山区河道治理工程研究

孙 新

（太原理工大学建筑设计研究院有限公司,山西 太原 030024）

1 研究区概况

平定县位于山西省阳泉市东南部,太行山西麓,平定县总面积1394 km2,现辖8 镇2 乡,人口33.68 万（2011 年）。主要产业为陶瓷、煤电铝冶等传统产业以及煤化工产业、文化旅游和农副产品加工等新型产业。

南川河是桃河一级支流。南川河有三源,北源称原坪河、中源称尚怡河、南源称苏村河,三河在贵石沟村汇流后始称南川河。南川河沿线又有城南河、锁簧河、阳胜河等河流汇入,流经平定县城,于岩会乡乱流村入桃河。主河道长38.6 km,流域面积507 km2。

本此河道治理段起点位于五矿村五矿桥上游50.5 m 处,终点位于污水处理厂下游高速桥处,长约8.0 km,地处南川河中下游。本段南川河流向S60°～80°E,并发育河谷弯道,主河道及河漫滩宽50 m～80 m。左右岸大部分为土质岸坡,岸坡较缓,局部为岩石岸坡,较陡,河谷断面呈“U”型。南川河在发展和演化过程中形成了两级阶地。左右岸发育较完整的Ⅰ级堆积阶地,阶面高出河床3 m～5 m,主要由卵石混合土和低液限粉土组成,断续分布于凸岸,形成于全新世。Ⅱ级为基座阶地,基座高出河床10 m～15 m,其上堆积有卵石混合土,顺河长30 m～50 m,宽10 m 左右,零星分布于两岸,形成于上更新世。

2 河道治理工程建设内容

根据当地水务局的要求和工程现状,此次工程建设的主要任务是以蓄水、湿地及两岸生态景观相结合,同时兼顾防洪的生态环境综合治理工程,在保证治理段河道的防洪能力达到20 年一遇的前提下,采取必要的工程措施,进行河道内蓄水美化、湿地绿化及两岸岸边的环境美化,建成以“人、城市、生态、文化”为主题、集生态性、观赏性和游乐性于一体的优美宜居环境。

南川河本次工程设计的主要内容有：河道疏浚工程、钢坝闸工程、蓄水区防渗工程、挡水建筑物工程、湿地水域工程和园林绿化工程等。

2.1 河道疏浚工程

本段南川河河道两岸大部分河段为土质岸坡,仅在平定县县城西侧南川河左岸局部为基岩岸坡,由二迭系下石盒子组砂岩夹泥岩组成,河谷底部分布卵石混合土、级配不良砂、级配不良砾、砾砂及生活垃圾。对本段南川河河道进行疏浚整治,清除河道中的建筑及生活垃圾、低液限粉土及块石等。再者,应对左右岸防洪堤堤脚处进行防护,特别是河道冲刷段,防止风化卸荷和洪水冲刷淘蚀,危及防洪堤内侧堤脚土体稳定,确保河道行洪,对蓄水区范围内的河道进行清除表层浮土并进行河底整平,总长2.355 km。

2.2 钢坝闸工程

在治理段河道内布置1#～6#六座钢坝闸,坝高均为2.0 m,钢坝闸长55 m～71 m。六座钢坝闸坝前蓄水2 m 时形成蓄水面总长2.355 km、蓄水末端水深为0.06 m～0.15 m 不等、总面积约14.3 万m3的蓄水面,蓄水容积约15.1 万m3。

2.3 蓄水区防渗工程

1#～6# 蓄水区沿河道中心线防渗总长度为2.436 km,防渗内容包括河底防渗和堤防防渗,河底防渗总面积约为14.8 万m3,单线堤防防渗总长度为5232.3 m。防渗方案的比较见表1。从表1 可以看出,复合土工膜用于蓄水区防渗,具有结构简单易施工、经济友好且防渗效果好、工期较短等显著优点。据地质勘察治理段河床深度范围内,地层主要为卵石混合土、级配不良砾等透水层,相对隔水层埋深较大；再者,由于南川河属山区性河流,而且卵石混合土、级配不良砾中含少量漂石,垂直防渗施工难度较大。因此,本工程底板防渗推荐采用复合土工膜防渗的水平防渗方案。

表1 防渗方案比较

2.4 挡水建筑物工程

南川河河道纵坡较陡,治理段较长,而钢坝布置数量有限,只能在居民便于休闲活动的区域附近河道进行蓄水,蓄水面无法全部形成连续蓄水面,本次通过适当调整蓄水段的纵坡来适当增加蓄水面长度。

挡水建筑物是城市水景观工程的重要组成部分,也是对景观影响最大的关注焦点。作为城市水景观工程的小型挡水建筑物主要包括以下两大类：

（1）实体坝——浆砌石或混凝土滚水坝。

（2）活动坝——橡胶坝、闸门等。

坝型选择首先要考虑的问题是满足防洪要求。因此,在活动坝中进行优选。本次南川河河道坝址处河道宽度55 m～71 m,液压坝单跨短,故不进行比选。本次仅对橡胶坝和钢坝闸进行比较,其主要原因是：①对河道行洪影响小；②运行方便；③单跨长,需要的混凝土隔墩少,对景观的不利影响小。橡胶坝和钢坝闸的优缺点比较见表2。

