垣曲縣亳清河縣城段生態(tài)環(huán)境綜合治理工程

董 俐

（山西省水利水電勘測設計研究院 山西太原030024）

1 流域概況及河道現(xiàn)狀

1.1 流域概況

亳清河流域地處山西省南部垣曲縣中西部，是黃河的一級支流，流域面積552km2。

流域內(nèi)北高南低，北部海拔950 m，南部海拔210 m。上游以石山為主，兩側(cè)山巒重疊，地形復雜；中游以黃土丘陵為主，地表支離破碎，溝壑縱橫；下游河床地勢平坦，形成規(guī)模不等的洪積扇和河谷階地，巖性以亞砂土及亞黏土為主，厚度為10～30 m不等。流域總體地貌由侵蝕構(gòu)造、黃土堆積構(gòu)成。

治理河段控制流域面積為61.5km2，主河道長13.9km，流域縱坡12.68‰。

1.2 工程背景及河道現(xiàn)狀

垣曲縣位于山西省境南端，北依太行，隔黃河與河南省澠池、新安縣相望。本工程治理長度為2.1km。河道基本維持現(xiàn)狀河道寬度及河堤走向。為改善縣城環(huán)境，響應黨的十八大提出的建設生態(tài)文明的宏偉目標，縣委、縣政府決定對亳清河縣城段河道進行綜合治理，建設山清、水秀的新垣曲。

該段河道在2005年至2008年期間已進行了河道整治，按當時設計成果，兩岸堤防采用M7.5水泥砂漿漿砌卵石堤防，堤距70～80 m，河道設計縱坡為1.5%，堤防高2.8m，基礎深2.3m。

經(jīng)多年運行，黃河大橋上游產(chǎn)生了淤積，使河道縱坡現(xiàn)狀變?yōu)?.76%～3.56%。河道現(xiàn)有堤高2.2～6.0 m。目前，河堤兩側(cè)緊鄰縣城干線公路，無游人親水活動空間和綠地空間，不利于景觀營造；河道中現(xiàn)有基流。

2 工程任務和建設內(nèi)容

本工程建設的主要任務是：河道防洪、蓄水、生態(tài)美化和截污。

1）防洪：城區(qū)河道治理段2.1km的河道進行疏浚、清淤，滿足30年一遇的防洪標準。

2）濕地和蓄水相結(jié)合：為改善城區(qū)河道的水生態(tài)環(huán)境，形成“生態(tài)景觀公園”：河道主槽內(nèi)設置6座壅水壩，形成壅水水面，改善局部小氣候；間隔蓄水池設置4處濕地景觀段。同時，采用岸邊的多樣性的手法，結(jié)合行洪、排沙的要求，設置生態(tài)主槽堤岸。

3）生態(tài)美化、亮化：在河道兩側(cè)沿河設置生態(tài)景觀廊道，布置休閑、綠地公園，臨岸設置親水步道，實現(xiàn)濱河帶的綠化、美化、亮化，打造縣城生態(tài)綠色景觀走廊。

4）小雨水截流工程：在河道兩側(cè)景觀平臺上各設一條攔截初期小流量洪水和兩岸部分污水的排雨污箱涵。

工程建成后，將形成4.2km的岸墻，6座蓄水池總蓄水量為12萬m3，水面景觀6萬m2，兩岸總綠化面積9.5萬m2。河道寬度根據(jù)行洪和生態(tài)兩方面要求確定。綜合考慮現(xiàn)狀河道寬度和占地等指標，確定河寬70～80 m。

3 工程布置及建筑物設計

3.1 設計理念和原則

本工程是以生態(tài)水利、可持續(xù)水利為主導思想，以防洪安全、自然生態(tài)、文化休閑為設計理念。在保證城市河道防洪安全的前提下，以生態(tài)為先，形成自然和諧的人居環(huán)境，帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。

通過垣曲縣亳清河縣城段生態(tài)環(huán)境綜合治理工程的實施，建設成集防洪、蓄水、綠化、美化為一體的生態(tài)走廊，完善城市功能、提升城市品位。

設計的原則：防洪兼顧蓄水的原則；生態(tài)性原則；親水性原則；經(jīng)濟合理原則；工程措施和生物措施相結(jié)合的原則；整體規(guī)劃，分期實施。

