紅廟子水環境綜合治理工程設計應用

李 鯉

（遼寧江河水利水電新技術設計研究院，遼寧沈陽110003）

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紅廟子水環境綜合治理工程設計應用

李 鯉

（遼寧江河水利水電新技術設計研究院，遼寧沈陽110003）

摘要：水環境綜合治理工程是河道污染治理的有效措施，文章以鞍山市遼河紅廟子水環境綜合治理工程為例，通過對紅廟子牛軛湖及其周邊進行綜合整治，利用栽植水生植物及耐淹植物凈化水質、護岸基礎防護配合生態防護等措施，進行水環境綜合治理，對于全面改善河道水環境有重要的意義。

關鍵詞：水環境；遼河治理；凈化水質

1 概述

2011年10月遼寧省委、省政府決定于2012年實施“遼河污染源頭治理、遼河干流重點生態保護與恢復、支流河口濕地建設、流域垃圾處理”等四大工程，率先完成“遼河在全國‘三河三湖’中摘掉重度污染帽子”的歷史性任務。同時為了落實《遼河保護區水環境綜合整治工程建設規劃報告》中提出的“滿足結合河道疏浚對重點段彎道、險工加強防護，一般段進行生態防護，確保生態蓄水橡膠壩正常運用，增加枯水期生態水面，改善生態環境，同時為旅游通航創造基礎條件”的目標，實施遼河紅廟子水環境綜合治理工程。

該工程在臺安紅廟子橡膠壩下游1km范圍，利用現有“1050”線內灘地天然形成的牛軛湖，對紅廟子牛軛湖及其周邊進行綜合整治，通過栽植水生植物及耐淹植物凈化水質、護岸基礎防護配合生態防護等措施，進行水環境綜合治理，發揮其涵養水源，凈化水體作用。

2 工程概況

2.1 水文氣象

2.1.1 流域概況

遼河流域在遼寧省境內面積為5.28萬km2，占全流域的29.4%。橡膠壩壩址距離上游遼中水文站較近，遼中水文站設立于1987年1月，集水面積為136277km2。

2.1.2 徑流

遼河流域徑流補給主要來自降水，多年平均徑流深等值線圖與年平均降水量的分布是一致的，也是從東南向西北遞減，年徑流量年際變化較大，徑流的年內分配極不均勻，從多年平均徑流量年內分配看，各站7、8兩月進入汛期，所占比重較大，1、2兩月進入枯水期終端，所占比重較小，與年降雨量年內分配相適應。

通過統計遼中水文站實測流量資料，多年平均徑流量為27.3億m3，年內徑流分配不均，多集中在 7～9月，約占全年徑流量的 63.4%。

2.1.3 設計洪水

石佛寺以下干流洪水與下游各支流包括秀水河、養息牧河、柳河等洪水不遭遇。通過點繪石佛寺站與下游巨流河、卡力馬、盤山站洪峰相關關系分析，石佛寺下游各站設計洪峰流量按折減關系遞減，各段折減系數為石佛寺～巨流河1：1，巨流河～卡力馬1：0.95，卡力馬～盤山閘1：0.95。

工程位于卡力馬～盤山區間，根據折減關系，可計算出工程處設計流量成果見表1。

表1 治理工程處流量成果

2.2 地質資料

（1）工程區兩岸表層多為粉質粘土，開挖時需清除，上層覆細砂層呈松散狀，承載力建議值為110kPa，下層細砂層呈中密狀態，承載力建議值為180kPa。表層為粉質粘土，開挖時應清除，上層為細砂層，承載力建議值為110kPa，中間層粉質粘土，承載力建議值為140kPa，下層細砂層呈中密～密實狀態，承載力建議值為130kPa。

（2）本場區的地下水類型均為第四系孔隙潛水，河道附近灘地的地下水位埋深較淺，其它處埋深4.5m左右，如有開挖深度在地下水位以下的，建議降水后進行邊坡開挖，細砂開挖邊坡建議值為1：1.75，同時避免發生流砂，影響基坑穩定。

（3）場區上層細砂和下層細砂層，分別呈松散狀和中密狀，分別為中等透水，滲透破壞類型均為流土型，允許水力比降建議值均為0.25。

（4）本區地下水對混凝土結構無腐蝕性，對混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性；對鋼結構有弱腐蝕性。

（5）本工程區地震動峰值加速度為0.10g，地震動反應譜特征周期為0.35s，地震分組為第一組，經判定工程區靠近右岸一側河床下5m左右范圍內飽和細砂存在液化問題。

（6）工程區河床內為細砂，其允許不沖流速為0.24～0.37m/s。

（7）地基開挖后，宜進行驗槽復核。

（8）本場區標準凍結深度為1.2m。

3 工程設計

紅廟子水環境綜合治理工程包含水環境凈化工程和水環境凈化基礎工程。水環境凈化工程采用工程處常水位控制，即11.4m，水環境凈化基礎工程采用造床流量和水位控制。表2為張荒水文站實測造床流量相對應的流量、水位。

表2 張荒水文站水文成果表

3.2 工程等級

工程處遼河堤防的防洪標準為100年一遇，堤防等級為2級堤防。采用100年一遇洪水推求護岸處的沖刷深度［1］，防護長度按照拋石坡腳2倍沖刷深復核，見表3。

表3 復核成果表

根據復合成果險工工程護岸標準達到堤防等級，確定險工工程等級為2級。

3.3 工程布置

工程主要分為牛軛湖濕地區、牛軛湖島區，護岸生態區區。具體布置情況見表4。

表4 綜合治理工程布置表

3.4 工程設計

嚴格來說，以拉斐爾前派畫家之名而為人所熟知的羅塞蒂的拉斐爾前派創作期，至此已經結束了。人們應該看到，在拉斐爾前派那原本就模糊不清的理想幻滅之后，羅塞蒂繪畫中的逃亡意識開始明確：他在相當長一段時間里都使用古老的水彩作畫，并專注于但丁與比阿特麗絲等中世紀題材。

