东川河蓄水改造工程方案简述

孙春桃

（山西省水利水电勘测设计研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 工程概况

吕梁市离石区地处山西省西部，吕梁山脉中段西侧，吕梁山腹地，地势东部高而宽，西部低而窄，境内山多川少，土石山区和黄土丘陵区面积占全区总面积的80%。下辖7 个街道、2 个镇、3 个乡，共12 个社区、193 个行政村，行政区域总面积1 324 km2，总人口32.49 万人。

东川河流经山西省吕梁市离石区，属黄河水系，东西流向，于离石区西部与北川河等汇入三川河。河道全长67 km，流域总面积952.2 km2，河床平均纵坡为1.4%。河床糙率为0.025～0.029。在当地被人们称为离石人的母亲河。

东川河蓄水改造工程是吕梁市委市政府为恢复由于“供热覆盖工程”破坏了的原东川河蓄水工程，为使吕梁市城区段环境重现昔日山水相畔，河湖相映的湖光山色而提出的。工程建设内容包括：新建（改造）蓄水坝、修复河床衬砌、重点段亮化（喷泉）。

2 工程建设的必要性

2.1 改善人居环境的需要

习总书记提出“良好生态环境是最普惠的民生福祉，坚持生态惠民、生态利民、生态为民”。吕梁市响应总书记号召，对市区实行集中供热全覆盖、优质煤替换逐步推进，使市区空气质量稳步提升，居民生活品质逐步提高，居民对生活的追求从数量型转为质量型、从物质型转为精神型，生态休闲正在成为居民日益增长的生活需求。东川河蓄水工程改建正好可以满足人们对户外休闲的需求。

2.2 工程建设的需要

吕梁市按照中央加强生态文明建设的总体要求，对市区实行集中供热全覆盖，为了对市内交通不造成较大影响，将热力管线布置在东川河河道内，热力管线箱涵建成后，因地制宜形成了亲水平台，进一步提升了工程区的整体形象，给历史悠久的离石增添无穷活力；恢复东川河蓄水工程后，增加的喷泉、水帘景观，丰富了离石的自然景观，形成新的旅游资源成为新的经济增长点，可带动吕梁市经济的全面发展。

综上所述，为了重现离石区山水相畔，河湖相映的湖光山色，进行“东川河蓄水改造工程”是十分必要的。

3 任务及规模

3.1 工程任务

工程建设的主要任务是：防洪、恢复蓄水景观、改善水生态环境。

首先，对河道的防洪安全进行复核，对不满足要求的河段进行相应设计；其次，在满足防洪安全及河道内已建亲水步道（供热管线箱涵）日常使用的前提下，合理确定蓄水坝位置、蓄水位和设计坝高；对供热管线施工过程中破损的河床衬砌进行修复，满足蓄水功能；再次，在吕梁宾馆段布置喷泉、在东川河桥上游侧、石州桥下游侧布设水帘，并进行相应的亮化设计。

3.2 工程建设内容和规模

一是对不满足防洪标准的堤防段加高改造；二是新建蓄水坝，沿河布置25 座蓄水坝，形成梯级蓄水景观；三是修复河床衬砌，对治理范围内部分破损的河床衬砌进行修复，修复面积17.2 万m2，满足蓄水功能；四是亮化工程，在吕梁宾馆段21#坝和22#坝间的河道北岸布置长300 m 的喷泉，并在东川河桥上游侧、石州桥下游侧各布设一道68 m 的水帘。

4 工程布置及主要建筑物设计

4.1 工程等别和标准

根据《防洪标准》（GB50201—2014），以及《吕梁市总体城市规划》，防洪标准为50 年一遇洪水。本次工程改造采用防洪标准与改造前相同，即防洪标准采用50 年一遇洪水设计。

根据《堤防工程设计规范》（GB50286—2013），相应堤防的工程级别为2 级；根据《防洪标准》（GB50201—2014）的规定，按蓄水量划分，蓄水坝为Ⅴ等，按5 级建筑物设计。

根据现行《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015），枢纽建筑物的抗震设防烈度确定为7 度。

4.2 工程布置

工程治理范围东起沙会则大桥上游200 m，西至龙凤桥下游100 m，途径高崖湾桥、永宁桥、东吊桥、石州桥、东川河桥、西吊桥，全长约5.7 km。治理段河道内布置了25 道蓄水坝，形成连续水面，回水长度5.2 km，蓄水面积38.2 万m2，蓄水量共50.9 万m3；在吕梁宾馆段（东川河桥和石州桥之间）北岸布置300 m 喷泉。在东川河桥东侧和石州桥西侧布置2 道水帘，水帘长2×68 m。工程拟分两期实施：一期工程范围是龙凤大桥下游100 m 至永宁桥下游90 m，长度2.9 km；二期工程范围是永宁桥下游90 m 至沙会则桥上游100 m，长度2.8 km。