3.2 工程總體布置

亳清河治理段起始位置位于歷山路橋上游270 m處，終點至新建人民醫(yī)院處，全長2.1km，呈南北向展布，規(guī)劃寬度為70～80 m。

本工程作為生態(tài)修復和蓄水美化工程，為妥善解決河道行洪與蓄水美化，以及北方河流洪水暴漲暴落，洪峰較大的矛盾，本治理段采用濕地結(jié)合蓄水景觀布置，河道修建成復式河槽。中間為寬50～65m的行洪主槽，主槽岸墻為格網(wǎng)石籠重力式和斜坡式生態(tài)性岸墻；兩側(cè)為寬5～23m的二級景觀平臺，布設為濱水生態(tài)長廊和綠地休閑公園，平臺外側(cè)為現(xiàn)狀大堤。經(jīng)計算，深1.92～5m的主槽，可通過10年一遇的洪水流量，當河道洪水流量超過10年一遇洪水時，主槽和兩岸景觀平臺共同行洪，滿足宣泄30年一遇洪水流量的要求。

根據(jù)現(xiàn)有河道縱坡，為滿足防洪兼顧蓄水的要求，每隔200～400 m修建一座調(diào)蓄方便的橡膠壩，水深0.3～3.8m，形成6個蓄水池，蓄水總長度1.33km，濕地總長度775m，總蓄水面積6萬m2，總綠化面積9.5萬m2。每座橡膠壩長50 m，1號～5號壩高3.3m，6號壩高3.8m。

兩岸灘地布置為生態(tài)景觀綠化帶，平均每側(cè)寬5～23m。景觀設計遵循結(jié)合現(xiàn)狀自然植被、地形地勢和當?shù)匚幕厣?，對河道景觀合理改造，提高游人與景觀互動參與性，突出節(jié)點特色，使品質(zhì)提升。

3.3 建筑物設計

1）河道斷面防護設計

根據(jù)河道現(xiàn)狀地形，河道斷面型式為復式斷面，形成開敞式河道空間。

復式斷面由布置在中間的主槽和兩側(cè)景觀平臺組成。主槽深1.92～5m，寬50～65m，行洪能力為10年一遇的洪水。兩側(cè)平臺寬5～23m，當超過10年一遇洪水標準時，參與泄洪。該段河道位于縣城中心區(qū)，采用生態(tài)性較好的格網(wǎng)石籠重力式和斜坡式防護岸墻。

格網(wǎng)石籠重力式岸墻高2.8m，基礎埋深1.5m，頂寬1m，底寬2.5m，背水側(cè)邊坡1:0.5的臺階式結(jié)構(gòu)，臨水側(cè)直立。由于河道縱坡較陡，河道設計洪水流速高達6m/s，含沙量大，粗顆粒多，同時本工程為城市景觀河道，因無銹熔接網(wǎng)抗沖抗磨性能、景觀效果均較好，故本方案臨水外露面石籠網(wǎng)材采用無銹熔接網(wǎng)，其它為六邊形格網(wǎng)。

斜坡式石籠護堤，坡度為1:2.5，其結(jié)構(gòu)自下向上依次為基礎碾壓、200 mm厚砂卵石，300 mm厚格網(wǎng)石籠。

2）主槽疏浚設計

本河道治理局部有淤積現(xiàn)象，同時考慮適當增加蓄水長度，需按1.5%的設計縱坡進行主槽疏浚、調(diào)坡。疏浚土方全部用于填筑景觀平臺。

河道主槽清障疏浚時分兩種情況予以處理：①若設計河底高程低于現(xiàn)狀河底高程時，則按設計高程進行清障、疏浚；②若設計河底高程高于現(xiàn)狀河底高程時，維持現(xiàn)狀，不予回填。

3）河道蓄水段設計

治理段河道主槽蓄水，蓄水長度1.33km，采用全槽蓄水方案，主要在治理的起始端至3號橡膠壩之間間隔布置和3號～6號橡膠壩連續(xù)布置。蓄水寬度50 m，每200～400 m設一道3.3、3.8m高的壅水壩，共設有6座，蓄水深0.3～3.8m，非汛期立壩壅水，汛期塌壩渡汛。

4）防滲、防沖設計

河底防滲的部位為蓄水段的50 m寬主槽和濕地段5m寬的淺主槽。

本工程擬定的河底防滲、防沖結(jié)構(gòu)為：河底防滲、防沖結(jié)構(gòu)依次為：500 mm厚的格網(wǎng)石籠柔性防沖層、350 mm厚級配墊層、150 mm厚中粗砂墊層、復合土工膜（兩布一膜SN2-16-400-0.5）、200 mm厚中粗砂墊層。

