崇明島南橫引河多種功能綜合利用河道設計

錢壁君

（上海勘測設計研究院有限公司，中國 上海 200434）

1 概況

崇明島地處長江口，三面環(huán)江，東臨東海，是我國第三大島，也是我國現(xiàn)今河口沙洲中最大的一個河口沙島。島內河道密布，縱橫交錯，水面率為8.05%，河網(wǎng)密度達9.42 km/km2，有一定的調蓄能力，這些河道擔負著全島引水、排澇、城鄉(xiāng)居民生活用水及工農業(yè)用水的重任。

南橫引河（環(huán)島運河南段）位于崇明南部，現(xiàn)狀河道西起崇西水閘，東至團旺河，全長77.38 km，分為西、中、東三段，其中西段為崇西水閘～三沙洪、中段為三沙洪～小漾港、東段為小漾港～團旺河，南橫引河途經11個鎮(zhèn)，穿越25條豎河，并與北橫引河（環(huán)島運河北段）及團旺河合圍形成環(huán)島運河。

由于現(xiàn)狀河道淤積嚴重，調蓄量和引排能力大大降低，河道坍失情況也比較嚴重，已經不適應島內發(fā)展的要求，為了改善崇明南部地區(qū)的排水條件、水環(huán)境質量及航運條件，南橫引河西段于2002年進行了局部疏拓。并于2015年實施了航道疏浚工程，航道等級定為VI級，航道疏浚設計河道底高程為-1.0 m，底寬20 m，疏浚邊線距現(xiàn)狀護岸5 m以上，對于護岸前沿水域，主要對河底及兩側坡腳的河道淤泥部分進行了局部疏浚，以保證現(xiàn)有護岸結構安全，不產生安全隱患。

航道疏浚工程緩解了船舶航行困難的問題。但西段仍然存在淤積嚴重、調蓄量和引排能力大大降低的問題，因此急需對南橫引河西段進行綜合整治，關鍵是對南橫引河西段中的新建港～廟港段河道進行整治。

2 工程任務

根據(jù)《崇明縣環(huán)島運河南橫引河段工程規(guī)劃》《崇明島島嶼總體規(guī)劃（框架方案）》《上海市崇明島引淡除澇規(guī)劃》及《上海市崇明島域水利規(guī)劃修編》《崇明島域供水與污水處理系統(tǒng)專業(yè)規(guī)劃》等規(guī)劃，確定南橫引河的功能及綜合利用的主次順序為：引淡避咸、防洪除澇、供水需求、內河航運、水景觀光。隨著東風西沙水庫的建成，供水的功能主要是灌溉用水及備用水源。

2.1 引淡避咸

崇明島在枯水期遭遇長江咸潮上溯時，只能通過崇西的幾個水閘引水，通過環(huán)島運河南、北河向東供水，所以，環(huán)島運河南河首要的功能就是在引淡期間及時向東輸水，為島內提供重要的淡水需求。

2.2 防汛除澇

環(huán)島運河南河整治后將增加暴雨調蓄庫容，并將各條豎河串連成一個有機的整體，通過環(huán)島運河南河的輸水調配，可以大大發(fā)揮河網(wǎng)地區(qū)群閘的除澇能力，確保除澇安全。

2.3 內河航運

環(huán)島運河南河橫貫崇明島東西，連接著崇明主要的城鎮(zhèn)，是島內水上物資運輸?shù)闹魍ǖ?，為VI級航道，隨著島內的開發(fā)建設，各種物資的運輸更加繁重，其航道功能將更加凸顯。

2.4 水景觀光

崇明島作為生態(tài)島，生態(tài)景觀建設十分重要，環(huán)島運河南河將崇明主要的城鎮(zhèn)串連起來，隨著島內旅游業(yè)的發(fā)展，這里將成為一條重要的水上旅游觀光線路。

3 工程等別和設計標準

3.1 工程等別

南橫引河西段整治工程為Ⅲ等工程，堤防、護岸等主要建筑物級別為3級水工建筑物，施工圍堰為5級水工建筑物。

3.2 航道標準

南橫引河歸類為閘內Ⅵ級非限制性航道，設計代表船型為200 t級干散貨船，尺度為32 m×6.2 m×1.9 m（長×寬×設計吃水）。

4 河道總平面布置

工程整治范圍為崇明南橫引河明珠湖地區(qū)（新建港~廟港），整治長度為11.0 km。

工程布置原則：在現(xiàn)場踏勘的基礎上，與當?shù)毓芾聿块T充分溝通，綜合考慮河道現(xiàn)狀、征地拆遷難度和工程投資等因素。工程河道布置需符合《崇明島島嶼總體規(guī)劃》《上海市崇明島水利規(guī)劃（引淡除澇規(guī)劃）》等相關規(guī)劃要求。本段河道按規(guī)劃藍線78 m河口寬布置，可以改善水流條件、擴大過水斷面及槽蓄水量。河道平面布置與現(xiàn)狀地形相適應，力求平順、平緩連接。河道岸線應與現(xiàn)有河道保留橋梁順接，護岸型式需結合橋臺考慮。規(guī)劃河道兩岸綠域控制范圍各為50 m，本次實施3 m寬的防汛通道，先確保兩岸防汛道路的暢通。河道設計斷面需考慮挖、填土方平衡，并盡量利用岸后現(xiàn)有堆土作填土?？紤]Ⅵ級航道尺度要求：直線段河底寬度應不小于20 m，彎曲半徑不小于110 m。

