汾河稷山城區(qū)段生態(tài)修復(fù)工程方案設(shè)計(jì)探討

王新宇

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院　山西　太原　030024）

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汾河稷山城區(qū)段生態(tài)修復(fù)工程方案設(shè)計(jì)探討

王新宇

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院山西太原030024）

摘要文章介紹了汾河稷山城區(qū)段生態(tài)修復(fù)工程的工程背景、工程任務(wù)和目標(biāo)，對(duì)主槽疏浚方案、生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)、蓄水建筑物型式選擇等方面進(jìn)行探討。通過生態(tài)修復(fù)工程，不僅可以滿足水系重建、植被恢復(fù)、水源涵養(yǎng)的要求，還可提高城市人居環(huán)境質(zhì)量，增強(qiáng)城市可持續(xù)發(fā)展能力，達(dá)到水生態(tài)文明建設(shè)的最終目標(biāo)。

關(guān)鍵詞汾河；稷山；生態(tài)修復(fù)；生態(tài)護(hù)岸；蓄水

為響應(yīng)黨的十八大提出建設(shè)生態(tài)文明的宏偉目標(biāo)，山西省委、省政府推進(jìn)“汾河流域生態(tài)修復(fù)工程”,力爭(zhēng)通過10到15年努力，使山西“母親河”汾河流域的生態(tài)，重現(xiàn)碧波蕩漾、魚鳥翱翔的大河風(fēng)光。在此歷史機(jī)遇的背景下，本工程作為汾河流域生態(tài)修復(fù)工程的先行先試，是山西省實(shí)施興水戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)。

1　工程概況

稷山縣位于山西省西南部，運(yùn)城市北端。東西寬25km，南北長(zhǎng)47.5km，國(guó)土面積686平方公里，耕地58萬畝，人口35萬余人。稷山歷史悠久，是中華民族的發(fā)祥地之一。境內(nèi)有全國(guó)最大祭祀后稷的廟宇——稷王廟和稷王山、稷王塔等。

汾河發(fā)源于寧武縣東寨鎮(zhèn)管涔山脈樓子山下水母洞，流經(jīng)忻州市、太原市、晉中市、呂梁市、臨汾市、運(yùn)城市6個(gè)地市、34個(gè)縣市，在萬榮縣廟前村附近匯入黃河，干流全長(zhǎng)716km。汾河在稷山縣稷峰鎮(zhèn)武城村入境，從蔡村鄉(xiāng)的底史村出境，進(jìn)入河津境內(nèi)，縣境內(nèi)流程41.6km。

本段汾河生態(tài)修復(fù)工程治理范圍：東起稷山縣城的運(yùn)稷一級(jí)路汾河大橋上游約400m，西至臺(tái)運(yùn)線汾河橋下游約650m，全長(zhǎng)約5.5km。

2　工程任務(wù)和目標(biāo)

任務(wù)：在不影響河道原有功能、保障防洪安全的前提下，疏浚拓寬主槽，在河道主槽內(nèi)建閘蓄水，攔截地表水，涵養(yǎng)地下水，同時(shí)形成景觀水面，為城市綠化、美化、亮化構(gòu)筑平臺(tái)。

目標(biāo)：通過汾河生態(tài)修復(fù)工程，不僅可以滿足水系重建、植被恢復(fù)、水源涵養(yǎng)的要求，還可提高城市人居環(huán)境質(zhì)量，增強(qiáng)城市可持續(xù)發(fā)展能力，達(dá)到水生態(tài)文明建設(shè)的最終目標(biāo)。

3　防洪標(biāo)準(zhǔn)和建筑物級(jí)別

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94），治理段河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水，洪峰流量1750m3/s。兩岸堤防級(jí)別為4級(jí)。本工程共設(shè)兩座蓄水池，總蓄水量為119萬m3，按蓄水量劃分，蓄水工程為Ⅳ等工程，相應(yīng)壅水閘壩按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，抗震設(shè)防烈度為7°。

