郭 濤

（太原市水利勘測設計院，山西 太原 030002）

1 工程概況

2010年12月13日，國務院宣布設立山西省國家資源型經(jīng)濟轉型發(fā)展綜合配套改革試驗區(qū)，試驗區(qū)的主要任務是深入推進節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護。根據(jù)總體要求，2011年省委省政府提出對太原市實施青山綠水工程，對東、西山實施森林綠化，對汾河干流進行美化整治，但由于東、西山水資源缺乏，受降雨、采煤等因素影響，基流基本缺失，邊山支溝污染嚴重，因此，迫切需要改善城市水環(huán)境。

隨著太原市環(huán)城水系規(guī)劃的推進，汾東水系一期清水復流工程（北澗河、北沙河和南沙河）被提上日程。

北沙河蓄水美化工程從五一路橋至北沙河入汾口，治理總長度3.8km，防洪標準為50年一遇洪水，設計流量158m3/s，堤防等級為2級。本次規(guī)劃設計遵循人水和諧共融的理念，通過河道疏浚、堤防加固或新建，消除兩岸堤防的安全隱患，滿足北沙河50年一遇的防洪要求。通過對治理段河道的整治及設壩蓄水，岸坡“軟化”，改善河道的生態(tài)環(huán)境；通過對部分河段岸坡的綠化以及護岸景觀多樣性的設置，給市民提供親水、休閑空間，改善兩岸的人居環(huán)境；通過沿河鋪設截污管道，對治理段上游及沿線污水進行截流，送入污水處理廠。

北沙河治理段蓄水和景觀設置相結合，完善城市水系規(guī)劃建設，保護自然生態(tài)環(huán)境，改善水資源生態(tài)環(huán)境，擴大城區(qū)開放空間，以實現(xiàn)人、水、自然的和諧共處及經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展為目標，創(chuàng)造生動、優(yōu)美、富有特色的城市水環(huán)境和優(yōu)良人居環(huán)境。

2 設計原則

工程實施應遵循以下原則：一是工程安全性：滿足河道行洪安全；二是功能綜合性：通過工程措施將北沙河建成集休閑、娛樂、旅游于一體的生活平臺；三是環(huán)境生態(tài)性，創(chuàng)造適宜生物多樣性生存與發(fā)展的自然環(huán)境；四是文化地域性，挖掘當?shù)匚幕滋N，推動文化旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展；五是治理無痕性，以工程的方法，以生態(tài)的眼光，創(chuàng)造不留人工修飾痕跡的自然風貌；六是經(jīng)濟合理性，在滿足河道各項功能的前提下，工程造價經(jīng)濟合理。

3 工程總體布置

治理段設計縱坡分別為7.53‰，4.14‰和2.21‰，共布置7座鋼壩閘。鋼壩長約22～50m，高2.7m。蓄水池6座，蓄水面積10.5萬m2，蓄水量約17萬m3。治理段堤防基本完好，設計堤防治導線維持原堤線，在原有堤防的表面采用生態(tài)護岸貼坡技術，分別采用混凝土網(wǎng)格、斜坡花池式和臨水直墻面錨固預制混凝土花池箱體3種生態(tài)護岸型式。在河道內鋪設直徑1800mm的玻璃鋼截污管道，將治理段的污水送入污水處理廠，同時排泄治理段上游河道內小流量的洪水。

4 設計方案

4.1 堤岸生態(tài)化改造

堤岸處在水陸交錯帶，是人們主要的親水休閑活動區(qū)，也是濕生和陸生植物繁茂發(fā)育地及動物生活遷移區(qū)。因此，堤岸改造既應保證河岸生態(tài)性，又要滿足景觀多樣性要求。本次對北沙河現(xiàn)有堤岸結合防滲措施進行生態(tài)化改造，形成生態(tài)景觀帶。

北沙河現(xiàn)有堤防為生硬的漿砌石斜坡護岸岸坡，生態(tài)性較差。在現(xiàn)有堤防表面采用混凝土網(wǎng)格、斜坡花池式和臨水直墻面錨固預制混凝土花池箱體3種生態(tài)護岸型式。

