北沙河蓄水美化工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

郭 濤

（太原市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山西 太原 030002）

1 工程概況

2010年12月13日，國(guó)務(wù)院宣布設(shè)立山西省國(guó)家資源型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)，試驗(yàn)區(qū)的主要任務(wù)是深入推進(jìn)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。根據(jù)總體要求，2011年省委省政府提出對(duì)太原市實(shí)施青山綠水工程，對(duì)東、西山實(shí)施森林綠化，對(duì)汾河干流進(jìn)行美化整治，但由于東、西山水資源缺乏，受降雨、采煤等因素影響，基流基本缺失，邊山支溝污染嚴(yán)重，因此，迫切需要改善城市水環(huán)境。

隨著太原市環(huán)城水系規(guī)劃的推進(jìn)，汾東水系一期清水復(fù)流工程（北澗河、北沙河和南沙河）被提上日程。

北沙河蓄水美化工程從五一路橋至北沙河入汾口，治理總長(zhǎng)度3.8km，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水，設(shè)計(jì)流量158m3/s，堤防等級(jí)為2級(jí)。本次規(guī)劃設(shè)計(jì)遵循人水和諧共融的理念，通過(guò)河道疏浚、堤防加固或新建，消除兩岸堤防的安全隱患，滿足北沙河50年一遇的防洪要求。通過(guò)對(duì)治理段河道的整治及設(shè)壩蓄水，岸坡“軟化”，改善河道的生態(tài)環(huán)境；通過(guò)對(duì)部分河段岸坡的綠化以及護(hù)岸景觀多樣性的設(shè)置，給市民提供親水、休閑空間，改善兩岸的人居環(huán)境；通過(guò)沿河鋪設(shè)截污管道，對(duì)治理段上游及沿線污水進(jìn)行截流，送入污水處理廠。

北沙河治理段蓄水和景觀設(shè)置相結(jié)合，完善城市水系規(guī)劃建設(shè)，保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，改善水資源生態(tài)環(huán)境，擴(kuò)大城區(qū)開(kāi)放空間，以實(shí)現(xiàn)人、水、自然的和諧共處及經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，創(chuàng)造生動(dòng)、優(yōu)美、富有特色的城市水環(huán)境和優(yōu)良人居環(huán)境。

2 設(shè)計(jì)原則

工程實(shí)施應(yīng)遵循以下原則：一是工程安全性：滿足河道行洪安全；二是功能綜合性：通過(guò)工程措施將北沙河建成集休閑、娛樂(lè)、旅游于一體的生活平臺(tái)；三是環(huán)境生態(tài)性，創(chuàng)造適宜生物多樣性生存與發(fā)展的自然環(huán)境；四是文化地域性，挖掘當(dāng)?shù)匚幕滋N(yùn)，推動(dòng)文化旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展；五是治理無(wú)痕性，以工程的方法，以生態(tài)的眼光，創(chuàng)造不留人工修飾痕跡的自然風(fēng)貌；六是經(jīng)濟(jì)合理性，在滿足河道各項(xiàng)功能的前提下，工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。

3 工程總體布置

治理段設(shè)計(jì)縱坡分別為7.53‰，4.14‰和2.21‰，共布置7座鋼壩閘。鋼壩長(zhǎng)約22～50m，高2.7m。蓄水池6座，蓄水面積10.5萬(wàn)m2，蓄水量約17萬(wàn)m3。治理段堤防基本完好，設(shè)計(jì)堤防治導(dǎo)線維持原堤線，在原有堤防的表面采用生態(tài)護(hù)岸貼坡技術(shù)，分別采用混凝土網(wǎng)格、斜坡花池式和臨水直墻面錨固預(yù)制混凝土花池箱體3種生態(tài)護(hù)岸型式。在河道內(nèi)鋪設(shè)直徑1800mm的玻璃鋼截污管道，將治理段的污水送入污水處理廠，同時(shí)排泄治理段上游河道內(nèi)小流量的洪水。

4 設(shè)計(jì)方案

4.1 堤岸生態(tài)化改造

堤岸處在水陸交錯(cuò)帶，是人們主要的親水休閑活動(dòng)區(qū)，也是濕生和陸生植物繁茂發(fā)育地及動(dòng)物生活遷移區(qū)。因此，堤岸改造既應(yīng)保證河岸生態(tài)性，又要滿足景觀多樣性要求。本次對(duì)北沙河現(xiàn)有堤岸結(jié)合防滲措施進(jìn)行生態(tài)化改造，形成生態(tài)景觀帶。

北沙河現(xiàn)有堤防為生硬的漿砌石斜坡護(hù)岸岸坡，生態(tài)性較差。在現(xiàn)有堤防表面采用混凝土網(wǎng)格、斜坡花池式和臨水直墻面錨固預(yù)制混凝土花池箱體3種生態(tài)護(hù)岸型式。

