上海虹桥综合交通枢纽水系整治工程设计

石正宝

（上海市水利工程设计研究院 上海 200061）

上海虹桥综合交通枢纽水系整治工程设计

石正宝

（上海市水利工程设计研究院 上海 200061）

根据上海虹桥综合交通枢纽总体布置，调整枢纽地区水系总体布局。保证河道排水面积与调蓄量总体不变，优化河道断面。根据堤后用地性质，进行景观岸段识别，设置多因子分值与权重，定量评比堤防断面方案。结合附近路网规划布置防汛道路。沿河绿化与周边城市绿化风格协调一致。难过生态修复技术、人工强化修复技术示范和风能复氧，构建枢纽区域水环境生态系统。

水系布局 河道断面 堤防断面 水环境生态构建

前言

上海虹桥综合交通枢纽位于上海市西郊虹桥地区，规划范围为东起环西一大道、西至沪杭铁路外环线、北至北翟路～北青公路、南至沪青平高速公路，总用地面积26.26km2，属上海市水利分片中的“淀北片”水系。水系整治工程任务是在保证区域防汛排水功能的前提下，整治枢纽地区水系，使之满足虹桥枢纽总体建设的需要，涉及北横泾等9条河道（段），设计内容主要有河道断面、堤防断面、河岸绿化、防汛通道、水环境生态构建等。

1 水系布局

1.1 调整原则

（1）有利于虹桥综合交通枢纽工程总体布置；（2）保证虹桥枢纽及周边地区防汛排水能力；（3）保证骨干河道分布密度与骨干水系水面率。

1.2 水系总体布局

水系布局包括北北横泾、南北横泾、蟠龙港、新角浦、张正浦、华漕港、许浦、周家浜、规划一号河、规划二号河等10条河道（段）以及湖泊1、湖泊2。详见图1。

河道总长21.812km。湖泊1：底高程0.0m，湖面积70000m2，湖泊2：底高程0.0m，湖面积50000m2。枢纽地区骨干河道分布密度0.826km/km2，枢纽范围骨干水系的水面率4.41%。

图1 虹桥枢纽水系总体布局图

2 河道断面布置3

河道断面一般有梯形断面、矩形断面、复式断面等型式。深化原则是保证河道排水面积、调蓄量不变，在规划梯形断面基础上，提出优化的复式断面与矩形断面。枢纽地区控制高水位为4.0m(吴淞高程系，下同)，汛前预降水位为2.0m，常水位为2.5～2.8m，河道调蓄量是指2.0～4.0m水位间的河道容积。以一级河道张正浦为例，说明河道断面布置深化思路，各种型式的断面与断面特性详见图2～4。

图2 梯形断面

图3 矩形断面

图4 复式断面

枢纽地区所在的淀北片水系排蓄并重，河道断面应同时保证规划的排水面积、调蓄量。梯形断面生态自然，但河道占地宽度较大。矩形断面节约土地，但水面率下降，河道开挖与护岸工程量增加，一般只宜在土地紧张、河口无法扩大的河段使用。复式断面兼有节约土地与自然生态的优点，故为采用断面。

3 堤防断面布置

根据枢纽岸后用地性质情况，选定A、B、C、D等4种堤防断面，以适应不同河段（岸）的需求。A型堤防断面稳定、自然生态、抗冲刷能力强、造价低，主要用于在景观上没有特别要求的一般性河道。B型堤防断面，结构稳定，主要用于现状河道宽度受限的河段。C型堤防断面，岸线自然生态，能有效节约用地。D型堤防断面亲水性好，景观效果显著，主要用于景观河道（段）。

新角浦规划二号河至青虹路段东岸，岸后为枢纽核心区，采用D型堤防断面；新角浦北端特殊断面段河道面宽仅35m，为保证排水断面，河道采用矩形断面，河岸采用B型堤防断面；其余河道（段、岸）均采用C型堤防断面。堤防断面总长41.310km，其中，A型3.006km，B型1.852km，C型34.561km，D型1.891km。

为选择出较合理的堤防断面，对A、B、C、D等堤防断面，均提出两种不同结构方案进行比选，详见图5～8。

图5 A-1型堤防断面图

图6 B-1型堤防断面图

图7 C-1型堤防断面图

图8 D-1型堤防断面图

3.1 堤防断面结构评比

为了对堤防断面进行科学合理的比选，尽量避免人为主观因素的影响，做到定性分析与定量比较相结合，并以定量比较为主，拟采用客观的定量评分比选法进行。

3.1.1 单项分值与权重

主要对堤防断面的结构安全、生态和景观效果、施工难易、工程造价等五个项目，进行评分。

堤防断面的结构安全、生态和景观效果分优、良、一般、差四种，并分别得5分、4分、3分、2分，堤防断面的施工难易分很容易、容易、一般、难四种，并分别得5分、4分、3分、2分，堤防断面的工程造价只分高低两项，造价低的得1分，造价高的不得分。

