公園水系之?dāng)囝^河治理方案

趙菊芬

（杭州市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310009）

0 引言

獨(dú)城河公園位于杭州市拱墅區(qū)康橋單元，公園總面積約25hm2，現(xiàn)狀僅有一條河道與外部河道連通，公園水系為斷頭河情形，水的流動(dòng)性較小，水質(zhì)較差；公園現(xiàn)狀閘站排水能力僅0.5m3/s，因近年來(lái)杭州面臨的降雨有往“強(qiáng)度大、歷時(shí)長(zhǎng)”發(fā)展的趨勢(shì)，加之獨(dú)城河公園地勢(shì)較低，遇到暴雨河道水位上漲時(shí)無(wú)法及時(shí)排出，致使公園出現(xiàn)積水現(xiàn)象。為保證獨(dú)城河公園的景觀水位、水質(zhì)及暴雨時(shí)公園不受淹，經(jīng)論證需打通公園斷頭河并設(shè)置一座雙向泵站。

1 工程概況

獨(dú)城河斷點(diǎn)溝通工程包括新建河道、雙向泵房、水閘及橋梁一座，并對(duì)工程范圍內(nèi)的景觀進(jìn)行修復(fù)提升。其中新建河道南起獨(dú)城河公園斷頭河，北至外部電廠河，全長(zhǎng)約110m，河道寬度為8m，在接入電廠河前設(shè)置一座可傾閘，閘寬8m，河道穿公園園路處設(shè)一座橋梁，橋梁為單跨10m 空心板簡(jiǎn)支梁橋，在新建河道與電廠河?xùn)|南角設(shè)一座雙向泵房（規(guī)模1.1m3/s）。本次設(shè)計(jì)工程均在公園原有綠地范圍內(nèi)，無(wú)須新征土地。

2 河道設(shè)計(jì)

根據(jù)工程所在區(qū)域的規(guī)劃分析，公園外的電廠河屬于運(yùn)河水系，其50 年一遇洪水位為3.85m，100 年一遇洪水位4.02m，河底標(biāo)高為-1.0m。

獨(dú)城河公園河道景觀常水位約為2.0m，無(wú)通航要求，獨(dú)城河規(guī)劃河底標(biāo)高為0.0~0.5m。整治完成后，河道與兩岸綠化、建筑布局相結(jié)合，利用工程和非工程措施，形成優(yōu)美的沿河景觀，使之成為一條集行洪排澇、供水蓄水、景觀休閑、水質(zhì)改善、生態(tài)環(huán)境于一體的綜合性河道。

2.1 河道平面設(shè)計(jì)

河道線性設(shè)計(jì)是城市河道設(shè)計(jì)的基本工作。建設(shè)生態(tài)型的河道，要以充分利用現(xiàn)有河道，保障方案積極可行，減少工程造價(jià)為前提，徹底改善現(xiàn)狀河道及兩岸環(huán)境的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

平面線形設(shè)計(jì)要有適當(dāng)?shù)膹澢兓?，寬窄結(jié)合，采取自然式。自然蜿蜒的河道線形，為各種生物創(chuàng)造了適宜的生活環(huán)境。河灣以及凹岸處可以為生物提供棲息的場(chǎng)所，為生物生命的繁衍提供有利的條件。自然式的線性，既增加了河道的天然美感，又可以利用河流形態(tài)的多樣性來(lái)改善生物的多樣性，從而改善生活群落的多樣性。河道設(shè)計(jì)盡可能保留天然河道的走向及寬度變化，在保證泄洪排澇功能的同時(shí)，突出河道的景觀要求，使其具有親水性，并可生態(tài)修復(fù)，減少河道的開(kāi)挖量，降低河道建設(shè)的成本。獨(dú)城河寬4~16m，最窄地方僅有4m，水質(zhì)差。河道大部分為生態(tài)駁岸，東南側(cè)為建筑墻體。本次考慮河道平面上既有河道處盡量利用既有河道岸線，并考慮泄洪要求，將現(xiàn)狀最窄處河道拓寬至6m，新開(kāi)河段按照河寬8m 設(shè)計(jì)。河道根據(jù)景觀布置就近接入外圍電廠河，河道長(zhǎng)度約110m。

