城市景觀河道綜合治理新技術應用研究

王曉華，楊春普，宋兵偉

(1.遼寧江河水利水電工程建設監(jiān)理有限公司，遼寧 沈陽 110003；2.遼寧江河水利水電新技術設計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110003；3.大連河海水利水電勘測設計有限公司，遼寧 大連 116021)

在當前城市化進程快速推進的背景下，城市河道呈現出了亞健康發(fā)展趨勢[1]，文獻[2]針對北方地區(qū)中小河流，研發(fā)了適用于北方中小河流特點的河道生物護岸、固灘新模式。文獻[3]研究了水利工程護坡生態(tài)化的必要性。文獻[4- 5] 將生態(tài)袋及格賓生態(tài)護岸的結構型式應用于城鎮(zhèn)防洪治理工程。文獻[6]采用的新型生態(tài)砌塊材料，降低了工程投資，節(jié)省了造價，達到了一定的生態(tài)效果。文獻[7- 12]分別通過不同地區(qū)的生態(tài)河道治理工程，初探了城市河道治理時存在的問題及如何融入景觀和生態(tài)的元素，且取得的生態(tài)和環(huán)境效益。文獻[13]以武漢市東湖港綜合治理工程為例，在城市河道整治工程設計中，充分考慮城市河道景觀、生態(tài)的要求，通過將各領域、各專業(yè)綜合協同，全面提升城市的水安全保障能力，改善城市水生態(tài)環(huán)境，挖掘水景觀與水文化，實現“水利工程設計”向“整體空間設計”思路的轉變，為城市中小型河道綜合整治提供參考和借鑒。

因此亟待解決的問題是如何將生態(tài)、景觀與水利工程建設相融合，進而實現對河道的規(guī)劃設計，以通過河道生態(tài)系統的搭建來提升河道水質，推進城市生態(tài)建設步伐，營造舒適宜人的景觀環(huán)境。

本研究重點通過建平縣城市景觀河道第二牤牛河的治理，介紹工程中所采用的新技術，以供其他類似工程借鑒。

第二牤牛河為大凌河左側一級支流，發(fā)源于建平縣與凌源縣交界的牛河梁，流經建平縣、喀左縣、朝陽縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)后入大凌河。

2008年前第二牤牛河防洪工程的建設，在防洪過程中發(fā)揮了重要作用，但隨著經濟的快速發(fā)展，人們對生活質量的追求已由“溫飽型”向“小康型”轉變，沿線兩岸人民迫切需要一條“水清、灘綠、景美、路通”的健康有生命的河流。然而實現此目標的嚴重阻礙是第二牤牛河生態(tài)環(huán)境不佳，水資源匱乏，河道及堤防滲透性較大，僅河道主槽范圍內存在些許基流，枯水季節(jié)部分河段幾乎干涸，致使城市河道[6- 8]生態(tài)環(huán)境得不到保證，影響了沿岸人民的身心健康，影響了建平縣的城市品位，因此建平縣城區(qū)段河道綜合治理工程的實施十分必要。綜上，本研究的主要目的是分享北方城市河流治理的設計理念，總結工程中利用的新技術，為其他城市河道的綜合治理提供實踐經驗。

1 流域概況

根據《遼寧省水利普查成果》，第二牤牛河全長50km，流域面積為1092km2，河流平均比降為5.05‰。河源高程為659.3m。

該河有6條流域面積超過50.00km2的支流，分別為山口河(臥龍河)、二道漠河(二道磨河)、深井河、大窯溝河、小塔子溝河、中三家河，其中前3條在建平縣內，后3條位于喀喇沁左翼蒙古族自治縣內。第二牤牛河河灘林木茂密，樹種多為楊樹，沿河兩岸土地肥沃，是糧棉產區(qū)。

建平縣城市防洪工程位于牤牛河上游葉柏壽鎮(zhèn)，下游城市防洪工程截止斷面為深井河匯前，集雨面積359.10km2。第二牤牛河有關控制斷面流域特性見表1。

表1 建平縣第二牤牛河有關控制斷面流域特性表

2 項目概況

建平縣城區(qū)段河道綜合治理工程防洪標準均為20a一遇，堤防工程建筑物級別為4級；橡膠壩等景觀蓄水工程等別為Ⅳ等、建筑物級別為4級；引水工程等別為V等，建筑物級別為5級。工程總投資為2.9991億元，河道治理總長度為17.381km，新建12座橡膠壩、22座壓枕石籠，建設引水管線6.279km。河道兩岸規(guī)劃景觀綠地濕地21萬m2，栽植樹木4.8萬株，建設親水平臺2處，蓄水容量102萬m3，新增水面面積62.2hm2，人均水面面積4.2 m2，形成濱水生態(tài)的城市水系景觀帶。