枢纽内一般性河段（岸）与景观要求较高的河段（岸），堤防断面评分项目单项分值占总分值的权重系数有所不同，详见表1。

表1 项目分值占总分值的权重系数表

3.1.2 评比结果

对A、B、C、D等 4种堤防断面按四个评分项目进行评分，根据单项权重系数计算总分，严格按照总分值高低选定堤防断面，即A型堤防断面选定混凝土格埂+联锁块体护坡结构，B型堤防断面选定混凝土悬臂挡土墙护坡结构，C型堤防断面选定浆砌石挡土墙结构，D型堤防断面选定混凝土挡土墙+亲水平台结构，详见表2。

表2 堤防断面结构评比得分表

4 防汛道路布置

4.1 布置依据

（1）《堤防工程设计规范》（GB50286-98）

（2）上海市水务局关于堤防工程设置防汛通道的通知（沪水务[2004]383号）

4.2 道路布置

在附近规划道路距河岸250m内的河岸不另设防汛道路，为了保证河岸亲水，设置1.5m宽亲水步道；在附近规划道路距河岸250m外的河岸，在河岸6m陆域控制范围内，建造3.0m宽机动车道作为防汛通道。

建设道路长26.691km，其中，机动车道长9.135km，亲水步道长17.556km。

4.3 路面做法

机动车道做法：细粒式沥青混凝土面层厚40mm，粗粒式沥青混凝土基层厚60mm，石灰粉煤灰碎石底基层厚260mm，碎石垫层厚150mm，道路两侧设路缘石。亲水步道做法：C30混凝土路面砖（230×115）厚60mm，砂垫层厚100mm，石灰粉煤灰碎石底基层厚200mm，道路两侧设路缘石。路面设单向横坡，坡度为1.5%，雨水流向河内。

5 绿化布置

对河道陆域控制线范围内的河岸进行绿化布置，即在堤顶上种植陆生植物与常青灌木，岸坡上植草皮护坡，并零星点缀景观石（面积率5%）。

岸坡绿化面积13.53万m2，其中，草皮护坡8.71万m2，河岸绿化带4.82万m2。

6 水环境生态构建

虹桥综合交通枢纽水环境生态构建与示范工程主要包括立体生态修复技术示范、人工强化修复技术示范和风能复氧三部分。

6.1 生态修复技术示范

生态单元40个，每个10m×10m，分4行排列，每行10个单元，间距20m，施工面积为4000m2。根据功能可分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区。Ⅰ区临近河岸，设计为浮叶植物和沉水植物恢复区；Ⅱ区在生态浮床系统中引入人工水草（阿科蔓生态基），强化水质净化效果；Ⅲ区引入鱼和螺蛳，延长食物链，增强水质净化功能，提高生物多样性；Ⅳ区为挺水植物恢复区。

6.2 人工强化修复技术示范

在新角浦（EW3路～EW4路）河段东岸建设人工湿地技术验证工程，设计规模为200m3/d。选择水平潜流型人工湿地，通过异养和自养微生物的作用、植物吸收利用作用、填料吸附过滤作用，以及物理沉淀和化学性离子交换作用等实现景观河道水体有机物、氮、磷的去除。人工湿地共4座，其设计参数为：1）水力负荷：0.5m3/(m2·d)；2）有机负荷：35g COD/(m2·d)；3）水力停留时间：2d；4）长/宽比：4:1；5）水深：1.0m。湿地种植物主要有梭鱼草、粉花水生美人蕉、水葱、水生鸢尾、千屈菜、花叶芦竹、再力花、紫叶美人蕉等。湿地分块尺寸与填充材料详见表3。

表3 湿地分块尺寸与填充材料表

6.3 风能供氧技术

在新角浦（EW三/3路～EW四路）河段东岸布设了4台风能供氧装置，进行技术验证试验。每台风能供氧装置连接一套水下曝气装置，两台风能供氧装置之间的距离为50m，水下曝气装置的间距为20m。风能供气机的技术参数见表4。

表4 风能供气机技术参数

7 结语

（1）虹桥枢纽地区水系布局包括北北横泾等10条河道以及2个湖泊，河道总长21.812km，湖泊面积1.2ha。枢纽范围骨干水系的水面率4.41%。

（2）河道断面采用复式断面，复式断面自然生态，又节约土地。

（3）根据岸后土地性质选用堤防断面型式，采用多因子分值法定量评选护岸结构。主要采用C-1型堤防断面，护岸结构为浆砌石挡土墙。

（4）防汛道路26.691km，其中，机动车道长9.135km，亲水步道长17.556km。

（5）岸坡绿化面积13.53万m2，其中，草皮护坡8.71万m2，河岸绿化带4.82万m2。

（6）水环境生态构建工程内容包括立体生态修复技术示范、人工强化修复技术示范和风能复氧三部分。生态单元40个，人工湿地4座。风能供氧装置4台。

1. GB 50286-98 堤防工程设计规范[S]. 中国计划出版社.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.08.025

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B

1672-2469（2014）08-0079-04

石正宝（1965年—），男，高级工程师。