混凝土網(wǎng)格結構形式由下至上依次為：漿砌石基層（現(xiàn)有堤坡）、200mm厚鋼筋混凝土、500mm厚的混凝土網(wǎng)格，內填種植土，該段長100m。斜坡式花池結構形式為：漿砌石基層（現(xiàn)有堤坡）、200mm厚鋼筋混凝土、采用鋼筋混凝土隔墻將斜坡分割成寬3.0m的平臺，內植花木，該段長2600m。臨水直墻面采用掛網(wǎng)混凝土加固防滲，在臨水面錨固預制混凝土花池箱體內種植當?shù)氐奶俾参铮瑢⑸驳摹八赖獭备采w綠化。每個箱體長2.0m，凈寬30cm，共設上下2排，間距1.0m，該段長3000m。

4.2 蓄水壩設計

北沙河共布置7座鋼壩，每座鋼壩壩長22～50m，壩高2.7m，最大水深2.7m。鋼壩閘由上游防護段、閘室段、下游消力池及海漫段組成，總長度60.2m。

閘室段長14.2m，閘孔凈寬17～50m，壩高2.7m。門庫內布置鋼壩閘門及支鉸和擱墩，當上游洪水來時通過操作室液壓啟閉機控制，向下游平放閘門于門庫內，使閘室段平順過洪。洪水過后，再控制壩閘向上游直立，正常擋水。閘室底板為鋼筋混凝土結構，厚度均為1.4m。

閘室兩側啟閉機室為地下全埋式布置，頂板高程為現(xiàn)狀堤防高程，但不低于設計河底高程以上3m，設有檢修孔和進人孔。

閘室段上游設有10m長的格賓石籠護底，防護寬度與河道同寬。閘室段下游布置鋼筋混凝土消力池，池長10m，深0.5m。消力池后依次接20m長格賓石籠海漫和6m長拋石防沖槽。壩基采用碎石樁處理，樁徑0.4m，間距1.0m，樁深5.0m。

4.3 截污設計

為減少治理段河道內的污水或前期小流量洪水對蓄水池造成污染，將河道兩岸及治理段上游的污水通過管道向下游輸送到汾河東暗涵或污水處理廠。

北沙河截污管埋設于河道內，采用直徑1800mm的玻璃鋼管，埋深1.2m，滿足凍深要求。北沙河污水管長3.8km，最大可排泄7.9m3/s的洪水。

4.4 提水泵站及管線設計

項目完工后，將形成10.5萬m2的水面、17萬m3的水體。由于蒸發(fā)和滲漏的原因，必將使水面水位下降。為保證蓄水池正常運行，必須向蓄水池補充水量，以消除由蒸發(fā)和滲漏造成的水量損失。

該工程近期補水水源結合汾河公園的補水周期從汾河公園蓄水池內抽取。遠期汾河清水復流后長年流量為5～10m3/s，利用東山供水管線補水。

泵房位于汾河一期工程2號橡膠壩附近，布置在二級平臺上，共2臺機組，設計流量均為0.3m3/s。

供水管線采用直徑500mm的PE管，北沙河提水管長2.3km，管道埋設與污水管道同槽，埋深1.2m，滿足凍深要求。

4.5 河岸兩側景觀帶設計

汾河兩岸設計時不僅要充分考慮城市對河道景觀與環(huán)境和諧的要求，使河道成為人們休閑娛樂的理想場所，同時還通過開發(fā)、保護、挖掘文物古跡價值，將其有機融合到工程中，形成風格迥異，與周邊環(huán)境融為一體的景觀帶，充分彰顯碧水長河、生態(tài)綠園、文化走廊、歷史名城的無限風光。

在主要橋梁附近建設休閑廣場、四季花壇、健身廣場、親水空間、文化長廊等一系列景觀節(jié)點，配以平臺綠地、花草灌木、綠蔭小徑，不留人工痕跡，保持自然、生態(tài)、人文的氛圍，營造湖光春色的古城美景，為市民提供娛樂、健身、游玩的場所。

5 結語

汾東水系一期清水復流工程的實施，實現(xiàn)了河道安全與河道美化，生態(tài)自然與河道整治，水、綠化、景觀、城市的完美結合，治理后將北沙河打造成城市靈水，實現(xiàn)人、水、自然的和諧共處和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的目標，與城市融為一個整體，給當?shù)厝嗣駝?chuàng)造了一個優(yōu)美的生態(tài)休閑環(huán)境。