汾河稷山城區段生態修復工程方案設計探討

王新宇

（山西省水利水電勘測設計研究院　山西　太原　030024）

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汾河稷山城區段生態修復工程方案設計探討

王新宇

（山西省水利水電勘測設計研究院山西太原030024）

摘要文章介紹了汾河稷山城區段生態修復工程的工程背景、工程任務和目標，對主槽疏浚方案、生態護岸設計、蓄水建筑物型式選擇等方面進行探討。通過生態修復工程，不僅可以滿足水系重建、植被恢復、水源涵養的要求，還可提高城市人居環境質量，增強城市可持續發展能力，達到水生態文明建設的最終目標。

關鍵詞汾河；稷山；生態修復；生態護岸；蓄水

為響應黨的十八大提出建設生態文明的宏偉目標，山西省委、省政府推進“汾河流域生態修復工程”,力爭通過10到15年努力，使山西“母親河”汾河流域的生態，重現碧波蕩漾、魚鳥翱翔的大河風光。在此歷史機遇的背景下，本工程作為汾河流域生態修復工程的先行先試，是山西省實施興水戰略的重要基礎。

1　工程概況

稷山縣位于山西省西南部，運城市北端。東西寬25km，南北長47.5km，國土面積686平方公里，耕地58萬畝，人口35萬余人。稷山歷史悠久，是中華民族的發祥地之一。境內有全國最大祭祀后稷的廟宇——稷王廟和稷王山、稷王塔等。

汾河發源于寧武縣東寨鎮管涔山脈樓子山下水母洞，流經忻州市、太原市、晉中市、呂梁市、臨汾市、運城市6個地市、34個縣市，在萬榮縣廟前村附近匯入黃河，干流全長716km。汾河在稷山縣稷峰鎮武城村入境，從蔡村鄉的底史村出境，進入河津境內，縣境內流程41.6km。

本段汾河生態修復工程治理范圍：東起稷山縣城的運稷一級路汾河大橋上游約400m，西至臺運線汾河橋下游約650m，全長約5.5km。

2　工程任務和目標

任務：在不影響河道原有功能、保障防洪安全的前提下，疏浚拓寬主槽，在河道主槽內建閘蓄水，攔截地表水，涵養地下水，同時形成景觀水面，為城市綠化、美化、亮化構筑平臺。

目標：通過汾河生態修復工程，不僅可以滿足水系重建、植被恢復、水源涵養的要求，還可提高城市人居環境質量，增強城市可持續發展能力，達到水生態文明建設的最終目標。

3　防洪標準和建筑物級別

根據《防洪標準》（GB50201—94），治理段河道的防洪標準為20年一遇洪水，洪峰流量1750m3/s。兩岸堤防級別為4級。本工程共設兩座蓄水池，總蓄水量為119萬m3，按蓄水量劃分，蓄水工程為Ⅳ等工程，相應壅水閘壩按4級建筑物設計，抗震設防烈度為7°。

4　設計方案

4.1工程總體布置

治理段河道采用復式斷面，總寬度為400m～700m，由中間的蓄水區（行洪主槽）和兩側的河灘濕地組成。蓄水區采用分槽蓄水方案，即在現狀主槽南岸河灘上新開挖疏浚一條行洪槽。蓄水槽布置在河道北岸（城區側），寬100m～310m；行洪槽布置在河道南岸，寬80m；中隔堤頂寬9m～135m。

為了改善稷山縣城的水生態環境，結合治理范圍和河道縱坡等地形條件，在蓄水槽、行洪槽上游處各布設一道壅水閘壩，在蓄水槽下游處布設一道壅水閘壩。河道內3座壅水閘壩聯合立壩可形成上下兩座蓄水池，總蓄水面積約68.1萬m2。

中國夢與社會主義核心價值觀的辯證統一性 … ………………………………………… 馬健永，費聿輝（4．37）

蓄水槽和行洪槽上游壅水閘壩除具有蓄水補滲的功能外，尚具有聯合調度滿足其下游蓄水區行洪、排沙、蓄清、補換水的功能。當需要排泄小流量洪水、排沙或上游水質不好的來水時，行洪槽壅水閘低壩或塌壩運行，可減輕對蓄水槽的侵擾，增加其正常蓄水時間；當蓄水槽需要補水蓄清或換水時，蓄水槽上游壅水閘低壩運行，可保證其蓄水水量和水質。蓄水槽平時蓄水，汛期小洪水時先行啟用行洪槽泄洪、排沙；大洪水時，整個主槽甚至兩側灘地共同參與行洪。

