大同市御河南环桥—京大高速桥段8#、9#坝蓄水工程概述

李 常

（大同市御河中水调蓄工程管理处 山西大同037004）

1 项目建设的必要性

项目位于大同市平城区，根据《大同市总体发展规划》，大同市平城区跟中心城区一起将形成以古建游为主题的北魏文化旅游片区，是大同市五大特色旅游区之一，是未来大同市经济发展的重点区域之一。项目建成后将极大改善周边生态环境，提升片区形象，丰富大同市旅游资源。

大同市北环桥至项目区上游河道长度为约10 km，已完成河道蓄水建设，蓄至在建7#坝；项目区下游为大同市十里河入御河交汇处生态湿地工程，全河道为蓄水湿地。大同城区段御河除本工程拟建范围外，均完成了生态蓄水建设，考虑御河城区段水面景观的统一性，以及上、下游河道治理工程的衔接。综上对本段河道进行生态蓄水是非常必要的。

2 设计原则

1）防洪安全的原则

以水利为基础的河道综合整治工程，首要解决的问题是要满足防洪的安全，使河道达到城市需求的防洪标准要求，并在河道行洪安全、泥沙排泄顺畅的基础上进行河道蓄水、景观等建设。本工程在堤防以达到设计防洪标准的基础上对河道主槽进行整理，并设蓄水建筑物。本次治理以主槽拓宽、设坝蓄水后百年一遇洪水行洪线不高于原河道规划行洪线为原则，进行布置。

2）顺应河势、节约投资、减少实施难度的原则

主槽控制线在走向上与河势相适应，与洪水主流线大致平行，且力求平顺；堤防控制线布置宜宽则宽，为后期河道建设预留一定空间；堤线布置少占耕地、少拆迁房屋等，与现有的跨河工程（地下管线）合理衔接，减少工程实施难度及投资。

3）恢复河道自然特性为原则

蓄水岸线布置应恢复河道的蜿蜒性，根据现状恢复或重建深潭、浅滩等地貌特征。既保留了河道作为生物栖息地的特征，又能增加河道自然生态性，修复河道生态系统。

4）水利、景观统一结合、在建工程与新建工程协调的原则

本工程为综合治理工程包含水利、景观等，在工程满足防洪要求的前提下，各大专业类别相互协调，达到高度统一。景观、水利之间结合内容主要是在河道蓄水岸线的布置、形式，主槽的布置除满足防洪冲刷等要求的同时，还要与景观设计思路统一。本工程上游为大同市御河南环桥至京大高速桥综合治理工程的蓄水段，下游为大同市十里河入御河湿地公园项目。项目设计方案与上下游河道进行衔接，主要是对河道岸线的平顺衔接，防渗、建筑物位置，上下游水位合理统一，使不同段治理工程在理念、方案等方面合理衔接。

3 项目布置

在大同市御河南环桥至京大高速桥综合治理工程原征地范围内设置河道蓄水主槽，在满足河道行洪、绿化等要求下尽量增加河道水面宽度。河道西侧为滨河路，该侧河道保留宽度不小于50 m滩地绿化带。东侧基本沿原设计主槽控制线布置。根据以上原则确定蓄水主槽，蓄水主槽控制线宽度为280～390 m。

根据河道纵坡，在桩号N3+370、N4+600.0 m处各新建液压坝一座，为8#坝，9#坝。两座坝蓄水长度约2.4 km。新建蓄水建筑物高度均为3.5 m，长度均为280 m。按大同市十里河入御河湿地工程在京大高速桥处设计蓄水位水位，可回水至9#坝下游，回水长度为0.6 km。工程平面示意图见图1。

图1 工程平面示意图

4 蓄水护岸设计

1）蓄水主槽布置

本次主槽护岸线布置在保证两侧一定绿化带宽的情况下，尽量使水面扩大，并且护岸布置具有一定的蜿蜒性，确定宽度为280～390 m。

河道蓄水区断面可分为深水主槽和浅滩两部分组成。深水主槽沿河道中心线布置，宽度不小于250 m，底高程为根据纵坡确定的设计河底高程，深水主槽为河道行洪冲砂的主通道。本工程达到蓄水水面效果的同时，为减少工程土方开挖、河道护岸工程量、控制河道冲刷范围，在河道深水主槽两侧增设蓄水浅水区，增设浅水区后河道最大蓄水宽度可达390 m。考虑到运行管理补水条件，水深为1.5 m，底部为水平。

