論城市河道整治工程設(shè)計(jì)難題及結(jié)構(gòu)方案的選擇要點(diǎn)

何龍 上海市奉賢區(qū)柘林水務(wù)管理所

河道整治即“河床整理”，指控制和改造河道的工程措施。如今國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化及工業(yè)化進(jìn)程同步加快，基礎(chǔ)設(shè)施增多，人們生活水平也有所提升。此背景下，社會(huì)對(duì)水利發(fā)展提出更高要求，指出水利發(fā)展需以人為本、節(jié)約資源，促進(jìn)人與自然和諧共處。河道是重要水利設(shè)施，其治理必受到重視。總之，城市河道的整治有長期性、系統(tǒng)性特點(diǎn)，通過結(jié)合正確的整治理念、規(guī)劃及科學(xué)化的技術(shù)和管理，必定能提升整治工程質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

1.城市河道整治設(shè)計(jì)作用

當(dāng)前城市化進(jìn)程逐步推進(jìn)，在此過程中“河道”扮演著重要角色。習(xí)近平總書記在發(fā)表過的重要講話中，指出當(dāng)今生態(tài)文明建設(shè)倡導(dǎo)綠色發(fā)展，并需落實(shí)河長制建設(shè)，以加快對(duì)城市河道的綠色、高效發(fā)展。在此背景下，進(jìn)行城市河道整治及設(shè)計(jì)工作尤為重要。以下，總結(jié)出城市河道整治設(shè)計(jì)的三點(diǎn)主要作用：

首先，關(guān)于防洪排水。城市雨水量上漲、周邊河流水位上漲后，通過城市河道，能起到儲(chǔ)存雨洪、分流下滲作用。不但能夠有效防洪，還能利用自身優(yōu)勢(shì)，調(diào)節(jié)城市水流量，降低各種洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。其次，關(guān)于環(huán)境保護(hù)。城市河流蒸發(fā)面大，且具備流動(dòng)性、高熱容性特點(diǎn)，使得河流的蒸散效應(yīng)，能有效緩解城市“熱島效應(yīng)”。此外，河道周圍打造綠化環(huán)境，還能吸附各種灰塵、尾氣等有害物質(zhì)，并消解嘈雜城市噪音，最終達(dá)到凈化空氣、消除聲音污染之效。最后，關(guān)于景觀生態(tài)。河道整治除防洪排水外，也要充分發(fā)揮出景觀性優(yōu)勢(shì)，例如通過優(yōu)化其結(jié)構(gòu)來改變城市地段分布。

2.城市河道整治工程設(shè)計(jì)難題——以S市F區(qū)J河及支河為例

2.1 項(xiàng)目概況

以S市F區(qū)J河及支河的相關(guān)整治工程為實(shí)例，主河道J河從北向南穿越整個(gè)F區(qū)新城范圍，南北向形成河道-J河-海、東西向形成城市-J河-城市的空間布局。J河為該區(qū)“三縱三橫”主干河道中的“一縱”、為主要的引排水通道，規(guī)劃河口寬度80-157m、規(guī)劃河底寬度50-127m、規(guī)劃河底高程-2.0m（吳淞高程），現(xiàn)狀河道長度22.45km、面積2.19km；J河支河為規(guī)劃次干、一級(jí)支河，規(guī)劃河口寬度20-60m不等。該河道及支河沿途經(jīng)較多工業(yè)廢水排放口，河水水質(zhì)污染情況較嚴(yán)重，部分自然土坡駁岸受船行波沖刷坍塌嚴(yán)重，亟需采取整治措施。由于沿河主要是工業(yè)區(qū)、居住區(qū)，部分處于城鄉(xiāng)結(jié)合部，屬跨街道河流，受支流河道水質(zhì)影響較大，支流長期以來被水環(huán)境治理工作忽略，執(zhí)行難度大。如今，該區(qū)域洪澇問題逐步體現(xiàn)，且河流水體發(fā)黑發(fā)臭，河流空間受擠占。據(jù)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等文件精神，此次J河及支河及支流的相關(guān)整治工程應(yīng)圍繞行洪、防洪、水景多項(xiàng)要求。

2.2 整治現(xiàn)狀及存在問題

首先，從地理位置分析。J河及支河流經(jīng)較密集的城區(qū)地段，隨著S市F區(qū)經(jīng)濟(jì)水平迅速提升，城市發(fā)展迅猛，因而導(dǎo)致該河道及支流受到嚴(yán)重?cái)D占，暗渠嚴(yán)重，河道洪澇問題日益突出。探究其原因，是城市道路建設(shè)頻繁等，導(dǎo)致水系割裂排洪不暢通。另外則是該河道及支流處防洪設(shè)施并不完善，加之河道邊界處復(fù)雜，周圍用地均是各種工業(yè)園區(qū)、城市建設(shè)用地、市政道路等，限制了河道拓寬設(shè)計(jì)。在此情況下，導(dǎo)致J河及支河及支流堤防建設(shè)系統(tǒng)性缺失，擋墻修建年代久遠(yuǎn)，出現(xiàn)破損情況嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)及時(shí)拆除重新構(gòu)建。另外，河道周圍防護(hù)欄桿設(shè)施不健全，和當(dāng)前城市發(fā)展所需要求存在一定差距。其次，從水質(zhì)情況分析。當(dāng)前，J河及支河內(nèi)水質(zhì)屬IV-劣V類標(biāo)準(zhǔn)，除了雨污水混流、沿街商鋪等，各種工業(yè)園區(qū)排出的污水量大，都給河道造成較大污染，嚴(yán)重破壞了生態(tài)平衡。

