坪山河流域三洲田水環境綜合整治工程設計研究

陽秀春

（深圳市廣匯源水利勘測設計有限公司，廣東深圳 518000）

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坪山河流域三洲田水環境綜合整治工程設計研究

陽秀春

（深圳市廣匯源水利勘測設計有限公司，廣東深圳 518000）

【摘 要】出于經濟發展的目的，坪山街區近幾年重點發展了重工業，但與此同時，坪山河流域的水環境質量急劇下降。其中三洲田水存在擠占河道導致水土流失、河床淤積和水質污染等問題。在不悖行于該地經濟發展初衷的情況下，作者認為水環境綜合整治工程也不能落下。本文圍繞坪山河流域三洲田水的水環境問題，在剖析問題的基礎上，提出水環境綜合整治工程的設計思路，以期扭轉當地的水環境污染現狀。

【關鍵詞】坪山河；三洲田；水環境；綜合整治；設計

1 三洲田水環境現狀

三洲田位于深圳市坪山新區碧嶺社區，屬于坪山河的一級支流，水源起于三洲田水庫的壩下。根據現場勘查資料顯示，三洲田的斷面位置，分別為三洲田大橋、碧嶺學校和河口，集雨面積5.686km2，河長6.29km，平均比降27.08‰。目前，三洲田流域的水環境存在以下幾個亟待解決的問題：

a.水質問題。在河口至碧嶺社區，河道左岸現存有一沿河截污管，但仍有漏排污水直接入河，造成河內水質黑臭。根據現場水質取樣檢測結果顯示，三洲田水庫河道中游和下游的糞大腸菌群、氨氮和總磷嚴重超標，是水體內耗氧的罪魁禍首，對水生動植物均有毒害。圖1為三洲田流域水環境污染情況的示意圖。

經分析，流域水環境的污染物主要來源于生活污水和工業廢水，尤其是工業廢水。由于河道兩岸未布設截污管網，缺乏沉砂設施，再加上未定期清淤，最終對水質造成嚴重影響。

圖1　三洲田流域水環境污染情況

b.防洪問題。根據現場踏勘及對現有資料分析，防洪問題主要體現在：?碧嶺社區下游河段行洪斷面狹窄，過流能力嚴重不足；且部分堤岸超高不足，存在漫溢風險；?現有部分橋梁阻水嚴重；?建于河內的截污管線和檢查井也不同程度影響了河道行洪，進一步壅高了水位；?部分未護砌河段岸坡滑塌，水土流失嚴重，加劇了河道的行洪壓力。據調查，近年三洲田洪災問題突出，歷史資料顯示，2010年7月曾發生強降雨，導致山洪暴發，水深達1.3m。三洲田河段地勢低，借助“初損后損法”計算后發現，以上各控制斷面全天候的損失率在2.95～5.00mm之間，在暴雨的影響下，極易形成水土流失，加上河道沿線盲目開發，很多填土和堆土被沖刷進河道內，使得河道過流能力較弱，強降雨時未能滿足排水需求，間接導致洪澇災害的發生。

c.生態景觀問題。出于排洪實際需求的考慮，河道設計借用了“裁彎取直”的方法，而橫斷面以“矩形”為主，這種形態單一河道設計模式，并沒有充分考慮河道生態的合理性［1］。另外，河道護岸采用硬質化結構，基本隔絕了沿岸植被和水生植物之間的生態聯系，自然凈化能力不高，不適合水生植物的生存，某些河道淤積嚴重，基本未能形成親水空間。三洲田流域水環境生態現狀見圖2。

圖2　三洲田流域水環境生態現狀

2 三洲田水環境綜合整治設計建議

通過對三洲田水環境現狀的剖析情況分析，三洲田水環境的綜合整治，需要從“水質”“防洪”“生態”三個方面入手，采用綜合整治的設計思路：?水質改善，最大限度降低面源污染，收集沿河旱季污水；?防洪整治，全河段達到50年一遇的防洪標準；?生態修復，增強河道與周圍環境的生態協調水平，提高河道本身的生態潔凈能力［2］。

