城市景观河道综合治理新技术应用研究

王晓华，杨春普，宋兵伟

(1.辽宁江河水利水电工程建设监理有限公司，辽宁 沈阳 110003；2.辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110003；3.大连河海水利水电勘测设计有限公司，辽宁 大连 116021)

在当前城市化进程快速推进的背景下，城市河道呈现出了亚健康发展趋势[1]，文献[2]针对北方地区中小河流，研发了适用于北方中小河流特点的河道生物护岸、固滩新模式。文献[3]研究了水利工程护坡生态化的必要性。文献[4- 5] 将生态袋及格宾生态护岸的结构型式应用于城镇防洪治理工程。文献[6]采用的新型生态砌块材料，降低了工程投资，节省了造价，达到了一定的生态效果。文献[7- 12]分别通过不同地区的生态河道治理工程，初探了城市河道治理时存在的问题及如何融入景观和生态的元素，且取得的生态和环境效益。文献[13]以武汉市东湖港综合治理工程为例，在城市河道整治工程设计中，充分考虑城市河道景观、生态的要求，通过将各领域、各专业综合协同，全面提升城市的水安全保障能力，改善城市水生态环境，挖掘水景观与水文化，实现“水利工程设计”向“整体空间设计”思路的转变，为城市中小型河道综合整治提供参考和借鉴。

因此亟待解决的问题是如何将生态、景观与水利工程建设相融合，进而实现对河道的规划设计，以通过河道生态系统的搭建来提升河道水质，推进城市生态建设步伐，营造舒适宜人的景观环境。

本研究重点通过建平县城市景观河道第二牤牛河的治理，介绍工程中所采用的新技术，以供其他类似工程借鉴。

第二牤牛河为大凌河左侧一级支流，发源于建平县与凌源县交界的牛河梁，流经建平县、喀左县、朝阳县各乡镇后入大凌河。

2008年前第二牤牛河防洪工程的建设，在防洪过程中发挥了重要作用，但随着经济的快速发展，人们对生活质量的追求已由“温饱型”向“小康型”转变，沿线两岸人民迫切需要一条“水清、滩绿、景美、路通”的健康有生命的河流。然而实现此目标的严重阻碍是第二牤牛河生态环境不佳，水资源匮乏，河道及堤防渗透性较大，仅河道主槽范围内存在些许基流，枯水季节部分河段几乎干涸，致使城市河道[6- 8]生态环境得不到保证，影响了沿岸人民的身心健康，影响了建平县的城市品位，因此建平县城区段河道综合治理工程的实施十分必要。综上，本研究的主要目的是分享北方城市河流治理的设计理念，总结工程中利用的新技术，为其他城市河道的综合治理提供实践经验。

1 流域概况

根据《辽宁省水利普查成果》，第二牤牛河全长50km，流域面积为1092km2，河流平均比降为5.05‰。河源高程为659.3m。

该河有6条流域面积超过50.00km2的支流，分别为山口河(卧龙河)、二道漠河(二道磨河)、深井河、大窑沟河、小塔子沟河、中三家河，其中前3条在建平县内，后3条位于喀喇沁左翼蒙古族自治县内。第二牤牛河河滩林木茂密，树种多为杨树，沿河两岸土地肥沃，是粮棉产区。

建平县城市防洪工程位于牤牛河上游叶柏寿镇，下游城市防洪工程截止断面为深井河汇前，集雨面积359.10km2。第二牤牛河有关控制断面流域特性见表1。

表1 建平县第二牤牛河有关控制断面流域特性表

2 项目概况

建平县城区段河道综合治理工程防洪标准均为20a一遇，堤防工程建筑物级别为4级；橡胶坝等景观蓄水工程等别为Ⅳ等、建筑物级别为4级；引水工程等别为V等，建筑物级别为5级。工程总投资为2.9991亿元，河道治理总长度为17.381km，新建12座橡胶坝、22座压枕石笼，建设引水管线6.279km。河道两岸规划景观绿地湿地21万m2，栽植树木4.8万株，建设亲水平台2处，蓄水容量102万m3，新增水面面积62.2hm2，人均水面面积4.2 m2，形成滨水生态的城市水系景观带。

