坪山河流域三洲田水環(huán)境綜合整治工程設(shè)計(jì)研究

陽秀春

（深圳市廣匯源水利勘測設(shè)計(jì)有限公司，廣東深圳 518000）

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坪山河流域三洲田水環(huán)境綜合整治工程設(shè)計(jì)研究

陽秀春

（深圳市廣匯源水利勘測設(shè)計(jì)有限公司，廣東深圳 518000）

【摘 要】出于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的，坪山街區(qū)近幾年重點(diǎn)發(fā)展了重工業(yè)，但與此同時(shí)，坪山河流域的水環(huán)境質(zhì)量急劇下降。其中三洲田水存在擠占河道導(dǎo)致水土流失、河床淤積和水質(zhì)污染等問題。在不悖行于該地經(jīng)濟(jì)發(fā)展初衷的情況下，作者認(rèn)為水環(huán)境綜合整治工程也不能落下。本文圍繞坪山河流域三洲田水的水環(huán)境問題，在剖析問題的基礎(chǔ)上，提出水環(huán)境綜合整治工程的設(shè)計(jì)思路，以期扭轉(zhuǎn)當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境污染現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】坪山河；三洲田；水環(huán)境；綜合整治；設(shè)計(jì)

1 三洲田水環(huán)境現(xiàn)狀

三洲田位于深圳市坪山新區(qū)碧嶺社區(qū)，屬于坪山河的一級支流，水源起于三洲田水庫的壩下。根據(jù)現(xiàn)場勘查資料顯示，三洲田的斷面位置，分別為三洲田大橋、碧嶺學(xué)校和河口，集雨面積5.686km2，河長6.29km，平均比降27.08‰。目前，三洲田流域的水環(huán)境存在以下幾個(gè)亟待解決的問題：

a.水質(zhì)問題。在河口至碧嶺社區(qū)，河道左岸現(xiàn)存有一沿河截污管，但仍有漏排污水直接入河，造成河內(nèi)水質(zhì)黑臭。根據(jù)現(xiàn)場水質(zhì)取樣檢測結(jié)果顯示，三洲田水庫河道中游和下游的糞大腸菌群、氨氮和總磷嚴(yán)重超標(biāo)，是水體內(nèi)耗氧的罪魁禍?zhǔn)?，對水生動植物均有毒害。圖1為三洲田流域水環(huán)境污染情況的示意圖。

經(jīng)分析，流域水環(huán)境的污染物主要來源于生活污水和工業(yè)廢水，尤其是工業(yè)廢水。由于河道兩岸未布設(shè)截污管網(wǎng)，缺乏沉砂設(shè)施，再加上未定期清淤，最終對水質(zhì)造成嚴(yán)重影響。

圖1　三洲田流域水環(huán)境污染情況

b.防洪問題。根據(jù)現(xiàn)場踏勘及對現(xiàn)有資料分析，防洪問題主要體現(xiàn)在：?碧嶺社區(qū)下游河段行洪斷面狹窄，過流能力嚴(yán)重不足；且部分堤岸超高不足，存在漫溢風(fēng)險(xiǎn)；?現(xiàn)有部分橋梁阻水嚴(yán)重；?建于河內(nèi)的截污管線和檢查井也不同程度影響了河道行洪，進(jìn)一步壅高了水位；?部分未護(hù)砌河段岸坡滑塌，水土流失嚴(yán)重，加劇了河道的行洪壓力。據(jù)調(diào)查，近年三洲田洪災(zāi)問題突出，歷史資料顯示，2010年7月曾發(fā)生強(qiáng)降雨，導(dǎo)致山洪暴發(fā)，水深達(dá)1.3m。三洲田河段地勢低，借助“初損后損法”計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，以上各控制斷面全天候的損失率在2.95～5.00mm之間，在暴雨的影響下，極易形成水土流失，加上河道沿線盲目開發(fā)，很多填土和堆土被沖刷進(jìn)河道內(nèi)，使得河道過流能力較弱，強(qiáng)降雨時(shí)未能滿足排水需求，間接導(dǎo)致洪澇災(zāi)害的發(fā)生。

c.生態(tài)景觀問題。出于排洪實(shí)際需求的考慮，河道設(shè)計(jì)借用了“裁彎取直”的方法，而橫斷面以“矩形”為主，這種形態(tài)單一河道設(shè)計(jì)模式，并沒有充分考慮河道生態(tài)的合理性［1］。另外，河道護(hù)岸采用硬質(zhì)化結(jié)構(gòu)，基本隔絕了沿岸植被和水生植物之間的生態(tài)聯(lián)系，自然凈化能力不高，不適合水生植物的生存，某些河道淤積嚴(yán)重，基本未能形成親水空間。三洲田流域水環(huán)境生態(tài)現(xiàn)狀見圖2。

