城市中小河道綜合治理設(shè)計(jì)理念與經(jīng)驗(yàn)

張德彬

(合肥市市政設(shè)計(jì)院有限公司，安徽合肥 230041)

0 引言

河流、湖泊孕育了城市文明，濱水區(qū)是城市最為寶貴的資源，濱水空間是城市最為稀有的空間。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的繁榮發(fā)展，水環(huán)境、水景觀越來(lái)越受到人們的重視，并逐漸發(fā)展成為社會(huì)文明的標(biāo)志之一。因此，做好“水文章”是城市河道治理的重要課題。

1 現(xiàn)代河道治理的設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)代城市河道綜合治理要改變過(guò)去工程水利的傳統(tǒng)觀念，建立生態(tài)水利河道治理的設(shè)計(jì)理念，即:人與自然和諧相處的理念;保持河道可持續(xù)發(fā)展的理念;河流人文標(biāo)志性特色的理念。同時(shí)加強(qiáng)協(xié)調(diào)水利與各部門(mén)的關(guān)系，變單一城市防洪工程為城市綜合利用工程。城市防洪治澇工程與改善生態(tài)環(huán)境相結(jié)合，與市政建設(shè)中的道路建設(shè)、園林綠化和舊城改造等相結(jié)合，立足長(zhǎng)遠(yuǎn)。在滿足防洪排澇的前提下，以“安全、自然、生態(tài)、親水、景觀”為設(shè)計(jì)目標(biāo)。用美的構(gòu)思、美的設(shè)計(jì)、美的實(shí)踐去建設(shè)集多功能為一體的城市河流，從而營(yíng)造一個(gè)方便舒適、整潔優(yōu)美、生態(tài)健康的生活環(huán)境。

2 現(xiàn)代河道治理設(shè)計(jì)構(gòu)思

生態(tài)水利型河道建設(shè)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外河道治理的發(fā)展趨勢(shì)，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的必然選擇。現(xiàn)代河道治理應(yīng)包括:

1)河流平面的多形態(tài)化。自然河道的平面形態(tài)是蜿蜒曲折，在滿足防洪排澇的要求下，盡量保持原有河道平面的多形態(tài)化，隨彎就勢(shì)，順其自然。

2)河道斷面的多樣化、自然化。合理利用河道空間，在設(shè)計(jì)中根據(jù)各河段的具體情況分別采用單一斷面、復(fù)式斷面或不規(guī)則、不對(duì)稱斷面，以滿足人們對(duì)水體的共享性愿望，滿足人們的休閑、親水、親近自然的需求。

3)河道護(hù)岸的生態(tài)化、景觀化。應(yīng)盡量避免使用單純硬質(zhì)護(hù)岸，因地制宜，選擇生態(tài)型護(hù)岸材料與結(jié)構(gòu)形式，兼顧安全、生態(tài)、景觀的需求。

4)河道水岸的特色性。河流各河段的自然風(fēng)貌、兩岸的用地性質(zhì)、歷史文化等均不相同，要?jiǎng)?chuàng)造出有特色的秀美宜人的河流環(huán)境。

城市河道綜合治理工程承擔(dān)了防洪與生態(tài)修復(fù)的雙重任務(wù)，既要科學(xué)合理地打造出沿河防洪保安生命線，也要采取工程和生態(tài)措施抑制岸線水土流失并積極開(kāi)展生態(tài)環(huán)境修復(fù)，營(yíng)造出集防洪、防崩、防浪、生態(tài)、親水、景觀、休閑等功能于一體的水利工程綜合體系。河道將按照“形態(tài)流暢、高低自然、挖填平衡、綜合利用、規(guī)模適度、超前控制”技術(shù)要求，努力實(shí)現(xiàn)“水寧、水活、水清、水美”綜合治理目標(biāo)。在總體設(shè)計(jì)時(shí)，以“水質(zhì)”和“水量”兩條主線開(kāi)展各專項(xiàng)設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖1)。

圖1 總體設(shè)計(jì)流程圖

3 河道平面布置

在進(jìn)行平面布置設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮的是整個(gè)岸線不同區(qū)域的環(huán)境、風(fēng)格，綜合岸上、岸邊不同的情況，把握“因地制宜、與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)”的總體方針?lè)謩e進(jìn)行考慮，以充分體現(xiàn)多樣性和與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。在對(duì)現(xiàn)狀條件充分了解的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題并找到設(shè)計(jì)的切入點(diǎn)，運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)，從廣闊的視野范圍來(lái)綜合分析。

