七里河河道治理蓄水美化工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

張文紅

（太原市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山西 太原 030002）

1 工程概況

平魯區(qū)位于山西省北部，是一個(gè)以煤炭為主的資源型區(qū)，是現(xiàn)代化新型能源城市。新開(kāi)七里河位于平魯區(qū)井坪鎮(zhèn)南端，渠首位于距縣城西南5 km處的細(xì)水村，從細(xì)水村西原七里河上游匯入干流后支溝溝口筑壩，沿左側(cè)開(kāi)挖一條新河，途經(jīng)縣城南繞城東匯入大沙溝。該段河道長(zhǎng)11.5 km，流域面積21.65 km2，平均縱坡約4%。本次規(guī)劃設(shè)計(jì)的河道從勝利橋段至紫河橋，總長(zhǎng)850 m。

該河道由于自然災(zāi)害和長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人管護(hù)，河堤兩岸邊坡及部分建筑物被雨水沖刷，人為破壞嚴(yán)重，挖河掏土傾倒垃圾，直接影響堤岸安全。而且此段河道的河床高于現(xiàn)狀地面，縣城側(cè)的堤防為填方，形成了懸河，險(xiǎn)段正對(duì)縣城三環(huán)路兩側(cè)的機(jī)關(guān)和住宅區(qū)，一遇大到暴雨嚴(yán)重威脅縣城和居民區(qū)的安全。加之下游縱坡小，上游段縣城中心的河段長(zhǎng)年淤積，行洪不暢。因此，河道治理刻不容緩。

本次治理工程的任務(wù)首先是滿足防洪和河道行洪要求，其次本著“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，在河道治理段內(nèi)蓄水及河道兩岸布設(shè)景觀綠化帶，進(jìn)一步美化七里河兩岸的生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境，滿足地區(qū)發(fā)展的需要。

2 河道治理規(guī)劃

依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，七里河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量152 m3/s。此段河道目前左岸已建成紫河小區(qū)，地坪高程低于河床，七里河在此段已成為懸河，河道右岸為平魯區(qū)規(guī)劃建設(shè)中的開(kāi)放式公園，擬建人工湖。因此本段河道治理方案設(shè)計(jì)規(guī)劃應(yīng)與公園景觀相協(xié)調(diào)綜合考慮。

2.1 河道規(guī)劃

現(xiàn)狀河道在紫河路處有一跌水，高3.0 m，為降低本段河床高程，規(guī)劃設(shè)計(jì)從此跌水底開(kāi)始，自下而上對(duì)河道進(jìn)行整體開(kāi)挖；本段河道左岸原有堤防高于小區(qū)外道路2.0 m以上，對(duì)此段堤防進(jìn)行開(kāi)挖，把左岸堤防頂高程降至與路面平，按照縱坡開(kāi)挖一直延續(xù)到上游勝利路橋，蓄水后不會(huì)對(duì)橋墩有影響，在勝利橋往下25 m處重新設(shè)置跌水，銜接河道上下游。同時(shí)規(guī)劃在此段河道進(jìn)行蓄水，河道底部進(jìn)行防滲處理。

2.2 堤防規(guī)劃

河道右堤外側(cè)為規(guī)劃的人工湖，右堤位于湖和蓄水段中間。由于河道挖深，在保證斷面可以過(guò)洪水的同時(shí)，又要美觀，結(jié)合地形對(duì)右側(cè)堤防用水工磚防護(hù)，復(fù)合土工膜防滲，坡比1∶2，這樣右側(cè)堤防既作為擋水壩體，又作為人工湖內(nèi)湖中島，起到了景觀效果。左岸為紫河小區(qū)，堤頂高于小區(qū)道路，需要降低河床，在保證安全行洪的同時(shí)，使堤頂與小區(qū)道路基本相平。拆除舊防護(hù)，用漿砌石擋墻防護(hù)，背水面用復(fù)合土工膜防滲，臨水面用鋼筋混凝土貼面防水，坡比1∶1。

2.3 擋水建筑物

根據(jù)統(tǒng)一規(guī)劃，對(duì)治理河段根據(jù)自然條件和所處位置，在紫河橋上游50 m處設(shè)置1座擋水建筑物進(jìn)行蓄水，蓄水段的水面從勝利路橋往下25 m到紫河橋，蓄水高度結(jié)合人工湖湖面統(tǒng)一考慮。