圖2　三洲田流域水環(huán)境生態(tài)現(xiàn)狀

2 三洲田水環(huán)境綜合整治設(shè)計(jì)建議

通過對三洲田水環(huán)境現(xiàn)狀的剖析情況分析，三洲田水環(huán)境的綜合整治，需要從“水質(zhì)”“防洪”“生態(tài)”三個(gè)方面入手，采用綜合整治的設(shè)計(jì)思路：?水質(zhì)改善，最大限度降低面源污染，收集沿河旱季污水；?防洪整治，全河段達(dá)到50年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)；?生態(tài)修復(fù)，增強(qiáng)河道與周圍環(huán)境的生態(tài)協(xié)調(diào)水平，提高河道本身的生態(tài)潔凈能力［2］。

遵循以上設(shè)計(jì)目標(biāo)，參照相關(guān)設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，提出以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)建議。

2.1 水質(zhì)改善設(shè)計(jì)

由于三洲田的水質(zhì)問題，大部分源于污水未經(jīng)有效處理就直接排入河道，因此水質(zhì)問題的解決，首要工作是截污工程的布設(shè)：?截污工程，利用已建市政污水管道對漏排的污水進(jìn)行點(diǎn)截污，增設(shè)截流井20個(gè)，完善管道長790m，收集旱季污水，實(shí)現(xiàn)旱季污水100％截排，有效改善河道水質(zhì)；?新建沿河截污管道，截流倍數(shù)n0=5，收集沿河污水排放口32個(gè)，建設(shè)污水管3502m，旱季污水排入上洋污水處理廠配套一期干管，雨季關(guān)閉閘門截流合流污水排入坪山河截流箱涵內(nèi)［3］。

以上截污工程應(yīng)用了“海綿城市”技術(shù)，一方面通過透水鋪裝、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施等，發(fā)揮下滲減排的效果；另一方面通過蓄水池、雨水罐、濕塘、雨水濕地等，發(fā)揮集蓄利用的效果，排放到河道的量，將減至40％以內(nèi)?！昂＞d城市”技術(shù)在該工程中的應(yīng)用，前提是摸清當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩怼⑺牡刭|(zhì)和降雨等條件，其中計(jì)劃在社區(qū)公園的改造河段堤頂設(shè)置反坡式截流滲透溝；在三洲田大橋下游左岸現(xiàn)狀魚塘處，建設(shè)一處自然濕地，如圖3所示。

2.2 防洪改善設(shè)計(jì)

在保證水質(zhì)改善條件俱佳的情況下，將防洪工程的輻射范圍，劃定于碧嶺社區(qū)河段和碧嶺社區(qū)至三洲田大橋下游段。該工程的難點(diǎn)為：碧嶺社區(qū)下游河道兩岸規(guī)劃藍(lán)線內(nèi)（30m）建筑物密集，建筑面積約65975m2；若拆除現(xiàn)有房屋則工作量大、實(shí)施難度大、工程持續(xù)時(shí)間長、工程進(jìn)度難以保證。三洲田水的自身特點(diǎn)：河口現(xiàn)狀調(diào)蓄湖底高程低于河底4.00m，下游段坡可放陡，不受坪山河干流水位頂托影響。其設(shè)計(jì)依據(jù)是改善現(xiàn)有河道水力條件，并盡量保持河道環(huán)境的穩(wěn)定，主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

圖3　反坡式截流滲透溝

a.縱橫斷面設(shè)計(jì)。河道的縱坡只需要按照4‰～30‰的彈性范圍，實(shí)行合理坡降即可。至于橫斷面，在了解現(xiàn)場情況后，認(rèn)定有必要清除河底淤泥，加高現(xiàn)有堤防，必要時(shí)適當(dāng)加寬堤防，可供選擇的斷面形式有矩形、梯形和復(fù)式三種，具體結(jié)合現(xiàn)場的防洪需求而定。

b.銜接干流。同裕路橋上游側(cè)樁號0-208～0 + 000河段，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)沿河道的部分岸墻，有被洪水掏空的跡象，防洪能力不強(qiáng)，甚至不能夠達(dá)到過流的基本要求，要求進(jìn)一步拓寬河道斷面，而現(xiàn)場條件僅允許拆除左岸，與干流截流管同步施工。在河道兩側(cè)建筑物密集的區(qū)域，考慮到河道拓寬受到約束，認(rèn)定應(yīng)采用直立式擋墻，譬如在樁號0 +000～1 +297位置，將建筑物相對不密集區(qū)域的漿砌石岸墻拆除，河道可拓寬約14m，按照至少150kPa的承載力特征值標(biāo)準(zhǔn)，布設(shè)直立擋墻，對于漿體受到破壞的擋墻墻腳，同步加固處理［4］。