工程主要包括3部分內容：①城市防洪工程；②景觀、生態(tài)蓄水工程，包括建設的橡膠壩、壓枕石籠擋水堰及景觀親水平臺及小品等；③中水回用及引水工程，保證攔河建筑物建成后蓄水水量充足而進行的中水回用及引水工程，從山口河引水，管線距離為6.279km。

3 工程的先進性、創(chuàng)新性、成效性

3.1 設計理念

本工程立意新穎，設計理念、思路超前。運用了“水利搭建平臺建設城市”的設計理念，使水利工程建設與城市規(guī)劃發(fā)展、歷史文化完美結合，“綠色、生態(tài)、景觀”的設計思路使河岸更綠、河水更清。

3.2 復雜程度

本工程建設項目涉及攔蓄橡膠壩、壓枕石籠擋水堰、河道治理、生態(tài)修復、景觀綠化、輸水、引水及中水回用工程等多種水利工程專業(yè)技術，一些新技術都是首次應用，涉及學科專業(yè)多，技術復雜程度高，項目資金投入巨大。

3.3 新技術應用

多項新型結構設計首次應用解決各項技術難題；多種堤防及護岸結構型式結合，適應不同地形及防護需求；多專業(yè)交叉融合，打造建平縣 “一河三帶九園”生態(tài)景觀體系“一河”的核心地位，為工程的建設提供了強有力的技術支撐。

(1)設計新型橡膠壩壩頭錨固槽結構(專利號：ZL201620781436.3)。將壩頭錨固開槽位置由底板邊緣移至邊墩內側。加強壩頭與邊墩連接性能，杜絕水下接觸部位因局部封閉不嚴產生過流現象，保證橡膠壩結構穩(wěn)定，可延長橡膠壩使用壽命一倍以上。同時，壩頭部分充脹飽滿，壩肩平整，不再出現橡膠壩塌肩現象，美觀效果好。

(2)首創(chuàng)虹吸式全自動橡膠壩壩前除冰裝置(專利號：ZL201920221541.5)。利用橡膠壩上、下游水頭差形成倒虹吸，將壩前水持續(xù)由預先設計好的進水回路引至壩下游側，使回路管壁附近形成一條不凍水域，與河流冰蓋隔開，防止壩前冰凍的產生。該裝置結構合理、安全便捷、造價低廉。與傳統人工除冰相比，運行費用極少，且人員安全能夠得到有效保障，極具推廣價值。

(3)本工程研發(fā)了一種混凝土接縫止水結構(專利號：ZL201620269582.8)，解決了新老混凝土接縫止水問題，采用聚氯乙烯膠泥層、膨脹止水膠條和閉孔泡沫板相結合的止水方式來滿足新老混凝土接觸處止水問題。

(4)本工程推廣和應用了一種消能抗冰推的聯鎖磚護坡結構(專利號：ZL201620331524.3)，包括多個聯鎖磚。聯鎖磚的磚體寬度兩側有4組楔形榫槽，包括凸榫和凹槽，每塊磚體與附近4塊磚體聯鎖鉸接。磚體長度兩側邊緣處分別設凹槽，與相鄰磚體凹槽構成連接孔。磚體上位于每個凹槽內側的位置，分別設消能破冰堆，磚體上有磚孔，該結構新型耐沖刷、整體穩(wěn)定性好、生態(tài)效果好、消能抗冰推效果好。

(5)本工程在第二牤牛河的親水平臺段，推廣和應用了研發(fā)的河道生態(tài)修復技術“生態(tài)性魚巢構件”(專利號：ZL201320124304.X)，主要目的是為了保護河道內的水生動物，為其提供良好的棲息和繁殖環(huán)境；該技術獨特的預制結構，能夠使現場施工速度加快，減小施工作業(yè)面，獨特的連接形式能夠適應堤防地形的變形，結構穩(wěn)定性強，節(jié)約成本，減少投資，具有很好的經濟效益和環(huán)境效益。

(6)本工程多種堤防及護岸結構型式結合，適應不同地形及防護需求。堤防護坡型式均采用梯形斷面型式，第二牤牛河結合生態(tài)型修復技術，采用格賓網墊的護坡型式；二道漠河迎水坡則采用鋼筋混凝土面板護坡；山口河護岸工程迎水坡則采用復式斷面的結構型式，設置3m寬景觀磚砌濱河步道，步道以上采用六棱塊護坡，以下護岸采用鋼筋混凝土面板護坡，為了滿足景觀需求，背水坡均設計為綠化工程。

