深圳市大沙河整治工程设计

曾岭岭，李朝方

（1 深圳市防洪设施管理处，广东 深圳 518048；2.深圳市水务规划设计院，广东 深圳 518001）

深圳市大沙河整治工程设计

曾岭岭1，李朝方2

（1 深圳市防洪设施管理处，广东 深圳 518048；2.深圳市水务规划设计院，广东 深圳 518001）

文中结合大沙河三期整治工程，介绍生态河道断面设计的基本思路和方法，设计在满足河道防洪排涝等专业功能要求的前提下，尽量发挥工程的生态效益，建设集防洪排涝、水质改善、生态景观三位一体的生态河道，体现自然生态特色和人与自然和谐共处的理念。

生态河道；河道断面；边坡稳定性；水质改善 ；生态景观

1 工程概况

大沙河三期整治工程全长约 5km，为大沙河的上游段，下游在平山村接大沙河二期工程。设计既要满足河道防洪排涝等专业功能要求，又需满足建设生态河道的要求，建设集防洪排涝、水质改善、生态景观三位一体的生态河道。

2 河道断面设计

2.1 平面布置

工程平面布置：本河段的布置以深圳市塘朗地区法定图则及大学城总体规划要求为依据，大沙河三期整治工程主要与大学城中的东西向市政交通道路十号路基本平行，上游接长岭皮水库溢洪道，经过大学城东校区的南边，从东向西流经西丽高尔夫球场南边，穿过大学城西校区，下游在平山村接大沙河二期工程，全长 4.93km。

2.2 标准断面设计

这次设计主要分为西校区和东校区两段进行设计，河道标准断面主要分为三段：

1）西校区段 08+393～10+600：此段为满足大学城的划船比赛要求，河底深槽断面为矩形且河底加宽，深槽断面宽 31m，深 2~3m，下游划船比赛段（08+470~9+530）平台保持水平，翻板闸拦蓄的水深略低于平台，体现人们亲水性的要求，平台宽度6m，且在平台上设置低栏杆，以供人们休闲。另外，为体现自然生态河道的要求，平台上边坡变为 1∶3 缓坡，坡上植草、植树绿化。

2）东校区段（10+600~12+795）：此段成梯形复式断面，每隔 100m 设一横向壅水堰，使水面呈现阶梯状且较浅的景观特点；横向壅水堰设置成锯齿形钉步，并与两岸边坡下河台阶相连，使其成为南北两岸的人行通道；同时人们可以到达河底，融入潺潺的水流中，接近大自然，达到人与自然和谐统一的效果。

3）上游与留仙大道并行段（13+000~13+270）：此处东与留仙大道并行，西与山体接触，河道位置及宽度都受到限制，河道断面仍做成复式，以留出4m 平台，深槽设为矩形，宽 6m。

2.3 河道冲刷深度

1）河道造床流量的确定。因大沙河无实测径流、泥沙等资料，河道造床流量根据现状河道主槽断面、设计河道深槽断面、河道二年一遇洪峰流量条件计算比较后可知，三种计算方法的结果基本接近。二年一遇洪峰流量更符合河道的造床流量概念，此处取河道的多年平均洪峰流量作为该河道的造床流量。

2）河道冲刷深度的确定。顺坝及平顺护岸冲刷深度应符合下列规定：

平行于岸坡产生的冲刷深度计算：

水流斜冲防护岸坡产生的冲刷深度计算

由上式计算的各段断面的冲刷深度如表1所示：

表1 河道冲刷深度计算成果表

2.4 河道边坡稳定性分析

2.4.1 计算工况

根据《堤防工程设计规范》，河堤抗滑稳定计算工况如下：

1）正常运行工况（水位骤降）：设计洪水位降至景观水位或河道二年一遇洪水位。

2）非常运行工况。施工期：水位由地下水位降到河底。

地震期：水位为景观水位或河道二年一遇洪水位。

2.4.2 计算参数选择

河道边坡地质参数参照相关（岩）土技术参数建议值。

2.4.3 计算结果

滑坡稳定计算采用水利部水规院编制的《水工通用程序》中的“土石坝边坡稳定分析程序 K-1”进行计算，计算结果表明：

河道边坡稳定安全系数达到规范规定（正常运行 1.25，非正常运行 1.15）的要求，表明河道边坡是稳定的。

2.5 河道边坡护砌的确定

该工程东段（10+600~12+804）河道为梯形复式断面，平台上边坡设计流速为 1.23m/s，采用草皮护砌的不冲流速为 2m/s，上边坡不会产生冲刷；河道平台下深槽断面流速较大，最大设计流速达到 3.6m/s，将会产生冲刷，必须进行护砌，护砌材料采用混凝土预制块。混凝土预制块厚度计算采用《堤防工程设计规范》，按下式计算：

