垣曲县亳清河县城段生态环境综合治理工程

2014-04-06董俐

山西水利科技 2014年2期

关键词：主槽行洪蓄水

董俐

（山西省水利水电勘测设计研究院山西太原030024）

1 流域概况及河道现状

1.1 流域概况

亳清河流域地处山西省南部垣曲县中西部，是黄河的一级支流，流域面积552km2。

流域内北高南低，北部海拔950 m，南部海拔210 m。上游以石山为主，两侧山峦重叠，地形复杂；中游以黄土丘陵为主，地表支离破碎，沟壑纵横；下游河床地势平坦，形成规模不等的洪积扇和河谷阶地，岩性以亚砂土及亚黏土为主，厚度为10～30 m不等。流域总体地貌由侵蚀构造、黄土堆积构成。

治理河段控制流域面积为61.5km2，主河道长13.9km，流域纵坡12.68‰。

1.2 工程背景及河道现状

垣曲县位于山西省境南端，北依太行，隔黄河与河南省渑池、新安县相望。本工程治理长度为2.1km。河道基本维持现状河道宽度及河堤走向。为改善县城环境，响应党的十八大提出的建设生态文明的宏伟目标，县委、县政府决定对亳清河县城段河道进行综合治理，建设山清、水秀的新垣曲。

该段河道在2005年至2008年期间已进行了河道整治，按当时设计成果，两岸堤防采用M7.5水泥砂浆浆砌卵石堤防，堤距70～80 m，河道设计纵坡为1.5%，堤防高2.8m，基础深2.3m。

经多年运行，黄河大桥上游产生了淤积，使河道纵坡现状变为0.76%～3.56%。河道现有堤高2.2～6.0 m。目前，河堤两侧紧邻县城干线公路，无游人亲水活动空间和绿地空间，不利于景观营造；河道中现有基流。

2 工程任务和建设内容

本工程建设的主要任务是：河道防洪、蓄水、生态美化和截污。

1）防洪：城区河道治理段2.1km的河道进行疏浚、清淤，满足30年一遇的防洪标准。

2）湿地和蓄水相结合：为改善城区河道的水生态环境，形成“生态景观公园”：河道主槽内设置6座壅水坝，形成壅水水面，改善局部小气候；间隔蓄水池设置4处湿地景观段。同时，采用岸边的多样性的手法，结合行洪、排沙的要求，设置生态主槽堤岸。

3）生态美化、亮化：在河道两侧沿河设置生态景观廊道，布置休闲、绿地公园，临岸设置亲水步道，实现滨河带的绿化、美化、亮化，打造县城生态绿色景观走廊。

4）小雨水截流工程：在河道两侧景观平台上各设一条拦截初期小流量洪水和两岸部分污水的排雨污箱涵。

工程建成后，将形成4.2km的岸墙，6座蓄水池总蓄水量为12万m3，水面景观6万m2，两岸总绿化面积9.5万m2。河道宽度根据行洪和生态两方面要求确定。综合考虑现状河道宽度和占地等指标，确定河宽70～80 m。

3 工程布置及建筑物设计

3.1 设计理念和原则

本工程是以生态水利、可持续水利为主导思想，以防洪安全、自然生态、文化休闲为设计理念。在保证城市河道防洪安全的前提下，以生态为先，形成自然和谐的人居环境，带动当地经济发展。

通过垣曲县亳清河县城段生态环境综合治理工程的实施，建设成集防洪、蓄水、绿化、美化为一体的生态走廊，完善城市功能、提升城市品位。

设计的原则：防洪兼顾蓄水的原则；生态性原则；亲水性原则；经济合理原则；工程措施和生物措施相结合的原则；整体规划，分期实施。

3.2 工程总体布置

亳清河治理段起始位置位于历山路桥上游270 m处，终点至新建人民医院处，全长2.1km，呈南北向展布，规划宽度为70～80 m。

本工程作为生态修复和蓄水美化工程，为妥善解决河道行洪与蓄水美化，以及北方河流洪水暴涨暴落，洪峰较大的矛盾，本治理段采用湿地结合蓄水景观布置，河道修建成复式河槽。中间为宽50～65m的行洪主槽，主槽岸墙为格网石笼重力式和斜坡式生态性岸墙；两侧为宽5～23m的二级景观平台，布设为滨水生态长廊和绿地休闲公园，平台外侧为现状大堤。经计算，深1.92～5m的主槽，可通过10年一遇的洪水流量，当河道洪水流量超过10年一遇洪水时，主槽和两岸景观平台共同行洪，满足宣泄30年一遇洪水流量的要求。

