(qū)江河段最大的一條支流，洪水匯流時(shí)間短，一場(chǎng)暴雨洪水的匯流時(shí)間不足10 h，流域面積72.8 km2。河道分南北兩支，主河道（南支）河長21.5 km，河道平均坡降3.92‰。流域內(nèi)南支下游4 km及其北支為柳州市的老城區(qū)，城市道路縱橫交錯(cuò)，南支老城區(qū)上游約3 km為城市新建城區(qū)。工程范圍包括南支新老城區(qū)段約7 km、北支約3.6 km河段。

1.河道整治工程

防洪標(biāo)準(zhǔn)：50年一遇（P=2%）。

排澇標(biāo)準(zhǔn)：20年一遇 (P=5%)雨洪同期。

河道設(shè)計(jì)流量：南支286～329 m3/s。

河道治理目的:對(duì)河道進(jìn)行清淤、清障、擴(kuò)寬、疏浚、渠化，局部調(diào)整河道坡降，減小糙率，合理配置斷面過水流速，提高泄洪能力，改善洪水流態(tài)，穩(wěn)定岸坡、河底，從而達(dá)到提高城區(qū)段河道泄洪能力、降低城區(qū)河道最高洪水位、提高城市防洪標(biāo)準(zhǔn)的目的。

河道斷面設(shè)計(jì)：河道洪水水面線的銜接形式采用降 （落）水曲線設(shè)計(jì)，在蓄水構(gòu)筑物段采用壅水曲線連接。根據(jù)工程條件，河道斷面除了局部結(jié)合城市現(xiàn)狀景觀要求采用箱涵外，主要采用復(fù)合斷面明渠(下部矩形+上部梯形)，梯形下寬同矩形底寬，或結(jié)合景觀交通較矩形底寬拓寬，上寬依地勢(shì)。斷面結(jié)構(gòu)形式見圖1，明渠河底一般按天然河底依自然地勢(shì)及設(shè)計(jì)水力要求整治至設(shè)計(jì)標(biāo)高，根據(jù)斷面防沖刷結(jié)構(gòu)要求，河道斷面流速一般控制在3 m/s以內(nèi)，局部河道流速過大擬采用干砌塊石護(hù)底，使人造環(huán)境與自然環(huán)境達(dá)到有機(jī)結(jié)合，河道矩形側(cè)墻采用漿砌塊石或鋼筋混凝土，梯形坡道結(jié)合景觀要求種植草皮或植草皮磚。

2.橡膠壩工程

竹鵝溪南支市區(qū)段長約7 km，為了提升南支水環(huán)境綜合治理工程的功能，美化竹鵝溪南支沿線區(qū)域環(huán)境，擬在竹鵝溪南支修建蓄水景觀帶。根據(jù)景觀規(guī)劃的要求，為使南支沿河景觀產(chǎn)生韻律感，并使每座水壩規(guī)模盡量相當(dāng)，經(jīng)河道縱坡推算，從上游至下游接近等距離設(shè)置4級(jí)橡膠壩用于旱季景觀水體蓄水（圖2為#3橡膠壩）。根據(jù)竹鵝溪現(xiàn)狀城市排水溝渠情況，為使建壩后城市雨水能夠順利排出，兼顧景觀水體及城市雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P為1年的標(biāo)準(zhǔn)，壩上游蓄水常水位按壩前最小水深1 m左右確定，以實(shí)現(xiàn)沿線長年梯級(jí)蓄水的景觀效果，當(dāng)雨季水位超過壩頂0.5m即塌壩泄流。

竹鵝溪南支枯水季節(jié)月徑流量約28 000 m3，相當(dāng)于每座壩蓄水容量的1/2，每月天然置換率約為50%。按照有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，1個(gè)月內(nèi)水體置換率達(dá)15%，水體呈流動(dòng)狀態(tài)，水質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生大的變化。該工程水壩水體天然置換率高，只要沒有人為的水質(zhì)污染，即可使壩前水體滿足景觀水體水質(zhì)要求及柳州市生態(tài)建設(shè)和水環(huán)境保護(hù)的規(guī)劃目標(biāo)。

3.污水截流工程

柳州市已建城區(qū)大多為合流制排水系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)采用截流式污水收集系統(tǒng)。由于河道采用明渠形式，河道較寬，截流管道長，設(shè)計(jì)采用雙側(cè)布管方案，在河道南北兩側(cè)分別布置截流干管，將沿岸排水口進(jìn)行截流，在下游合并后進(jìn)入竹鵝溪污水泵站提升至城市污水處理廠。

竹鵝溪南支流域較長，地勢(shì)高差較大（最大高差近8 m），地形復(fù)雜，河道兩側(cè)建筑密度大，在許多河段，建筑緊靠河堤，沿線截污管埋深最大可達(dá)12 m，施工條件差，根據(jù)當(dāng)?shù)毓懿氖袌?chǎng)情況，設(shè)計(jì)多采用鋼筋混凝土承插排水管，施工大多采用大開挖施工方式，局部埋深較大、施工場(chǎng)地狹小區(qū)域采用頂管施工，采用 90°～180°砂石基礎(chǔ)及橡膠圈接口形式。為保證污水能全部完成截流，工程截流井以堰流方式為主，旱季截流污水，雨季溢流雨水，截流井為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