主要從以下幾個(gè)方面考慮:

1)因勢(shì)利導(dǎo):基本保持現(xiàn)有河道平面形態(tài)。在具體方案選擇上，首先要考慮的是整個(gè)岸線不同區(qū)域的環(huán)境、風(fēng)格，以充分體現(xiàn)多樣性和與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性;實(shí)現(xiàn)河道平面布局自然流暢并富于動(dòng)感變化，營(yíng)造出一個(gè)極具親水性的城市濱河景觀帶和沿河生態(tài)綠色走廊。對(duì)在河道漫灘及迂回較多的地方將彎段水道保留，建設(shè)人工生態(tài)濕地景觀，起到自凈并提高區(qū)域景觀品味的功能。

2)體現(xiàn)自然:河道應(yīng)緩變、彎曲，靠近河岸有較多漸變空間;河底起伏且水深富有變化，形成跌水、堆石壩群，保留淺灘、深灘等;護(hù)坡及護(hù)岸多利用天然材料，樹(shù)木、草皮多采用本地適生品種;河岸盡量形成緩坡，形成平緩而穩(wěn)定的空間，種植喬木、草地，形成疏密合理的自然林及觀賞林綠蔭。

3)預(yù)留濕地、體現(xiàn)親水:河道兩側(cè)大部分有綠線，在斷面選擇上盡量采用自然緩坡，并設(shè)置臨水步道和親水設(shè)施供游人漫步。按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)的洪峰流量作為造床流量，選擇主河槽斷面和走向。將100年一遇洪水位與常水位之間的河灘涂面積作為生態(tài)濕地范圍。該濕地對(duì)改善河流水質(zhì)、化解防洪風(fēng)險(xiǎn)和創(chuàng)造沿河自然景觀有著極其重要的作用。河岸采用高低起伏、寬窄不一的不規(guī)則自然堤岸，斷面以不對(duì)稱漸變斷面為主。

4 中心線定線

河道平面布置按照堤線“因勢(shì)利導(dǎo)、力求自然”的布置原則，基本沿著老河道現(xiàn)有平面布置，緊密結(jié)合河道規(guī)劃藍(lán)線、綠線的走向，合理確定河道平面。設(shè)計(jì)時(shí)具體把握以下幾個(gè)原則:

1)為保證河道的天然河道特色，河道基本沿現(xiàn)狀河道走向，對(duì)彎曲較大的部分亦保留原河道，不裁彎取直，僅將微小彎段進(jìn)行順直處理。如果彎曲嚴(yán)重的河段，滿足不了防洪要求，擬保留原現(xiàn)狀彎曲河道的同時(shí)，按照二十年一遇洪水流量開(kāi)挖分洪道，分洪道比老河道高程略高。平時(shí)河水主要從老河道通過(guò)，使其不喪失棲息地的功能。分洪道只在發(fā)生設(shè)計(jì)洪水的條件下才運(yùn)用，其余時(shí)間則保持干涸或少量水流通過(guò)的狀態(tài)。

2)河道主槽中心線盡量順直，如現(xiàn)狀河道有局部小彎段，則考慮將取直后的中心線與現(xiàn)狀河道一并納入設(shè)計(jì)河道底寬的范圍，挖去該范圍的土體，形成小湖泊濕地的景觀效果。據(jù)此原則，對(duì)彎曲較小的原河道主槽，設(shè)計(jì)河道中心線盡量與之一致，盡管平面稍有彎轉(zhuǎn)曲折，但卻保留了天然河道的自然特色，同時(shí)減少了開(kāi)挖土方量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。

5 城市中、小河道綜合治理設(shè)計(jì)心得

1)關(guān)于河道設(shè)計(jì)洪峰流量的計(jì)算。

對(duì)于匯水面積小(小于10 km2)、匯流時(shí)間短(小于2 h)、水文資料缺乏的城市中、小河道，可以采用當(dāng)?shù)爻鞘信潘畼?biāo)準(zhǔn)計(jì)算河道洪峰流量，河道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于城市排水管涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在采用實(shí)測(cè)流量資料直接推求、暴雨資料間接推求、小流域經(jīng)驗(yàn)公式等水利計(jì)算方法推求河道洪峰流量時(shí)，建議根據(jù)城市建設(shè)區(qū)占河道總匯水面積的比例，適當(dāng)修正流域坡度、下墊面等地形參數(shù)。隨著城市的發(fā)展，硬化面積將逐漸增大，導(dǎo)致降雨下滲量減少、匯流時(shí)間變短，地表徑流增加、洪峰流量隨之變大。