经计算，t=0.12m。

参照以往工程经验，考虑方便施工等因素，取t=0.12m，初步拟定混凝土预制块的尺寸为六边形，边长为 400cm，混凝土预制块底铺厚 15cm 的碎石砂垫层。

3 主要河道断面建筑物

经过对河道稳定、冲刷等各种情况的分析论证，确定主要河道断面建筑物如下：

1）浆砌石护底：此段仅限于东段河道，因东段河道河底宽度较窄，相比较而言，护底比较经济，故在东段采用浆砌石护底，浆砌石护底厚度 40cm，碎石砂垫层厚 15cm。

2）自然土基河底：为建生态型河道，便于河道和地下水的交换及增加水体自净能力，西段（西校区）河道不护底，采用开挖后的自然地基。

3）块石护脚：为建设生态型河道，西段河道不进行护底，为防止河底冲刷，仅在弯段凹岸的挡土墙或护坡坡脚处2m范围内采用块石护脚，块石粒径不小于 35cm，重量不小于 60kg。

4）浆砌石挡土墙：挡土墙高度 3.6~4.6m，采用衡重式挡土墙，为改善挡土墙景观造型，临水面用30cm 厚条石镶面，显出古朴自然效果。墙后要求回填砂性土，并分层碾压密实，相对密实度不小 0.65。

5）混凝土预制块护坡：此护坡主要设置在西校区梯形复式断面段。深槽护坡用不同形状的预制块进行砌筑，并拼出不同的图案，以改变混凝土呆板的外观，体现生动的特点。护坡厚度为 12cm，坡底设 15cm 厚碎石砂垫层，部分预制块预留排水孔。

6）平台。采用石材嵌草铺装，以满足休闲娱乐及防洪要求。平台宽 6m，临水一侧设计成 1.6m宽的步行道，中间 3.4m 为富于变化的嵌草铺装，内侧 1m 宽处布置休息设施，供休闲娱乐用。

7）栏杆。以石材为主，造型简洁、大方、古朴，采用低栏杆的型式，栏杆高度 0.5m，具有良好的亲水性。

8）平台上边坡。坡比变缓为 1∶3，边坡自然处理，淡化坡顶线条，以体现自然生态的特色。从坡脚往上种植草皮、灌木以及林木等不同层次的植物。

4 防治污染，保护水环境的措施

1）大沙河属雨源性河流，天然径流量小，资源承载力低，水环境容量小。大沙河属于深圳湾海域，现在深圳正在打造高水平的湾区经济，从曼哈顿、东京湾、旧金山等国际一流湾区发展经验表明，成功的湾区经济需要一流的湾区环境予以保障和支撑。由于早期经济发展忽略了环境保护，造成污染负荷大与环境容量小的矛盾非常突出，综合整治前大沙河水质劣于地表水V类标准。今后随着流域内城市经济的迅速发展，人口的不断增多，如不采取净化水质的措施，水环境将会继续恶化。此次设计中，大沙河水质的改善主要采取雨污分流措施。其要点是：在设计河段上游、沿河两岸分别设置截污总管，将主要污染源地的污水输送到下游市政污水管道，防止河流两岸的污水直接排入河道，从根本上改善河段水质。

2）一方面，随着南方科技大学的建设以及其他建设项目的开展，将会引起人为水土流失，必须做好预防和保护措施，否则所产生的泥沙不仅带来河道的淤积，还会造成水质的二次污染。另一方面，大沙河周围的丘陵与低山存在毁林后陡坡种果的现象，必须对这种情况加以制止，退果还林，减少人为原因形成的产沙途径，加强水土保持工作。此外，设计河段内盛产河砂，当地民众有长期采砂的习惯，今后应加强管理，防止过度采砂，保持地下水稳定，维持生态平衡。

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2014-04-02