4.2河槽疏浚方案

蓄水區采用分槽蓄水方案，為利于協調蓄水與排沙的矛盾以及上、下游河道水流的平順連接，行洪槽的設計河底高程比蓄水槽低1.2m，與現狀深泓槽底高程基本一致。蓄水槽斷面為復式斷面，左岸為下部直墻、上部斜坡的斷面型式，右岸為斜坡，斜坡坡度均為1∶3。行洪槽斷面為梯形斷面，左右岸邊坡均為1∶2。開挖疏浚土方用于兩岸灘地整理及回填堤外古河槽低洼地等，合理地進行土方平衡。

4.3主槽護岸設計

護岸結構的設計應以人水和諧，生態自然、營造駁岸生物多樣性為目標，形成水—土—生物間的良性循環，構建優美城市景觀，保證河流生態系統健康發展。結合本工程的特點，根據實際地形、河道水流流速、水深和水位的變化等情況，在不同地段采用不同的生態護岸型式，以達到滿足生態性、親水性、景觀性的要求。

1）行洪槽的主要功能為排沙泄洪，常遇洪水或泥沙大部分由行洪槽排泄，且水流集中，考慮到小洪水對岸坡的沖刷及淘蝕，為保證河岸的穩定安全，行洪槽左右護岸采用生態格網石籠斜坡護岸型式，邊坡為1∶2，左右護岸共長9.6km。

2）蓄水槽的主要功能為蓄水美化，大洪水時聯合泄洪。蓄水槽左岸邊坡為下部直墻、上部斜坡的斷面型式。下部直墻采用格網石籠擋墻結構；上部斜坡面受水力沖刷機率相對較小，同時也是沿河景觀的重要組成部分，因此該斜坡上采用格網石籠和生態袋結合的防護形式。處于彎道段的左岸邊坡，考慮洪水彎道沖刷的影響，采用干砌石護岸型式，基礎為打木樁加干灘拋石固定。

蓄水槽右岸為重要的親水區域，宜采用形式多樣的護岸結構，增加生態和園林氛圍。蓄水槽右岸進口、出口段、水流斜沖段護岸采用干砌石護岸型式，邊坡為1∶3，基礎為打木樁加干灘拋石固定。局部彎道段考慮沖刷和后期修建景觀親水平臺的要求，護岸采用漿砌石重力式岸墻型式。在景觀節點較多、游人較多的地段，護岸采用生態格網石籠斜坡護岸型式，邊坡為1∶3。

表1　壅水閘壩型式比較表

表2　壅水閘壩特性表

蓄水槽左右護岸共長9.55km，其中干砌石護岸長2.76km，生態格網石籠護岸長1.9km，漿砌石重力式岸墻護岸長0.79km，復式斷面護岸長4.1km。

4.4壅水閘壩設計

4.4.1壩型的選擇

根據總體布置要求，在蓄水區上下游共布設3道壅水閘壩，既應滿足日常立壩蓄水，使其成為城市水景觀，并為兩岸景觀的布置搭建親水平臺；又能滿足汛期倒伏行洪，保證河道的行洪安全。國內常用的幾種壅水閘壩有：橡膠壩、液壓壩、鋼壩閘。結合該地段的地質條件、壩型結構的經濟、安全、運行管理以及規劃景觀要求，對上述三種壩型進行綜合比較見表1。

通過以上三種壩型的比較可以看出，鋼壩閘及液壓壩除投資較大外，無論從外形景觀效果、使用壽命、防洪影響，還是從技術含量、利于景觀多樣性等方面，都占有較大優勢。本工程需利用攔蓄汛期洪水進行涵養水源、補充地下水，防洪壓力較大，且稷山縣位于汾河中下游地區，淤積問題十分嚴重。鋼壩閘雖然門體外形美觀，景觀效果好，但不能徹底解決閘底淤積的問題。而液壓壩基本不受淤積影響，在沖沙性能上有其獨特之處。經綜合考慮，本工程采用壅水閘壩組合方案，即蓄水槽下游壅水閘壩選用外形較好的鋼壩閘，蓄水槽及行洪槽上游壅水閘壩選用利于沖沙的液壓壩。

4.4.2壅水閘壩位置的確定

為使汾河稷山城區段形成連續水面，考慮到兩座跨汾河大橋上的景觀視覺效果，結合河道縱坡及河底高程，確定蓄水槽、行洪槽上游壅水閘壩均設在運稷一級路汾河大橋下游190m處，回水長度8.9km，治理范圍內蓄水面積12.5萬m2，蓄水量30 萬m3。蓄水槽下游壅水閘壩設在臺運線汾河橋下游290m處，回水至上游壅水閘壩后，回水長度4.4km，蓄水面積55.6萬m2，蓄水量89萬m3。壅水閘壩特性見表2。

5　結語

本工程項目通過疏浚拓寬主槽，在河道主槽內建閘蓄水，并對護岸采用生態護坡設計，使流域內呈現出碧水綠地、生機盎然的景象，確保了治理段汾河生態系統的正向演替，在進行河流生態修復的同時，也可營造出景色秀美的城市濱水景觀。陜西水利

（責任編輯：李蕊）

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