基于生態(tài)景觀理念的城市河道疏浚防洪設計綜合治理實踐

林榮新

(圳市利源水務設計咨詢有限公司,廣東 深圳 518000)

在經(jīng)濟發(fā)展背景下，城鎮(zhèn)化建設速度加快，給城市生態(tài)環(huán)境帶來巨大負擔，城市水生態(tài)環(huán)境治理壓力巨大。

大康河為龍崗河上游右岸支流，發(fā)源于園山，流域面積25.63km2。干流河道全長9.8km，平均比降0.013。大康河共有3條支流，分別是新塘排洪渠、福田河及簡龍河。本文以大康河綜合治理工程為背景，探查河道目前的問題現(xiàn)狀，提出綜合整治方案，探求城市河道水體綜合治理和生態(tài)景觀建設的思路和經(jīng)驗。

1 河道現(xiàn)狀及問題

1.1 河道現(xiàn)狀

目前大康河雨季防洪標準差，截污管網(wǎng)建設相對滯后，水體黑臭，河道及岸坡生態(tài)環(huán)境差，影響周邊人民的生活環(huán)境和生活品質。大康河現(xiàn)狀水質同“水十條”要求相距甚遠，被深圳市列為建成區(qū)黑臭水體之一。解決河道黑臭等問題，推進其綜合整治勢在必行。

治理的范圍涉及大康河干流5.11km(包括樟樹河，干流扣除阿波羅工業(yè)區(qū)段1.4km)，支流新塘排洪渠0.45km，福田河0.63km，河道綜合整治總長度6.19km。需要實現(xiàn)包括防洪達標、水質改善及生態(tài)綠化3大治理目標。

1.2 工程地質評價

1.2.1大康河干流河道整治

該段堤防直立擋墻完整，分布地層主要為堤岸填筑土，河床粉細砂、淤泥質粉細砂、砂礫卵石層、殘積土及全風化砂巖。堤岸填土為碎石土，松散—稍密狀；河床分布的粉細砂含淤泥質土，承載力低。

1.2.2福田河防洪段

沿線地層主要為素填土、粉質粘土、粉細砂、砂礫卵石層以及風化巖層。粉質粘土、細砂層的物理力學性質一般，局部分布，可根據(jù)計算需要選做持力層。砂礫卵石層、風化巖層的物理力學性質較好，可作為基礎的持力層。

1.2.3簡龍河截流部分段

沿線地層主要為素填土(局部為雜填土)、粉質粘土、粉細砂、中粗砂、砂礫卵石層以及風化巖層。粉質粘土、粉細砂局部分布，厚度一般較薄。砂礫卵石層、風化巖層的物理力學性質較好，可作為基礎的持力層。

1.2.4干流截流管段

沿線分布地層主要為堤身素填土、粉細砂、淤泥質粘土、中粗砂、砂卵礫石、殘積土及風化巖土，河床內(nèi)粉細砂、淤泥質粘土薄層分布，不連續(xù)，力學性質低，其他地層物理力學性質較好，可作為管道基礎地層。

2 綜合治理思路

2.1 整治原則

針對大康河目前的問題現(xiàn)狀，總體要實現(xiàn)防洪標準提升，改善水質和生態(tài)修復綠化的3大目標，具體是：工程整治后大康河干流滿足50年一遇防洪標準，支流滿足20年一遇防洪標準；旱季通過對大康河干、支流漏排污水的100%截流，實現(xiàn)河道不黑不臭，雨季實現(xiàn)初(小)雨的截流，削減入河污染；遠期待片區(qū)內(nèi)雨污分流完善后，河道水質主要指標達到地表水Ⅳ類標準；通過巡河路的貫通，欄桿的設置，景觀植物的覆綠，將大康河打造成安全、綠色、生態(tài)、健康的河流。

2.2 治理思路

2.2.1防洪整治

打通干流防洪瓶頸段，部分堤岸加固及改造，拓寬整治新塘排洪渠及福田河，改造阻水橋涵，貫通巡河道路。具體規(guī)劃：①新塘排洪渠下游明渠段拓寬；②福田河進行拓寬整治進行拓寬。

2.2.2水質改善工程

新塘排洪渠上游、樟樹河上游、簡龍河實施總口截流，新塘排洪渠整治段單側敷設截流管，樟樹兩側敷設截流管，福田河兩側敷設截流管，大康河干流單側敷設截流管，具體規(guī)劃：①新塘排洪渠沿拓寬左岸敷設截流管；②福田河兩側敷設截流管；③樟樹兩側敷設截流管；④干流主截流管，上游段沿左岸敷設，福田河口至河口沿右岸敷設；⑤從橫崗污水廠二期尾水取水對大康河進行生態(tài)補水。治理方案總平面圖如圖1所示。

