上林溪整治工程的設(shè)計(jì)理念與應(yīng)用

何德鋒,孫曉峰,蔣林平

(諸暨市水利水電局,浙江 諸暨 311800)

0 引 言

陳蔡水庫(kù)位于浙江省錢塘江上游的西施故里諸暨市,水庫(kù)集雨面積187 km2,總庫(kù)容1.164億m3.是錢塘江主要支流浦陽江實(shí)施“上蓄、中分、下泄”治理方針的重要蓄水工程.目前又承擔(dān)著下游60萬人民的飲用水保障任務(wù),治理上游河道,保障用水清潔成為管理部門當(dāng)前工作的重點(diǎn).上林溪即是陳蔡水庫(kù)上游的一條支流,由于缺乏有效的治理,河道平面布置零亂,灘地雜草叢生,與沿線環(huán)境極不匹配,局部地段防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,難以抵御一般洪水,加上兩岸居民的環(huán)保意識(shí)薄弱,生活垃圾,生活污水直接排入河道的現(xiàn)象比較普遍,給河道自我凈化帶來較大負(fù)擔(dān),影響了下游陳蔡水庫(kù)的水質(zhì)安全.上林溪整治工程綜合了防洪,灌溉,生態(tài)和景觀功能的設(shè)計(jì)理念,通過點(diǎn)面結(jié)合,工程整治與生態(tài)功能修復(fù)相結(jié)合的手法對(duì)其加以整治,現(xiàn)在已初步顯現(xiàn)效益.

1 工程原狀和存在問題

經(jīng)過多年的風(fēng)雨變遷,上林溪主要存在以下幾個(gè)問題：

1.1 河道坡降大,局部地段淤積嚴(yán)重

上林溪是山溪性河流,河床坡度較大.本次工程整治段總長(zhǎng)才4.2 km,上下游落差就達(dá)到了43 m.這就使得水流流速加快,既影響兩岸防洪設(shè)施安全,又不利于水生的動(dòng)植物生長(zhǎng)繁衍.另外,長(zhǎng)年的雨水侵蝕將大量的泥沙、卵石帶入河道,在堰壩等擋水建筑物前大量淤積,致使局部地段河床抬高,削弱了堰壩的擋水、蓄水功能,影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全.

1.2 缺乏規(guī)劃,古建筑群難以與水交相輝映

上林溪是一條有著深厚文化底蘊(yùn)的河流,沿線有江南大宅千株屋、發(fā)祥居、華國(guó)公別墅等古建筑,但因?yàn)楹拥榔陆荡蟮脑?這些地處江邊的建筑得不到水的映襯而影響整個(gè)古建筑群的景觀效果.需要通過工程措施,改善這一狀況.

1.3 水利設(shè)施老化,不利于生物多樣性和防洪安全

由于建成年代較早,上林溪原有水利設(shè)施全部為直立式砌石擋墻,混凝土堰壩(多為直立式跌水).高大的直立式擋墻既阻擋了水陸兩大生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性,又大大削弱了濱河植被帶對(duì)地表徑流中污染物的過濾作用,加劇了面源污染;直立式跌水阻擋了生物的上下游交流,使上游的生態(tài)系統(tǒng)變的單一而脆弱;而表面為混凝土的堰壩則破壞了上林溪應(yīng)有的古樸的氛圍.就是這些水利設(shè)施,還有局部河段存有堤防坍塌,堤防高程不足,不能滿足防洪要求的現(xiàn)象.

1.4 當(dāng)?shù)丨h(huán)保意識(shí)薄弱,影響下游水質(zhì)

上林溪沿線有上泉、斯宅以及螽斯坂等幾個(gè)行政村,由于沒有統(tǒng)一規(guī)劃,兩岸居民在溪灘邊上利用大塊石壘砌圍起戧圩,用于種地,搭棚,這與周邊的環(huán)境極不協(xié)調(diào),影響河道行洪,加上兩岸居民的環(huán)保意識(shí)還需提高,生活垃圾,生活污水直接排入河道的現(xiàn)象比較普遍,給河道自我凈化帶來較大負(fù)擔(dān),影響下游陳蔡水庫(kù)的飲用水安全.