2.2 河道護(hù)岸設(shè)計(jì)

河道護(hù)岸是一種獨(dú)特的線性景觀，是構(gòu)成河道景觀的主要元素之一。護(hù)岸景觀的創(chuàng)造應(yīng)依據(jù)自然規(guī)律和美學(xué)的原則，河道護(hù)岸設(shè)計(jì)也需結(jié)合現(xiàn)狀駁岸、所在地區(qū)的工程地質(zhì)條件及抗滑穩(wěn)定要求等，且在滿(mǎn)足防洪安全的前提下，綜合考慮功能、生態(tài)、景觀、造價(jià)、管理等因素。

河道護(hù)岸設(shè)計(jì)為兩種形式，一種是漿砌塊石形式，適用于河床較深段，施工周期長(zhǎng)、造價(jià)稍高，主要用在溝通電廠河至橋梁段，另一種為景觀松木樁形式，適用于河床較淺處，松木樁有施工周期短、造價(jià)低的特點(diǎn)[1]，用于橋梁以南接駁公園內(nèi)現(xiàn)狀河道段。漿砌塊石駁岸結(jié)構(gòu)主體采用漿砌塊石，結(jié)構(gòu)克頂為4.6m，高于洪水位約0.5m，駁岸頂設(shè)1.1m 欄桿，河底標(biāo)高0.0m；景觀松木樁形式護(hù)岸采用松木樁結(jié)構(gòu)，打一排松木樁，樁頂標(biāo)高為2.2m，高于常水位0.2m，樁頂上根據(jù)景觀布置要求，設(shè)置景石或種植綠化，實(shí)現(xiàn)岸線與水體的分隔。樁頂70cm 以下向河道內(nèi)拋石，1:2 向下放坡。景觀岸線后采用粘土（編織袋包裹）進(jìn)行換填，避免種植土被河水浸潤(rùn)沖刷。

2.3 河道清淤

現(xiàn)狀河道為斷頭河，淤塞黑臭[2]，已日益影響到防洪排澇、景觀視覺(jué)等各項(xiàng)功能的正常發(fā)揮。為恢復(fù)河道正常功能，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，進(jìn)行河道清淤疏浚工程，使河道通過(guò)治理變深、變寬，河水變清，群眾的生生產(chǎn)條件和居住環(huán)境得到明顯改善，達(dá)到“水清，河暢，岸綠，景美”的目標(biāo)。

河道清淤工程具有明顯的綜合效益，最大的優(yōu)點(diǎn)是見(jiàn)效快?，F(xiàn)狀河道淤積嚴(yán)重，淤泥厚度約為1m，清淤后河底高程按0.0m 控制。河道清淤采用圍堰施工，河道圍堰完成后，抽干河道內(nèi)水體，采用機(jī)械挖除河底淤泥，并用汽車(chē)運(yùn)至場(chǎng)外。

3 河道雙向泵站工藝設(shè)計(jì)

3.1 泵站規(guī)模的確定

公園總用地面積約25hm2，根據(jù)杭州暴雨強(qiáng)度公式，計(jì)算匯水范圍內(nèi)雨水量為1.6m3/s；新建河道寬8m，洪澇時(shí)設(shè)計(jì)高水位2.6m，停泵水位2.4m，有效水深0.2m，流速1m/s，則最大過(guò)水量約為1.6m3/s。獨(dú)城河現(xiàn)狀閘站排澇能力為0.5m3/s，為滿(mǎn)足排澇要求，新建雙向泵站排澇能力定為1.1m3/s。根據(jù)規(guī)劃部門(mén)提供需求，配水水量取0.55m3/s。