圖1 治理方案總平面圖

3 河道防洪整治

大康河治理后干流河道防洪標準達到50年一遇、支流標準達到20年一遇。本次整治段大康河干流堤防工程級別為2級，安全超高取0.40m；大康河支流堤防工程級別取4級，安全加高取0.30m，不考慮風浪爬高對堤頂高程的影響，地震設防烈度為6級。

3.1 護腳及護岸設計

河道行洪中流速一般為2～4m/s，百年大洪水流速最大為4.2m/s，遠大于土質、礫沙質河床允許不沖流速，為減輕河道沖刷，防止水土流失，須對岸坡及坡腳采取工程措施予以防沖保護[1]。河道護腳塊石的粒徑需要10～30cm。在實際采用護坡材料中，按照石籠材料進行防護時，由于石籠為大體積復合整體結構，有效當量粒徑遠遠超過計算粒徑，石籠內(nèi)的塊石粒徑可不受計算粒徑限制，需要根據(jù)石籠技術實施要求進行石料選擇，或者采用砼進行防護。

3.1.1大康河干流

(1)河口(GL0+000)—沙荷路橋下游(GL0+400)右岸。該段河道樁號范圍為GL0+000～GL0+400，總長約400m。河道現(xiàn)狀左岸為干砌石放坡駁岸形式，右岸為漿砌石擋墻結構，河底為漿砌石護底。本段改造在河道右岸敷設DN1800截流管，截流管敷設結合二級平臺建設，采用塊石護腳及混凝土中空預制塊保護截流管。河道左岸護坡不改造，護腳及護岸維持現(xiàn)狀，敷設DN800截流支管，素混凝土包封[2]。河道護底維持現(xiàn)狀。

(2)其他干流河段。本設計保留現(xiàn)狀河道擋墻，截流管埋設在擋墻坡腳，截流管敷設結合二級平臺建設，采用混凝土包封和拋石護腳。根據(jù)河道凹岸和凸岸，設置不同厚度的護腳深度[3]。

3.1.2新塘排洪渠

該段河道樁號范圍為XT0+000～XT0+450，總長450m。河道現(xiàn)狀兩岸為漿砌石擋墻結構，河底為硬質護底。按照防洪要求，對河道進行拓寬整治，截流管為單側布置在河道左岸。XT0+000～XT0+074河段，河道拓寬采取右岸拓寬，拓寬幅度3.0m，左岸DN800置于現(xiàn)狀擋墻底腳，采用素混凝土包封保護截流管[3]。河道擋墻采用放坡開挖，輔以土釘支護；左岸維持現(xiàn)狀擋墻。XT0+074～XT0+450河段，河道拓寬采取左岸拓寬，拓寬幅度3.0m，左岸DN800截流管結合河道拓寬敷設，河道擋墻采用放坡開挖，輔以土釘或微型樁進行支護[4]；右岸維持現(xiàn)狀擋墻。

3.1.3福田河

該段河道樁號范圍為FT0+000～GL0+630，總長630m。河道現(xiàn)狀兩岸為漿砌石擋墻結構，河底為硬質護底。按照防洪要求，對河道進行拓寬整治，截流管結合拓寬整治敷設。FT0+350～FT0+630河段，河道拓寬采取左岸拓寬，拓寬幅度2.0m，左岸DN500截流管結合河道拓寬敷設，河道擋墻采用放坡開挖，輔以土釘或微型樁進行支護；右岸截流管置于現(xiàn)狀擋墻底腳，采用素混凝土包封及拋石護腳保護截流管。FT0+000～FT0+350河段，河道采取右岸拓寬，拓寬幅度2.0m，右岸DN500截流管結合河道拓寬敷設，河道擋墻采用放坡開挖，輔以土釘或微型樁進行支護。左岸截流管置于現(xiàn)狀擋墻底腳，采用素混凝土包封及拋石護腳保護截流管。