2.3 整治必要性及思路

根據(jù)以上總結(jié)出的幾大現(xiàn)狀及問題，應(yīng)及時(shí)采取有效的綜合整治措施。在設(shè)計(jì)時(shí)須了解J河及支河區(qū)位特性，將其盡量拓寬后使用，為調(diào)蓄滯洪提供條件。借助于各種新技術(shù)手段，消除河道點(diǎn)源、面源污染，提升河道水質(zhì)。在防洪潮的維度上，要積極對(duì)當(dāng)前河道斷面形態(tài)進(jìn)行調(diào)整，豐富斷面形式，為親水、管養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另外，從生態(tài)景觀的角度分析，整治設(shè)計(jì)要結(jié)合S市F區(qū)的城市發(fā)展定位，打造出符合主題的自然生態(tài)休閑區(qū)域，帶來品質(zhì)享受。

3.城市河道整治工程方案選擇要點(diǎn)

3.1 防洪工程

據(jù)J河及支河的流域特性，且經(jīng)過了詳細(xì)的水利計(jì)算、方案對(duì)比后（經(jīng)濟(jì)性、操作可行性等），最終確定了以下防洪工程實(shí)施方案：首先，在J 河入海口，拆除新建一線海塘水閘，新建水閘凈寬60m、閘檻高程-1.5m，最大流量668m/s，擴(kuò)大出?？陂T，降低區(qū)域除澇最高水位。其次，根據(jù)J河及支河工程布置走向，基于清淤清障，拓寬不滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)河段，結(jié)合所處地塊特點(diǎn)、施工難度分析，最終列出鋼筋混凝土 L 型擋墻+種植槽、生態(tài)階梯式擋墻（如圖1）、生態(tài)石籠二級(jí)小擋墻等多種形式的護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式既確保岸坡穩(wěn)定又保護(hù)河道生態(tài)。最后，則是在上述基礎(chǔ)上落實(shí)清淤。清淤方式有挖泥船開挖、沖泥泵疏浚、機(jī)械開挖三種，具體根據(jù)河道清淤的深度、施工工期、環(huán)境保護(hù)等因素選擇即可。

圖1 生態(tài)階梯式擋墻

3.2 水質(zhì)改善工程

以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》《城市黑臭水體整治工作指南》《關(guān)于加快本市黑臭河道綜合整治的工作方案》等為依據(jù)，按照“水岸聯(lián)動(dòng)、截污治污，溝通水系、調(diào)活水體，改善水質(zhì)、修復(fù)生態(tài)”的治理思路，開展改善工程。其一，技術(shù)層面。（1）截污納管。對(duì)河道兩岸入河排水口進(jìn)行全面調(diào)查，進(jìn)行雨污分流改造，污水就近經(jīng)截污管排入周邊市政污水管網(wǎng)。（2）水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建。通過生物基網(wǎng)、河底微環(huán)境改造、沉水植物群落恢復(fù)、挺水（浮葉）植物群落恢復(fù)、生態(tài)浮床等內(nèi)容，構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)較為完整，功能較為完善的河道水生態(tài)系統(tǒng)。（3）溝通、調(diào)活水體。對(duì)J河支河進(jìn)行梳理，溝通因道路、管涵等導(dǎo)致的水流不暢，水動(dòng)力差，河道淤泥沉積情況嚴(yán)重的河道，改善河道水質(zhì)。采取太陽能曝氣生態(tài)浮島曝氣裝置（如圖2所示），提升水中溶解氧值，利用組合填料表面掛膜形成的大量微生物膜，對(duì)進(jìn)水中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行降解，同時(shí)達(dá)到部分脫氮、除磷的效果，充分發(fā)揮植物、動(dòng)物、微生物的多重水質(zhì)凈化功能，從而更快速地減少河道中BOD含量（測定方式如圖3），防止淤泥堆積，消除臭氣。其二，管理層面。完善環(huán)境監(jiān)察體系，對(duì)于部分工業(yè)企業(yè)將廢水偷排入河的行為進(jìn)行嚴(yán)厲懲罰；強(qiáng)化責(zé)任考核，確保職責(zé)落實(shí)到位。諸如各種垃圾、建筑泥漿禁止通過雨水管網(wǎng)或直接流進(jìn)河道，加快河道清除工作。在沿河道200m或一定范圍內(nèi)，執(zhí)行禁止養(yǎng)殖政策。逐步拆除非法占用河道的建筑物，并且淘汰工藝落后且污染較嚴(yán)重的企業(yè)，防止污水入河。