表2 橡胶坝和钢坝闸的优缺点比较表

通过两种坝型的比较可以看出,钢坝闸无论从外形景观效果、使用寿命、防洪影响,还是从技术含量、利于景观多样性等方面,都占有较大优势。因此,本次工程设计推荐使用钢坝闸方案。

2.5 湿地景观工程

植物景观规划设计时,应根据河道治理总体布局的要求,在现有植被的基础上,进行湿地植被种植,将湿地生态系统多样性与景观的多样性进行充分的结合。

本次设计湿地景观植物种植范围主要为非蓄水区段,初步规划在两岸堤内两岸边各8 m 范围内的滩地进行湿地景观设计,主要种植湿地水域植物。湿地水域植物主要为千屈菜、水生鸢尾和马蔺等,各种植物相对比例按相关要求进行分配。河道内湿地总长9118.3 m,总面积约69371.34 m3。河道内两岸滩地处湿地总长8633.9 m,总面积约68831 m3。考虑部分现状堤防段有齿墙,本次拟在齿墙段进行植物绿化,齿墙段湿地总长约484.4 m,总面积约540.34 m3。

2.6 园林景观工程

本次园林景观设计主要布置在蓄水段堤外,结合现状堤外已有树木（以杨树和松树居多）,本次在已有树木基础上进行绿化工程,使水工构筑物与园林景观相协调。

园林景观工程共布置14 处观景平台和2 处游憩草坪,共布设7 座凉亭、41 m 花廊、59 个花池、52 个景观灯、52 张石凳桌和总长628 m 护栏。进出观景平台的人行景观道路宽1.5 m,总长1.27 km,为花岗岩铺砌,其间布置的林荫小路总长351 m,为鹅卵石铺砌。绿化植物主要布置于景观平台上、景观路两侧及游憩草坪内。

园林景观工程共布置14 座观景平台和2 处游憩草坪,共布设7 座凉亭、41 m 花廊道、59 个花池、52 个景观灯、共52 张石凳桌和总长16.07 km 护栏。进出观景平台的人行景观道路宽1.5 m,总长1297.3 m,为人造花岗岩铺砌,其间布置的林荫小路总长351 m,为鹅卵石铺砌。绿化植物主要布置于两岸堤外一定范围内,总面积9.77 万m3,其包括景观平台上、景观路两侧及游憩草坪内的绿化。

2.7 两处主题公园工程

本工程拟设计两处主题公园,其中一处主题公园布置于南川河与城南河交汇处左岸,占地总面积2.23 万m3,其中建筑占地面积0.53 万m2,绿化植物占地面积1.45 万m3,其他0.25 万m3；另一处主题公园布置于平定县东升花园南川河的右岸,占地总面积1.77 万m3,其中建筑占地面积0.51 万m3,绿化植物占地面积1.06 万m3,其他0.20 万m3。

定州公园在建设上坚持了公园景观与河道蓄水工程建设相结合,建筑小品建设与生物景观相结合,形成了以绿化为主的公园景区,绿化植物以各种常青树和花灌木为主的园林观赏区,初步形成公园建设格局。公园建设以植物景观为依托,使公园与南川河河道内湿地景观相协调,统一完整的园林景观,公园内有林荫大道,又有曲径通幽,公园周围有消防路,临河有亲水平台,便于观赏,是附近居民悠闲自得的好去处。

华冠公园在建设上加入了平定文化元素与周边景观工程建设相结合,文化长廊、行人木廊与亭台建设相结合,形成了以文化为主的公园景区,文化以平定历史人文、名人事迹为主的公园观赏区,公园主要建有中心文化长廊、喷泉、园区景道、亭台、长廊、花坛、草地等,根据总体布局,在园内及园外周围分片栽植不同品种和层次的树林、花卉,达到优美的滨河景观效果。公园建设以文化结合绿化一体的景观公园,使平定生态环境综合治理工程更具有丰富性。

3 结论与建议

3.1 结论

此次南川河河道治理工程切实依据该河道情况选用合适的水利建筑物,采用了传统的水利工程治理与环境友好的生态工程治理相结合方法,通过蓄水防渗、修建挡水建筑物、设计植被景观等措施,在保证河道治理效果的同时起到了修复河道生态系统、防止河道边坡水土流失的作用,达到了对工程治理段的河道内维稳修护、蓄水美化与河道外两岸进行园林景观布置相结合生态环境综合治理效果。

3.2 建议

自古以来,河道治理工程就关系着两岸人民的生命财产安全,随着时代的发展与观念的进步,河道治理工程不再只简单的包括兴利防洪,更涉及到生态环境保护,以及可持续发展的新理念,所以河道治理也应注重恢复河道生态,采取多样化的河道治理方法,并与生态技术手段相结合进行治理,以达到人与自然相协调的可持续发展。