5）小雨水截流設計

在河道兩側(cè)景觀平臺上各埋設一條排雨污箱涵，人民路橋上游斷面凈尺寸為2m×2m(寬×高)，人民路橋下游斷面凈尺寸為2m×2.5m(寬×高)。箱涵承接河道初期小流量的洪水和兩岸城市雨污水，近期導至治理段下游的河道內(nèi)，遠期送至污水處理廠。

為使上游初期較臟的雨洪順利進入箱涵，在箱涵進口設2m×1.5m（寬×深）的明渠與設計淺主槽連接，并在明渠進口下游設1.5m高的C25素混凝土堵頭堰。在箱涵進口處設2m×2m的鑄鐵門，防止日常清水基流進入箱涵。經(jīng)計算，單條箱涵最大過流能力25m3/s。管道沿線每隔約150 m及污水接入口處均布設一個檢查井，全線共布設20個。

3.4 綠化設計

河道景觀設計的主題思路為：“人文、娛樂、休閑”。景觀設計以休閑、娛樂為主，滿足景區(qū)的功能性要求，設置休閑娛樂公園、健身活動場地、綠化小品等。建設內(nèi)容包括植物綠化、園區(qū)內(nèi)交通組織、休閑設施、廣場等。

1）設計原則

綠化的種植不影響河道的安全行洪；結(jié)合現(xiàn)狀自然植被和地形地勢對河道景觀合理改造；合理布置綠化林木，保障行洪安全；緊密結(jié)合景觀設計，突出節(jié)點特色，使品質(zhì)提升，提高游人與景觀互動參與性；植物搭配以本地植物為主，兼顧四季更替的植物季相景觀及植物的多樣性，應結(jié)合當?shù)匚幕厣?/p>

2）景觀綠化布置

河道景觀設計的主題思路為：“人文、娛樂、休閑”。

整體景觀設計以休閑、娛樂為主，滿足景區(qū)的功能性要求，設置休閑娛樂公園、健身活動場地、綠化小品等。

兩岸綠化應用植物生態(tài)學原理，從生態(tài)的角度考慮植物配植，實現(xiàn)植物的多樣性，從而構(gòu)建和諧的生態(tài)環(huán)境，并且能豐富植物景觀。為不影響河道行洪，景觀平臺整體的造景以草地為主，灌木為輔，適當點綴落葉喬木，以突顯空間和層次感。植物造景突出春芽、夏花、秋果、冬枝的效果。

建設內(nèi)容包括植物綠化、園區(qū)內(nèi)交通組織、休閑設施、廣場等。

3）植物配植

工程主要喬木樹種為法桐、圓柏、楊樹、龍爪槐、金絲柳。

灌木樹種：紫葉李、西府海棠、木槿、迎春、紅瑞木、連翹、灑金柏、火棘、紅葉小檗、金邊扶芳藤、銀邊扶芳藤、金葉女貞。

花草植物：鳶尾、玉簪、三葉草、狗牙根、蘆葦、荷花。

4）休閑娛樂設施

休閑娛樂設施包括休息坐凳、涼亭、花架、廣場等，主要布置于河道綠化帶人流密集區(qū)。坐凳可設在樹下，為人們提供休息場所。

5）交通組織

河道每側(cè)景區(qū)綠化帶均設有出入口，每個蓄水池按設2～3個布設。

主要園路：游園內(nèi)以一條1.5m寬為主園路縱貫景區(qū)，采用青石板路面。次要園路：以1m寬的次園路連通休息坐凳、涼亭、廣場，采用嵌草磚等生態(tài)路面。

4 結(jié)論及建議

1）工程通過治理提高了河道的防洪標準，保護城區(qū)人民的生命財產(chǎn)安全，增加了人均綠地面積，改善了人居生活環(huán)境，促進了沿河經(jīng)濟帶的發(fā)展，提升了城鎮(zhèn)的整體品位。

2）河道生態(tài)綜合治理工程是一個系統(tǒng)工程，工程措施應與生物措施相結(jié)合，同時，還應加強河道段上游區(qū)域的環(huán)境保護和水土保持，保護亳清河的常年流水，上下游的生態(tài)環(huán)境才會相得益彰，和諧發(fā)展。

3）河道生態(tài)綜合治理工程不是一勞永逸的，需要加強管理、適時觀測，根據(jù)河勢的變化逐年投入一定的資金用于維護，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟和社會效益。

4）建議在現(xiàn)有監(jiān)測站的上游較遠處再設立一座自動水位雨量監(jiān)測站，在汛期對橡膠壩調(diào)度運行起到作用，并且對該段超標準洪水設立防御系統(tǒng)。

5）建議垣曲縣完善防洪搶險調(diào)度預案，應對超標準洪水情況調(diào)度方案。