遵循以上設計目標，參照相關設計工作經驗，提出以下幾點設計建議。

2.1 水質改善設計

由于三洲田的水質問題，大部分源于污水未經有效處理就直接排入河道，因此水質問題的解決，首要工作是截污工程的布設：?截污工程，利用已建市政污水管道對漏排的污水進行點截污，增設截流井20個，完善管道長790m，收集旱季污水，實現旱季污水100％截排，有效改善河道水質；?新建沿河截污管道，截流倍數n0=5，收集沿河污水排放口32個，建設污水管3502m，旱季污水排入上洋污水處理廠配套一期干管，雨季關閉閘門截流合流污水排入坪山河截流箱涵內［3］。

以上截污工程應用了“海綿城市”技術，一方面通過透水鋪裝、下沉式綠地、生物滯留設施等，發揮下滲減排的效果；另一方面通過蓄水池、雨水罐、濕塘、雨水濕地等，發揮集蓄利用的效果，排放到河道的量，將減至40％以內?！昂＞d城市”技術在該工程中的應用，前提是摸清當地的自然地理、水文地質和降雨等條件，其中計劃在社區公園的改造河段堤頂設置反坡式截流滲透溝；在三洲田大橋下游左岸現狀魚塘處，建設一處自然濕地，如圖3所示。

2.2 防洪改善設計

在保證水質改善條件俱佳的情況下，將防洪工程的輻射范圍，劃定于碧嶺社區河段和碧嶺社區至三洲田大橋下游段。該工程的難點為：碧嶺社區下游河道兩岸規劃藍線內（30m）建筑物密集，建筑面積約65975m2；若拆除現有房屋則工作量大、實施難度大、工程持續時間長、工程進度難以保證。三洲田水的自身特點：河口現狀調蓄湖底高程低于河底4.00m，下游段坡可放陡，不受坪山河干流水位頂托影響。其設計依據是改善現有河道水力條件，并盡量保持河道環境的穩定，主要的設計要點如下：

圖3　反坡式截流滲透溝

a.縱橫斷面設計。河道的縱坡只需要按照4‰～30‰的彈性范圍，實行合理坡降即可。至于橫斷面，在了解現場情況后，認定有必要清除河底淤泥，加高現有堤防，必要時適當加寬堤防，可供選擇的斷面形式有矩形、梯形和復式三種，具體結合現場的防洪需求而定。

b.銜接干流。同裕路橋上游側樁號0-208～0 + 000河段，現場發現沿河道的部分岸墻，有被洪水掏空的跡象，防洪能力不強，甚至不能夠達到過流的基本要求，要求進一步拓寬河道斷面，而現場條件僅允許拆除左岸，與干流截流管同步施工。在河道兩側建筑物密集的區域，考慮到河道拓寬受到約束，認定應采用直立式擋墻，譬如在樁號0 +000～1 +297位置，將建筑物相對不密集區域的漿砌石岸墻拆除，河道可拓寬約14m，按照至少150kPa的承載力特征值標準，布設直立擋墻，對于漿體受到破壞的擋墻墻腳，同步加固處理［4］。

c.排樁穩定控制。參照《深圳市基坑支護技術規范》，以3級基坑等級計算鋼筋混凝土排樁結構的穩定性，涉及的計算參數包括圓弧滑動安全系數、最危險滑動面弧面內摩擦角、土條寬度、土條滑裂面弧長、土條自重、切線與水平線夾角、側壁重要性系數和基坑面作用荷載等，分析基坑整體的穩定性。經分析，確定樁號0 +000處布設15m鋼筋混凝土排樁后，嵌固深度8m，整體穩定性1.88，抗傾覆1.75，滿足斷面穩定性要求；樁號0 +482布設15m鋼筋混凝土排樁后，嵌固深度9m，整體穩定性1.84，抗傾覆2.28，滿足斷面穩定性要求。

d.坡式護岸設計?？晒┰摴こ踢x擇的坡式護岸形式多種，以穩定性作為基準選擇，借助“邊坡穩定設計軟件”計算邊坡的穩定性。

坡式護岸的穩定性計算，必須兼顧滑力的安全系數，以及浸潤線以上的飽和重度和土體抗剪強度，應該同步考慮正常運用期和水位降落期兩種工況，以確保堤防的穩定可靠。

2.3 生態景觀改善設計

生態修復建立在防洪穩定的基礎上，秉著因地制宜的設計原則，憑借原有的自然景觀和地形地貌，重塑河道多元化的生態景觀。為保證河道沿線區域未來的可持續發展，將流域劃分為城市綠化區和郊野生態區，計劃綠化面積達到了2.66萬m2，具體如圖4所示。

