上海市水系溝通中的幾種典型斷面設(shè)計(jì)探討

劉 飛

(上海千年城市規(guī)劃工程設(shè)計(jì)股份有限公司，上海 200441)

隨著社會的發(fā)展，城市的建設(shè)速度逐漸加快，也對水資源的開發(fā)與利用提出了新的、更高的要求，水系連通的主要目的是合理調(diào)配水資源[1]，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，提高河湖健康保障的能力，提升防汛除澇的能力。水資源的污染越來越嚴(yán)重，污染現(xiàn)象從大江大河到村溝宅河均有分布，水系的不連通導(dǎo)致水體流動不暢[2]，造成自凈能力下降，導(dǎo)致水環(huán)境惡化，給人們居住環(huán)境帶來了較大的影響，上海經(jīng)過多輪水系整治，整體的水生態(tài)環(huán)境改善較為顯著[3- 6]。本文對上海市水系溝通常用的幾種方案進(jìn)行研究，探討水系溝通設(shè)計(jì)的方案供相關(guān)工程參考借鑒。

1 斷頭水系現(xiàn)狀

上海市斷頭水系存在以下幾種情況：水系本身為獨(dú)立水體，如小水塘、寬度較窄的河溝，水體不流動，為死水；水系中間存在一處或多處堵壩、管涵等，現(xiàn)狀管涵不能滿足河道換水自凈和排澇的要求；水系被填埋或淤積嚴(yán)重、雜草叢生[7]、河底高程較高，導(dǎo)致水的流動性較差，造成水系不暢。

基于上海水系溝通的政策，原則上溝通水系以建橋?yàn)橹?，建橋條件不具備的以涵代橋，斷頭點(diǎn)兩側(cè)各30m河道護(hù)岸同步治理，由于河道大多為村溝宅河，河道藍(lán)線大多以現(xiàn)狀為主，少數(shù)河道為剛性藍(lán)線。

2 指導(dǎo)思路

在深入貫徹落實(shí)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展思路的基礎(chǔ)上[8]，結(jié)合實(shí)際情況，對各個(gè)水體存在的問題，具體問題具體分析，在綜合考慮河道本身功能的基礎(chǔ)上，因地制宜統(tǒng)籌考慮建設(shè)全區(qū)水系河網(wǎng)布局，優(yōu)化河網(wǎng)水系，從設(shè)計(jì)入手，以設(shè)計(jì)為前導(dǎo)，健全后續(xù)管理的執(zhí)行和監(jiān)督、督查機(jī)制，保障河道資源的可持續(xù)利用。城區(qū)內(nèi)良好的水系溝通可以提升城市排澇能力，可持續(xù)的生態(tài)策略則有助于城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)。[9]

3 設(shè)計(jì)原則

河湖水系連通是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，一些地方在對于如何更好地開展河湖水系連通，仍存在認(rèn)識、技術(shù)、管理層面的問題，因此就水系溝通項(xiàng)目從技術(shù)層面進(jìn)行合理地分析及設(shè)計(jì)，對項(xiàng)目區(qū)的防汛除澇以及水環(huán)境影響較大。本次水系溝通主要遵循以下原則。

(1)有規(guī)劃藍(lán)線河道，整治河段按照規(guī)劃布置；無規(guī)劃河道河口寬度原則上不小于10m，且不小于現(xiàn)狀河口寬，新建橋、涵不小于現(xiàn)狀河道的過流。

(2)水系溝通點(diǎn)整治河段設(shè)計(jì)岸線與兩側(cè)現(xiàn)有岸線均要求順接。新建護(hù)岸形式盡量與原護(hù)岸形式一致，不破壞現(xiàn)有的整體風(fēng)格，保證岸線順接流暢。

(3)河道盡量采用生態(tài)護(hù)岸，根據(jù)需要可占用一部分陸域，適當(dāng)加大河道水面寬度。

(4)部分河道擬開挖河段兩側(cè)植被良好、已形成較好的景觀處盡可能加以保留利用。

4 方案研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)設(shè)計(jì)思路及原則，對以上幾種情況的斷頭河水系溝通進(jìn)行研究，具體如下。

4.1 A河道

溝通獨(dú)立水體的水系，主要采用新開河道，連接外部河道來溝通水系，原則上新開河道不占用基本農(nóng)田，河道寬度不小于6m，新開河道避開房屋等建筑物，減少搬遷費(fèi)用。

(1)河道橫斷面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)河道口寬一般不小于8m，河道底寬及河底高程根據(jù)河道現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整。