c.排樁穩(wěn)定控制。參照《深圳市基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》，以3級基坑等級計(jì)算鋼筋混凝土排樁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，涉及的計(jì)算參數(shù)包括圓弧滑動安全系數(shù)、最危險(xiǎn)滑動面弧面內(nèi)摩擦角、土條寬度、土條滑裂面弧長、土條自重、切線與水平線夾角、側(cè)壁重要性系數(shù)和基坑面作用荷載等，分析基坑整體的穩(wěn)定性。經(jīng)分析，確定樁號0 +000處布設(shè)15m鋼筋混凝土排樁后，嵌固深度8m，整體穩(wěn)定性1.88，抗傾覆1.75，滿足斷面穩(wěn)定性要求；樁號0 +482布設(shè)15m鋼筋混凝土排樁后，嵌固深度9m，整體穩(wěn)定性1.84，抗傾覆2.28，滿足斷面穩(wěn)定性要求。

d.坡式護(hù)岸設(shè)計(jì)?？晒┰摴こ踢x擇的坡式護(hù)岸形式多種，以穩(wěn)定性作為基準(zhǔn)選擇，借助“邊坡穩(wěn)定設(shè)計(jì)軟件”計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性。

坡式護(hù)岸的穩(wěn)定性計(jì)算，必須兼顧滑力的安全系數(shù)，以及浸潤線以上的飽和重度和土體抗剪強(qiáng)度，應(yīng)該同步考慮正常運(yùn)用期和水位降落期兩種工況，以確保堤防的穩(wěn)定可靠。

2.3 生態(tài)景觀改善設(shè)計(jì)

生態(tài)修復(fù)建立在防洪穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，秉著因地制宜的設(shè)計(jì)原則，憑借原有的自然景觀和地形地貌，重塑河道多元化的生態(tài)景觀。為保證河道沿線區(qū)域未來的可持續(xù)發(fā)展，將流域劃分為城市綠化區(qū)和郊野生態(tài)區(qū)，計(jì)劃綠化面積達(dá)到了2.66萬m2，具體如圖4所示。

圖4　綠化節(jié)點(diǎn)示意圖

設(shè)計(jì)的重心放在糾正原來河道“冷”“硬”“直”的特點(diǎn)之上，除了植被護(hù)坡，還增設(shè)了各種景觀小品和公共綠地，沿岸修建綠化景觀帶，構(gòu)成了生態(tài)駁岸，基本能夠解決水陸間的循環(huán)系統(tǒng)問題。與此同時(shí)，工程在配置植物方面，合理控制樹木花草的比例，兼顧不同植物的共生性，盡量選擇具有抗?jié)?、防浪、固堤、護(hù)坡作用的植物，譬如蒲桃、垂柳、九里香、美人蕉、花葉蘆竹等［5］。

3 結(jié) 語

該設(shè)計(jì)方案在水質(zhì)改善、防洪和生態(tài)景觀三個(gè)方面，預(yù)期可取得以下成效：

a.水質(zhì)改善方面。其中：“截”主要是河道的沿線截流，按照清污的類別分流，其他支流則根據(jù)實(shí)際情況混流處理；“蓄”是修建水質(zhì)凈化廠和其他調(diào)蓄池，將凈化處理后的水排放到河道中；“凈”是處理廠處理污水，尤其是上游旱季的混流水和雨季的混合污水，預(yù)處理后才允許排放。通過“截”“蓄”“凈”的設(shè)計(jì)，可有效保障河道的水質(zhì)。

b.防洪方面。該次防洪設(shè)計(jì)的主要手法是“拓”“清”“修”，不僅拓寬改造了各標(biāo)河道的縱橫斷面，而且通過清除淤積，保證了河道的暢通，增設(shè)河道的管理維護(hù)設(shè)施，保持整個(gè)河道過流的暢通，有效避免雨季時(shí)過流不足而導(dǎo)致的洪水問題。

c.生態(tài)修復(fù)方面。在水質(zhì)改善和防洪布設(shè)的基礎(chǔ)上，通過岸坡重塑和布置植物群落的設(shè)計(jì)方法，打造了濕地多元化的河道生態(tài)環(huán)境，有效改善了河道的生態(tài)條件，對于提升城市競爭力功不可沒?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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Research on water environment com prehensive im provement project design in Sanzhoutian of Pingshan River Basin

YANG Xiuchun
（Shenzhen Guanghuiyuan Water Conservancy Exploration Survey&Design Co.，Ltd.，Shenzhen 518000，China）

Abstract:Heavy industries are mainly developed in Pingshan Block in recent years for the purpose of economic development.However，the water environment quality of Pingshan River Basin is sharply decreased at the same time，wherein water in Sanzhoutian has problems of river channel extrusion，water and soil erosion，riverbed deposition，water pollution，etc.The author believes that water environment comprehensive improvement project cannot fall behind，under the condition of not opposing economic development intension in the region.In the paper，the design concepts of water environment comprehensive improvement project are proposed on the basis of analyzing problems aiming at water environment problems in Sanzhoutian of Pingshan River Basin，thereby reversing present situation of local water environment pollution.

Key words:Pingshan River；Sanzhoutian；water environment；comprehensive improvement；design

DOI：10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.04.009

中圖分類號：TV85

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1005-4774（2016）04-0036-04