4　設(shè)計(jì)方案

4.1工程總體布置

治理段河道采用復(fù)式斷面，總寬度為400m～700m，由中間的蓄水區(qū)（行洪主槽）和兩側(cè)的河灘濕地組成。蓄水區(qū)采用分槽蓄水方案，即在現(xiàn)狀主槽南岸河灘上新開挖疏浚一條行洪槽。蓄水槽布置在河道北岸（城區(qū)側(cè)），寬100m～310m；行洪槽布置在河道南岸，寬80m；中隔堤頂寬9m～135m。

為了改善稷山縣城的水生態(tài)環(huán)境，結(jié)合治理范圍和河道縱坡等地形條件，在蓄水槽、行洪槽上游處各布設(shè)一道壅水閘壩，在蓄水槽下游處布設(shè)一道壅水閘壩。河道內(nèi)3座壅水閘壩聯(lián)合立壩可形成上下兩座蓄水池，總蓄水面積約68.1萬m2。

中國(guó)夢(mèng)與社會(huì)主義核心價(jià)值觀的辯證統(tǒng)一性 … ………………………………………… 馬健永，費(fèi)聿輝（4．37）

蓄水槽和行洪槽上游壅水閘壩除具有蓄水補(bǔ)滲的功能外，尚具有聯(lián)合調(diào)度滿足其下游蓄水區(qū)行洪、排沙、蓄清、補(bǔ)換水的功能。當(dāng)需要排泄小流量洪水、排沙或上游水質(zhì)不好的來水時(shí)，行洪槽壅水閘低壩或塌壩運(yùn)行，可減輕對(duì)蓄水槽的侵?jǐn)_，增加其正常蓄水時(shí)間；當(dāng)蓄水槽需要補(bǔ)水蓄清或換水時(shí)，蓄水槽上游壅水閘低壩運(yùn)行，可保證其蓄水水量和水質(zhì)。蓄水槽平時(shí)蓄水，汛期小洪水時(shí)先行啟用行洪槽泄洪、排沙；大洪水時(shí)，整個(gè)主槽甚至兩側(cè)灘地共同參與行洪。

4.2河槽疏浚方案

蓄水區(qū)采用分槽蓄水方案，為利于協(xié)調(diào)蓄水與排沙的矛盾以及上、下游河道水流的平順連接，行洪槽的設(shè)計(jì)河底高程比蓄水槽低1.2m，與現(xiàn)狀深泓槽底高程基本一致。蓄水槽斷面為復(fù)式斷面，左岸為下部直墻、上部斜坡的斷面型式，右岸為斜坡，斜坡坡度均為1∶3。行洪槽斷面為梯形斷面，左右岸邊坡均為1∶2。開挖疏浚土方用于兩岸灘地整理及回填堤外古河槽低洼地等，合理地進(jìn)行土方平衡。

4.3主槽護(hù)岸設(shè)計(jì)

護(hù)岸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)以人水和諧，生態(tài)自然、營(yíng)造駁岸生物多樣性為目標(biāo)，形成水—土—生物間的良性循環(huán)，構(gòu)建優(yōu)美城市景觀，保證河流生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展。結(jié)合本工程的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際地形、河道水流流速、水深和水位的變化等情況，在不同地段采用不同的生態(tài)護(hù)岸型式，以達(dá)到滿足生態(tài)性、親水性、景觀性的要求。

1）行洪槽的主要功能為排沙泄洪，常遇洪水或泥沙大部分由行洪槽排泄，且水流集中，考慮到小洪水對(duì)岸坡的沖刷及淘蝕，為保證河岸的穩(wěn)定安全，行洪槽左右護(hù)岸采用生態(tài)格網(wǎng)石籠斜坡護(hù)岸型式，邊坡為1∶2，左右護(hù)岸共長(zhǎng)9.6km。

2）蓄水槽的主要功能為蓄水美化，大洪水時(shí)聯(lián)合泄洪。蓄水槽左岸邊坡為下部直墻、上部斜坡的斷面型式。下部直墻采用格網(wǎng)石籠擋墻結(jié)構(gòu)；上部斜坡面受水力沖刷機(jī)率相對(duì)較小，同時(shí)也是沿河景觀的重要組成部分，因此該斜坡上采用格網(wǎng)石籠和生態(tài)袋結(jié)合的防護(hù)形式。處于彎道段的左岸邊坡，考慮洪水彎道沖刷的影響，采用干砌石護(hù)岸型式，基礎(chǔ)為打木樁加干灘拋石固定。