(2)河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因項(xiàng)目處于上海市某區(qū)農(nóng)村地區(qū)，為更好地與周邊風(fēng)貌相協(xié)調(diào)，采用木樁+導(dǎo)梁護(hù)岸，木樁透水性較好，可以較好地實(shí)現(xiàn)水體與土壤間的自然交換，因木樁水位變動區(qū)腐爛較快，故木樁頂部增加導(dǎo)梁，導(dǎo)梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，置于木樁頂部，可避免水位變動區(qū)木樁的損壞。在2.40m處設(shè)置0.4m×0.6m的鋼筋混凝土導(dǎo)梁，頂高程為2.80m，導(dǎo)梁頂部和堤頂之間采用1∶2.0土坡連接，坡面及堤頂上種植綠化，堤頂高程為4.20m。導(dǎo)梁下部設(shè)木樁基礎(chǔ)，木樁前寬1.00m平臺，平臺高程為2.30m，平臺與河底之間采用1∶2.5土坡相接，貼近自然、透水性較好。設(shè)計(jì)斷面如圖1所示。

4.2 B河道

B河道現(xiàn)狀河口寬12～14m，為非規(guī)劃河道，東西連接二級河道，B河道中間水流不暢，水體渾濁，河道邊坡為土質(zhì)邊坡，兩岸為基本農(nóng)田，溝通水系中存在1處管涵、1處堵壩。

河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):在2.60m處設(shè)置0.4m×0.6m的鋼筋混凝土導(dǎo)梁，頂高程為3.00m，導(dǎo)梁頂部和堤頂之間采用1∶2.0土坡連接，坡面及堤頂上種植綠化，堤頂高程為4.20m。導(dǎo)梁下部設(shè)方樁基礎(chǔ)，樁后設(shè)置1.5m高塑鋼防滲板，防滲板上設(shè)置透水帽，方樁前寬1.00m平臺，平臺高程為2.00m，平臺與河底之間采用1∶2.5土坡相接，貼近自然、透水性較好。河道護(hù)岸斷面如圖2所示。

4.3 C河道

水系被填埋或淤積嚴(yán)重、雜草叢生、河底高程較高，導(dǎo)致水的流動性較差，造成的水系不暢； C河道為村級河道，呈東西走向，東側(cè)為村宅，西與某河道連接，河口寬度4～11m，現(xiàn)狀河道邊坡為漿砌塊石護(hù)岸及混凝土擋墻護(hù)岸，部分為土質(zhì)邊坡，河道北岸基本為居民區(qū)，南岸為居民區(qū)和廠房。河道在村中南北向小路下存在一處阻水管涵，同時(shí)東側(cè)河道受房屋侵占嚴(yán)重，河道淤積較為嚴(yán)重，水質(zhì)較差，雜草叢生，河道中垃圾較多。

圖1 木樁+導(dǎo)梁護(hù)岸斷面圖(單位：mm)

圖2 方樁+導(dǎo)梁護(hù)岸斷面圖(單位：mm)

河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：目前C河道斷頭點(diǎn)處西側(cè)河道兩岸為木樁導(dǎo)梁護(hù)岸，東側(cè)河道北岸為混凝土護(hù)岸，南岸為自然土坡，考慮到按照現(xiàn)狀河口線設(shè)計(jì)河道岸線，設(shè)計(jì)采用漿砌塊石護(hù)岸進(jìn)行邊坡防護(hù)，可以較好的與現(xiàn)狀護(hù)岸順接，如圖3所示。

水系溝通對改善水質(zhì)起到了較為關(guān)鍵的作用，水系溝通后可采用點(diǎn)源凈化裝置、復(fù)合生態(tài)浮床、固定化微生物-生物培養(yǎng)器、底部生物凈化毯、曝氣等技術(shù)[10]，對水生態(tài)進(jìn)行修復(fù)，改善水體的COD、BOD、NH3-N、DO及透明度等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)、透明度見底、水景優(yōu)美。在水系溝通設(shè)計(jì)過程中為防止水土流失，以及邊坡穩(wěn)定，可采用一定的非工程措施，如：堤頂種植喬木、灌木、草皮等，可以在較大程度上涵養(yǎng)水土，減少邊坡失穩(wěn)；水系溝通后在相關(guān)部門可建立督查小組，在河道管理范圍內(nèi)定期或不定期進(jìn)行督查，建立健全相應(yīng)的管理法規(guī)；可較好發(fā)揮水系溝通的作用。

圖3 漿砌塊石護(hù)岸斷面圖(單位：mm)

5 結(jié)語

通過實(shí)際工程案例，對上海市斷頭河的幾種情況及設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行探討，通過工程措施對斷頭河進(jìn)行溝通，列舉了幾種典型的護(hù)岸斷面，既做到了水系溝通，又保障了水系溝通后岸坡的穩(wěn)定性，可為長江下游地區(qū)類似工程提供一定參考。由于篇幅有限，未能盡述水系溝通設(shè)計(jì)中的內(nèi)容，水系溝通的斷面方案設(shè)計(jì)是否合理，對水系溝通的深入研究及方案的優(yōu)化，尚有較大空間。