故雙向泵站的排水量為1.1m3/s，配水量為0.55m3/s。

3.2 泵站工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為減少對(duì)現(xiàn)狀河道及道路的影響，同時(shí)便于施工，泵站位置建于現(xiàn)狀電廠河河岸線以南約11m，現(xiàn)狀公園道路以北5m，新建河道以東5m處。泵站總占地面積31.5m2。

泵站工藝流程為進(jìn)水管道→進(jìn)水閘門(mén)井→集水池→水泵提升→出水井→出水管。為節(jié)約用地，并降低對(duì)周?chē)坝^的影響，進(jìn)水井、集水池與出水井合建在一起。在進(jìn)水井、集水池上部設(shè)管理用房。

泵房土建尺寸4.5m×7m，含進(jìn)水井、集水池及出水井。進(jìn)水井內(nèi)設(shè)置兩個(gè)鑄鐵方閘門(mén)，尺寸分別為1m×1m和1.2m×1.2m，各配一臺(tái)LQD 型手電兩用啟閉機(jī)，進(jìn)水井土建尺寸為4.5m×1.8m。集水池內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)軸流泵（配水時(shí)一用一備，排澇時(shí)兩用），另外管理用房?jī)?nèi)設(shè)一備用泵，每臺(tái)泵Q=0.55m3/s，H=6.7m，功率N=55kW。集水池土建尺寸為4.5m×2.7m。出水井內(nèi)在水泵DN600壓力出水管路上分別設(shè)置拍門(mén)，重力出水管前設(shè)兩個(gè)鑄鐵閘門(mén)，尺寸同進(jìn)水井閘門(mén)，并各配一臺(tái)LQD 型手電兩用啟閉機(jī)，出水井土建尺寸為4.5m×1.8m。

連接泵房（圖1）的管道共4 根，分別為配水管和排澇管，配水管上游與電廠河連接，河水經(jīng)泵房提升后引入獨(dú)城河水系，配水管管徑D1000，進(jìn)泵房管內(nèi)底標(biāo)高0.2m，出泵房管內(nèi)底標(biāo)高2.0m；排澇管上游與獨(dú)城河連接，河水經(jīng)泵房提升后接入現(xiàn)狀電廠河，排澇管管徑D1200，進(jìn)泵房管內(nèi)底標(biāo)高0.8m，出泵房管內(nèi)底標(biāo)高0.2m。為防止大塊雜質(zhì)進(jìn)入泵房，保護(hù)水泵，在河道進(jìn)水口處設(shè)置人工格柵，格柵垂直于管道進(jìn)水口。D1000進(jìn)水口處格柵尺寸為1200mm×1200mm，D1200 進(jìn)水口處格柵尺寸為1400mm×1400mm。

圖1 雙向泵房平面布置

雙向泵房平時(shí)作為配水泵房，工藝流程如圖2 所示，平時(shí)1#、4#閘門(mén)開(kāi)啟，2#、3#閘門(mén)關(guān)閉，水泵一用一備，交替運(yùn)行，將電廠河河水配送至公園內(nèi)水系。當(dāng)獨(dú)城河水位低于2.0m 時(shí)水泵開(kāi)始運(yùn)行；當(dāng)暴雨時(shí)獨(dú)城河水位高于2.4m 或枯水時(shí)電廠河水位低于0.75m 時(shí)停止配水。

圖2 配水工藝流程

暴雨時(shí)候，雙向泵房作為排澇泵房，此時(shí)工藝流程如圖 3 所示，1#、4# 閘門(mén)關(guān)閉，2#、3# 閘門(mén)開(kāi)啟，水泵兩用，將獨(dú)城河內(nèi)洪水排至電廠河，啟泵水位2.6m，停泵水位為2.4m。

圖3 排澇工藝流程

4 河道可傾閘設(shè)計(jì)

