南河綜合整治工程設(shè)計(jì)淺析

劉邦俊，王 寧

（南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，江蘇 南京210016）

1 項(xiàng)目背景

1.1 河道概況

南河位于南京主城西南，全長(zhǎng)9.35 km，上游通過(guò)蓮花閘連接秦淮新河，下游經(jīng)南河閘、賽虹橋匯入外秦淮河，是建鄴區(qū)和雨花臺(tái)區(qū)的一條界河，其兩岸是快速建設(shè)發(fā)展的河西新城和南部新城（見(jiàn)圖1）。

圖1 南河區(qū)位圖

1.2 存在的主要問(wèn)題

1.2.1 安全得不到保障

存在防洪設(shè)施不達(dá)標(biāo)、臨水坡失穩(wěn)、防滲不足等諸多安全隱患。2016 年長(zhǎng)江流域洪水，南河右岸多處河水漫堤，嚴(yán)重影響了城市防洪安全（見(jiàn)圖2）。

圖2 南河洪水（2016 年）

1.2.2 生態(tài)環(huán)境較為惡劣

點(diǎn)源、面源、內(nèi)源等諸多污染因子未得到控制和改善，水質(zhì)檢測(cè)資料顯示，南河水質(zhì)為劣Ⅴ類，部分河段存在黑臭現(xiàn)象。

河道自然屬性和生態(tài)屬性受到破壞；河床經(jīng)常性裸露、河坡大面積硬質(zhì)化，使水生動(dòng)植物失去了生長(zhǎng)空間，河道自凈功能基本喪失（見(jiàn)圖3）。

圖3 南河岸坡硬質(zhì)化和水體黑臭（2016 年）

2 工程設(shè)計(jì)

針對(duì)南河存在的諸多問(wèn)題，提出“安全的河、清澈的河、生態(tài)的河、美麗的河”治理目標(biāo)，形成措施體系。與周邊區(qū)域規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃高度銜接，服務(wù)沿河社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)[1]。

2.1 防洪達(dá)標(biāo)

按照百年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，南河左岸堤防堤頂高程基本達(dá)標(biāo)；右岸蓮花閘至緯八路橋段堤頂高度不足的，結(jié)合后方條件進(jìn)行加高，因地制宜，形成多種斷面形式。部分堤段存在滲流隱患，增設(shè)垂直防滲體系。

對(duì)于堤后房屋緊鄰沒(méi)有退讓空間的河段，采用前設(shè)防洪墻，避免對(duì)現(xiàn)狀擋墻和后方建筑產(chǎn)生破壞，防洪墻底板兼作濱水步道，墻頂局部外挑架空，形成觀景平臺(tái)（見(jiàn)圖4）。

圖4 斷面形式一

對(duì)于后方有條件退堤段，結(jié)合景觀的微地形設(shè)計(jì)來(lái)滿足防洪要求；對(duì)于后方空間不足、有房屋段的，設(shè)置防洪墻（見(jiàn)圖5、圖6）。

圖5 斷面形式二

圖6 斷面形式三

2.2 清淤

南河兩岸為建成區(qū)，清淤施工場(chǎng)地有限，為保障工程實(shí)施盡可能少對(duì)周圍產(chǎn)生影響，綜合分析確定采用絞吸式挖泥船配合抓斗式挖泥船等帶水清淤方式。底泥清出后利用管道輸送至蓮花閘處南河河段進(jìn)行多級(jí)沉淀，配置排泥管道約6 km，高壓泥漿泵送至長(zhǎng)江碼頭進(jìn)行填埋。船舶運(yùn)距約50 km，槽車運(yùn)距約10 km。清淤量合計(jì)約為14.8 萬(wàn)m3。

2.3 控源截污

根據(jù)匯水片區(qū)排水規(guī)劃，加快推進(jìn)雨污分流建設(shè)。左岸圩區(qū)6 個(gè)雨水泵站排口進(jìn)行前池處理。針對(duì)右岸60 個(gè)中小型排口，沿墻（堤）進(jìn)行全線截流，其中大部分位于平良大街～繞城公路段，對(duì)所有排口全部截流至雨潤(rùn)廣場(chǎng)，再進(jìn)行末端截流，排入污水系統(tǒng)。待區(qū)域排水達(dá)標(biāo)建設(shè)完成后，沿線截流管可作為雨水管使用。其余少量中小型排口采用一口一策的辦法，截流或遷改錯(cuò)接的管線，對(duì)6 個(gè)大的合流制排口，新建截流井，與截污系統(tǒng)、調(diào)蓄系統(tǒng)、排澇系統(tǒng)結(jié)合考慮。針對(duì)初雨入河污染問(wèn)題，新建4 座初雨調(diào)蓄池，調(diào)蓄量5 mm，并在1#、2#調(diào)蓄池實(shí)施原位水處理。

2.4 補(bǔ)水

通過(guò)新河引水泵站從長(zhǎng)江引入秦淮新河內(nèi)，引水規(guī)模為50 m3/s，秦淮新河閘上水質(zhì)為Ⅲ類，到西善橋后水質(zhì)變至Ⅳ類，是優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)水水源。

分別計(jì)算生態(tài)需水量、生態(tài)槽蓄量和生態(tài)流速，根據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水量計(jì)算規(guī)范》，南河補(bǔ)水規(guī)模取外包流量5 m3/s。

