崇明岛南横引河多种功能综合利用河道设计

钱壁君

（上海勘测设计研究院有限公司，中国 上海 200434）

1 概况

崇明岛地处长江口，三面环江，东临东海，是我国第三大岛，也是我国现今河口沙洲中最大的一个河口沙岛。岛内河道密布，纵横交错，水面率为8.05%，河网密度达9.42 km/km2，有一定的调蓄能力，这些河道担负着全岛引水、排涝、城乡居民生活用水及工农业用水的重任。

南横引河（环岛运河南段）位于崇明南部，现状河道西起崇西水闸，东至团旺河，全长77.38 km，分为西、中、东三段，其中西段为崇西水闸～三沙洪、中段为三沙洪～小漾港、东段为小漾港～团旺河，南横引河途经11个镇，穿越25条竖河，并与北横引河（环岛运河北段）及团旺河合围形成环岛运河。

由于现状河道淤积严重，调蓄量和引排能力大大降低，河道坍失情况也比较严重，已经不适应岛内发展的要求，为了改善崇明南部地区的排水条件、水环境质量及航运条件，南横引河西段于2002年进行了局部疏拓。并于2015年实施了航道疏浚工程，航道等级定为VI级，航道疏浚设计河道底高程为-1.0 m，底宽20 m，疏浚边线距现状护岸5 m以上，对于护岸前沿水域，主要对河底及两侧坡脚的河道淤泥部分进行了局部疏浚，以保证现有护岸结构安全，不产生安全隐患。

航道疏浚工程缓解了船舶航行困难的问题。但西段仍然存在淤积严重、调蓄量和引排能力大大降低的问题，因此急需对南横引河西段进行综合整治，关键是对南横引河西段中的新建港～庙港段河道进行整治。

2 工程任务

根据《崇明县环岛运河南横引河段工程规划》《崇明岛岛屿总体规划（框架方案）》《上海市崇明岛引淡除涝规划》及《上海市崇明岛域水利规划修编》《崇明岛域供水与污水处理系统专业规划》等规划，确定南横引河的功能及综合利用的主次顺序为：引淡避咸、防洪除涝、供水需求、内河航运、水景观光。随着东风西沙水库的建成，供水的功能主要是灌溉用水及备用水源。

2.1 引淡避咸

崇明岛在枯水期遭遇长江咸潮上溯时，只能通过崇西的几个水闸引水，通过环岛运河南、北河向东供水，所以，环岛运河南河首要的功能就是在引淡期间及时向东输水，为岛内提供重要的淡水需求。

2.2 防汛除涝

环岛运河南河整治后将增加暴雨调蓄库容，并将各条竖河串连成一个有机的整体，通过环岛运河南河的输水调配，可以大大发挥河网地区群闸的除涝能力，确保除涝安全。

2.3 内河航运

环岛运河南河横贯崇明岛东西，连接着崇明主要的城镇，是岛内水上物资运输的主通道，为VI级航道，随着岛内的开发建设，各种物资的运输更加繁重，其航道功能将更加凸显。

2.4 水景观光

崇明岛作为生态岛，生态景观建设十分重要，环岛运河南河将崇明主要的城镇串连起来，随着岛内旅游业的发展，这里将成为一条重要的水上旅游观光线路。

3 工程等别和设计标准

3.1 工程等别

南横引河西段整治工程为Ⅲ等工程，堤防、护岸等主要建筑物级别为3级水工建筑物，施工围堰为5级水工建筑物。

3.2 航道标准

南横引河归类为闸内Ⅵ级非限制性航道，设计代表船型为200 t级干散货船，尺度为32 m×6.2 m×1.9 m（长×宽×设计吃水）。

4 河道总平面布置

工程整治范围为崇明南横引河明珠湖地区（新建港~庙港），整治长度为11.0 km。

工程布置原则：在现场踏勘的基础上，与当地管理部门充分沟通，综合考虑河道现状、征地拆迁难度和工程投资等因素。工程河道布置需符合《崇明岛岛屿总体规划》《上海市崇明岛水利规划（引淡除涝规划）》等相关规划要求。本段河道按规划蓝线78 m河口宽布置，可以改善水流条件、扩大过水断面及槽蓄水量。河道平面布置与现状地形相适应，力求平顺、平缓连接。河道岸线应与现有河道保留桥梁顺接，护岸型式需结合桥台考虑。规划河道两岸绿域控制范围各为50 m，本次实施3 m宽的防汛通道，先确保两岸防汛道路的畅通。河道设计断面需考虑挖、填土方平衡，并尽量利用岸后现有堆土作填土。考虑Ⅵ级航道尺度要求：直线段河底宽度应不小于20 m，弯曲半径不小于110 m。

