山區(qū)河道治理工程研究

孫 新

（太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,山西 太原 030024）

1 研究區(qū)概況

平定縣位于山西省陽泉市東南部,太行山西麓,平定縣總面積1394 km2,現(xiàn)轄8 鎮(zhèn)2 鄉(xiāng),人口33.68 萬（2011 年）。主要產(chǎn)業(yè)為陶瓷、煤電鋁冶等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)以及煤化工產(chǎn)業(yè)、文化旅游和農(nóng)副產(chǎn)品加工等新型產(chǎn)業(yè)。

南川河是桃河一級(jí)支流。南川河有三源,北源稱原坪河、中源稱尚怡河、南源稱蘇村河,三河在貴石溝村匯流后始稱南川河。南川河沿線又有城南河、鎖簧河、陽勝河等河流匯入,流經(jīng)平定縣城,于巖會(huì)鄉(xiāng)亂流村入桃河。主河道長(zhǎng)38.6 km,流域面積507 km2。

本此河道治理段起點(diǎn)位于五礦村五礦橋上游50.5 m 處,終點(diǎn)位于污水處理廠下游高速橋處,長(zhǎng)約8.0 km,地處南川河中下游。本段南川河流向S60°～80°E,并發(fā)育河谷彎道,主河道及河漫灘寬50 m～80 m。左右岸大部分為土質(zhì)岸坡,岸坡較緩,局部為巖石岸坡,較陡,河谷斷面呈“U”型。南川河在發(fā)展和演化過程中形成了兩級(jí)階地。左右岸發(fā)育較完整的Ⅰ級(jí)堆積階地,階面高出河床3 m～5 m,主要由卵石混合土和低液限粉土組成,斷續(xù)分布于凸岸,形成于全新世。Ⅱ級(jí)為基座階地,基座高出河床10 m～15 m,其上堆積有卵石混合土,順河長(zhǎng)30 m～50 m,寬10 m 左右,零星分布于兩岸,形成于上更新世。

2 河道治理工程建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)當(dāng)?shù)厮畡?wù)局的要求和工程現(xiàn)狀,此次工程建設(shè)的主要任務(wù)是以蓄水、濕地及兩岸生態(tài)景觀相結(jié)合,同時(shí)兼顧防洪的生態(tài)環(huán)境綜合治理工程,在保證治理段河道的防洪能力達(dá)到20 年一遇的前提下,采取必要的工程措施,進(jìn)行河道內(nèi)蓄水美化、濕地綠化及兩岸岸邊的環(huán)境美化,建成以“人、城市、生態(tài)、文化”為主題、集生態(tài)性、觀賞性和游樂性于一體的優(yōu)美宜居環(huán)境。

南川河本次工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：河道疏浚工程、鋼壩閘工程、蓄水區(qū)防滲工程、擋水建筑物工程、濕地水域工程和園林綠化工程等。

2.1 河道疏浚工程

本段南川河河道兩岸大部分河段為土質(zhì)岸坡,僅在平定縣縣城西側(cè)南川河左岸局部為基巖岸坡,由二迭系下石盒子組砂巖夾泥巖組成,河谷底部分布卵石混合土、級(jí)配不良砂、級(jí)配不良礫、礫砂及生活垃圾。對(duì)本段南川河河道進(jìn)行疏浚整治,清除河道中的建筑及生活垃圾、低液限粉土及塊石等。再者,應(yīng)對(duì)左右岸防洪堤堤腳處進(jìn)行防護(hù),特別是河道沖刷段,防止風(fēng)化卸荷和洪水沖刷淘蝕,危及防洪堤內(nèi)側(cè)堤腳土體穩(wěn)定,確保河道行洪,對(duì)蓄水區(qū)范圍內(nèi)的河道進(jìn)行清除表層浮土并進(jìn)行河底整平,總長(zhǎng)2.355 km。

2.2 鋼壩閘工程

在治理段河道內(nèi)布置1#～6#六座鋼壩閘,壩高均為2.0 m,鋼壩閘長(zhǎng)55 m～71 m。六座鋼壩閘壩前蓄水2 m 時(shí)形成蓄水面總長(zhǎng)2.355 km、蓄水末端水深為0.06 m～0.15 m 不等、總面積約14.3 萬m3的蓄水面,蓄水容積約15.1 萬m3。

