某流域綜合整治工程設計的分析

黃明雨+施興建

摘 要：隨著工業的發展，某流域的水環境質量大幅降低，影響河道的發展，由此引發了河床淤積、水土流失、水質污染等一系列問題。為此，該文基于當地經濟指出某流域存在的相關問題，并分析了某流域綜合整治工程的設計方案，可供參考。

關鍵詞：流域 水環境 綜合整治 設計

中圖分類號：TV871 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0145-02

1 流域概況

某流域位于浙江某地區，屬于一級支流，起源于水庫的壩下。根據現場勘查資料顯示，斷面位置分別為大橋、學校和河口，集雨面積5.686 km2，河長6.29 km，平均比降27.08%。目前，某流域存在以下幾個亟待解決的問題。

1.1 防洪問題

通過研究與勘察，當前主要存在如下問題：（1）一些橋梁存在嚴重的阻水問題。（2）下游河段的行洪斷面狹小，缺乏足夠的過流能力；一些堤岸超高沒有達到要求，極易出現滿溢。（3）一些沒有護砌河段岸坡出現了滑塌，水土流失嚴重，使河道的行洪壓力增加。（4）在河上建設起來的檢查井與截污管線對河道行洪產生了一定的影響，使水位提升。由于河段地勢低，再加上暴雨的影響，水土流失問題極其嚴重。而河道沿線的開發缺乏規劃，大量堆土與填土被沖刷至河道，大大減小了河道過流能力，極易造成洪澇災害發生。

1.2 水質問題

通過一系列研究，流域水環境的污染物大致出自工業廢水與生活污水，其中工業廢水的占比最大。在中段河道左岸依舊存有沿河截污管，有漏排污水，使河內水質受到嚴重的影響。因河道兩邊沒有安設截污管網，缺少塵砂設施，加之沒有定期對淤泥進行清理，河道水質變得愈來愈差。

1.3 生態景觀問題

在顧慮到排洪的實際需求的基礎上，采取“裁彎取直”的手段設計河道，將大部分橫斷面設計成“矩形”。然而，這種設計方式并未考慮到河道生態的科學性與合理性。此外，河道護岸的結構具有硬質化特征，它使水生植物與沿岸植被之間的生態關系幾乎隔絕了，使自然凈化能力差，影響水生植物的生存與發展。再加上部分河道淤積問題顯著，根本無法營造出親水空間。

2 某流域綜合整治工程設計的分析

筆者認為綜合整治必須從防洪、水質、生態三方面進行處理：（1）防洪整治，整個河段實現50年一遇的防洪標準；（2）改善水質，盡可能地將面源污染減至最少，全面集中沿河旱季污水；（3）生態修復，盡可能地提升河道和附近環境的生態協調程度，拓展河道的生態潔凈能力圈。

依據上述設計目標，結合現有的設計工作經驗，制定了下列幾方面設計方案。

2.1 水質改善設計

要想從根本上處理好水質問題，就必須從安設截污工程入手：（1）新建沿河截污管道，收集32個沿河污水排放口，將截流倍數控制在1～5的范圍內，并建設污水管。在雨季，將閘門關閉，截流河流污水，將其排入截流箱涵內固；（2）截污工程，充分借助已建市政污水管道對于漏排的污水實施點截污，安排20個截流井，全面截排旱季污水，使河道水質得到進一步改善。

該截污工程采取的是海綿城市技術，從兩方面著眼，其一借助下沉式綠地、透水鋪裝以及生物滯留設施等將下滲減排的作用充分發揮出來；其二借助雨水罐、雨水濕地、蓄水池以及濕塘等將積蓄利用的作用充分發揮出來，把向河道排入的水量縮減40%。因此，該工程擬定將反坡式截流滲透溝安設于社區公園的改造河段堤頂。

2.2 防洪改善設計

在水質良好的大環境下，規劃防洪工程的輻射范疇，使之處在大橋下游段到社區河段內。該工程施工的難點就在于：下游河道兩岸規劃藍線30 m范圍中的建筑物分布緊密，占據了6 597 m2；如果把現有的房屋通通拆除，不僅需要耗費大量時間、精力，還無法確保施工進度。眾所周知，當前河口調蓄湖底高程比河底低4 m，下游段坡可放陡，干流水位頂托絲毫不會對其形成影響。之所以如此設計，目的是為了使現有的河道水利條件得到改善，且盡可能地使河道環境處于穩定狀態。其設計要點有如下幾個方面。