2 整治原則和設(shè)計(jì)理念

沿線的人民世代生活在上林溪兩側(cè),他們的出行、生活都與上林溪有著密切的聯(lián)系.加上上林溪深厚的文化底蘊(yùn),在經(jīng)過多方比較論證后我們提出“確保安全,清潔生態(tài),尊重歷史”的上林溪整治原則[1].確保安全就是要使工程建成后能確保防洪安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全,清潔生態(tài)是指工程建設(shè)要符合清潔生態(tài)型小流域建設(shè)的要求,為上林溪的可持續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ),尊重歷史是指工程整治要與沿線斯宅古建筑的氛圍相協(xié)調(diào)一致,能為當(dāng)?shù)毓沤ㄖ郝糜伍_發(fā)創(chuàng)造條件.

對(duì)此,我們綜合了防洪,灌溉,生態(tài)和景觀功能的設(shè)計(jì)理念,通過點(diǎn)面結(jié)合,工程整治與生態(tài)功能修復(fù)相結(jié)合的手法對(duì)其加以整治,現(xiàn)在已初步顯現(xiàn)效益.

3 整治措施

根據(jù)上林溪的特點(diǎn),結(jié)合工程的各項(xiàng)需要,將上林溪河道整治工程分成3大塊來處理.

3.1 河床

河床治理包括河道清淤和堰壩整治兩大部分.

(1)河道清淤

按照總體規(guī)劃的要求加以清理,清理出來的余料能夠在本工程中利用的,設(shè)計(jì)全部加以考慮(如本次整治工程所用的石塊均選用堆積在河道中的卵石),不能利用的或多余部分,按照資源配置的原則,加以市場(chǎng)化處理.

(2)堰壩整治

為配合當(dāng)?shù)芈糜问聵I(yè)的開發(fā),按規(guī)劃在千柱屋、新譚家及華國(guó)公別墅附近新建的三條堰壩.新建堰壩全部采用M7.5漿砌塊石溢流堰,堰頂寬3～5m不等,在堰頂設(shè)置汀步,供游人行走,下游面坡比取到1∶5,出露面勾凹縫[2].堰壩斷面示意圖,見圖1.

圖1 堰壩斷面

對(duì)于原來修建的混凝土結(jié)構(gòu)堰壩,按照生態(tài)建設(shè)的要求加以整治.具體的處理方式是對(duì)上游面進(jìn)行防滲加固,鑿除表面混凝土,再鋪砌大卵石,勾凹縫,放緩下游坡比到1∶5,并與下游河床相接[2].

3.2 護(hù)岸部分

上林溪河道彎曲蜿蜒,寬窄不一,整治段河道寬度21～53 m不等,又有局部河段的堤頂兼作鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路使用,考慮到本工程又以整治為主.經(jīng)過多方比較,我們?cè)谡沃?拋棄了以往結(jié)構(gòu)單一的塊石護(hù)坡和直立式擋墻護(hù)岸,采用了形式多樣的生態(tài)護(hù)坡和親水護(hù)坡,具體的做法由以下幾種：

(1)對(duì)原河道較窄,難以滿足防洪要求的地段,按防洪要求拓寬河道,護(hù)岸以直立式擋墻為主,在河道護(hù)岸前種植水生藤本植物[3];

(2)對(duì)河道寬度大于控制寬度的河段,保持河道的天然走勢(shì),按照整治原則,修改堤防斷面.主要有以下幾種型式：

①斜坡式護(hù)岸

依據(jù)原地形地貌砌筑斜坡式護(hù)岸,以干砌卵石為主.對(duì)常水位以上部分進(jìn)行覆土,種三葉草、高羊茅等草種,以保持水土和保證四季常綠[2-3].

②復(fù)式斷面

對(duì)有直立式擋墻可以利用和穿越村莊的地段.采用上部直立式護(hù)岸,下部斜坡式護(hù)岸的復(fù)式斷面,見圖2.中間設(shè)置二級(jí)親水平臺(tái)或行人道,增強(qiáng)其親水性.下部斜坡式護(hù)岸以干砌卵石為主,對(duì)平臺(tái)以上部分進(jìn)行綠化.

