南河綜合整治工程設計淺析

劉邦俊，王 寧

（南京市水利規(guī)劃設計院股份有限公司，江蘇 南京210016）

1 項目背景

1.1 河道概況

南河位于南京主城西南，全長9.35 km，上游通過蓮花閘連接秦淮新河，下游經(jīng)南河閘、賽虹橋匯入外秦淮河，是建鄴區(qū)和雨花臺區(qū)的一條界河，其兩岸是快速建設發(fā)展的河西新城和南部新城（見圖1）。

圖1 南河區(qū)位圖

1.2 存在的主要問題

1.2.1 安全得不到保障

存在防洪設施不達標、臨水坡失穩(wěn)、防滲不足等諸多安全隱患。2016 年長江流域洪水，南河右岸多處河水漫堤，嚴重影響了城市防洪安全（見圖2）。

圖2 南河洪水（2016 年）

1.2.2 生態(tài)環(huán)境較為惡劣

點源、面源、內(nèi)源等諸多污染因子未得到控制和改善，水質(zhì)檢測資料顯示，南河水質(zhì)為劣Ⅴ類，部分河段存在黑臭現(xiàn)象。

河道自然屬性和生態(tài)屬性受到破壞；河床經(jīng)常性裸露、河坡大面積硬質(zhì)化，使水生動植物失去了生長空間，河道自凈功能基本喪失（見圖3）。

圖3 南河岸坡硬質(zhì)化和水體黑臭（2016 年）

2 工程設計

針對南河存在的諸多問題，提出“安全的河、清澈的河、生態(tài)的河、美麗的河”治理目標，形成措施體系。與周邊區(qū)域規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃高度銜接，服務沿河社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設[1]。

2.1 防洪達標

按照百年一遇防洪標準，南河左岸堤防堤頂高程基本達標；右岸蓮花閘至緯八路橋段堤頂高度不足的，結合后方條件進行加高，因地制宜，形成多種斷面形式。部分堤段存在滲流隱患，增設垂直防滲體系。

對于堤后房屋緊鄰沒有退讓空間的河段，采用前設防洪墻，避免對現(xiàn)狀擋墻和后方建筑產(chǎn)生破壞，防洪墻底板兼作濱水步道，墻頂局部外挑架空，形成觀景平臺（見圖4）。

圖4 斷面形式一

對于后方有條件退堤段，結合景觀的微地形設計來滿足防洪要求；對于后方空間不足、有房屋段的，設置防洪墻（見圖5、圖6）。

圖5 斷面形式二

圖6 斷面形式三

2.2 清淤

南河兩岸為建成區(qū)，清淤施工場地有限，為保障工程實施盡可能少對周圍產(chǎn)生影響，綜合分析確定采用絞吸式挖泥船配合抓斗式挖泥船等帶水清淤方式。底泥清出后利用管道輸送至蓮花閘處南河河段進行多級沉淀，配置排泥管道約6 km，高壓泥漿泵送至長江碼頭進行填埋。船舶運距約50 km，槽車運距約10 km。清淤量合計約為14.8 萬m3。

2.3 控源截污

根據(jù)匯水片區(qū)排水規(guī)劃，加快推進雨污分流建設。左岸圩區(qū)6 個雨水泵站排口進行前池處理。針對右岸60 個中小型排口，沿墻（堤）進行全線截流，其中大部分位于平良大街～繞城公路段，對所有排口全部截流至雨潤廣場，再進行末端截流，排入污水系統(tǒng)。待區(qū)域排水達標建設完成后，沿線截流管可作為雨水管使用。其余少量中小型排口采用一口一策的辦法，截流或遷改錯接的管線，對6 個大的合流制排口，新建截流井，與截污系統(tǒng)、調(diào)蓄系統(tǒng)、排澇系統(tǒng)結合考慮。針對初雨入河污染問題，新建4 座初雨調(diào)蓄池，調(diào)蓄量5 mm，并在1#、2#調(diào)蓄池實施原位水處理。

2.4 補水

通過新河引水泵站從長江引入秦淮新河內(nèi)，引水規(guī)模為50 m3/s，秦淮新河閘上水質(zhì)為Ⅲ類，到西善橋后水質(zhì)變至Ⅳ類，是優(yōu)質(zhì)的補水水源。

分別計算生態(tài)需水量、生態(tài)槽蓄量和生態(tài)流速，根據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水量計算規(guī)范》，南河補水規(guī)模取外包流量5 m3/s。