4.景觀工程

（1）總體布局

竹鵝溪分南北二支，結(jié)合景觀規(guī)劃和柳州千年來的文化底蘊(yùn)，以竹鵝溪為鏈節(jié)，串聯(lián)各種形態(tài)的親水平臺(tái)、自由浪漫的綠地、各式各樣的小橋、曲折流暢的園路，形成曲徑通幽、濱水近綠、親水休閑的景觀。

（2）工程內(nèi)容

景觀工程內(nèi)容包括：綠化、節(jié)點(diǎn)、燈光、附屬工程等。根據(jù)河道治理功能要求，部分河道改為暗渠后，上部覆土作為市政道路或綠化用地，大部分河道治理后均為明渠，擬在兩側(cè)河道保護(hù)范圍內(nèi)修建休閑步道和進(jìn)行綠化（植樹、植草皮等）。

依據(jù)竹鵝溪景觀規(guī)劃，在河道上游建設(shè)梯級(jí)橡膠壩，下游擬引入柳江水源，保持溪內(nèi)一定水位，同時(shí)沿河道兩岸建設(shè)帶狀綠色長廊、親水平臺(tái)、休閑步道、休閑平臺(tái)、景觀橋、雕塑、街頭小品，使竹鵝溪兩岸形成溪水清澈、燈光美幻、植物秀美、街景漂亮的一條亮麗風(fēng)景線，成為市民娛樂休閑之地。

（3）護(hù)岸設(shè)計(jì)

依照自然規(guī)律和美學(xué)原則進(jìn)行護(hù)岸的平面縱向形態(tài)規(guī)劃和橫向斷面設(shè)計(jì)，通過景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)手段，創(chuàng)造護(hù)岸的美感度，強(qiáng)化水系的個(gè)性和特色。

平面線形設(shè)計(jì)：河道盡量沿原走向，摒棄裁彎取直的傳統(tǒng)做法,按照宜寬則寬、宜彎則彎、人水相親、和諧自然的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。

斷面設(shè)計(jì)：注重維護(hù)河道的自然生態(tài)平衡，恢復(fù)生物多樣性，回歸自然，舍棄河道斷面為簡單矩形或梯形的陳舊作法，盡量采用草皮等生態(tài)護(hù)坡，減少硬質(zhì)護(hù)坡。

常水位以下坡腳采用塊石或混凝土護(hù)岸，以增強(qiáng)堤岸抗洪能力，水位以上采用土坡種植植被，實(shí)行喬灌草相結(jié)合，固堤護(hù)岸,對(duì)一些特殊地段如局部水流湍急的河段采用植草磚或綠化混凝土進(jìn)行護(hù)坡，河底為自然土壤，使水保持良性循環(huán)與良好的生態(tài)環(huán)境。

5.道路、橋梁工程

（1）道路功能

道路及橋梁工程的設(shè)計(jì)主要結(jié)合改造后的河堤堤頂及城市景觀建設(shè)的要求實(shí)施，沿整治后的渠頂近溝渠側(cè)分別布置溪邊人行步道，分東西兩支，步道按公園園路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

溪邊路為竹鵝溪景觀帶的一個(gè)組成部分，承擔(dān)景觀帶的園路功能，方便沿線居民出行，為休閑、觀光、旅游性步道，兼有臨時(shí)搶險(xiǎn)功能。

（2）道路走向

①溪邊步道按整治后河道的渠頂布線，并將道路布置在竹鵝溪改造紅線范圍內(nèi)。

②人行步道近期可銜接溝渠周圍的小路小巷，起到溝通人流交通的作用，遠(yuǎn)期規(guī)劃實(shí)施時(shí)，人行步道與規(guī)劃路的人行道銜接。

③人行步道標(biāo)高與整治后渠頂基本吻合，路段最小縱坡為0，最大縱坡為3.948%。

④竹鵝溪沿線地形起伏，建筑物分布廣泛，因此竹鵝溪整治紅線沿線變化較多，從而導(dǎo)致步道平面線型較復(fù)雜，但仍滿足園路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

三、結(jié) 語

柳州市竹鵝溪綜合治理工程實(shí)現(xiàn)了城市河道的多功能性，徹底摒棄了傳統(tǒng)河道整治單一、硬質(zhì)、冷峻的面孔，既滿足城市河道防洪排澇、治污的傳統(tǒng)功能要求，又為市民提供了眾多休閑、娛樂場(chǎng)地，凸現(xiàn)了江城青山綠水的濱水特色，豐富了城市綠化景觀空間。工程建成后得到了老百姓的廣泛好評(píng)，最大程度地實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的和諧統(tǒng)一，為城市的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了積極、良好的水資源環(huán)境。

[1]中國市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究院.給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)(第七冊(cè),城鎮(zhèn)防洪,第二版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[2]西南交通大學(xué)水力學(xué)教研室.水力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1983.

[3]陸吾華，侯作啟.橡膠壩設(shè)計(jì)與管理[M].北京：中國水利水電出版社，2005.