混凝土網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形式由下至上依次為：漿砌石基層（現(xiàn)有堤坡）、200mm厚鋼筋混凝土、500mm厚的混凝土網(wǎng)格，內(nèi)填種植土，該段長(zhǎng)100m。斜坡式花池結(jié)構(gòu)形式為：漿砌石基層（現(xiàn)有堤坡）、200mm厚鋼筋混凝土、采用鋼筋混凝土隔墻將斜坡分割成寬3.0m的平臺(tái)，內(nèi)植花木，該段長(zhǎng)2600m。臨水直墻面采用掛網(wǎng)混凝土加固防滲，在臨水面錨固預(yù)制混凝土花池箱體內(nèi)種植當(dāng)?shù)氐奶俾参铮瑢⑸驳摹八赖獭备采w綠化。每個(gè)箱體長(zhǎng)2.0m，凈寬30cm，共設(shè)上下2排，間距1.0m，該段長(zhǎng)3000m。

4.2 蓄水壩設(shè)計(jì)

北沙河共布置7座鋼壩，每座鋼壩壩長(zhǎng)22～50m，壩高2.7m，最大水深2.7m。鋼壩閘由上游防護(hù)段、閘室段、下游消力池及海漫段組成，總長(zhǎng)度60.2m。

閘室段長(zhǎng)14.2m，閘孔凈寬17～50m，壩高2.7m。門(mén)庫(kù)內(nèi)布置鋼壩閘門(mén)及支鉸和擱墩，當(dāng)上游洪水來(lái)時(shí)通過(guò)操作室液壓?jiǎn)㈤]機(jī)控制，向下游平放閘門(mén)于門(mén)庫(kù)內(nèi)，使閘室段平順過(guò)洪。洪水過(guò)后，再控制壩閘向上游直立，正常擋水。閘室底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度均為1.4m。

閘室兩側(cè)啟閉機(jī)室為地下全埋式布置，頂板高程為現(xiàn)狀堤防高程，但不低于設(shè)計(jì)河底高程以上3m，設(shè)有檢修孔和進(jìn)人孔。

閘室段上游設(shè)有10m長(zhǎng)的格賓石籠護(hù)底，防護(hù)寬度與河道同寬。閘室段下游布置鋼筋混凝土消力池，池長(zhǎng)10m，深0.5m。消力池后依次接20m長(zhǎng)格賓石籠海漫和6m長(zhǎng)拋石防沖槽。壩基采用碎石樁處理，樁徑0.4m，間距1.0m，樁深5.0m。

4.3 截污設(shè)計(jì)

為減少治理段河道內(nèi)的污水或前期小流量洪水對(duì)蓄水池造成污染，將河道兩岸及治理段上游的污水通過(guò)管道向下游輸送到汾河?xùn)|暗涵或污水處理廠。

北沙河截污管埋設(shè)于河道內(nèi)，采用直徑1800mm的玻璃鋼管，埋深1.2m，滿足凍深要求。北沙河污水管長(zhǎng)3.8km，最大可排泄7.9m3/s的洪水。

4.4 提水泵站及管線設(shè)計(jì)

項(xiàng)目完工后，將形成10.5萬(wàn)m2的水面、17萬(wàn)m3的水體。由于蒸發(fā)和滲漏的原因，必將使水面水位下降。為保證蓄水池正常運(yùn)行，必須向蓄水池補(bǔ)充水量，以消除由蒸發(fā)和滲漏造成的水量損失。

該工程近期補(bǔ)水水源結(jié)合汾河公園的補(bǔ)水周期從汾河公園蓄水池內(nèi)抽取。遠(yuǎn)期汾河清水復(fù)流后長(zhǎng)年流量為5～10m3/s，利用東山供水管線補(bǔ)水。

泵房位于汾河一期工程2號(hào)橡膠壩附近，布置在二級(jí)平臺(tái)上，共2臺(tái)機(jī)組，設(shè)計(jì)流量均為0.3m3/s。

供水管線采用直徑500mm的PE管，北沙河提水管長(zhǎng)2.3km，管道埋設(shè)與污水管道同槽，埋深1.2m，滿足凍深要求。

4.5 河岸兩側(cè)景觀帶設(shè)計(jì)

汾河兩岸設(shè)計(jì)時(shí)不僅要充分考慮城市對(duì)河道景觀與環(huán)境和諧的要求，使河道成為人們休閑娛樂(lè)的理想場(chǎng)所，同時(shí)還通過(guò)開(kāi)發(fā)、保護(hù)、挖掘文物古跡價(jià)值，將其有機(jī)融合到工程中，形成風(fēng)格迥異，與周邊環(huán)境融為一體的景觀帶，充分彰顯碧水長(zhǎng)河、生態(tài)綠園、文化走廊、歷史名城的無(wú)限風(fēng)光。

在主要橋梁附近建設(shè)休閑廣場(chǎng)、四季花壇、健身廣場(chǎng)、親水空間、文化長(zhǎng)廊等一系列景觀節(jié)點(diǎn)，配以平臺(tái)綠地、花草灌木、綠蔭小徑，不留人工痕跡，保持自然、生態(tài)、人文的氛圍，營(yíng)造湖光春色的古城美景，為市民提供娛樂(lè)、健身、游玩的場(chǎng)所。

5 結(jié)語(yǔ)

汾東水系一期清水復(fù)流工程的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了河道安全與河道美化，生態(tài)自然與河道整治，水、綠化、景觀、城市的完美結(jié)合，治理后將北沙河打造成城市靈水，實(shí)現(xiàn)人、水、自然的和諧共處和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，與城市融為一個(gè)整體，給當(dāng)?shù)厝嗣駝?chuàng)造了一個(gè)優(yōu)美的生態(tài)休閑環(huán)境。