圖4　綠化節點示意圖

設計的重心放在糾正原來河道“冷”“硬”“直”的特點之上，除了植被護坡，還增設了各種景觀小品和公共綠地，沿岸修建綠化景觀帶，構成了生態駁岸，基本能夠解決水陸間的循環系統問題。與此同時，工程在配置植物方面，合理控制樹木花草的比例，兼顧不同植物的共生性，盡量選擇具有抗澇、防浪、固堤、護坡作用的植物，譬如蒲桃、垂柳、九里香、美人蕉、花葉蘆竹等［5］。

3 結 語

該設計方案在水質改善、防洪和生態景觀三個方面，預期可取得以下成效：

a.水質改善方面。其中：“截”主要是河道的沿線截流，按照清污的類別分流，其他支流則根據實際情況混流處理；“蓄”是修建水質凈化廠和其他調蓄池，將凈化處理后的水排放到河道中；“凈”是處理廠處理污水，尤其是上游旱季的混流水和雨季的混合污水，預處理后才允許排放。通過“截”“蓄”“凈”的設計，可有效保障河道的水質。

b.防洪方面。該次防洪設計的主要手法是“拓”“清”“修”，不僅拓寬改造了各標河道的縱橫斷面，而且通過清除淤積，保證了河道的暢通，增設河道的管理維護設施，保持整個河道過流的暢通，有效避免雨季時過流不足而導致的洪水問題。

c.生態修復方面。在水質改善和防洪布設的基礎上，通過岸坡重塑和布置植物群落的設計方法，打造了濕地多元化的河道生態環境，有效改善了河道的生態條件，對于提升城市競爭力功不可沒?！?/p>

參考文獻

［1］ 黃振宇，周玲霞，徐小平.河道整治工程社會效益量化評估方法研究［J］.水利建設與管理，2015（9）：44-47.

［2］ 趙鳳勤，王繼權.興化市河道治理的調查與思考［J］.水利建設與管理，2014（9）：49-51.

［3］ 王國華，梁昕.東焦河水電站壩下河道生態治理措施初探——山西晉城市東焦河水電站綠色小水電建設典型經驗介紹［J］.中國水能及電氣化，2015（12）：59-60.

［4］ 牛麗霞，郭萌.沿黃城市中度—重度污染河道生態治理模式研究蔡強［J］.水資源開發與管理，2015（4）：123-125.

［5］ 惠帥先，王培壽.河道整治規劃設計中生態理念的應用［J］.水資源開發與管理，2015（1）：66-70.

Research on water environment com prehensive im provement project design in Sanzhoutian of Pingshan River Basin

YANG Xiuchun
（Shenzhen Guanghuiyuan Water Conservancy Exploration Survey&Design Co.，Ltd.，Shenzhen 518000，China）

Abstract:Heavy industries are mainly developed in Pingshan Block in recent years for the purpose of economic development.However，the water environment quality of Pingshan River Basin is sharply decreased at the same time，wherein water in Sanzhoutian has problems of river channel extrusion，water and soil erosion，riverbed deposition，water pollution，etc.The author believes that water environment comprehensive improvement project cannot fall behind，under the condition of not opposing economic development intension in the region.In the paper，the design concepts of water environment comprehensive improvement project are proposed on the basis of analyzing problems aiming at water environment problems in Sanzhoutian of Pingshan River Basin，thereby reversing present situation of local water environment pollution.

Key words:Pingshan River；Sanzhoutian；water environment；comprehensive improvement；design

DOI：10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.04.009

中圖分類號：TV85

文獻標志碼：A

文章編號：1005-4774（2016）04-0036-04