沈阳长白内河水系工程设计

郑红（沈阳市水利规划院，辽宁沈阳110015）



沈阳长白内河水系工程设计

郑红
（沈阳市水利规划院，辽宁沈阳110015）

［摘 要］文章介绍了沈阳市长白内河水系设计，包括总体设计原则、总平面、纵剖面、横断面、生态护岸、基础防渗、景观水闸及穿堤涵管等设计内容，对城市生态景观水系类似工程具有借鉴意义。

［关键词］内河水系；设计；沈阳长白河

1　工程概况

长白内河与浑河形成环岛水系。河道最宽260 m，河道总长约5.5 km，水面平均宽100 m，水域面积55万m2。主要建筑物包括渠道改线拓宽、新挖河道、渠岸景观生态化防护、渠底防渗处理、节制闸、穿路穿堤涵等建筑物。

2　内河旧貌

原灌渠的主要功能是用于浑河南岸农田的灌溉，长白区域段长约3.4 km，呈东西走向，河道平均宽度10 m左右。经过多年使用，原灌渠两岸垃圾如山，河道淤积严重，部分区段已成粪便、垃圾排放场。

3　工程设计

3.1工程设计原则

1）保持渠道农业灌溉功能。这次设计保留渠道的农业灌溉功能，设计过流量28 m3/s，使渠岸具有必要的抗冲刷能力，使水流顺畅，满足过流能力要求。

2）渠道平面布置。岸线总体布置以徐缓曲线为主，与城市规划用地相协调。

3）渠道竖向布置。保证农业灌溉所要求的最低水位，同时，使改造后的渠道具备一般游船通行功能。

4）渠道断面及护岸设计。充分体现自然、生态、亲水特点，为人们提供水边活动和休闲空间。渠岸防护力求生态化，尽可能多用植物防护，减少硬防护。护岸高度、坡度、长度、材料尺寸等均应满足视觉要求，常水位以下、水位变化区以及高水位以上，采用不同护坡型式。沿渠护岸形式多样化，避免视觉疲劳，达到“步移景异”的效果，同时与城市规划开发功能相协调。

5）绿化、景观及建筑物设计。渠岸绿化应力求自然，避免大片的、种类单纯的草坪和连绵不断的色块。选择植物应充分考虑该地区气候与环境特点，水生植物应具有耐寒、耐水、生命力强并具净化水质等特点。旱地植物选择本着“因地制宜，经济美观”的原则，选择耐寒冷、绿期长草种，选择冬季不落叶或少落叶的灌木和乔木。建筑物设计除满足其自身功能要求，亦应满足景观要求。

6）经济原则。采用硬防护部位，应就地取材，充分利用当地材料。植物材料的选择，应充分利用适应性强、自繁能力强的乡土植物，不用或少用大规格、高单价苗木，降低建设成本和管理养护成本。

3.2内河总平面设计

自灌渠渠首闸至胜利大街，将原渠道改线拓宽形成内河。沿胜利大街向北新挖内河，穿越浑河南堤入浑河，形成环岛水系。内河宽115~260 m，总长约5.5 km，水面平均宽100 m，水域面积55 万m2。胜利大街至沈大铁路桥590 m原渠道清淤整治绿化。主要建筑物包括渠道改线拓宽、渠岸景观生态化防护、渠底防渗处理、节制闸、穿路穿堤堤涵等建筑物。

3.3内河纵剖面设计

1）竖向布置原则。保证农业灌溉所要求的最低水位，同时，使改造后的渠道具备一般游船通航功能。

2）内河水位及河底高程的确定。节制闸位于内河与沈大铁路交叉处，原渠道底高程37.363 m，设计水深1.75 m，设计水面高程39.113 m，由此确定内河常水位39.113 m。为满足景观及通过游船的要求，内河设计为复式横断面，其中主河道水深2 m。

3）岸线高程的确定。为充分体现岸线亲水特点，确定岸线高出常水位0.3 m。

3.4内河横断面设计

1）横断面设计原则。工程内河横断型式设计，主要考虑保证主河道行船宽度、考虑河岸冲刷及亲水性要求及河面宽度视觉要求。

2）内河横断面设计。内河采用复式梯形断面形式。近岸水边浅水区，水深为0.5 m，河底以缓坡与岸边衔接。主河道水深2 m，河底以1∶2坡度与岸边衔接，河岸高出常水位0.3 m，使人体在正常水位情况下，均能轻易地触摸到水体。浅水水边种植耐淹绿化植物或配置建筑小品，为人群在滨水空间的活动提供优美的环境。

3.5内河护岸设计

3.5.1设计原则

1）充分体现自然、生态、亲水特点，为人们提供水边活动和休闲空间。

2）渠岸防护力求生态化，尽可能多用植物防护，减少硬防护。

3）护岸高度、坡度、长度、材料尺寸等均应满足视觉要求。

4）常水位以下、水位变化区以及高水位以上，采用不同护坡型式。

5）沿渠护岸形式多样化，避免视觉疲劳，达到“步移景异”的效果，同时与城市规划开发功能相协调。

6）经济原则。采用硬防护部位，应就地取材，充分利用当地材料。植物材料的选择，应充分利用适应性强、自繁能力强的乡土植物，不用或少用大规格、高单价苗木，降低建设成本和管理养护成本。