工程主要包括3部分内容：①城市防洪工程；②景观、生态蓄水工程，包括建设的橡胶坝、压枕石笼挡水堰及景观亲水平台及小品等；③中水回用及引水工程，保证拦河建筑物建成后蓄水水量充足而进行的中水回用及引水工程，从山口河引水，管线距离为6.279km。

3 工程的先进性、创新性、成效性

3.1 设计理念

本工程立意新颖，设计理念、思路超前。运用了“水利搭建平台建设城市”的设计理念，使水利工程建设与城市规划发展、历史文化完美结合，“绿色、生态、景观”的设计思路使河岸更绿、河水更清。

3.2 复杂程度

本工程建设项目涉及拦蓄橡胶坝、压枕石笼挡水堰、河道治理、生态修复、景观绿化、输水、引水及中水回用工程等多种水利工程专业技术，一些新技术都是首次应用，涉及学科专业多，技术复杂程度高，项目资金投入巨大。

3.3 新技术应用

多项新型结构设计首次应用解决各项技术难题；多种堤防及护岸结构型式结合，适应不同地形及防护需求；多专业交叉融合，打造建平县 “一河三带九园”生态景观体系“一河”的核心地位，为工程的建设提供了强有力的技术支撑。

(1)设计新型橡胶坝坝头锚固槽结构(专利号：ZL201620781436.3)。将坝头锚固开槽位置由底板边缘移至边墩内侧。加强坝头与边墩连接性能，杜绝水下接触部位因局部封闭不严产生过流现象，保证橡胶坝结构稳定，可延长橡胶坝使用寿命一倍以上。同时，坝头部分充胀饱满，坝肩平整，不再出现橡胶坝塌肩现象，美观效果好。

(2)首创虹吸式全自动橡胶坝坝前除冰装置(专利号：ZL201920221541.5)。利用橡胶坝上、下游水头差形成倒虹吸，将坝前水持续由预先设计好的进水回路引至坝下游侧，使回路管壁附近形成一条不冻水域，与河流冰盖隔开，防止坝前冰冻的产生。该装置结构合理、安全便捷、造价低廉。与传统人工除冰相比，运行费用极少，且人员安全能够得到有效保障，极具推广价值。

(3)本工程研发了一种混凝土接缝止水结构(专利号：ZL201620269582.8)，解决了新老混凝土接缝止水问题，采用聚氯乙烯胶泥层、膨胀止水胶条和闭孔泡沫板相结合的止水方式来满足新老混凝土接触处止水问题。

(4)本工程推广和应用了一种消能抗冰推的联锁砖护坡结构(专利号：ZL201620331524.3)，包括多个联锁砖。联锁砖的砖体宽度两侧有4组楔形榫槽，包括凸榫和凹槽，每块砖体与附近4块砖体联锁铰接。砖体长度两侧边缘处分别设凹槽，与相邻砖体凹槽构成连接孔。砖体上位于每个凹槽内侧的位置，分别设消能破冰堆，砖体上有砖孔，该结构新型耐冲刷、整体稳定性好、生态效果好、消能抗冰推效果好。

(5)本工程在第二牤牛河的亲水平台段，推广和应用了研发的河道生态修复技术“生态性鱼巢构件”(专利号：ZL201320124304.X)，主要目的是为了保护河道内的水生动物，为其提供良好的栖息和繁殖环境；该技术独特的预制结构，能够使现场施工速度加快，减小施工作业面，独特的连接形式能够适应堤防地形的变形，结构稳定性强，节约成本，减少投资，具有很好的经济效益和环境效益。

(6)本工程多种堤防及护岸结构型式结合，适应不同地形及防护需求。堤防护坡型式均采用梯形断面型式，第二牤牛河结合生态型修复技术，采用格宾网垫的护坡型式；二道漠河迎水坡则采用钢筋混凝土面板护坡；山口河护岸工程迎水坡则采用复式断面的结构型式，设置3m宽景观砖砌滨河步道，步道以上采用六棱块护坡，以下护岸采用钢筋混凝土面板护坡，为了满足景观需求，背水坡均设计为绿化工程。