5 河道护岸结构方案比选

河道护岸型式的选择首先考虑结构的安全可靠性和经济性，其次考虑河道沿岸的周边环境和河道的景观生态效果等，充分发挥河道在引淡、防洪、排涝、改善周边环境等方面的综合功能。

5.1 护坡材料比选

南横引河是崇明岛环岛运河的重要组成部分，工程地勘报告表明，河岸边坡土质抗冲刷能力一般，须采取必要的护坡措施；南横引河为Ⅵ级航道，有通航要求，护坡材料应满足抗冲刷要求。

根据材料划分，常用的护坡有干砌石护坡、连锁块生态护坡、绿化混凝土护坡、生态石笼护坡、水土保护毯护坡等5种护坡型式。

根据实施效果及以往经验，5种护坡形式基本能满足河道抗冲刷的安全性要求，5种护坡占地及拆迁量均相同。因此，主要从生态景观效果、工程造价及施工难易程度进行比选。

干砌石护坡与连锁块体护坡，绿化覆盖率不高，且对坡面平整度要求较高，所需要人工量大。

水土保护毯为新材料，高孔隙率能够保证水体正常交换，利于水土保持和动植物的生长，其生态性较好，但抗冲性与耐久性需要进一步验证；考虑工程为通航河道，在船行波影响范围内，护岸边坡的抗冲刷能力要求较高，水土保护毯不能满足抗冲刷要求。

绿化混凝土护坡适应地基变形能力强，孔隙率较高，植物保根能力强，绿化覆盖率高。生态石笼护坡，地基适应性强，透水性强，生物易于栖息，网垫结构间的空隙为水土交换创造了条件，从而增强了水的自净能力，利于保护和改善水质。石笼护坡上覆养护覆土以种植草皮护坡的形式在上海及周边地区试点后，效果良好。

根据工程特点，并结合相关工程设计及施工经验，推荐选用绿化混凝土护坡、生态石笼护坡，比较方法见表1。

5.2 挡墙结构形式比选

考虑水位变动的影响，体现河道生态系统的特点，结合现代城镇对景观及生态河道的需求，初步选择了五种结构型式进行比选。A型护岸为浆砌块石挡墙，B型为埋石混凝土+预制块贴面挡墙，C型为景观堆石挡墙，D型护岸为生态石笼挡墙结构，E型护岸为钢筋混凝土挡墙+花岗岩贴面结构。

对五种护岸结构型式从结构布置、施工条件、结构安全性、景观效果及投资等方面进行比较，五种护岸的施工条件、占地拆迁均相同，抗冲刷能力均满足设计要求。详见表2。

综上所述，南横引河是崇明岛的环岛运河重要组成部分，河道担负着重要的防汛除涝功能，因此护岸结构的安全耐久性为首要考虑因素，在此基础上，提升河道两岸景观需求，兼顾工程的经济性和日后管理方便等因素，推荐采用A型浆砌块石挡墙、B型埋石混凝土挡墙加预制块贴面，C型景观堆石挡墙三种护岸形式。

5.3 护岸结构选定

根据地质资料、地形和两岸的功能要求以及上述比选结果，结合现场实际情况，因地制宜的共拟定了3种主要的护岸结构型式，分别称为A型、B型、C型。A型护岸适用于农田区域河道；B型护岸适用于居民居住相对集中区域河道；护岸C型用于景观要求较高的明珠湖公园区域河道。

6 结语

上海市崇明岛南横引河（新建港～庙港）河道整治工程，采用多种功能综合利用的河道工程设计，通过河道断面比选、护坡材料比选及挡墙结构比选，确保工程能够同时满足防汛除涝、引淡避咸、改善水环境质量及航运等要求，并且选用了景观性及生态性突出的护岸结构型式，满足水景观光功能，并形成了风静、水清、景美、宜人的水生态环境。

表1 护坡方案综合比较表

表2 护岸结构方案分析比选表