选择植物应充分考虑本地区气候与环境特点，水生植物应具有耐寒、耐水、生命力强并具净化水质等特点。旱地植物选择耐寒冷、绿期长草种，选择冬季不落叶或少落叶的灌木和乔木。

3.5.2推荐护岸型式

经比较推荐护岸型式为浅水区采用香蒲、千屈菜、水葱等水生植物护岸，深水区采用30 cm厚格宾石笼护岸型式。

3.6基础防渗设计

依据内河地质条件，为减少渗漏量，保证水量及原有灌溉用水规模，确定采用复合土工膜渠底防渗形式。采用两布一膜复合土工膜，要求膜厚度不小于0.3 mm，复合土工膜重量为500 g/m2。耐久性要求达到30年以上。复合土工膜不允许有针眼、裂纹、裂口、孔洞或退化变质等缺陷。

对河床进行碾压密实，要求不平整度小于±2 cm，上敷复合土工膜，然后回填300 mm厚河道开挖土料，其上再回填200 mm厚砂砾料。对于深水区渠岸护坡，复合土工膜上回填200 mm厚砂砾料及300 mm厚格宾网石笼。

考虑渠道的通航要求，为避免船艇在河中运行可能带来的伤害，除固定码头，禁止船艇抛锚，如有需要，应设立浮筒让船艇停泊。

3.7节制闸设计

1）水闸型式的比较选择。通过对传统平板式水闸、普通橡胶坝、气动盾形闸门、液压倒伏式闸门等闸门型式综合比较，确定采用液压集成式启闭机倒伏式钢闸门。

该闸门可以坝顶溢流，自动控制内河水位，启闭机体积小，手电两用操作方便，设有抵抗冰压力的锁定装置，冬季不需要破冰设施，运行管理方便，且造价不高。该设计推荐采用液压倒伏式闸门型式。

2）水闸设计。共设3孔倒伏式翻板闸门，孔口尺寸（宽×高，下同）为5 m×1.75 m，设计水头为2.05 m，动水启闭，底坎高程为37.363 m，采用YJQ-Q型液压集成式启闭机，启闭机容量为2× 100 kN，工作行程为1.6 m，启门速度为1.0 m/ min，电机功率为5.5 kW。

为适应闸门顶过流，在闸门上设有导流板。在正常工况下，液压集成式启闭机为电动控制，特殊工况下可手动控制，以满足不同工况下启闭闸门的要求。为阻抗冰压力对闸门及集成式液压启闭机的影响，在闸槽边墙上设有闸门锁定装置。

3.8涵管设计

涵管工程含内河北出口涵管及长白西路涵管共两座，长白西路涵管为直通式，内河北出口因有防洪要求设阀门控制。采用暗涵结构，顶管法施工，对堤防及浑河防洪影响较小，进口阀门隐藏于阀门井中，有利于景观布置。钢管直径1.0 m，进口设置DN1000检修阀门和DN1000工作阀门各一个。

4　工程效益分析

工程于2007年开工建设，2008年完工。

1）改善周边生态环境，为岛内开发建设奠定基础。灌渠综合整治改造工程实施及环岛水系的形成，彻底改变了原渠道两侧脏乱差的环境状况，树立了良好的城区形象，大大提高该地块的人气，并对该地块的其它建设起到拉动作用，内河两岸的各类建设活动如火如荼，形成了相当的建筑体量和规模，社会效应已经凸显，长白岛已成为沈阳市新的经济增长点。

2）营造亲水氛围，提升城市品位，促进人水和谐。水是城市的灵魂，城市大多依水而建，由水而兴。千百年来，城市河道是承载城市文明与繁荣的重要载体。良好的城市水环境是创建生态型宜居城市、促进人水和谐、增加旅游资源的必备要件。该工程实施后，使沈阳这一北方内陆城市拥有一座水系环抱的城区岛屿，面积达10.87 km2。滨河生态护岸、绿地公园、沿河酒廊、餐饮、商旅、居住及游船码头等也依此而建，内河水系与岸边建筑产生了良好的景观效应，使长白新区呈现出“一河清水、两岸绿色，河在城中流，城在岸边长”的滨水生态景观，构成一幅极具魅力的人工自然生态画卷，营造出良好的亲水文化氛围。在提升长白新城区整体形象，促进城市经济带和文化带延伸的同时，也为沿岸居民提供了一个健康、休闲的活动空间，实现人与水、人与自然的和谐统一，使长白岛成为市民富有自豪感的家园。

3）减弱城区热岛效应，改善空气环境。沈阳市地处内陆地区，温差较大，空气相对干燥。长约5 km，宽100 m的环岛水系的形成，有利于减弱该区域的城市热岛效应，加大空气湿度，净化空气，减小温差；护岸工程的实施和沿岸的生态绿化，有效减少岸坡水土流失，防止渠道淤积和扬尘污染。区域空气环境得到了一定程度的改善。

4）有效改善渠道水流条件及灌区水质。工程实施后，对干渠内河段沿岸的施工垃圾、生活垃圾进行彻底清除，沿灌渠两侧分布的一些排污口截入污水截流系统，渠道断面变宽，不仅改善了渠道水流条件，保证了干渠过流能力，也使沿渠排污得到了有效治理，避免了区域污水的无序排放，灌区水质因此得到了一定程度的改善。

［中图分类号］TV222

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）02－0002－03

［收稿日期］#2015-10-13