3.1.4樟樹河

保留現(xiàn)狀河道擋墻，截流管敷設在擋墻底腳，采用素混凝土包封及拋石護腳保護截流管。根據(jù)上述計算結果確定截流管及河道駁岸基礎的抗沖刷結構設計。對干流截流管基礎的抗沖刷設計，在河道直線段，洪水沖刷深度在0.46～0.73m之間，河道彎段局部沖刷深度為0.81～2.72m。因此，需按照計算結果對干流截流系統(tǒng)基礎進行防護，平直段防護深度0.80m，彎段防護深度0.80～2.0m。對于新塘排洪渠、福田河、樟樹河沖刷深度為0.49～0.72m，根據(jù)計算，防護深度取0.80m。

3.2 擋墻設計

工程河道擋墻主要為大康河支流新塘排洪渠及福田河拓寬后新建擋墻，其中新塘排洪渠擋墻采用混凝土結構，高度在2.5～4.0m之間，擋墻形式采用重力式及仰斜式；福田河擋墻采用混凝土結構，高度在3.5～4.5m之間，擋墻形式采用重力式及衡重式[5]。

3.3 橋涵改造

本工程改造橋涵5座，其中干流3座，福田河1座，樟樹河1座。

3.3.1干流萬鳳路橋改造(GL4+070)

現(xiàn)狀萬鳳路橋2孔橋涵，根據(jù)防洪計算，該橋在河道整治前后均阻水嚴重，嚴重影響上游防洪安全，因此需對其進行拆除重建。

拓寬橋涵卡口段，順直河道，將萬鳳路橋改造為3孔橋涵，解決上游雍水引起的防洪問題。橋涵跨度16.1m，橋寬10.0m，分3孔，每孔凈寬4.70m，凈高4.70m，能滿足行洪及設計凈空要求。

3.3.2樟樹河福坑路橋(GL6+850)

現(xiàn)狀?？勇窐蜉S線同河道軸線嚴重偏離，影響河道行洪，因此需對其進行拆除重建。

為保障河道行洪安全，本工程拓寬橋涵卡口段，將福坑路橋改造為2孔橋涵，解決軸線偏移影響防洪問題。橋涵跨度12.1m，橋寬10.2m，分2孔，每孔凈寬5.30m，凈高3.00m，同兩側駁岸銜接，滿足行洪及設計凈空要求。

3.3.3福田河奔康路橋改造(FT0+340)

根據(jù)現(xiàn)狀防洪復核，福田河行洪能力不足，需對其行拓寬整治，結合河道拓寬，改造福田河奔康路橋?，F(xiàn)狀橋涵為2孔橋涵，設計橋涵為3孔，跨度17.9m，橋寬14m，設計水位分別為53.50m，橋涵內(nèi)頂標高分別為54.00m，能滿足行洪及設計凈空要求。

4 水質改善治理

截流部分主要按照以下原則：①減小工程實施難度、節(jié)約工程投資、充分發(fā)揮建設工程最大效益；②與上游已建截流系統(tǒng)相銜接、運行維護管理方便、與整體景觀相協(xié)。

采用截流井與截流管銜接，結合河道岸坡改造，考慮清梳維護的便利性，對豎向與沿河截流箱涵不沖突的排放口，截流井就近設置在沿河道路靠近河道側邊，便于施工和減少開挖量[6]；對豎向與沿河截流箱涵沖突的排放口，截流井設置與河道稍遠距離，同時對截流井下游段原排水管渠進行改造或恢復，在確保過流能力不變的基礎上實現(xiàn)有效截流。

4.1 干流截流部分

具體干流截流系統(tǒng)可分成4段：

第1段(新塘排洪渠河口—福田河口左岸)：截流系統(tǒng)沿大康河干流左岸敷設，起端接納新塘排洪渠及樟樹河截流系統(tǒng)的來水，沿線截流漏排污水及初(小)雨；右岸排放口可通過分段截流管截流，利用過河管接入左岸新建截流系統(tǒng)中。

第2段(福田河口—橫坪公路高架橋)：同第1段末端截流管銜接，在福田河口處過河。該段截流系統(tǒng)主要沿大康河干流右岸敷設，起端接納福田河截流污水，并同上游截流系統(tǒng)銜接，沿線截流漏排污水及初(小)雨[7]。該段內(nèi)容不放在本次工程中實施。

第3段(橫坪公路高架橋—大康河河口右岸)：該段截流系統(tǒng)上游同第2段末端銜接，沿大康河干流右岸敷設，中間接納簡龍河總口截流污水，并同上游截流系統(tǒng)銜接，沿線截流漏排污水及初(小)雨，末端同現(xiàn)狀總口截流閘截流井銜接進入龍崗河已建干流箱涵[8]。