2）断面设计

蓄水段主槽深度确定主要依据为行洪能力、河道主槽蓄水水位。本次确定的原则为：蓄水段主槽护岸顶高程不低于2.2 m，且不低于设计蓄水位+0.5 m，两者取高值。为保证河道亲水的安全性，在河道蓄水岸边水位控制不大于1.5 m，形成河道浅水区，深水区位于河道中部行洪主通道，河道水深为1.5～3.5 m，深水区与浅水区之间采用1∶10斜坡连接。

经与景观设计单位多次方案沟通，本次治理段河道岸线以生态为主，护岸形式为自然草坡护岸。结合河道蓄水后的生态效果，护岸断面以设计蓄水位为界采取不同的防护材料。设计蓄水位以下主要考虑河道的冲刷影响，蓄水波浪淘刷、固槽等因素，结合蓄水防渗，采用格宾石笼防冲。水面以上考虑固定边坡的、护岸的生态效果，工程运行早期的雨水冲刷等问题，采用可降解的椰丝纤维毯防护。椰丝纤维毯为可降解材料，待草皮成熟具有抗冲能力后，椰丝纤维毯可降解成基肥。

考虑到河道边坡的自然性，护岸边坡为水上1∶5，水下1∶3。水下部分格宾石笼防冲结构采用退台形式，有利于河道亲水的安全性，格宾石笼尺寸为5 m×2 m×0.5 m，基础埋深为1.5 m。为防止水流掏刷，带走格宾石笼背侧细颗粒土，格宾石笼设反滤土工布反滤。防渗材料复合土工膜沿开挖边坡铺设，最小埋深不小于1.2 m，复合土工膜与格宾石笼之间设粗砂保护层，铺膜顶高程高出设计蓄水位0.3 m。当防渗材料为黏土时，格宾笼与开挖边坡之间采用黏土回填，回填控制厚度不小于0.6 m。为达到保土种植效果，水位变动区附近格宾石笼调整为土石笼袋，尺寸为1.0 mm×0.7 m，土石笼袋内种植水生植物。河道边坡的一种横剖面图见图2。

图2 河道边坡横剖面图

5 项目防渗设计

根据河道地质条件及已建工程的防渗形式，本工程采用水平防渗，防渗材料主要采用复合土工膜。复合土工膜规格为800 g/m2，膜厚0.4 mm。大同属于严寒地区，为满足防冻要求，复合土工膜埋深设为1.0 m。为防止回填土内的尖锐物刺破土工膜，在膜上设150 mm粗砂保护层，粗砂采用原河道开挖料中的粗砂料。河道底部防渗防冲结构由上至下为原状土回填850 mm、粗砂厚150 mm、复合土工膜、基础压实。如膜以上土为筛分土，筛分土内不得含有尖锐物质及较大块体，以防破坏防渗材料。

9#坝下游蓄水长度为0.6 km，该段下游接湿地公园，且水深较浅，河道内易生长水生植物，为防止水生植物根系破坏复合土工膜材料，该段防渗采用黏土防渗。根据《水闸设计规范》，黏土作为铺盖“任何部位的厚度均不得小于该部位铺盖顶底面水头差与允许水力坡降的比值，黏土、壤土允许水力坡降值一般采用4～6。但为了保证铺盖碾压的施工质量，黏土或壤土铺盖前段最小厚度宜不小于0.6 m。”本工程蓄水水深为0.6～1.7 m，地下水位低于黏土基面高程，根据以上要求计算黏土厚度为0.15～0.43 m，取黏土厚度为0.6 m，黏土埋深不小于0.7 m。

6 结论及建议

工程实施后将增加153.75万m3的蓄水量和96.4万m2的水面。河道治理后，将形成集人性化、生态化、趣味性为一体的生态水面，供市民休息、娱乐、晨练、健身，极大地提高了人们的生活质量，提高了居民生活水平；同时也可极大的改善生态环境，促进生态系统良性可持续发展，改善治理段周边区域的整体环境，提升大同的整体形象，给古老的大同带来无穷活力，使丰富的旅游资源成为新的经济增长点，从而促进大同相关产业的发展。