(7)同時，本工程還涉及橡膠壩供電線路改造工程、橡膠壩集控中心平臺改造及維護工程、市政污水改造工程、水文站改造工程、再生水管線工程、污水處理廠排放口改造工程等附屬工程，多專業(yè)融合、交叉，為城區(qū)段河道綜合治理工程的實施提供專業(yè)化的服務。

建平縣城區(qū)段河道綜合治理工程竣工并運行至今，設計理念得到了完全的實現，且取得了良好的社會和生態(tài)效果。尤其是新工藝、新技術應用后不但提高了河道的防洪能力、同時景觀橡膠壩等蓄水工程、綠化工程、引水工程的建設能夠明顯改善建平城市生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮綜合效應，提升城市品位，推動形成宜商宜居、宜業(yè)宜游的多元化城市發(fā)展格局。

4 項目綜合效益分析

4.1 生態(tài)效益

本工程設計堅持“安全、綠色”設計思路，采取蓄、泄、滯、引結合的措施，在保證防洪安全的前提下，充分利用雨洪資源、中水資源達到增加水資源、防洪減災、改善生態(tài)環(huán)境的目的，使縣城區(qū)域內的第二牤牛河、支流山口河、二道漠河與污水處理廠周圍的濕地公園緊密相連，達到園、河、城自然天成的生態(tài)效果。

近年來，建平縣治水建設“濱水生態(tài)的城市水系景觀帶”，重點實施了建平縣濕地公園，與本工程第二牤牛河、二道漠河交相輝映，綠意盎然，風景秀麗、音樂噴泉此起彼伏的濕地公園向人們昭示著這里將成為休閑娛樂、生態(tài)科普、文化展示于一體的城市特色景觀。

目前，濕地公園主體建設也即將建成，與本工程連續(xù)的河道景觀水面、初步形成了具有建平特色的旅游景區(qū)，每天游客絡繹不絕，因此工程的建設對整個城市生態(tài)環(huán)境建設起到了重要的作用，對于改善和優(yōu)化建平縣城區(qū)的生態(tài)環(huán)境具有重要的生態(tài)意義。

4.2 社會效益

建平縣城區(qū)通過對河流水系的科學治理，打破了水、城、人的冷漠與疏離，把文化傳承、城市蛻變與生活品質的提升融為一體。水變清、城變綠，人們可以在綠樹青草、清水碧波、鳥語花香的城市里享受詩一般的生活。城市里因為有了河流，生態(tài)環(huán)境也在不斷優(yōu)化、發(fā)展空間不斷拓展，人的精神面貌也更加自信、昂揚，對城市的責任心不斷被激發(fā)出來。從更深層次上來看，城市里的河流不僅滋養(yǎng)著縣城人有形生命，更孕育著人與自然和諧的情感，塑造著人與社會和諧發(fā)展的自覺性。這種滋養(yǎng)、孕育與塑造，悄然優(yōu)化著城市的“軟環(huán)境”，提升著這座城市的內在魅力，河流景觀改造工程，綻放著多元文化的異彩。河流水系工程的建設運行增添了一道人與自然和諧共處的景觀旅游帶，為縣城人民提供了休閑、娛樂的好去處，群眾滿意度極高。打造了城市品牌，提升了城市形象。

4.3 經濟效益

以工程蓄水干流第二牤牛河、支流二道漠河和山口河回水區(qū)為中心，隨著縣城高標準規(guī)劃完善，使這片山水相稱相依之地成為城市發(fā)展重要節(jié)點，帶動周邊土地乃至地區(qū)整體增值，對地區(qū)拉動相關產業(yè)發(fā)展，促進全域城市化，進一步轉變發(fā)展方式，加速城市轉型，促進該地區(qū)的工、商、房地產健康發(fā)展，都有著積極的意義。

5 結語

本研究針對建平縣城市段景觀河道的綜合治理，將項目的概況及工程中所采用的新技術詳細的列出，分析了工程的先進性、創(chuàng)新性、成效性。運用了“水利搭建平臺建設城市”的設計理念，使水利工程建設與城市規(guī)劃發(fā)展完美的結合；其次采用了攔蓄橡膠壩、壓枕石籠擋水堰等攔蓄建筑物對河道進行階梯式治理，使處于亞健康的河道形成了連續(xù)的水面，恢復了河道的生機和活力；第三，本研究采用了多項專利技術，解決了各項技術難題，如消能抗冰推的聯鎖磚護坡結構、河道生態(tài)修復技術“生態(tài)性魚巢構件”、虹吸式全自動橡膠壩壩前除冰裝置及橡膠壩壩頭錨固槽結構等。

總之，城市景觀河道綜合治理是將景觀設計、生態(tài)修復和城市防洪等設計理念綜合考慮，本研究新技術的應用，為其他北方中小城市河流的綜合治理提供實踐經驗。