2.3 蓄水區(qū)防滲工程

1#～6# 蓄水區(qū)沿河道中心線防滲總長(zhǎng)度為2.436 km,防滲內(nèi)容包括河底防滲和堤防防滲,河底防滲總面積約為14.8 萬m3,單線堤防防滲總長(zhǎng)度為5232.3 m。防滲方案的比較見表1。從表1 可以看出,復(fù)合土工膜用于蓄水區(qū)防滲,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易施工、經(jīng)濟(jì)友好且防滲效果好、工期較短等顯著優(yōu)點(diǎn)。據(jù)地質(zhì)勘察治理段河床深度范圍內(nèi),地層主要為卵石混合土、級(jí)配不良礫等透水層,相對(duì)隔水層埋深較大；再者,由于南川河屬山區(qū)性河流,而且卵石混合土、級(jí)配不良礫中含少量漂石,垂直防滲施工難度較大。因此,本工程底板防滲推薦采用復(fù)合土工膜防滲的水平防滲方案。

表1 防滲方案比較

2.4 擋水建筑物工程

南川河河道縱坡較陡,治理段較長(zhǎng),而鋼壩布置數(shù)量有限,只能在居民便于休閑活動(dòng)的區(qū)域附近河道進(jìn)行蓄水,蓄水面無法全部形成連續(xù)蓄水面,本次通過適當(dāng)調(diào)整蓄水段的縱坡來適當(dāng)增加蓄水面長(zhǎng)度。

擋水建筑物是城市水景觀工程的重要組成部分,也是對(duì)景觀影響最大的關(guān)注焦點(diǎn)。作為城市水景觀工程的小型擋水建筑物主要包括以下兩大類：

（1）實(shí)體壩——漿砌石或混凝土滾水壩。

（2）活動(dòng)壩——橡膠壩、閘門等。

壩型選擇首先要考慮的問題是滿足防洪要求。因此,在活動(dòng)壩中進(jìn)行優(yōu)選。本次南川河河道壩址處河道寬度55 m～71 m,液壓壩單跨短,故不進(jìn)行比選。本次僅對(duì)橡膠壩和鋼壩閘進(jìn)行比較,其主要原因是：①對(duì)河道行洪影響??；②運(yùn)行方便；③單跨長(zhǎng),需要的混凝土隔墩少,對(duì)景觀的不利影響小。橡膠壩和鋼壩閘的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

表2 橡膠壩和鋼壩閘的優(yōu)缺點(diǎn)比較表

通過兩種壩型的比較可以看出,鋼壩閘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)。因此,本次工程設(shè)計(jì)推薦使用鋼壩閘方案。

2.5 濕地景觀工程

植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)河道治理總體布局的要求,在現(xiàn)有植被的基礎(chǔ)上,進(jìn)行濕地植被種植,將濕地生態(tài)系統(tǒng)多樣性與景觀的多樣性進(jìn)行充分的結(jié)合。

本次設(shè)計(jì)濕地景觀植物種植范圍主要為非蓄水區(qū)段,初步規(guī)劃在兩岸堤內(nèi)兩岸邊各8 m 范圍內(nèi)的灘地進(jìn)行濕地景觀設(shè)計(jì),主要種植濕地水域植物。濕地水域植物主要為千屈菜、水生鳶尾和馬藺等,各種植物相對(duì)比例按相關(guān)要求進(jìn)行分配。河道內(nèi)濕地總長(zhǎng)9118.3 m,總面積約69371.34 m3。河道內(nèi)兩岸灘地處濕地總長(zhǎng)8633.9 m,總面積約68831 m3。考慮部分現(xiàn)狀堤防段有齒墻,本次擬在齒墻段進(jìn)行植物綠化,齒墻段濕地總長(zhǎng)約484.4 m,總面積約540.34 m3。

2.6 園林景觀工程

本次園林景觀設(shè)計(jì)主要布置在蓄水段堤外,結(jié)合現(xiàn)狀堤外已有樹木（以楊樹和松樹居多）,本次在已有樹木基礎(chǔ)上進(jìn)行綠化工程,使水工構(gòu)筑物與園林景觀相協(xié)調(diào)。

