上海市水系沟通中的几种典型断面设计探讨

刘 飞

(上海千年城市规划工程设计股份有限公司，上海 200441)

随着社会的发展，城市的建设速度逐渐加快，也对水资源的开发与利用提出了新的、更高的要求，水系连通的主要目的是合理调配水资源[1]，实现水资源的可持续利用，提高河湖健康保障的能力，提升防汛除涝的能力。水资源的污染越来越严重，污染现象从大江大河到村沟宅河均有分布，水系的不连通导致水体流动不畅[2]，造成自净能力下降，导致水环境恶化，给人们居住环境带来了较大的影响，上海经过多轮水系整治，整体的水生态环境改善较为显著[3- 6]。本文对上海市水系沟通常用的几种方案进行研究，探讨水系沟通设计的方案供相关工程参考借鉴。

1 断头水系现状

上海市断头水系存在以下几种情况：水系本身为独立水体，如小水塘、宽度较窄的河沟，水体不流动，为死水；水系中间存在一处或多处堵坝、管涵等，现状管涵不能满足河道换水自净和排涝的要求；水系被填埋或淤积严重、杂草丛生[7]、河底高程较高，导致水的流动性较差，造成水系不畅。

基于上海水系沟通的政策，原则上沟通水系以建桥为主，建桥条件不具备的以涵代桥，断头点两侧各30m河道护岸同步治理，由于河道大多为村沟宅河，河道蓝线大多以现状为主，少数河道为刚性蓝线。

2 指导思路

在深入贯彻落实全面、协调、可持续发展思路的基础上[8]，结合实际情况，对各个水体存在的问题，具体问题具体分析，在综合考虑河道本身功能的基础上，因地制宜统筹考虑建设全区水系河网布局，优化河网水系，从设计入手，以设计为前导，健全后续管理的执行和监督、督查机制，保障河道资源的可持续利用。城区内良好的水系沟通可以提升城市排涝能力，可持续的生态策略则有助于城市生态环境建设。[9]

3 设计原则

河湖水系连通是一项系统工程，一些地方在对于如何更好地开展河湖水系连通，仍存在认识、技术、管理层面的问题，因此就水系沟通项目从技术层面进行合理地分析及设计，对项目区的防汛除涝以及水环境影响较大。本次水系沟通主要遵循以下原则。

(1)有规划蓝线河道，整治河段按照规划布置；无规划河道河口宽度原则上不小于10m，且不小于现状河口宽，新建桥、涵不小于现状河道的过流。

(2)水系沟通点整治河段设计岸线与两侧现有岸线均要求顺接。新建护岸形式尽量与原护岸形式一致，不破坏现有的整体风格，保证岸线顺接流畅。

(3)河道尽量采用生态护岸，根据需要可占用一部分陆域，适当加大河道水面宽度。

(4)部分河道拟开挖河段两侧植被良好、已形成较好的景观处尽可能加以保留利用。

4 方案研究与应用现状

根据设计思路及原则，对以上几种情况的断头河水系沟通进行研究，具体如下。

4.1 A河道

沟通独立水体的水系，主要采用新开河道，连接外部河道来沟通水系，原则上新开河道不占用基本农田，河道宽度不小于6m，新开河道避开房屋等建筑物，减少搬迁费用。

(1)河道横断面设计。设计河道口宽一般不小于8m，河道底宽及河底高程根据河道现状进行调整。

(2)河道护岸结构设计。因项目处于上海市某区农村地区，为更好地与周边风貌相协调，采用木桩+导梁护岸，木桩透水性较好，可以较好地实现水体与土壤间的自然交换，因木桩水位变动区腐烂较快，故木桩顶部增加导梁，导梁为钢筋混凝土结构，置于木桩顶部，可避免水位变动区木桩的损坏。在2.40m处设置0.4m×0.6m的钢筋混凝土导梁，顶高程为2.80m，导梁顶部和堤顶之间采用1∶2.0土坡连接，坡面及堤顶上种植绿化，堤顶高程为4.20m。导梁下部设木桩基础，木桩前宽1.00m平台，平台高程为2.30m，平台与河底之间采用1∶2.5土坡相接，贴近自然、透水性较好。设计断面如图1所示。

4.2 B河道

B河道现状河口宽12～14m，为非规划河道，东西连接二级河道，B河道中间水流不畅，水体浑浊，河道边坡为土质边坡，两岸为基本农田，沟通水系中存在1处管涵、1处堵坝。

河道护岸结构设计:在2.60m处设置0.4m×0.6m的钢筋混凝土导梁，顶高程为3.00m，导梁顶部和堤顶之间采用1∶2.0土坡连接，坡面及堤顶上种植绿化，堤顶高程为4.20m。导梁下部设方桩基础，桩后设置1.5m高塑钢防渗板，防渗板上设置透水帽，方桩前宽1.00m平台，平台高程为2.00m，平台与河底之间采用1∶2.5土坡相接，贴近自然、透水性较好。河道护岸断面如图2所示。

4.3 C河道

水系被填埋或淤积严重、杂草丛生、河底高程较高，导致水的流动性较差，造成的水系不畅； C河道为村级河道，呈东西走向，东侧为村宅，西与某河道连接，河口宽度4～11m，现状河道边坡为浆砌块石护岸及混凝土挡墙护岸，部分为土质边坡，河道北岸基本为居民区，南岸为居民区和厂房。河道在村中南北向小路下存在一处阻水管涵，同时东侧河道受房屋侵占严重，河道淤积较为严重，水质较差，杂草丛生，河道中垃圾较多。

图1 木桩+导梁护岸断面图(单位：mm)

图2 方桩+导梁护岸断面图(单位：mm)

河道护岸结构设计：目前C河道断头点处西侧河道两岸为木桩导梁护岸，东侧河道北岸为混凝土护岸，南岸为自然土坡，考虑到按照现状河口线设计河道岸线，设计采用浆砌块石护岸进行边坡防护，可以较好的与现状护岸顺接，如图3所示。

水系沟通对改善水质起到了较为关键的作用，水系沟通后可采用点源净化装置、复合生态浮床、固定化微生物-生物培养器、底部生物净化毯、曝气等技术[10]，对水生态进行修复，改善水体的COD、BOD、NH3-N、DO及透明度等指标，实现水质达标、透明度见底、水景优美。在水系沟通设计过程中为防止水土流失，以及边坡稳定，可采用一定的非工程措施，如：堤顶种植乔木、灌木、草皮等，可以在较大程度上涵养水土，减少边坡失稳；水系沟通后在相关部门可建立督查小组，在河道管理范围内定期或不定期进行督查，建立健全相应的管理法规；可较好发挥水系沟通的作用。

图3 浆砌块石护岸断面图(单位：mm)

5 结语

通过实际工程案例，对上海市断头河的几种情况及设计断面进行探讨，通过工程措施对断头河进行沟通，列举了几种典型的护岸断面，既做到了水系沟通，又保障了水系沟通后岸坡的稳定性，可为长江下游地区类似工程提供一定参考。由于篇幅有限，未能尽述水系沟通设计中的内容，水系沟通的断面方案设计是否合理，对水系沟通的深入研究及方案的优化，尚有较大空间。