可傾式鋼閘門(mén)是一種跨度大、景觀影響小，控制、維護(hù)簡(jiǎn)單的新型閘門(mén)，既能滿(mǎn)足內(nèi)外水系調(diào)配水、防洪排澇的功能，又能營(yíng)造和諧的工程景觀[3]。

獨(dú)城河公園景觀水位（約2.0m）高于電廠河常水位（0.7m），同時(shí)為滿(mǎn)足獨(dú)城河公園配水及防洪，需在獨(dú)城河與電廠河交匯處設(shè)置閘門(mén)，由于該處景觀要求較高，采用可傾調(diào)節(jié)式鋼閘門(mén)。

在日常情況下，獨(dú)城河公園常水位與電廠河常水位水標(biāo)高差約為0.7m 左右，一般情況需關(guān)閉閘門(mén)，閘頂控制在2.0m 左右，雙向泵房進(jìn)行配水，以滿(mǎn)足公園的景觀水位和水質(zhì)要求；當(dāng)公園需要泄水時(shí)，開(kāi)啟閘門(mén)將公園水排放至電廠河；洪水期外圍河道水位上漲較高時(shí)則關(guān)閉該閘門(mén)，將電廠河水系與獨(dú)城河公園水系隔開(kāi)，開(kāi)啟雙向泵房?jī)?nèi)的兩臺(tái)水泵進(jìn)行排澇。

河道寬度為8m，新建可傾閘寬度為8m，高3.8m，為便于檢修，閘室底部高于河底0.3m，閘室兩端設(shè)檢修門(mén)槽。

5 河道橋梁設(shè)計(jì)

本工程涉及河道為獨(dú)城河，現(xiàn)有獨(dú)城河公園園區(qū)道路跨越新開(kāi)獨(dú)城河，需新建橋梁一座。本工程中的橋梁屬于中小跨徑橋，結(jié)合當(dāng)?shù)刂行蚪Y(jié)構(gòu)型式和場(chǎng)地施工條件，綜合考慮造價(jià)、景觀等因素，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)高度低、造價(jià)較低、施工便捷的空心板梁，并輔以一定的橋面及景觀裝飾設(shè)計(jì)。

橋梁采用空心板簡(jiǎn)支梁橋，跨徑為1m×10m，其最大優(yōu)點(diǎn)在于造價(jià)低，工廠化程度高，施工采用預(yù)制吊裝，施工技術(shù)成熟，簡(jiǎn)單便捷，且由于空心板結(jié)構(gòu)厚度最小，可以大幅提高橋下的泄洪能力。

6 公園景觀綠化設(shè)計(jì)

由于河道、橋梁、泵房及管道的施工，現(xiàn)狀園路、綠化遭遇破壞，本次景觀設(shè)計(jì)主要目的為園路和公園綠化的恢復(fù)。景觀設(shè)計(jì)以按現(xiàn)狀恢復(fù)為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，保留原公園的景觀整體性。

綠化恢復(fù)設(shè)計(jì)以現(xiàn)狀植物為基礎(chǔ)，適當(dāng)優(yōu)化植物布局。在原喬木下增加球類(lèi)和開(kāi)花植物，下層滿(mǎn)鋪草坪或色塊，河道松木樁駁岸邊點(diǎn)綴水生植物如鶯尾、再力花等，優(yōu)化水質(zhì)的同時(shí)美化公園。

7 結(jié)語(yǔ)

獨(dú)城河斷點(diǎn)溝通工程的建設(shè)，既滿(mǎn)足汛期排澇要求，平時(shí)又可為公園配水，保持公園河道所需的景觀水位，循環(huán)公園水體，增強(qiáng)水體自?xún)艄δ堋１竟こ碳渌?、排澇、改善水景觀等多功能為一體，同時(shí)滿(mǎn)足安全、美觀、經(jīng)濟(jì)等要求，工程技術(shù)上可行，效益顯著。