根据现有河道纵坡，为满足防洪兼顾蓄水的要求，每隔200～400 m修建一座调蓄方便的橡胶坝，水深0.3～3.8m，形成6个蓄水池，蓄水总长度1.33km，湿地总长度775m，总蓄水面积6万m2，总绿化面积9.5万m2。每座橡胶坝长50 m，1号～5号坝高3.3m，6号坝高3.8m。

两岸滩地布置为生态景观绿化带，平均每侧宽5～23m。景观设计遵循结合现状自然植被、地形地势和当地文化特色，对河道景观合理改造，提高游人与景观互动参与性，突出节点特色，使品质提升。

3.3 建筑物设计

1）河道断面防护设计

根据河道现状地形，河道断面型式为复式断面，形成开敞式河道空间。

复式断面由布置在中间的主槽和两侧景观平台组成。主槽深1.92～5m，宽50～65m，行洪能力为10年一遇的洪水。两侧平台宽5～23m，当超过10年一遇洪水标准时，参与泄洪。该段河道位于县城中心区，采用生态性较好的格网石笼重力式和斜坡式防护岸墙。

格网石笼重力式岸墙高2.8m，基础埋深1.5m，顶宽1m，底宽2.5m，背水侧边坡1:0.5的台阶式结构，临水侧直立。由于河道纵坡较陡，河道设计洪水流速高达6m/s，含沙量大，粗颗粒多，同时本工程为城市景观河道，因无锈熔接网抗冲抗磨性能、景观效果均较好，故本方案临水外露面石笼网材采用无锈熔接网，其它为六边形格网。

斜坡式石笼护堤，坡度为1:2.5，其结构自下向上依次为基础碾压、200 mm厚砂卵石，300 mm厚格网石笼。

2）主槽疏浚设计

本河道治理局部有淤积现象，同时考虑适当增加蓄水长度，需按1.5%的设计纵坡进行主槽疏浚、调坡。疏浚土方全部用于填筑景观平台。

河道主槽清障疏浚时分两种情况予以处理：①若设计河底高程低于现状河底高程时，则按设计高程进行清障、疏浚；②若设计河底高程高于现状河底高程时，维持现状，不予回填。

3）河道蓄水段设计

治理段河道主槽蓄水，蓄水长度1.33km，采用全槽蓄水方案，主要在治理的起始端至3号橡胶坝之间间隔布置和3号～6号橡胶坝连续布置。蓄水宽度50 m，每200～400 m设一道3.3、3.8m高的壅水坝，共设有6座，蓄水深0.3～3.8m，非汛期立坝壅水，汛期塌坝渡汛。

4）防渗、防冲设计

河底防渗的部位为蓄水段的50 m宽主槽和湿地段5m宽的浅主槽。

本工程拟定的河底防渗、防冲结构为：河底防渗、防冲结构依次为：500 mm厚的格网石笼柔性防冲层、350 mm厚级配垫层、150 mm厚中粗砂垫层、复合土工膜（两布一膜SN2-16-400-0.5）、200 mm厚中粗砂垫层。

5）小雨水截流设计

在河道两侧景观平台上各埋设一条排雨污箱涵，人民路桥上游断面净尺寸为2m×2m(宽×高)，人民路桥下游断面净尺寸为2m×2.5m(宽×高)。箱涵承接河道初期小流量的洪水和两岸城市雨污水，近期导至治理段下游的河道内，远期送至污水处理厂。

为使上游初期较脏的雨洪顺利进入箱涵，在箱涵进口设2m×1.5m（宽×深）的明渠与设计浅主槽连接，并在明渠进口下游设1.5m高的C25素混凝土堵头堰。在箱涵进口处设2m×2m的铸铁门，防止日常清水基流进入箱涵。经计算，单条箱涵最大过流能力25m3/s。管道沿线每隔约150 m及污水接入口处均布设一个检查井，全线共布设20个。