上海虹橋綜合交通樞紐水系整治工程設計

石正寶

（上海市水利工程設計研究院 上海 200061）

上海虹橋綜合交通樞紐水系整治工程設計

石正寶

（上海市水利工程設計研究院 上海 200061）

根據上海虹橋綜合交通樞紐總體布置，調整樞紐地區水系總體布局。保證河道排水面積與調蓄量總體不變，優化河道斷面。根據堤后用地性質，進行景觀岸段識別，設置多因子分值與權重，定量評比堤防斷面方案。結合附近路網規劃布置防汛道路。沿河綠化與周邊城市綠化風格協調一致。難過生態修復技術、人工強化修復技術示范和風能復氧，構建樞紐區域水環境生態系統。

水系布局 河道斷面 堤防斷面 水環境生態構建

前言

上海虹橋綜合交通樞紐位于上海市西郊虹橋地區，規劃范圍為東起環西一大道、西至滬杭鐵路外環線、北至北翟路～北青公路、南至滬青平高速公路，總用地面積26.26km2，屬上海市水利分片中的“淀北片”水系。水系整治工程任務是在保證區域防汛排水功能的前提下，整治樞紐地區水系，使之滿足虹橋樞紐總體建設的需要，涉及北橫涇等9條河道（段），設計內容主要有河道斷面、堤防斷面、河岸綠化、防汛通道、水環境生態構建等。

1 水系布局

1.1 調整原則

（1）有利于虹橋綜合交通樞紐工程總體布置；（2）保證虹橋樞紐及周邊地區防汛排水能力；（3）保證骨干河道分布密度與骨干水系水面率。

1.2 水系總體布局

水系布局包括北北橫涇、南北橫涇、蟠龍港、新角浦、張正浦、華漕港、許浦、周家浜、規劃一號河、規劃二號河等10條河道（段）以及湖泊1、湖泊2。詳見圖1。

河道總長21.812km。湖泊1：底高程0.0m，湖面積70000m2，湖泊2：底高程0.0m，湖面積50000m2。樞紐地區骨干河道分布密度0.826km/km2，樞紐范圍骨干水系的水面率4.41%。

圖1 虹橋樞紐水系總體布局圖

2 河道斷面布置3

河道斷面一般有梯形斷面、矩形斷面、復式斷面等型式。深化原則是保證河道排水面積、調蓄量不變，在規劃梯形斷面基礎上，提出優化的復式斷面與矩形斷面。樞紐地區控制高水位為4.0m(吳淞高程系，下同)，汛前預降水位為2.0m，常水位為2.5～2.8m，河道調蓄量是指2.0～4.0m水位間的河道容積。以一級河道張正浦為例，說明河道斷面布置深化思路，各種型式的斷面與斷面特性詳見圖2～4。

圖2 梯形斷面

圖3 矩形斷面

圖4 復式斷面

樞紐地區所在的淀北片水系排蓄并重，河道斷面應同時保證規劃的排水面積、調蓄量。梯形斷面生態自然，但河道占地寬度較大。矩形斷面節約土地，但水面率下降，河道開挖與護岸工程量增加，一般只宜在土地緊張、河口無法擴大的河段使用。復式斷面兼有節約土地與自然生態的優點，故為采用斷面。

3 堤防斷面布置

根據樞紐岸后用地性質情況，選定A、B、C、D等4種堤防斷面，以適應不同河段（岸）的需求。A型堤防斷面穩定、自然生態、抗沖刷能力強、造價低，主要用于在景觀上沒有特別要求的一般性河道。B型堤防斷面，結構穩定，主要用于現狀河道寬度受限的河段。C型堤防斷面，岸線自然生態，能有效節約用地。D型堤防斷面親水性好，景觀效果顯著，主要用于景觀河道（段）。

新角浦規劃二號河至青虹路段東岸，岸后為樞紐核心區，采用D型堤防斷面；新角浦北端特殊斷面段河道面寬僅35m，為保證排水斷面，河道采用矩形斷面，河岸采用B型堤防斷面；其余河道（段、岸）均采用C型堤防斷面。堤防斷面總長41.310km，其中，A型3.006km，B型1.852km，C型34.561km，D型1.891km。

為選擇出較合理的堤防斷面，對A、B、C、D等堤防斷面，均提出兩種不同結構方案進行比選，詳見圖5～8。

圖5 A-1型堤防斷面圖

圖6 B-1型堤防斷面圖

圖7 C-1型堤防斷面圖

圖8 D-1型堤防斷面圖

3.1 堤防斷面結構評比

為了對堤防斷面進行科學合理的比選，盡量避免人為主觀因素的影響，做到定性分析與定量比較相結合，并以定量比較為主，擬采用客觀的定量評分比選法進行。

3.1.1 單項分值與權重

主要對堤防斷面的結構安全、生態和景觀效果、施工難易、工程造價等五個項目，進行評分。

堤防斷面的結構安全、生態和景觀效果分優、良、一般、差四種，并分別得5分、4分、3分、2分，堤防斷面的施工難易分很容易、容易、一般、難四種，并分別得5分、4分、3分、2分，堤防斷面的工程造價只分高低兩項，造價低的得1分，造價高的不得分。