第4段(橫坪公路高架橋—大康河口左岸)：該河段左岸排放口較少，且分布較集中，根據(jù)沿河排放口分布情況沿左岸分段敷設截流管。第1段截流管起點位于GL2+360，在終點GL1+830(沙荷路涵前)處過河，同右岸截流系統(tǒng)銜接，實現(xiàn)該河段排放口初(小)雨截流；第2段截流管起點位于GL0+920，終點同大康河河口橡膠壩進水口銜接，實現(xiàn)該河段排放口初(小)雨的截流。

4.2 支流截流部分

(1)新塘排洪渠截流系統(tǒng)，截流管敷設于河道左岸，結合河道拓寬一并實施。河口同干流截流系統(tǒng)銜接。

(2)樟樹河截流系統(tǒng)，截流管敷設河道兩側，沿河截流漏排污水及初(小)雨，河口同干流截流管銜接。

(3)福田河截流系統(tǒng)，截流管敷設于河道兩側，一側結合河道駁岸拓寬敷設，另一側敷設于現(xiàn)狀擋墻底腳，河口同干流截流管銜接。

(4)簡龍河截流系統(tǒng)，對簡龍河進行總口截污，匯入干流截污系統(tǒng)。

4.3 補水系統(tǒng)

為保障旱季大康河景觀水量，于大康河河口、龍崗河右岸(近橫崗二期)新建補水泵房，補水規(guī)模3萬m3/d。補水水源為橫崗二期一級A尾水，補水點位于福田河河口。

(1)泵房進水管布置。取水點位于橫崗污水廠二期尾水排放渠，取水點處底標高38.00m，管道敷設在龍崗河巡河路旁，坡度2‰，在橫崗污水廠二期南側圍墻外進入泵房，此處進水管管底標高36.80m。

(2)補水泵房，補水泵房布置在龍崗河干流右岸，橫崗污水廠二期南側三角地帶，出水管管徑DN600，管材采用PE管。

(3)補水出水管設計。龍崗河干流段，沿干流右岸敷設；干流(GL1+750～GL2+220)過沙荷路段，沿沙荷路敷設，采用二程式拖拉法的施工方式，布設在河道右岸，在福田河口處補水，補給大康河干流景觀水量，本次工程補水管僅施工至橫坪公路高架橋。

5 景觀綠化規(guī)劃

針對大康河干流河口(GL0+000)—沙荷路橋下游(GL0+400)左右岸及其他建設人行步道和巡河路段。因此，本景觀綠化設計分干流駁岸改造段、干支流巡河路建設段進行景觀綠化工程設計。

(1)干流駁岸改造段。該段主要包括范圍為大康河河口(GL0+000)—沙荷路橋下游(GL0+400)。該段河道景觀設計主要是選用大枝干的喬木做行道樹，讓整個河道包圍在綠化中，能達到美化河道及調節(jié)生態(tài)的效果。岸坡上種植草皮及耐水性地被植物，由岸上至河床呈現(xiàn)出不同的景觀層次，實現(xiàn)兩岸景觀的自然過渡。

(2)干支流巡河路景觀提升。干流建設巡河路河段，主要對巡河路兩側進行綠化提升改造，對兩岸植被進行梳理，使河道和岸坡能夠很好地結合在一起，一方面增強了河道兩側生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性，一方面提高了河道的觀賞性[8]，對城區(qū)的空氣凈化及環(huán)境改善也能起到一定作用。

由于福田河和新塘排洪渠支流貫穿人口密集的建成區(qū)，建筑、人口密集，沒有足夠的空間做河道景觀打造，景觀設計主要結合新建巡河路，種植行道樹，對新舊河道擋墻進行美化處理。同時，對現(xiàn)狀干流擋墻景觀差的河段和敷設已建截污管河段進行景觀美化提升，弱化其對河道景觀的影響。

6 結語

本文以大康河綜合治理工程為研究對象，對其進行全面綜合的生態(tài)治理。河道防洪方面，對干流部分河道進行駁岸改造，實現(xiàn)全河段防洪達標；對支流福田河部分河段、新塘排洪渠進行拓寬整治。水質改善方面，對樟樹河進行沿河截流；結合福田河、新塘排洪渠防洪拓寬整治，增設截流管；對簡龍河進行總口截污；新建補水泵房對河道進行補水。景觀綠化方面，打通巡河路，并結合河道整治進行景觀駁岸綠化，提升河道生態(tài)環(huán)境。該工程實現(xiàn)了綜合治理目標，使城市生態(tài)水景觀有了很大提升。