5 河道護岸結構方案比選

河道護岸型式的選擇首先考慮結構的安全可靠性和經濟性，其次考慮河道沿岸的周邊環(huán)境和河道的景觀生態(tài)效果等，充分發(fā)揮河道在引淡、防洪、排澇、改善周邊環(huán)境等方面的綜合功能。

5.1 護坡材料比選

南橫引河是崇明島環(huán)島運河的重要組成部分，工程地勘報告表明，河岸邊坡土質抗沖刷能力一般，須采取必要的護坡措施；南橫引河為Ⅵ級航道，有通航要求，護坡材料應滿足抗沖刷要求。

根據(jù)材料劃分，常用的護坡有干砌石護坡、連鎖塊生態(tài)護坡、綠化混凝土護坡、生態(tài)石籠護坡、水土保護毯護坡等5種護坡型式。

根據(jù)實施效果及以往經驗，5種護坡形式基本能滿足河道抗沖刷的安全性要求，5種護坡占地及拆遷量均相同。因此，主要從生態(tài)景觀效果、工程造價及施工難易程度進行比選。

干砌石護坡與連鎖塊體護坡，綠化覆蓋率不高，且對坡面平整度要求較高，所需要人工量大。

水土保護毯為新材料，高孔隙率能夠保證水體正常交換，利于水土保持和動植物的生長，其生態(tài)性較好，但抗沖性與耐久性需要進一步驗證；考慮工程為通航河道，在船行波影響范圍內，護岸邊坡的抗沖刷能力要求較高，水土保護毯不能滿足抗沖刷要求。

綠化混凝土護坡適應地基變形能力強，孔隙率較高，植物保根能力強，綠化覆蓋率高。生態(tài)石籠護坡，地基適應性強，透水性強，生物易于棲息，網(wǎng)墊結構間的空隙為水土交換創(chuàng)造了條件，從而增強了水的自凈能力，利于保護和改善水質。石籠護坡上覆養(yǎng)護覆土以種植草皮護坡的形式在上海及周邊地區(qū)試點后，效果良好。

根據(jù)工程特點，并結合相關工程設計及施工經驗，推薦選用綠化混凝土護坡、生態(tài)石籠護坡，比較方法見表1。

5.2 擋墻結構形式比選

考慮水位變動的影響，體現(xiàn)河道生態(tài)系統(tǒng)的特點，結合現(xiàn)代城鎮(zhèn)對景觀及生態(tài)河道的需求，初步選擇了五種結構型式進行比選。A型護岸為漿砌塊石擋墻，B型為埋石混凝土+預制塊貼面擋墻，C型為景觀堆石擋墻，D型護岸為生態(tài)石籠擋墻結構，E型護岸為鋼筋混凝土擋墻+花崗巖貼面結構。

對五種護岸結構型式從結構布置、施工條件、結構安全性、景觀效果及投資等方面進行比較，五種護岸的施工條件、占地拆遷均相同，抗沖刷能力均滿足設計要求。詳見表2。

綜上所述，南橫引河是崇明島的環(huán)島運河重要組成部分，河道擔負著重要的防汛除澇功能，因此護岸結構的安全耐久性為首要考慮因素，在此基礎上，提升河道兩岸景觀需求，兼顧工程的經濟性和日后管理方便等因素，推薦采用A型漿砌塊石擋墻、B型埋石混凝土擋墻加預制塊貼面，C型景觀堆石擋墻三種護岸形式。

5.3 護岸結構選定

根據(jù)地質資料、地形和兩岸的功能要求以及上述比選結果，結合現(xiàn)場實際情況，因地制宜的共擬定了3種主要的護岸結構型式，分別稱為A型、B型、C型。A型護岸適用于農田區(qū)域河道；B型護岸適用于居民居住相對集中區(qū)域河道；護岸C型用于景觀要求較高的明珠湖公園區(qū)域河道。

6 結語

上海市崇明島南橫引河（新建港～廟港）河道整治工程，采用多種功能綜合利用的河道工程設計，通過河道斷面比選、護坡材料比選及擋墻結構比選，確保工程能夠同時滿足防汛除澇、引淡避咸、改善水環(huán)境質量及航運等要求，并且選用了景觀性及生態(tài)性突出的護岸結構型式，滿足水景觀光功能，并形成了風靜、水清、景美、宜人的水生態(tài)環(huán)境。

表1 護坡方案綜合比較表

表2 護岸結構方案分析比選表