2.5 生態(tài)治理

在南河控源截污、生態(tài)清淤和生態(tài)補水的基礎上，進行水生態(tài)治理，恢復南河自凈功能。充分結合海綿城市理念，從“源頭—過程—末端”3 個階段實現(xiàn)入河污染的全面控制，更好地發(fā)揮河道的自凈功能，實現(xiàn)河道“長治久清”的目標[2]。

治理措施分三個方面：水生動植物群落構建、生態(tài)岸坡改造、生態(tài)保障措施。其中，水生動植物群落構建為利用現(xiàn)有河道，恢復生態(tài)自然凈化，進而提升河道水質(zhì)；生態(tài)岸坡改造為利用現(xiàn)有河道岸坡，以海綿城市為理念，“滲、蓄、滯、凈”，減少入河污染（見圖7）；生態(tài)保障措施既是生態(tài)治理措施的補充，也是水環(huán)境整治措施的最后一道保障，通過增加人工強化手段的方式，保障整個河道水質(zhì)。

圖7 南河岸坡生態(tài)化改造

2.6 濱水空間提升

城市濱水區(qū)是構成城市公共開放空間的主要部分，濱水區(qū)景觀規(guī)劃設計是各類景觀規(guī)劃設計中最為復雜的一類[3]。以濱河綠線作為規(guī)劃設計外邊線，控制預留濱河藍綠空間。以“空間縫合、資源整合、文化融合、人氣聚合”為理念，打通兩岸慢行交通，建設特色節(jié)點，構建功能完善的濱河景觀帶。

3 重難點問題

3.1 河道邊坡排水組織

隨著多個項目的設計、施工，一個問題逐漸凸顯：岸坡排水組織設計缺失造成的水土流失，高、陡邊坡和灌木組團種植較多處尤為嚴重。一方面原因是高、陡邊坡造成的表面徑流速度加快，另一方面是灌木種植區(qū)的地表裸土。對此，南河工程中，主要考慮從排水組織完善和綠化種植優(yōu)化兩個方面入手解決。

3.1.1 排水組織完善

針對不同的河道邊坡，采取不同程度的縱、橫向排水溝體系建設，并與綠化種植溝、滲排植草溝、橫向旱溪、隱藏式排口等景觀、綠化手法相結合，對于高、陡邊坡還要考慮分層縱、橫向排水體系。涉及給排水、園林、水環(huán)境三個專業(yè)，從匯水分區(qū)、流量計算、管（溝）設計的基本計算入手，結合海綿城市和環(huán)境景觀的綜合優(yōu)化，或“顯”——旱溪兼作橫向排水溝，或“融”——縱向植草溝與坡面綠化景觀融合，或“隱”——入河排口、沉砂池與臨河步道系統(tǒng)融合埋設。

3.1.2 綠化種植優(yōu)化

對坡面灌木外側設置必要的種植溝和縱橫向排水溝以滿足坡面徑流的快速滲、排，并有效阻攔水土流失。

3.2 地下構筑物功能優(yōu)化

南河項目設計中，考慮到初雨調(diào)蓄池和排澇泵站之間存在一種優(yōu)化可能——地下構筑物合建，最終的解決方案是一次開挖支護、分層分倉，將調(diào)蓄池、截流井、泵站前池、水質(zhì)處理設施平臺等多功能模塊集成為一個整體（見圖8）。地面空間除滿足廠站功能要求外，可覆土植綠提升環(huán)境，適應城市規(guī)劃要求（見圖9）。

圖8 南河地下構筑物合建示意圖

圖9 調(diào)蓄池建設效果（虛線框為地下構筑物）

3.3 綠化種植與洪水淹沒

如何處理南河的河道行洪和河坡常態(tài)綠化的關系？實際采用的方法是以調(diào)查資料作為支撐，通過對條件相似的外秦淮河的主要地被植物、上中層植物的種植高程和多年歷水淹沒損害情況，以及南河2016 年洪水淹沒后植物留存情況等的調(diào)查和梳理，確定了南河坡面綠化設計的高程分區(qū)。進一步做到生態(tài)治理沿河流態(tài)和生境，必須根據(jù)每條河道自身的水文條件、土壤條件、水質(zhì)條件乃至地理、光照等因素綜合分析。

4 結 語

經(jīng)過兩年的建設，南河工程已于2019 年12 月完工驗收，實施效果較為良好，取得了較好的工程效益。南河工程中運用的一些技術和做法，將為后續(xù)城市河道綜合治理提供經(jīng)驗。