2)土地性質(zhì)及總體規(guī)劃對(duì)河道方案的影響。

城市河道在總體設(shè)計(jì)時(shí)，需要調(diào)閱并仔細(xì)研究河道周邊總規(guī)、詳規(guī)、路網(wǎng)規(guī)劃、綠地規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、土地出讓現(xiàn)狀等資料。設(shè)計(jì)方案在滿足防洪排澇和截污的基礎(chǔ)上，兼顧周邊用地開(kāi)發(fā)、近期農(nóng)田灌溉、土地征用等因素。在城市土地屬于稀缺資源，每年城市建設(shè)用地的指標(biāo)也是有限的。設(shè)計(jì)方案確定后應(yīng)配合建設(shè)單位提前開(kāi)展河道用地的報(bào)批工作，避免后期因?yàn)橥恋刂笜?biāo)不夠、部分用地為基本農(nóng)田很難征用等問(wèn)題調(diào)整設(shè)計(jì)方案。在老城區(qū)段，河道方案應(yīng)與城市舊城改造相結(jié)合;在新建城區(qū)段，河道方案應(yīng)結(jié)合周邊用地性質(zhì)合理確定;在城市綠地段，河道斷面和景觀綠化應(yīng)以自然為主，避免出現(xiàn)斷面單一化、綠化園林化的現(xiàn)象;對(duì)在河道改造過(guò)程中破壞的農(nóng)田排灌設(shè)施、現(xiàn)狀人行小橋應(yīng)予以恢復(fù)。

3)河道線型應(yīng)滿足市政橋梁建設(shè)的要求。

城區(qū)內(nèi)的河道一般會(huì)穿越多條城市道路，有些道路尚未修建屬于規(guī)劃道路;在河道中心線定線時(shí)，應(yīng)結(jié)合主要道路的軸線做適當(dāng)調(diào)整，保證與道路軸線相交垂線的夾角不大于30°，避免在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)閵A角角度偏大無(wú)法實(shí)施，造成重新調(diào)整該處河道軸線的現(xiàn)象;在沒(méi)有景觀要求的情況下，應(yīng)控制規(guī)劃道路下的河道斷面尺寸，不要在該處設(shè)置漫灘或大水面，以減小規(guī)劃橋梁跨度、降低橋梁工程造價(jià)。

4)改善河道水質(zhì)，截污是關(guān)鍵。

截污工程完成的好壞是河道未來(lái)水質(zhì)能否改善的關(guān)鍵。城市河道岸邊一般會(huì)有很多排水口，在設(shè)計(jì)前需先對(duì)河邊排水口做拉網(wǎng)式測(cè)量及調(diào)查，了解排水口的性質(zhì)(雨水、污水、灌溉)、管徑、高程等基礎(chǔ)數(shù)據(jù);在設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)設(shè)置污水截流井，將岸邊排污口(合流口)的污水就近接入周邊市政道路下的污水管道內(nèi)。

5)關(guān)于河底淤泥處置方案。

由于污水的排入，城市河道河底淤泥中氮、磷及有機(jī)物含量較高，清淤可以大量減少河水中的N，P貢獻(xiàn)值。河道整治中清理出的淤泥能否得到合理的處置對(duì)周邊環(huán)境和生態(tài)影響很大。首先需測(cè)定淤泥的毒性指標(biāo)，根據(jù)淤泥中各項(xiàng)重金屬污染物含量是否高于GB 4284-84農(nóng)用污泥中污染物控制規(guī)范的控制要求，確定淤泥最終的處置方式。

由于城市周邊用地較緊張，設(shè)置傳統(tǒng)的淤泥堆場(chǎng)常因沒(méi)有土地造成無(wú)法實(shí)施。我們近期采用淤泥快速脫水干化法處理淤泥，取得了良好的效果。

淤泥快速脫水干化法:利用成套設(shè)備(含過(guò)濾設(shè)備、泥沙分離設(shè)備、脫水設(shè)備等)，通過(guò)添加聚合物固化劑，將淤泥快速脫水干化為干化泥(其含水量約為30%)，體積減容至原體積的1/3。淤泥在固化劑的作用下已改性，遇水不再出現(xiàn)二次泥化的現(xiàn)象。干化泥可按一般渣土運(yùn)輸，用于綠化用土、對(duì)承載力要求不高的市政或房建回填土、制磚材料等。

[1] GB 50707-2011，河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范[S].