山區河道治理工程研究

孫 新

（太原理工大學建筑設計研究院有限公司,山西 太原 030024）

1 研究區概況

平定縣位于山西省陽泉市東南部,太行山西麓,平定縣總面積1394 km2,現轄8 鎮2 鄉,人口33.68 萬（2011 年）。主要產業為陶瓷、煤電鋁冶等傳統產業以及煤化工產業、文化旅游和農副產品加工等新型產業。

南川河是桃河一級支流。南川河有三源,北源稱原坪河、中源稱尚怡河、南源稱蘇村河,三河在貴石溝村匯流后始稱南川河。南川河沿線又有城南河、鎖簧河、陽勝河等河流匯入,流經平定縣城,于巖會鄉亂流村入桃河。主河道長38.6 km,流域面積507 km2。

本此河道治理段起點位于五礦村五礦橋上游50.5 m 處,終點位于污水處理廠下游高速橋處,長約8.0 km,地處南川河中下游。本段南川河流向S60°～80°E,并發育河谷彎道,主河道及河漫灘寬50 m～80 m。左右岸大部分為土質岸坡,岸坡較緩,局部為巖石岸坡,較陡,河谷斷面呈“U”型。南川河在發展和演化過程中形成了兩級階地。左右岸發育較完整的Ⅰ級堆積階地,階面高出河床3 m～5 m,主要由卵石混合土和低液限粉土組成,斷續分布于凸岸,形成于全新世。Ⅱ級為基座階地,基座高出河床10 m～15 m,其上堆積有卵石混合土,順河長30 m～50 m,寬10 m 左右,零星分布于兩岸,形成于上更新世。

2 河道治理工程建設內容

根據當地水務局的要求和工程現狀,此次工程建設的主要任務是以蓄水、濕地及兩岸生態景觀相結合,同時兼顧防洪的生態環境綜合治理工程,在保證治理段河道的防洪能力達到20 年一遇的前提下,采取必要的工程措施,進行河道內蓄水美化、濕地綠化及兩岸岸邊的環境美化,建成以“人、城市、生態、文化”為主題、集生態性、觀賞性和游樂性于一體的優美宜居環境。

南川河本次工程設計的主要內容有：河道疏浚工程、鋼壩閘工程、蓄水區防滲工程、擋水建筑物工程、濕地水域工程和園林綠化工程等。

2.1 河道疏浚工程

本段南川河河道兩岸大部分河段為土質岸坡,僅在平定縣縣城西側南川河左岸局部為基巖岸坡,由二迭系下石盒子組砂巖夾泥巖組成,河谷底部分布卵石混合土、級配不良砂、級配不良礫、礫砂及生活垃圾。對本段南川河河道進行疏浚整治,清除河道中的建筑及生活垃圾、低液限粉土及塊石等。再者,應對左右岸防洪堤堤腳處進行防護,特別是河道沖刷段,防止風化卸荷和洪水沖刷淘蝕,危及防洪堤內側堤腳土體穩定,確保河道行洪,對蓄水區范圍內的河道進行清除表層浮土并進行河底整平,總長2.355 km。

2.2 鋼壩閘工程

在治理段河道內布置1#～6#六座鋼壩閘,壩高均為2.0 m,鋼壩閘長55 m～71 m。六座鋼壩閘壩前蓄水2 m 時形成蓄水面總長2.355 km、蓄水末端水深為0.06 m～0.15 m 不等、總面積約14.3 萬m3的蓄水面,蓄水容積約15.1 萬m3。

2.3 蓄水區防滲工程

1#～6# 蓄水區沿河道中心線防滲總長度為2.436 km,防滲內容包括河底防滲和堤防防滲,河底防滲總面積約為14.8 萬m3,單線堤防防滲總長度為5232.3 m。防滲方案的比較見表1。從表1 可以看出,復合土工膜用于蓄水區防滲,具有結構簡單易施工、經濟友好且防滲效果好、工期較短等顯著優點。據地質勘察治理段河床深度范圍內,地層主要為卵石混合土、級配不良礫等透水層,相對隔水層埋深較大；再者,由于南川河屬山區性河流,而且卵石混合土、級配不良礫中含少量漂石,垂直防滲施工難度較大。因此,本工程底板防滲推薦采用復合土工膜防滲的水平防滲方案。

表1 防滲方案比較

2.4 擋水建筑物工程

南川河河道縱坡較陡,治理段較長,而鋼壩布置數量有限,只能在居民便于休閑活動的區域附近河道進行蓄水,蓄水面無法全部形成連續蓄水面,本次通過適當調整蓄水段的縱坡來適當增加蓄水面長度。

擋水建筑物是城市水景觀工程的重要組成部分,也是對景觀影響最大的關注焦點。作為城市水景觀工程的小型擋水建筑物主要包括以下兩大類：

（1）實體壩——漿砌石或混凝土滾水壩。

（2）活動壩——橡膠壩、閘門等。

壩型選擇首先要考慮的問題是滿足防洪要求。因此,在活動壩中進行優選。本次南川河河道壩址處河道寬度55 m～71 m,液壓壩單跨短,故不進行比選。本次僅對橡膠壩和鋼壩閘進行比較,其主要原因是：①對河道行洪影響小；②運行方便；③單跨長,需要的混凝土隔墩少,對景觀的不利影響小。橡膠壩和鋼壩閘的優缺點比較見表2。