（1）縱橫斷面設計。河道的縱坡需依據4%～30%的彈性范疇實施坡降。針對橫斷面設計，則應基于對現場的具體狀況的認識之上，對河底淤泥進行清除，把已有的堤防加高。如有必要，應增加堤防的寬度。目前，可選用的斷面形式主要包括梯形、矩形、復式，究竟選擇何種則取決于現場的防洪需要。

（2）與干流銜接。通過調研可知，沿河道的一些岸墻存在被洪水掏空的問題，防洪能力弱，需將河道斷面拓寬。但是結合現場條件可知，只能將左岸拆除，和干流截流一起開展施工工作。在河道建筑物集中的位置，因其要受制于河道拓寬，故而決定選用直立式擋墻，并同步對漿體受損的擋墻墻角實施加固處理。

（3）排樁穩定控制。以《基坑支護技術規范》為依據，按照三級基坑等級的計算方式，將鋼筋混凝土排樁結構的穩定性求算出來，其中會牽扯到最危險滑動面弧面內摩擦角、土條滑裂面弧長、側壁重要性系數、圓弧滑動安全系數、土條自重、基坑面作用荷載等諸多計算參數，通過對此類參數的研究得出基坑整體的穩定性。研究結果顯示，在樁號0 +000的位置設置15 m鋼筋混凝土排樁之后嵌固深度8 m，抗傾覆1.75，整體穩定性為1.88，這與斷面的穩定性要求相符；在樁號0 +482的位置設置15 m的鋼筋混凝土排樁，嵌固深度達9 m，抗傾覆值達到了2.28，整體穩定性為1.84，與斷面穩定性要求相符。

（4）坡式護岸設計。有多樣坡式護岸形式供該工程選擇，基于穩定性的考慮，采取“邊坡穩定設計軟件”將邊坡的穩定性求出來。但是，若要準確地求出坡式護岸的穩定性，必須綜合考慮超過浸潤線的飽和重度、滑力的安全系數、土體抗剪強度、水位降落期與正常運用期的工況，從而有效保證堤防的可靠性、穩定性。

2.3 生態景觀改善設計

基于防洪穩定的大環境下，堅持因地制宜進行設計，結合當地的地形地貌特征與自然景觀，針對河道多樣化的生態景觀進行重塑。同時，把流域規劃成郊野生態區與城市綠化區，擴大綠化面積，從而有效確保河道沿線區域后續的可持續、協調發展。

改進河道的硬、冷、直的特征是此次設計的關鍵所在，既進行植被護坡處理，又建設了公共綠地與景觀，沿岸設置了綠化景觀帶，組成了生態駁岸，使水陸間的循環系統問題得到了妥善的處理。另外，從植物配置上看，該工程通過設置并管控樹木花草的比重，基于對植物的共生性的考量，應盡可能地采用極具防浪、護坡、抗澇、固堤效用的植物。

3 結語

某流域綜合整治工程設計在水質改善、防洪和生態景觀3個方面預期可取得以下成效。

（1）在防洪方面，這次防洪設計大致采取了清、拓、修的手段，也就是使各標河道的縱橫斷面擴大。經過清淤的方式，有效確保河道暢通。同時，不斷增加河道的管理維護設施的設置，確保河道過流的通暢度，防止在雨季因過流不足引發洪水問題。

（2）在改善水質方面，從蓄、截、凈三方面入手。其中，“蓄”指的是修建調蓄池與水質凈化廠；“截”指的是沿線河道節流，依據清污的種類進行分流，并結合實情對其他直流進行混流處理；“凈”指的是處理廠對污水進行處理，特別要對雨季的混合污水與上游旱季的混流水進行處理。借助蓄、截、凈的設計方式，才可保證河道水質達到要求。

（3）在生態修復方面，在進行防洪布設、改善水質的同時，采取設定植物群落與岸坡重塑的手段，積極營造濕地多元化的河道生態環境，使河道的生態環境得到改善，從而大幅度地提高城市的競爭力。

參考文獻

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