2.4 景觀規(guī)劃

景觀規(guī)劃建設(shè)1.59 hm2，覆蓋紫河小區(qū)以南、七里河河道以北的區(qū)域，包括綠化、水景、園林建筑、鋪磚、座椅等。根據(jù)周邊的區(qū)位和現(xiàn)狀條件，定位功能主要為供居民休閑活動(dòng)、健身的場(chǎng)所。布置主要依托小區(qū)的外側(cè)道路和七里河河道的景觀步行道路進(jìn)行聯(lián)系，設(shè)置四處駐留小廣場(chǎng)作為居民活動(dòng)的空間，其中中部的場(chǎng)地為主要活動(dòng)場(chǎng)地，在高差處理上以臺(tái)階來(lái)銜接，其他場(chǎng)地用弧形園路聯(lián)接。

3 擋水建筑物

3.1 布置原則

擋水建筑物布置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：一是河道蓄水美化工程的修建不降低原有河道行洪能力；二是不采用礙洪建筑物。由于現(xiàn)有防洪堤以內(nèi)的河槽都是行洪區(qū)，根據(jù)國(guó)家《防洪法》的有關(guān)規(guī)定，在行洪區(qū)內(nèi)不得修建礙洪建筑物。

3.2 擋水建筑物的確定

根據(jù)平魯區(qū)蓄水段的實(shí)際地形條件，為保證防洪安全及蓄水美化效果，考慮河道行洪和河道泥沙淤積問(wèn)題，采用鋼壩閘蓄水。

鋼壩的設(shè)計(jì)使用壽命可達(dá)50～60年，需配套2臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置，無(wú)須油管、泵站等附屬設(shè)施。

鋼壩閘適合于閘孔較寬（10～100 m）而水位差較小的工況（1～7 m），由于它可以設(shè)計(jì)的比較寬，可以省掉數(shù)孔閘墩，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單美觀，而且可以立門蓄水，臥門行洪排澇，適當(dāng)開(kāi)啟調(diào)節(jié)水位，還可利用閘門門頂過(guò)水，形成瀑布的景觀效果。其不同于一般水閘的突出優(yōu)點(diǎn)是能適用于跨度較大的河道。與水閘相比，其中墩設(shè)置較少，對(duì)河床的束窄率低，能滿足河道泄洪要求，克服了傳統(tǒng)鋼閘門孔徑小、啟閉設(shè)備復(fù)雜等缺點(diǎn)。鋼壩閘門運(yùn)行時(shí)，立壩、塌壩時(shí)間短，克服了橡膠壩易老化、塌立壩速度慢等缺點(diǎn)，可有效保證突發(fā)洪水時(shí)能及時(shí)泄洪，尤其是排沙效果好，泥沙不容易淤積。鋼壩閘門表面按照水利水電鋼閘門制造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行熱噴鋅，蓄水及泄洪運(yùn)行時(shí)用電負(fù)荷較橡膠壩小，能耗低，每年可節(jié)省大量電量，但一次性投入大。

3.3 擋水建筑物的布置

根據(jù)本次治理段的重點(diǎn)，河道左岸建設(shè)更適合人宜居的城市，右岸為休閑場(chǎng)所，結(jié)合河道治理情況等因素，鋼壩閘規(guī)劃于2+250（紫河橋上游約44 m），蓄水長(zhǎng)度690 m，尾水深0.7 m，壩長(zhǎng)25 m，壩高2.5 m，蓄水量約4.3萬(wàn)m3。

3.4 鋼壩設(shè)計(jì)

閘門采用平面閘門（TPZ），該閘門承受水頭較大，外形規(guī)格不受限制，材料為碳鋼或不銹鋼。

本工程選用YJQ-Q系列集成式啟閉機(jī)（下傾式傾倒門），該啟閉機(jī)適用于泥沙嚴(yán)重的擋水、調(diào)節(jié)水位等特殊水利景觀工程。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝，易于維護(hù)保養(yǎng)。

鋼壩閘基礎(chǔ)底板呈臺(tái)階型布置，綜合比較基礎(chǔ)埋深、穩(wěn)定等，采用鋼筋混凝土底板，厚度1 m，底板下鋪設(shè)0.1 m厚的素混凝土墊層。

根據(jù)國(guó)內(nèi)鋼壩閘門設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為使鋼壩閘門更安全、穩(wěn)定，造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理，每段鋼壩閘長(zhǎng)度不宜超過(guò)50 m。本次采用長(zhǎng)度25 m，電機(jī)啟閉設(shè)備等放置在箱涵內(nèi)，邊墩與庫(kù)區(qū)蓄水堤防齊平。

4 結(jié)語(yǔ)

七里河河道治理工程通過(guò)把河道安全與河道美化結(jié)合，把生態(tài)自然與河道整治結(jié)合，把水、綠化、景觀與城市完美結(jié)合，不僅改善了周圍環(huán)境，提升了城市功能，而且對(duì)豐富人民群眾的精神文化生活起到十分重要的作用。