表2 橡膠壩和鋼壩閘的優缺點比較表

通過兩種壩型的比較可以看出,鋼壩閘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。因此,本次工程設計推薦使用鋼壩閘方案。

2.5 濕地景觀工程

植物景觀規劃設計時,應根據河道治理總體布局的要求,在現有植被的基礎上,進行濕地植被種植,將濕地生態系統多樣性與景觀的多樣性進行充分的結合。

本次設計濕地景觀植物種植范圍主要為非蓄水區段,初步規劃在兩岸堤內兩岸邊各8 m 范圍內的灘地進行濕地景觀設計,主要種植濕地水域植物。濕地水域植物主要為千屈菜、水生鳶尾和馬藺等,各種植物相對比例按相關要求進行分配。河道內濕地總長9118.3 m,總面積約69371.34 m3。河道內兩岸灘地處濕地總長8633.9 m,總面積約68831 m3。考慮部分現狀堤防段有齒墻,本次擬在齒墻段進行植物綠化,齒墻段濕地總長約484.4 m,總面積約540.34 m3。

2.6 園林景觀工程

本次園林景觀設計主要布置在蓄水段堤外,結合現狀堤外已有樹木（以楊樹和松樹居多）,本次在已有樹木基礎上進行綠化工程,使水工構筑物與園林景觀相協調。

園林景觀工程共布置14 處觀景平臺和2 處游憩草坪,共布設7 座涼亭、41 m 花廊、59 個花池、52 個景觀燈、52 張石凳桌和總長628 m 護欄。進出觀景平臺的人行景觀道路寬1.5 m,總長1.27 km,為花崗巖鋪砌,其間布置的林蔭小路總長351 m,為鵝卵石鋪砌。綠化植物主要布置于景觀平臺上、景觀路兩側及游憩草坪內。

園林景觀工程共布置14 座觀景平臺和2 處游憩草坪,共布設7 座涼亭、41 m 花廊道、59 個花池、52 個景觀燈、共52 張石凳桌和總長16.07 km 護欄。進出觀景平臺的人行景觀道路寬1.5 m,總長1297.3 m,為人造花崗巖鋪砌,其間布置的林蔭小路總長351 m,為鵝卵石鋪砌。綠化植物主要布置于兩岸堤外一定范圍內,總面積9.77 萬m3,其包括景觀平臺上、景觀路兩側及游憩草坪內的綠化。

2.7 兩處主題公園工程

本工程擬設計兩處主題公園,其中一處主題公園布置于南川河與城南河交匯處左岸,占地總面積2.23 萬m3,其中建筑占地面積0.53 萬m2,綠化植物占地面積1.45 萬m3,其他0.25 萬m3；另一處主題公園布置于平定縣東升花園南川河的右岸,占地總面積1.77 萬m3,其中建筑占地面積0.51 萬m3,綠化植物占地面積1.06 萬m3,其他0.20 萬m3。

定州公園在建設上堅持了公園景觀與河道蓄水工程建設相結合,建筑小品建設與生物景觀相結合,形成了以綠化為主的公園景區,綠化植物以各種常青樹和花灌木為主的園林觀賞區,初步形成公園建設格局。公園建設以植物景觀為依托,使公園與南川河河道內濕地景觀相協調,統一完整的園林景觀,公園內有林蔭大道,又有曲徑通幽,公園周圍有消防路,臨河有親水平臺,便于觀賞,是附近居民悠閑自得的好去處。

華冠公園在建設上加入了平定文化元素與周邊景觀工程建設相結合,文化長廊、行人木廊與亭臺建設相結合,形成了以文化為主的公園景區,文化以平定歷史人文、名人事跡為主的公園觀賞區,公園主要建有中心文化長廊、噴泉、園區景道、亭臺、長廊、花壇、草地等,根據總體布局,在園內及園外周圍分片栽植不同品種和層次的樹林、花卉,達到優美的濱河景觀效果。公園建設以文化結合綠化一體的景觀公園,使平定生態環境綜合治理工程更具有豐富性。

3 結論與建議

3.1 結論

此次南川河河道治理工程切實依據該河道情況選用合適的水利建筑物,采用了傳統的水利工程治理與環境友好的生態工程治理相結合方法,通過蓄水防滲、修建擋水建筑物、設計植被景觀等措施,在保證河道治理效果的同時起到了修復河道生態系統、防止河道邊坡水土流失的作用,達到了對工程治理段的河道內維穩修護、蓄水美化與河道外兩岸進行園林景觀布置相結合生態環境綜合治理效果。

3.2 建議

自古以來,河道治理工程就關系著兩岸人民的生命財產安全,隨著時代的發展與觀念的進步,河道治理工程不再只簡單的包括興利防洪,更涉及到生態環境保護,以及可持續發展的新理念,所以河道治理也應注重恢復河道生態,采取多樣化的河道治理方法,并與生態技術手段相結合進行治理,以達到人與自然相協調的可持續發展。