3.4.1 水環境凈化工程

（1）進出水系統設計。

牛軛湖濕地區和牛軛湖島區是利用現有“1050”線內灘地天然形成的牛軛湖，其進出水系統為遼河老河道，只需對進出口進行土方開挖整形即可，使其進口高程為10.8m低于此處常水位11.4m，保證水體入湖量，湖內整體河道進行局部整形，降至10.8m高程處，出口高程為10.8m，保證水體在湖內循環流通。進出口整形設計為5m寬渠道，邊坡為1：3，開挖整形后預計入湖流量為0.2m3/s，日入湖量約為17000m3。

護岸生態區位于牛軛湖臨遼河，現主河道右岸處，通過河道的水體流動即能滿足進出水功能，在這個區布置草本植物，增加了植物的多樣性，同時起到防風固坡的作用。

（2）生態工程設計。

水生植物在處理系統中對微生物生長和污染物凈化方面起著重要作用，牛軛湖濕地區栽植千屈菜、水蔥、香蒲、蘆葦、菖蒲、紅廖、澤瀉等水生植物，均按16顆/m2、5芽/株栽植，荷花按照1 株/m2栽植。

牛軛湖島區栽植杞柳，采用3年生苗，按4 株/m2栽植。

護岸生態區采用撒播苜蓿和杞柳草木混栽方式，杞柳采用3年生苗，按4株/m2栽植。

3.4.2 水環境凈化基礎工程

包括牛軛湖濕地區和護岸生態區的護岸工程。

（1）進出水系統土方工程。將現在的牛軛湖進出口開挖整形，進口高程降至10.8m，出口高程降至10.8m，湖內河道局部整形處理，降至10.8m高程；進出口整形設計為 5m寬渠道，邊坡為1：3。

（2）護岸生態區的基礎護岸工程。在牛軛湖上游迎水側布設護岸共598m，設計采用雷諾護墊軟體排平順護岸型式。即水上部分采用雷諾護墊護岸，水下部分采用軟體排壓石護底。考慮牛軛湖為天然形成，不對其常水位以上進出口封閉，故分為3段布設，既1號護岸、2號護岸、3號護岸，長度分別為250m，178m，170m。為防止洪水期抄后路，常水位以下為一體，采用拋石措施。

4 工程建成后對河道的影響

4.1 對遼河水量的影響

工程建成后，河水經橡膠壩進入濕地系統，在濕地中按一定水位運行。由于水面的蒸發、植物的蒸騰以及因水位抬高引起的滲漏等作用，水量會有一定損失。但是為了保證濕地系統的正常運行，橡膠壩水位的設計，能夠滿足濕地植被的生長。河流處于豐水期時，能夠通過抬高橡膠壩而提高需水量，起到一定的削減洪水的作用。

4.2 對遼河水質的影響

工程建成后，經過濕地處理后可削減的量分別約為2.86t/a和0.21t/a。入河水質得到了極大的改善，濕地出水水質基本為Ⅳ類或優于Ⅳ類，這對于逐步改變河流污染狀態，提高河流水質，促進水環境改善有重大意義。

4.3 對遼河生態的影響

水質的改善可全面改善河流的水環境，營造更好的鳥類水禽棲息環境。保護生物和遺傳多樣性，濕地的生物多樣性占有非常重要的地位。依賴濕地生存、繁衍的野生動植物極為豐富，其中有許多是珍稀特有的物種，是生物多樣性豐富的重要地區和瀕危鳥類、遷徙候鳥以及其它野生動物的棲息繁殖地。

4.4 對遼河保護區的影響

工程建設加速推進了遼河干流環境綜合治理，把建設生態文明放在更加突出重要的位置。加快推進遼河干流治理和保護，徹底摘掉重度污染的帽子，對建設節約型社會，實現遼寧老工業基地振興，促進遼寧經濟社會可持續發展，具有重要的歷史和現實意義。加強遼河干流污染治理對改善民生條件、提高人民生活水平，促進和諧遼寧和生態文明社會建設，具有重要的社會意義。通過濕地修復工程能促進水生生物和魚類的繁衍，魚類、昆蟲等數量及種類逐漸增多，為候鳥棲息和覓食提供了場地，為昆蟲及蛙類提供了越冬場所，動物的生存環境將大為改善，生物物種進一步豐富。

5 結論

通過對紅廟子牛軛湖及其周邊進行綜合整治，利用栽植水生植物及耐淹植物凈化水質、護岸基礎防護配合生態防護等措施，進行水環境綜合治理。目前該段水質已達Ⅳ類水質標準。水環境綜合治理對恢復、改善和維護水域生態系統結構的完整性，促進生態系統的良性循環和健康發展，發揮生態系統的自我調節功能，削減污染負荷，全面改善河道水環境有重要的意義。

參考文獻

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［4］紀顯慶.軟體排冰面沉排施工［J］.東北水利水電，2002 （01）：21.

中圖分類號：TV85

文獻標識碼：B

文章編號：1008-1305（2016）02-0080-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-1305.2016.02.033

收稿日期：2015-01-12

作者簡介：李 鯉（1982年—），女，工程師。