圖2 太陽能曝氣生態(tài)浮島實(shí)物圖

圖3 常見BOD含量測定方法

3.3 設(shè)施完善工程

近年來，關(guān)于城市慢行系統(tǒng)建設(shè)越來越受重視，各地相繼出臺(tái)慢行系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)導(dǎo)則、政策文件等。通過完善基礎(chǔ)設(shè)施，是民生工程重要組成，提升居民幸福指數(shù)和城市宜居度。關(guān)于J河及支河整治中的設(shè)施完善工程，主要從慢行系統(tǒng)、防護(hù)欄桿兩方面實(shí)施。其一，關(guān)于慢行系統(tǒng)。（1）沿河慢行。主要包括了J河、天然支流慢行系統(tǒng)。關(guān)于慢行系統(tǒng)工程設(shè)施的建設(shè)，要依據(jù)S市F區(qū)J河及支河的特性、施工現(xiàn)狀、河道通行方式等綜合決定?？紤]其良好的天然基底，結(jié)合J河中游兩岸的公園、花展等河道兩岸慢行駐留空間，構(gòu)建一套較為完整、吸引周邊居民的慢行系統(tǒng)。并成功舉辦了2019年迎新跑等活動(dòng)。（2）跨河慢行。沿河慢行系統(tǒng)要根據(jù)其親水性分為兩個(gè)部分，親水類可設(shè)置到J河的中游、支河的靠市政道路測沿岸，利用河道兩岸防汛通道及慢行步道作為通路。在相關(guān)工程中，在J河支河生態(tài)培育區(qū)中設(shè)置小島并建跨河棧橋、老橋翻新改建為人行橋景觀橋、浮橋等。其二，關(guān)于防護(hù)欄桿。結(jié)合我國相關(guān)建造規(guī)定，及景觀需求，將其高度設(shè)置在不低于1.1m，并根據(jù)J河及支河環(huán)境要求，在不同高度的控制上做好調(diào)節(jié)，以發(fā)揮出防護(hù)效果。另外，欄桿間距提前做好規(guī)劃，在臨河處設(shè)置不銹鋼、木欄桿等，并結(jié)合鋼筋混凝土 L 型擋墻、生態(tài)階梯式擋墻等布置。

3.4 景觀設(shè)計(jì)工程

根據(jù)S市F區(qū)J河及支河相關(guān)整治工程的要求及《S市河道生態(tài)治理設(shè)計(jì)指南》的文件精神進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)方面，要遵照多樣化、自然化、點(diǎn)線面結(jié)合（把握河道縱向自然條件，避免破壞沿岸生態(tài)環(huán)境）、植物配置合理化等諸多原則，從而使得J河及支河成為聯(lián)系城市生活和大自然間的紐帶。首先，無論是景觀設(shè)計(jì)還是植物配置，都要豐富多樣，能為當(dāng)?shù)鼐用駧聿灰粯拥纳铙w驗(yàn)，避免視覺疲憊，當(dāng)然除了保持各個(gè)單品個(gè)性化外，也要維持整個(gè)設(shè)計(jì)的和諧。其次，河道的整治及改造并非是對(duì)J河及支河進(jìn)行所謂大刀闊斧般“翻修”，而是遵循當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、人文特點(diǎn)、氣候等，打造出舒適宜人環(huán)境，形成小型自然氣候群。最后，合理進(jìn)行植物配置。配置時(shí)必須保留植物的層次感、美觀，且顏色形式的搭配要滿足大眾的審美。通?？稍O(shè)置水生植物、水源濕生植物、岸陸陸生植物等。綜合考慮到防洪策略，可在植物造景、配置上選擇耐水濕、耐沖刷植物，如廣玉蘭、垂絲海棠、烏桕、黃菖蒲、燈心草、香蒲、荷花等。

4.結(jié)語

綜上所述，城市河道綜合整治工程落實(shí)，應(yīng)貫徹黨代會(huì)相關(guān)部署要求，構(gòu)建出城市地方政府復(fù)雜、社會(huì)參與、公眾監(jiān)督工作局面。本次研究以S市F區(qū)J河及支河相關(guān)整治工程為例，分析了其整治現(xiàn)狀及問題，并指出分別從其設(shè)施完善、水質(zhì)改善、防洪、景觀設(shè)計(jì)等維度落實(shí)整治方案。為切實(shí)保障整治質(zhì)量，要基于“河長制”工作機(jī)制，制定長效管理制度，持續(xù)推進(jìn)工作，并結(jié)合有效輿論引導(dǎo)。在現(xiàn)代化背景下，城市河道整治和建設(shè)中，更要懂得重視人與自然間和諧的關(guān)系，根據(jù)河道自然特性來設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而進(jìn)一步推動(dòng)城市穩(wěn)定發(fā)展。