(7)同时，本工程还涉及橡胶坝供电线路改造工程、橡胶坝集控中心平台改造及维护工程、市政污水改造工程、水文站改造工程、再生水管线工程、污水处理厂排放口改造工程等附属工程，多专业融合、交叉，为城区段河道综合治理工程的实施提供专业化的服务。

建平县城区段河道综合治理工程竣工并运行至今，设计理念得到了完全的实现，且取得了良好的社会和生态效果。尤其是新工艺、新技术应用后不但提高了河道的防洪能力、同时景观橡胶坝等蓄水工程、绿化工程、引水工程的建设能够明显改善建平城市生态环境，发挥综合效应，提升城市品位，推动形成宜商宜居、宜业宜游的多元化城市发展格局。

4 项目综合效益分析

4.1 生态效益

本工程设计坚持“安全、绿色”设计思路，采取蓄、泄、滞、引结合的措施，在保证防洪安全的前提下，充分利用雨洪资源、中水资源达到增加水资源、防洪减灾、改善生态环境的目的，使县城区域内的第二牤牛河、支流山口河、二道漠河与污水处理厂周围的湿地公园紧密相连，达到园、河、城自然天成的生态效果。

近年来，建平县治水建设“滨水生态的城市水系景观带”，重点实施了建平县湿地公园，与本工程第二牤牛河、二道漠河交相辉映，绿意盎然，风景秀丽、音乐喷泉此起彼伏的湿地公园向人们昭示着这里将成为休闲娱乐、生态科普、文化展示于一体的城市特色景观。

目前，湿地公园主体建设也即将建成，与本工程连续的河道景观水面、初步形成了具有建平特色的旅游景区，每天游客络绎不绝，因此工程的建设对整个城市生态环境建设起到了重要的作用，对于改善和优化建平县城区的生态环境具有重要的生态意义。

4.2 社会效益

建平县城区通过对河流水系的科学治理，打破了水、城、人的冷漠与疏离，把文化传承、城市蜕变与生活品质的提升融为一体。水变清、城变绿，人们可以在绿树青草、清水碧波、鸟语花香的城市里享受诗一般的生活。城市里因为有了河流，生态环境也在不断优化、发展空间不断拓展，人的精神面貌也更加自信、昂扬，对城市的责任心不断被激发出来。从更深层次上来看，城市里的河流不仅滋养着县城人有形生命，更孕育着人与自然和谐的情感，塑造着人与社会和谐发展的自觉性。这种滋养、孕育与塑造，悄然优化着城市的“软环境”，提升着这座城市的内在魅力，河流景观改造工程，绽放着多元文化的异彩。河流水系工程的建设运行增添了一道人与自然和谐共处的景观旅游带，为县城人民提供了休闲、娱乐的好去处，群众满意度极高。打造了城市品牌，提升了城市形象。

4.3 经济效益

以工程蓄水干流第二牤牛河、支流二道漠河和山口河回水区为中心，随着县城高标准规划完善，使这片山水相称相依之地成为城市发展重要节点，带动周边土地乃至地区整体增值，对地区拉动相关产业发展，促进全域城市化，进一步转变发展方式，加速城市转型，促进该地区的工、商、房地产健康发展，都有着积极的意义。

5 结语

本研究针对建平县城市段景观河道的综合治理，将项目的概况及工程中所采用的新技术详细的列出，分析了工程的先进性、创新性、成效性。运用了“水利搭建平台建设城市”的设计理念，使水利工程建设与城市规划发展完美的结合；其次采用了拦蓄橡胶坝、压枕石笼挡水堰等拦蓄建筑物对河道进行阶梯式治理，使处于亚健康的河道形成了连续的水面，恢复了河道的生机和活力；第三，本研究采用了多项专利技术，解决了各项技术难题，如消能抗冰推的联锁砖护坡结构、河道生态修复技术“生态性鱼巢构件”、虹吸式全自动橡胶坝坝前除冰装置及橡胶坝坝头锚固槽结构等。

总之，城市景观河道综合治理是将景观设计、生态修复和城市防洪等设计理念综合考虑，本研究新技术的应用，为其他北方中小城市河流的综合治理提供实践经验。