園林景觀工程共布置14 處觀景平臺(tái)和2 處游憩草坪,共布設(shè)7 座涼亭、41 m 花廊、59 個(gè)花池、52 個(gè)景觀燈、52 張石凳桌和總長(zhǎng)628 m 護(hù)欄。進(jìn)出觀景平臺(tái)的人行景觀道路寬1.5 m,總長(zhǎng)1.27 km,為花崗巖鋪砌,其間布置的林蔭小路總長(zhǎng)351 m,為鵝卵石鋪砌。綠化植物主要布置于景觀平臺(tái)上、景觀路兩側(cè)及游憩草坪內(nèi)。

園林景觀工程共布置14 座觀景平臺(tái)和2 處游憩草坪,共布設(shè)7 座涼亭、41 m 花廊道、59 個(gè)花池、52 個(gè)景觀燈、共52 張石凳桌和總長(zhǎng)16.07 km 護(hù)欄。進(jìn)出觀景平臺(tái)的人行景觀道路寬1.5 m,總長(zhǎng)1297.3 m,為人造花崗巖鋪砌,其間布置的林蔭小路總長(zhǎng)351 m,為鵝卵石鋪砌。綠化植物主要布置于兩岸堤外一定范圍內(nèi),總面積9.77 萬m3,其包括景觀平臺(tái)上、景觀路兩側(cè)及游憩草坪內(nèi)的綠化。

2.7 兩處主題公園工程

本工程擬設(shè)計(jì)兩處主題公園,其中一處主題公園布置于南川河與城南河交匯處左岸,占地總面積2.23 萬m3,其中建筑占地面積0.53 萬m2,綠化植物占地面積1.45 萬m3,其他0.25 萬m3；另一處主題公園布置于平定縣東升花園南川河的右岸,占地總面積1.77 萬m3,其中建筑占地面積0.51 萬m3,綠化植物占地面積1.06 萬m3,其他0.20 萬m3。

定州公園在建設(shè)上堅(jiān)持了公園景觀與河道蓄水工程建設(shè)相結(jié)合,建筑小品建設(shè)與生物景觀相結(jié)合,形成了以綠化為主的公園景區(qū),綠化植物以各種常青樹和花灌木為主的園林觀賞區(qū),初步形成公園建設(shè)格局。公園建設(shè)以植物景觀為依托,使公園與南川河河道內(nèi)濕地景觀相協(xié)調(diào),統(tǒng)一完整的園林景觀,公園內(nèi)有林蔭大道,又有曲徑通幽,公園周圍有消防路,臨河有親水平臺(tái),便于觀賞,是附近居民悠閑自得的好去處。

華冠公園在建設(shè)上加入了平定文化元素與周邊景觀工程建設(shè)相結(jié)合,文化長(zhǎng)廊、行人木廊與亭臺(tái)建設(shè)相結(jié)合,形成了以文化為主的公園景區(qū),文化以平定歷史人文、名人事跡為主的公園觀賞區(qū),公園主要建有中心文化長(zhǎng)廊、噴泉、園區(qū)景道、亭臺(tái)、長(zhǎng)廊、花壇、草地等,根據(jù)總體布局,在園內(nèi)及園外周圍分片栽植不同品種和層次的樹林、花卉,達(dá)到優(yōu)美的濱河景觀效果。公園建設(shè)以文化結(jié)合綠化一體的景觀公園,使平定生態(tài)環(huán)境綜合治理工程更具有豐富性。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

此次南川河河道治理工程切實(shí)依據(jù)該河道情況選用合適的水利建筑物,采用了傳統(tǒng)的水利工程治理與環(huán)境友好的生態(tài)工程治理相結(jié)合方法,通過蓄水防滲、修建擋水建筑物、設(shè)計(jì)植被景觀等措施,在保證河道治理效果的同時(shí)起到了修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)、防止河道邊坡水土流失的作用,達(dá)到了對(duì)工程治理段的河道內(nèi)維穩(wěn)修護(hù)、蓄水美化與河道外兩岸進(jìn)行園林景觀布置相結(jié)合生態(tài)環(huán)境綜合治理效果。

3.2 建議

自古以來,河道治理工程就關(guān)系著兩岸人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,隨著時(shí)代的發(fā)展與觀念的進(jìn)步,河道治理工程不再只簡(jiǎn)單的包括興利防洪,更涉及到生態(tài)環(huán)境保護(hù),以及可持續(xù)發(fā)展的新理念,所以河道治理也應(yīng)注重恢復(fù)河道生態(tài),采取多樣化的河道治理方法,并與生態(tài)技術(shù)手段相結(jié)合進(jìn)行治理,以達(dá)到人與自然相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。