蓄水槽右岸為重要的親水區(qū)域，宜采用形式多樣的護(hù)岸結(jié)構(gòu)，增加生態(tài)和園林氛圍。蓄水槽右岸進(jìn)口、出口段、水流斜沖段護(hù)岸采用干砌石護(hù)岸型式，邊坡為1∶3，基礎(chǔ)為打木樁加干灘拋石固定。局部彎道段考慮沖刷和后期修建景觀親水平臺(tái)的要求，護(hù)岸采用漿砌石重力式岸墻型式。在景觀節(jié)點(diǎn)較多、游人較多的地段，護(hù)岸采用生態(tài)格網(wǎng)石籠斜坡護(hù)岸型式，邊坡為1∶3。

表1　壅水閘壩型式比較表

表2　壅水閘壩特性表

蓄水槽左右護(hù)岸共長(zhǎng)9.55km，其中干砌石護(hù)岸長(zhǎng)2.76km，生態(tài)格網(wǎng)石籠護(hù)岸長(zhǎng)1.9km，漿砌石重力式岸墻護(hù)岸長(zhǎng)0.79km，復(fù)式斷面護(hù)岸長(zhǎng)4.1km。

4.4壅水閘壩設(shè)計(jì)

4.4.1壩型的選擇

根據(jù)總體布置要求，在蓄水區(qū)上下游共布設(shè)3道壅水閘壩，既應(yīng)滿足日常立壩蓄水，使其成為城市水景觀，并為兩岸景觀的布置搭建親水平臺(tái)；又能滿足汛期倒伏行洪，保證河道的行洪安全。國(guó)內(nèi)常用的幾種壅水閘壩有：橡膠壩、液壓壩、鋼壩閘。結(jié)合該地段的地質(zhì)條件、壩型結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)、安全、運(yùn)行管理以及規(guī)劃景觀要求，對(duì)上述三種壩型進(jìn)行綜合比較見表1。

通過以上三種壩型的比較可以看出，鋼壩閘及液壓壩除投資較大外，無論從外形景觀效果、使用壽命、防洪影響，還是從技術(shù)含量、利于景觀多樣性等方面，都占有較大優(yōu)勢(shì)。本工程需利用攔蓄汛期洪水進(jìn)行涵養(yǎng)水源、補(bǔ)充地下水，防洪壓力較大，且稷山縣位于汾河中下游地區(qū)，淤積問題十分嚴(yán)重。鋼壩閘雖然門體外形美觀，景觀效果好，但不能徹底解決閘底淤積的問題。而液壓壩基本不受淤積影響，在沖沙性能上有其獨(dú)特之處。經(jīng)綜合考慮，本工程采用壅水閘壩組合方案，即蓄水槽下游壅水閘壩選用外形較好的鋼壩閘，蓄水槽及行洪槽上游壅水閘壩選用利于沖沙的液壓壩。

4.4.2壅水閘壩位置的確定

為使汾河稷山城區(qū)段形成連續(xù)水面，考慮到兩座跨汾河大橋上的景觀視覺效果，結(jié)合河道縱坡及河底高程，確定蓄水槽、行洪槽上游壅水閘壩均設(shè)在運(yùn)稷一級(jí)路汾河大橋下游190m處，回水長(zhǎng)度8.9km，治理范圍內(nèi)蓄水面積12.5萬m2，蓄水量30 萬m3。蓄水槽下游壅水閘壩設(shè)在臺(tái)運(yùn)線汾河橋下游290m處，回水至上游壅水閘壩后，回水長(zhǎng)度4.4km，蓄水面積55.6萬m2，蓄水量89萬m3。壅水閘壩特性見表2。

5　結(jié)語

本工程項(xiàng)目通過疏浚拓寬主槽，在河道主槽內(nèi)建閘蓄水，并對(duì)護(hù)岸采用生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)，使流域內(nèi)呈現(xiàn)出碧水綠地、生機(jī)盎然的景象，確保了治理段汾河生態(tài)系統(tǒng)的正向演替，在進(jìn)行河流生態(tài)修復(fù)的同時(shí)，也可營(yíng)造出景色秀美的城市濱水景觀。陜西水利

（責(zé)任編輯：李蕊）

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