4.3 防渗型式的选择

根据地质勘察成果和水工布置，设计河底位于砂卵石地基上，存在渗漏问题，工程蓄水后，将抬高河道水位，加大蓄水池的渗漏。由于前期工程采用水平防渗，本次效果延续以前的防渗型式，采用水平防渗方案。

4.4 河道治理设计

4.4.1 纵断设计

治理段河道设计纵坡尽量维持原河道纵坡为原则，兼顾河道蓄水和蓄水坝的布置，以及与治理段上下游河道的衔接，维持原河道设计纵坡5.6‰～9.3‰。

4.4.2 河道底板衬砌修复

治理段原河道底板采用钢筋混凝土结构进行防渗，总面积约41 万m2。因集中供热管道的建设，对现状蓄水河道底板衬砌造成一定程度的损坏，对于水源紧缺的东川河，应采取防渗工程措施，对损坏的河床进行修复，修复面积为17.2 万m2。修复措施与原河道相同，结构型式自下而上为：100 mm 厚粗砂垫层，复合土工膜（两布一膜），100 厚粗砂保护层，200 mm 厚C25 钢筋混凝土护面。新铺设的土工膜与原土工膜通过焊接连接。

4.5 液压坝的设计

4.5.1 液压钢坝布置

本工程共布置有25 座液压钢坝，坝长为66～82 m，坝高依据河道纵坡、堤防高度及满足蓄水要求确定，坝高设计河底以上1.6～2.75 m，坝体面板数量分别为7～8 扇，总共蓄水长度5.2 km。

4.5.2 建筑物设计

本工程为全河段防渗，液压钢坝由坝体段、消力池段组成，总长16～17 m。

液压钢坝段。液压钢坝采用C30 钢筋混凝土筏式基础，基础顶面与河床齐平，根据基础内装置埋设要求，厚度为1.9 m。根据坝体坍落宽度和上、下游施工检修要求，在顺水流方向，确定底板长度为7 m。坝体均为钢结构，边墙在现堤防表面加贴1.0 m 厚的C30钢筋混凝土并与底板浇成一个整体。

消力池段。由于本工程全段全断面防渗，不设专门的消力池，在紧邻液压钢坝段下游布置10 m 长的护坦段代替消能设施，底板厚500 mm，采用C25 钢筋混凝土结构。

4.6 亮化工程设计

为打造吕梁标志性城市河道景观，与南岸文化景观设计相呼应，在吕梁宾馆段（东川河桥和石州桥之间）北岸布置喷泉及水帘。景观喷泉布置在东川河北岸的东川河桥和石州桥之间的右岸河堤上，水帘布置于东川河桥东侧和石州桥西侧。

4.6.1 喷泉设计

喷泉水池设计。景观喷泉布置在东川河北岸的东川河桥和石州桥之间的河堤上，长300 m，设计有彩虹喷泉和一维数码喷泉两种水形。喷泉用水源自河道，水池建于河堤右岸东川河桥和石州桥之间，为C30 钢筋混凝土矩形水池，结构尺寸为300 m×2.0 m×1.5 m（长×宽×高）。喷泉控制房布置在新建的22#液压坝上游，利用原5#泵房改造而成，建筑面积72 m2。结构平面尺寸为12 m×6.0 m（长×宽）。

喷泉补水设施。在喷泉水池上、下游分别建一座取水泵房，自河道取水向喷泉水池补水。取水泵房为地下式，布置于河道右岸凹向岸边，为矩形钢筋混凝土结构，分为取水层、安装层共上、下两层布置，泵房在临河侧布置开敞式进水流道与河道连通，连通入口处设拦污栅，安装层布置水泵。泵站出水池紧临喷泉水池的上下游与水池成一体布置，通过隔水墙（导流墙）与水池分隔，补水经出水池消能后经导流墙溢流进入喷泉水池。位于喷泉下游的现有循环泵站通过水循环把下游水循环起来，既能使河道的水活起来，还可以将下游的水提到上游，作为喷泉的备用水源。

4.6.2 跨河桥水帘设计

布置2 道水帘，每道长68 m，分别位于东川河桥东侧和石州桥西侧。对数码水帘与跑动水帘两种型式进行了比较。其中数码水帘色彩艳丽，场景多变，但适用于近距离观赏，且受风速影响大，投资也较大；跑动水帘可随音乐灯光变化，相对朴素，受气候因素影响小。推荐采用跑动水帘。

4.7 控制室、管理房设计

25 座液压坝的控制设备集中布置在一座中央控制室内，中央控制室布置在新建15#液压坝坝址右岸，利用原9#泵房改造而成，为单层砖混结构，建筑面积92 m2。结构平面尺寸为12 m×7.5 m（长×宽）。

5 结论

本项目属于河道蓄水改造工程项目，效益主要体现在社会效益上。工程实施后，河道形成了梯级蓄水景观，河道的行洪能力达到了设计要求，彻底消除了对周边居民的威胁，同时恢复东川河蓄水工程后，增加的喷泉、水帘景观，丰富了离石的自然景观，形成的新旅游资源成为新的经济增长点，可带动吕梁市经济的全面发展。