2.5 生態(tài)治理

在南河控源截污、生態(tài)清淤和生態(tài)補(bǔ)水的基礎(chǔ)上，進(jìn)行水生態(tài)治理，恢復(fù)南河自凈功能。充分結(jié)合海綿城市理念，從“源頭—過(guò)程—末端”3 個(gè)階段實(shí)現(xiàn)入河污染的全面控制，更好地發(fā)揮河道的自凈功能，實(shí)現(xiàn)河道“長(zhǎng)治久清”的目標(biāo)[2]。

治理措施分三個(gè)方面：水生動(dòng)植物群落構(gòu)建、生態(tài)岸坡改造、生態(tài)保障措施。其中，水生動(dòng)植物群落構(gòu)建為利用現(xiàn)有河道，恢復(fù)生態(tài)自然凈化，進(jìn)而提升河道水質(zhì)；生態(tài)岸坡改造為利用現(xiàn)有河道岸坡，以海綿城市為理念，“滲、蓄、滯、凈”，減少入河污染（見(jiàn)圖7）；生態(tài)保障措施既是生態(tài)治理措施的補(bǔ)充，也是水環(huán)境整治措施的最后一道保障，通過(guò)增加人工強(qiáng)化手段的方式，保障整個(gè)河道水質(zhì)。

圖7 南河岸坡生態(tài)化改造

2.6 濱水空間提升

城市濱水區(qū)是構(gòu)成城市公共開(kāi)放空間的主要部分，濱水區(qū)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)是各類景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜的一類[3]。以濱河綠線作為規(guī)劃設(shè)計(jì)外邊線，控制預(yù)留濱河藍(lán)綠空間。以“空間縫合、資源整合、文化融合、人氣聚合”為理念，打通兩岸慢行交通，建設(shè)特色節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建功能完善的濱河景觀帶。

3 重難點(diǎn)問(wèn)題

3.1 河道邊坡排水組織

隨著多個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工，一個(gè)問(wèn)題逐漸凸顯：岸坡排水組織設(shè)計(jì)缺失造成的水土流失，高、陡邊坡和灌木組團(tuán)種植較多處尤為嚴(yán)重。一方面原因是高、陡邊坡造成的表面徑流速度加快，另一方面是灌木種植區(qū)的地表裸土。對(duì)此，南河工程中，主要考慮從排水組織完善和綠化種植優(yōu)化兩個(gè)方面入手解決。

3.1.1 排水組織完善

針對(duì)不同的河道邊坡，采取不同程度的縱、橫向排水溝體系建設(shè)，并與綠化種植溝、滲排植草溝、橫向旱溪、隱藏式排口等景觀、綠化手法相結(jié)合，對(duì)于高、陡邊坡還要考慮分層縱、橫向排水體系。涉及給排水、園林、水環(huán)境三個(gè)專業(yè)，從匯水分區(qū)、流量計(jì)算、管（溝）設(shè)計(jì)的基本計(jì)算入手，結(jié)合海綿城市和環(huán)境景觀的綜合優(yōu)化，或“顯”——旱溪兼作橫向排水溝，或“融”——縱向植草溝與坡面綠化景觀融合，或“隱”——入河排口、沉砂池與臨河步道系統(tǒng)融合埋設(shè)。

3.1.2 綠化種植優(yōu)化

對(duì)坡面灌木外側(cè)設(shè)置必要的種植溝和縱橫向排水溝以滿足坡面徑流的快速滲、排，并有效阻攔水土流失。

3.2 地下構(gòu)筑物功能優(yōu)化

南河項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，考慮到初雨調(diào)蓄池和排澇泵站之間存在一種優(yōu)化可能——地下構(gòu)筑物合建，最終的解決方案是一次開(kāi)挖支護(hù)、分層分倉(cāng)，將調(diào)蓄池、截流井、泵站前池、水質(zhì)處理設(shè)施平臺(tái)等多功能模塊集成為一個(gè)整體（見(jiàn)圖8）。地面空間除滿足廠站功能要求外，可覆土植綠提升環(huán)境，適應(yīng)城市規(guī)劃要求（見(jiàn)圖9）。

圖8 南河地下構(gòu)筑物合建示意圖

圖9 調(diào)蓄池建設(shè)效果（虛線框?yàn)榈叵聵?gòu)筑物）

3.3 綠化種植與洪水淹沒(méi)

如何處理南河的河道行洪和河坡常態(tài)綠化的關(guān)系？實(shí)際采用的方法是以調(diào)查資料作為支撐，通過(guò)對(duì)條件相似的外秦淮河的主要地被植物、上中層植物的種植高程和多年歷水淹沒(méi)損害情況，以及南河2016 年洪水淹沒(méi)后植物留存情況等的調(diào)查和梳理，確定了南河坡面綠化設(shè)計(jì)的高程分區(qū)。進(jìn)一步做到生態(tài)治理沿河流態(tài)和生境，必須根據(jù)每條河道自身的水文條件、土壤條件、水質(zhì)條件乃至地理、光照等因素綜合分析。

4 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)兩年的建設(shè)，南河工程已于2019 年12 月完工驗(yàn)收，實(shí)施效果較為良好，取得了較好的工程效益。南河工程中運(yùn)用的一些技術(shù)和做法，將為后續(xù)城市河道綜合治理提供經(jīng)驗(yàn)。