樞紐內一般性河段（岸）與景觀要求較高的河段（岸），堤防斷面評分項目單項分值占總分值的權重系數有所不同，詳見表1。

表1 項目分值占總分值的權重系數表

3.1.2 評比結果

對A、B、C、D等 4種堤防斷面按四個評分項目進行評分，根據單項權重系數計算總分，嚴格按照總分值高低選定堤防斷面，即A型堤防斷面選定混凝土格埂+聯鎖塊體護坡結構，B型堤防斷面選定混凝土懸臂擋土墻護坡結構，C型堤防斷面選定漿砌石擋土墻結構，D型堤防斷面選定混凝土擋土墻+親水平臺結構，詳見表2。

表2 堤防斷面結構評比得分表

4 防汛道路布置

4.1 布置依據

（1）《堤防工程設計規范》（GB50286-98）

（2）上海市水務局關于堤防工程設置防汛通道的通知（滬水務[2004]383號）

4.2 道路布置

在附近規劃道路距河岸250m內的河岸不另設防汛道路，為了保證河岸親水，設置1.5m寬親水步道；在附近規劃道路距河岸250m外的河岸，在河岸6m陸域控制范圍內，建造3.0m寬機動車道作為防汛通道。

建設道路長26.691km，其中，機動車道長9.135km，親水步道長17.556km。

4.3 路面做法

機動車道做法：細粒式瀝青混凝土面層厚40mm，粗粒式瀝青混凝土基層厚60mm，石灰粉煤灰碎石底基層厚260mm，碎石墊層厚150mm，道路兩側設路緣石。親水步道做法：C30混凝土路面磚（230×115）厚60mm，砂墊層厚100mm，石灰粉煤灰碎石底基層厚200mm，道路兩側設路緣石。路面設單向橫坡，坡度為1.5%，雨水流向河內。

5 綠化布置

對河道陸域控制線范圍內的河岸進行綠化布置，即在堤頂上種植陸生植物與常青灌木，岸坡上植草皮護坡，并零星點綴景觀石（面積率5%）。

岸坡綠化面積13.53萬m2，其中，草皮護坡8.71萬m2，河岸綠化帶4.82萬m2。

6 水環境生態構建

虹橋綜合交通樞紐水環境生態構建與示范工程主要包括立體生態修復技術示范、人工強化修復技術示范和風能復氧三部分。

6.1 生態修復技術示范

生態單元40個，每個10m×10m，分4行排列，每行10個單元，間距20m，施工面積為4000m2。根據功能可分為Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區和Ⅳ區。Ⅰ區臨近河岸，設計為浮葉植物和沉水植物恢復區；Ⅱ區在生態浮床系統中引入人工水草（阿科蔓生態基），強化水質凈化效果；Ⅲ區引入魚和螺螄，延長食物鏈，增強水質凈化功能，提高生物多樣性；Ⅳ區為挺水植物恢復區。

6.2 人工強化修復技術示范

在新角浦（EW3路～EW4路）河段東岸建設人工濕地技術驗證工程，設計規模為200m3/d。選擇水平潛流型人工濕地，通過異養和自養微生物的作用、植物吸收利用作用、填料吸附過濾作用，以及物理沉淀和化學性離子交換作用等實現景觀河道水體有機物、氮、磷的去除。人工濕地共4座，其設計參數為：1）水力負荷：0.5m3/(m2·d)；2）有機負荷：35g COD/(m2·d)；3）水力停留時間：2d；4）長/寬比：4:1；5）水深：1.0m。濕地種植物主要有梭魚草、粉花水生美人蕉、水蔥、水生鳶尾、千屈菜、花葉蘆竹、再力花、紫葉美人蕉等。濕地分塊尺寸與填充材料詳見表3。

表3 濕地分塊尺寸與填充材料表

6.3 風能供氧技術

在新角浦（EW三/3路～EW四路）河段東岸布設了4臺風能供氧裝置，進行技術驗證試驗。每臺風能供氧裝置連接一套水下曝氣裝置，兩臺風能供氧裝置之間的距離為50m，水下曝氣裝置的間距為20m。風能供氣機的技術參數見表4。

表4 風能供氣機技術參數

7 結語

（1）虹橋樞紐地區水系布局包括北北橫涇等10條河道以及2個湖泊，河道總長21.812km，湖泊面積1.2ha。樞紐范圍骨干水系的水面率4.41%。

（2）河道斷面采用復式斷面，復式斷面自然生態，又節約土地。

（3）根據岸后土地性質選用堤防斷面型式，采用多因子分值法定量評選護岸結構。主要采用C-1型堤防斷面，護岸結構為漿砌石擋土墻。

（4）防汛道路26.691km，其中，機動車道長9.135km，親水步道長17.556km。

（5）岸坡綠化面積13.53萬m2，其中，草皮護坡8.71萬m2，河岸綠化帶4.82萬m2。

（6）水環境生態構建工程內容包括立體生態修復技術示范、人工強化修復技術示范和風能復氧三部分。生態單元40個，人工濕地4座。風能供氧裝置4臺。

1. GB 50286-98 堤防工程設計規范[S]. 中國計劃出版社.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.08.025

TV85

B

1672-2469（2014）08-0079-04

石正寶（1965年—），男，高級工程師。