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河道治理设计理念与体会

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城市河道综合治理工程承担了防洪与生态修复的双重任务,既要科学合理地打造出沿河防洪保安生命线,也要采取工程和生态措施抑制岸线水土流失并积极开展生态环境修复,营造出集防洪、防崩、防浪、生态、亲水、景观、休闲等功能于一体的水利工程综合体系。河道将按照“形态流畅、高低自然、挖填平衡、综合利用、规模适度、超前控制”技术要求,努力实现“水宁、水活、水清、水美”综合治理目标。在总体设计时,以“水质”和“水量”两条主线开展各专项设计(见图1)。

河道平面布置

在进行平面布置设计时,首先要考虑的是整个岸线不同区域的环境、风格,综合岸上、岸边不同的情况,把握“因地制宜、与周围环境协调”的总体方针分别进行考虑,以充分体现多样性和与周围环境的协调性。在对现状条件充分了解的基础上,发现其中存在的问题并找到设计的切入点,运用多学科的知识,从广阔的视野范围来综合分析。主要从以下几个方面考虑:

1)因势利导:基本保持现有河道平面形态。在具体方案选择上,首先要考虑的是整个岸线不同区域的环境、风格,以充分体现多样性和与周围环境的协调性;实现河道平面布局自然流畅并富于动感变化,营造出一个极具亲水性的城市滨河景观带和沿河生态绿色走廊。对在河道漫滩及迂回较多的地方将弯段水道保留,建设人工生态湿地景观,起到自净并提高区域景观品味的功能。

2)体现自然:河道应缓变、弯曲,靠近河岸有较多渐变空间;河底起伏且水深富有变化,形成跌水、堆石坝群,保留浅滩、深滩等;护坡及护岸多利用天然材料,树木、草皮多采用本地适生品种;河岸尽量形成缓坡,形成平缓而稳定的空间,种植乔木、草地,形成疏密合理的自然林及观赏林绿荫。

3)预留湿地、体现亲水:河道两侧大部分有绿线,在断面选择上尽量采用自然缓坡,并设置临水步道和亲水设施供游人漫步。按20年一遇洪水标准的洪峰流量作为造床流量,选择主河槽断面和走向。将100年一遇洪水位与常水位之间的河滩涂面积作为生态湿地范围。该湿地对改善河流水质、化解防洪风险和创造沿河自然景观有着极其重要的作用。河岸采用高低起伏、宽窄不一的不规则自然堤岸,断面以不对称渐变断面为主。

中心线定线

河道平面布置按照堤线“因势利导、力求自然”的布置原则,基本沿着老河道现有平面布置,紧密结合河道规划蓝线、绿线的走向,合理确定河道平面。设计时具体把握以下几个原则:

1)为保证河道的天然河道特色,河道基本沿现状河道走向,对弯曲较大的部分亦保留原河道,不裁弯取直,仅将微小弯段进行顺直处理。如果弯曲严重的河段,满足不了防洪要求,拟保留原现状弯曲河道的同时,按照二十年一遇洪水流量开挖分洪道,分洪道比老河道高程略高。平时河水主要从老河道通过,使其不丧失栖息地的功能。分洪道只在发生设计洪水的条件下才运用,其余时间则保持干涸或少量水流通过的状态。

2)河道主槽中心线尽量顺直,如现状河道有局部小弯段,则考虑将取直后的中心线与现状河道一并纳入设计河道底宽的范围,挖去该范围的土体,形成小湖泊湿地的景观效果。据此原则,对弯曲较小的原河道主槽,设计河道中心线尽量与之一致,尽管平面稍有弯转曲折,但却保留了天然河道的自然特色,同时减少了开挖土方量,达到经济合理的目的。

城市中、小河道综合治理设计心得

1)关于河道设计洪峰流量的计算。对于汇水面积小(小于10km2)、汇流时间短(小于2h)、水文资料缺乏的城市中、小河道,可以采用当地城市排水标准计算河道洪峰流量,河道设计标准应不低于城市排水管涵设计标准。在采用实测流量资料直接推求、暴雨资料间接推求、小流域经验公式等水利计算方法推求河道洪峰流量时,建议根据城市建设区占河道总汇水面积的比例,适当修正流域坡度、下垫面等地形参数。随着城市的发展,硬化面积将逐渐增大,导致降雨下渗量减少、汇流时间变短,地表径流增加、洪峰流量随之变大。

2)土地性质及总体规划对河道方案的影响。城市河道在总体设计时,需要调阅并仔细研究河道周边总规、详规、路网规划、绿地规划、土地利用规划、土地出让现状等资料。设计方案在满足防洪排涝和截污的基础上,兼顾周边用地开发、近期农田灌溉、土地征用等因素。在城市土地属于稀缺资源,每年城市建设用地的指标也是有限的。设计方案确定后应配合建设单位提前开展河道用地的报批工作,避免后期因为土地指标不够、部分用地为基本农田很难征用等问题调整设计方案。在老城区段,河道方案应与城市旧城改造相结合;在新建城区段,河道方案应结合周边用地性质合理确定;在城市绿地段,河道断面和景观绿化应以自然为主,避免出现断面单一化、绿化园林化的现象;对在河道改造过程中破坏的农田排灌设施、现状人行小桥应予以恢复。

3)河道线型应满足市政桥梁建设的要求。城区内的河道一般会穿越多条城市道路,有些道路尚未修建属于规划道路;在河道中心线定线时,应结合主要道路的轴线做适当调整,保证与道路轴线相交垂线的夹角不大于30°,避免在桥梁设计时因为夹角角度偏大无法实施,造成重新调整该处河道轴线的现象;在没有景观要求的情况下,应控制规划道路下的河道断面尺寸,不要在该处设置漫滩或大水面,以减小规划桥梁跨度、降低桥梁工程造价。

4)改善河道水质,截污是关键。截污工程完成的好坏是河道未来水质能否改善的关键。城市河道岸边一般会有很多排水口,在设计前需先对河边排水口做拉网式测量及调查,了解排水口的性质(雨水、污水、灌溉)、管径、高程等基础数据;在设计时通过设置污水截流井,将岸边排污口(合流口)的污水就近接入周边市政道路下的污水管道内。

5)关于河底淤泥处置方案。由于污水的排入,城市河道河底淤泥中氮、磷及有机物含量较高,清淤可以大量减少河水中的N,P贡献值。河道整治中清理出的淤泥能否得到合理的处置对周边环境和生态影响很大。首先需测定淤泥的毒性指标,根据淤泥中各项重金属污染物含量是否高于GB4284-84农用污泥中污染物控制规范的控制要求,确定淤泥最终的处置方式。由于城市周边用地较紧张,设置传统的淤泥堆场常因没有土地造成无法实施。我们近期采用淤泥快速脱水干化法处理淤泥,取得了良好的效果。

淤泥快速脱水干化法:利用成套设备(含过滤设备、泥沙分离设备、脱水设备等),通过添加聚合物固化剂,将淤泥快速脱水干化为干化泥(其含水量约为30%),体积减容至原体积的1/3。淤泥在固化剂的作用下已改性,遇水不再出现二次泥化的现象。干化泥可按一般渣土运输,用于绿化用土、对承载力要求不高的市政或房建回填土、制砖材料等。

作者:张德彬单位:合肥市市政设计院有限公司

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