圖2 復(fù)式斷面示意圖

③親水平臺(tái)

對(duì)居民集中區(qū),結(jié)合景觀建設(shè),將護(hù)岸建成親水平臺(tái)和親水走廓,擴(kuò)大綠化范圍,增加景觀節(jié)點(diǎn).在場(chǎng)地上建造涼亭等構(gòu)筑物,利用灘地建設(shè)人工濕地[2-3].

(3)對(duì)堤頂兼作公路段,以加固綠化為主,綠化措施與直立式擋墻措施相同.

3.3 沿線排污治理和政策處理

上林溪沿線有上泉、斯宅以及螽斯畈等幾個(gè)行政村,村民生產(chǎn)生活產(chǎn)生的污物污水在河道治理前都是不加處理直接排入河道,在本次整治工程中,結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)要求,對(duì)河道沿線的污水池加以生化改造,使污水池出水達(dá)到中水標(biāo)準(zhǔn),并設(shè)立垃圾收集站,阻止生活垃圾排入河道.

在整治工程中,還根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)劃,由當(dāng)?shù)卣雒?按規(guī)劃圖紙,收回在河道中的戧圩使用權(quán),拆除違法搭建的簡(jiǎn)易棚,消減原有戧圩高程,建成濱水綠化區(qū).

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

(1)利用清淤的砂石資源,既有效的減輕了河道的淤積,保證了行洪安全,又充分的利用了當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢(shì),降低了工程造價(jià),卵石砌筑的建筑物還反映了當(dāng)?shù)卮緲愕拿耧L(fēng),與當(dāng)?shù)毓艠愕溲诺墓沤ㄖ合嘤吵扇?可謂一舉多得.

(2)堰壩表面鋪砌卵石,并勾凹縫,在一定程度上減緩了水流流速,減輕了水流沖刷,延長(zhǎng)了水流在堰上的流經(jīng)時(shí)間,增強(qiáng)了水流曝氣強(qiáng)度,從而達(dá)到減輕水體污染的效果[3],水流在流經(jīng)卵石時(shí)還可形成波光粼粼的水面,與周邊的環(huán)境交相輝映;此外放緩下游坡比,延長(zhǎng)下游坡長(zhǎng)度,將上下游的生態(tài)系統(tǒng)有效的連接起來,為魚類等水生生物洄游創(chuàng)造了條件.工程建成后就在最上游的螽斯畈堰上游發(fā)現(xiàn)了洄水而上的小魚,可見堰壩改造是比較成功的.

(3)在堤腳種植水生藤本植物,即可減輕流水對(duì)河道的沖刷,又可吸附溪水中的富營(yíng)養(yǎng)化元素,同時(shí)又為水生動(dòng)物棲息提供條件,營(yíng)造了多元生態(tài)環(huán)境,達(dá)到了護(hù)堤、景觀和生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的結(jié)果.

(4)在斜坡式護(hù)岸中采用干砌塊石,既不阻擋水與土壤的物質(zhì)交換,同時(shí)也是天然的魚巢,成為魚類棲息的天堂[3].

(5)護(hù)岸常水位以上部分的綠化設(shè)施,既能有效吸附因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而產(chǎn)生的氮、磷等元素,減輕面源污染強(qiáng)度,又能防止水土流失,起到加固堤岸的作用[1].

(6)親水平臺(tái)是集排澇、防洪、綠化、景觀、休閑、旅游等多功能為一體的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng).為人們提供休閑、觀景、活動(dòng)的場(chǎng)所,體現(xiàn)了人水和諧的綜合理念.

(7)新農(nóng)村建設(shè),減少了生活污水、污物的排放,大大降低了河道的水體污染,藍(lán)天碧水得以再次出現(xiàn).

(8)退耕還河,徹底消除人與水爭(zhēng)地的矛盾,為上林溪的可持續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

工程完工已近1年,如今的上林溪兩岸,青山綠水與典雅古建筑交相輝映,環(huán)境十分優(yōu)美,水質(zhì)也較整治前有較大的改觀,上林溪整治已初步達(dá)到了設(shè)計(jì)效果.

[1] 黃俊宇.雁田河河道整治工程設(shè)計(jì)理念與應(yīng)用[J].廣東水利水電,2009(1)：44-45.

[3] 周 芬.陳蔡水庫(kù)水源保護(hù)與防治對(duì)策研究[J].浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2009(6)：55-60.