石正寶

（上海市水利工程設(shè)計研究院 上海 200061）

上海虹橋綜合交通樞紐水系整治工程設(shè)計

石正寶

（上海市水利工程設(shè)計研究院 上海 200061）

根據(jù)上海虹橋綜合交通樞紐總體布置，調(diào)整樞紐地區(qū)水系總體布局。保證河道排水面積與調(diào)蓄量總體不變，優(yōu)化河道斷面。根據(jù)堤后用地性質(zhì)，進(jìn)行景觀岸段識別，設(shè)置多因子分值與權(quán)重，定量評比堤防斷面方案。結(jié)合附近路網(wǎng)規(guī)劃布置防汛道路。沿河綠化與周邊城市綠化風(fēng)格協(xié)調(diào)一致。難過生態(tài)修復(fù)技術(shù)、人工強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)示范和風(fēng)能復(fù)氧，構(gòu)建樞紐區(qū)域水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)。

水系布局 河道斷面 堤防斷面 水環(huán)境生態(tài)構(gòu)建

前言

上海虹橋綜合交通樞紐位于上海市西郊虹橋地區(qū)，規(guī)劃范圍為東起環(huán)西一大道、西至滬杭鐵路外環(huán)線、北至北翟路～北青公路、南至滬青平高速公路，總用地面積26.26km2，屬上海市水利分片中的“淀北片”水系。水系整治工程任務(wù)是在保證區(qū)域防汛排水功能的前提下，整治樞紐地區(qū)水系，使之滿足虹橋樞紐總體建設(shè)的需要，涉及北橫涇等9條河道（段），設(shè)計內(nèi)容主要有河道斷面、堤防斷面、河岸綠化、防汛通道、水環(huán)境生態(tài)構(gòu)建等。

1 水系布局

1.1 調(diào)整原則

（1）有利于虹橋綜合交通樞紐工程總體布置；（2）保證虹橋樞紐及周邊地區(qū)防汛排水能力；（3）保證骨干河道分布密度與骨干水系水面率。

1.2 水系總體布局

水系布局包括北北橫涇、南北橫涇、蟠龍港、新角浦、張正浦、華漕港、許浦、周家浜、規(guī)劃一號河、規(guī)劃二號河等10條河道（段）以及湖泊1、湖泊2。詳見圖1。

河道總長21.812km。湖泊1：底高程0.0m，湖面積70000m2，湖泊2：底高程0.0m，湖面積50000m2。樞紐地區(qū)骨干河道分布密度0.826km/km2，樞紐范圍骨干水系的水面率4.41%。

圖1 虹橋樞紐水系總體布局圖

2 河道斷面布置3

河道斷面一般有梯形斷面、矩形斷面、復(fù)式斷面等型式。深化原則是保證河道排水面積、調(diào)蓄量不變，在規(guī)劃梯形斷面基礎(chǔ)上，提出優(yōu)化的復(fù)式斷面與矩形斷面。樞紐地區(qū)控制高水位為4.0m(吳淞高程系，下同)，汛前預(yù)降水位為2.0m，常水位為2.5～2.8m，河道調(diào)蓄量是指2.0～4.0m水位間的河道容積。以一級河道張正浦為例，說明河道斷面布置深化思路，各種型式的斷面與斷面特性詳見圖2～4。

圖2 梯形斷面

圖3 矩形斷面

圖4 復(fù)式斷面

樞紐地區(qū)所在的淀北片水系排蓄并重，河道斷面應(yīng)同時保證規(guī)劃的排水面積、調(diào)蓄量。梯形斷面生態(tài)自然，但河道占地寬度較大。矩形斷面節(jié)約土地，但水面率下降，河道開挖與護(hù)岸工程量增加，一般只宜在土地緊張、河口無法擴(kuò)大的河段使用。復(fù)式斷面兼有節(jié)約土地與自然生態(tài)的優(yōu)點，故為采用斷面。

3 堤防斷面布置

根據(jù)樞紐岸后用地性質(zhì)情況，選定A、B、C、D等4種堤防斷面，以適應(yīng)不同河段（岸）的需求。A型堤防斷面穩(wěn)定、自然生態(tài)、抗沖刷能力強(qiáng)、造價低，主要用于在景觀上沒有特別要求的一般性河道。B型堤防斷面，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，主要用于現(xiàn)狀河道寬度受限的河段。C型堤防斷面，岸線自然生態(tài)，能有效節(jié)約用地。D型堤防斷面親水性好，景觀效果顯著，主要用于景觀河道（段）。

新角浦規(guī)劃二號河至青虹路段東岸，岸后為樞紐核心區(qū)，采用D型堤防斷面；新角浦北端特殊斷面段河道面寬僅35m，為保證排水?dāng)嗝妫拥啦捎镁匦螖嗝?，河岸采用B型堤防斷面；其余河道（段、岸）均采用C型堤防斷面。堤防斷面總長41.310km，其中，A型3.006km，B型1.852km，C型34.561km，D型1.891km。

為選擇出較合理的堤防斷面，對A、B、C、D等堤防斷面，均提出兩種不同結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行比選，詳見圖5～8。

圖5 A-1型堤防斷面圖

圖6 B-1型堤防斷面圖

圖7 C-1型堤防斷面圖

圖8 D-1型堤防斷面圖

3.1 堤防斷面結(jié)構(gòu)評比

為了對堤防斷面進(jìn)行科學(xué)合理的比選，盡量避免人為主觀因素的影響，做到定性分析與定量比較相結(jié)合，并以定量比較為主，擬采用客觀的定量評分比選法進(jìn)行。

3.1.1 單項分值與權(quán)重

主要對堤防斷面的結(jié)構(gòu)安全、生態(tài)和景觀效果、施工難易、工程造價等五個項目，進(jìn)行評分。

堤防斷面的結(jié)構(gòu)安全、生態(tài)和景觀效果分優(yōu)、良、一般、差四種，并分別得5分、4分、3分、2分，堤防斷面的施工難易分很容易、容易、一般、難四種，并分別得5分、4分、3分、2分，堤防斷面的工程造價只分高低兩項，造價低的得1分，造價高的不得分。

樞紐內(nèi)一般性河段（岸）與景觀要求較高的河段（岸），堤防斷面評分項目單項分值占總分值的權(quán)重系數(shù)有所不同，詳見表1。

表1 項目分值占總分值的權(quán)重系數(shù)表

3.1.2 評比結(jié)果

對A、B、C、D等 4種堤防斷面按四個評分項目進(jìn)行評分，根據(jù)單項權(quán)重系數(shù)計算總分，嚴(yán)格按照總分值高低選定堤防斷面，即A型堤防斷面選定混凝土格埂+聯(lián)鎖塊體護(hù)坡結(jié)構(gòu)，B型堤防斷面選定混凝土懸臂擋土墻護(hù)坡結(jié)構(gòu)，C型堤防斷面選定漿砌石擋土墻結(jié)構(gòu)，D型堤防斷面選定混凝土擋土墻+親水平臺結(jié)構(gòu)，詳見表2。

表2 堤防斷面結(jié)構(gòu)評比得分表

4 防汛道路布置

4.1 布置依據(jù)

（1）《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98）

（2）上海市水務(wù)局關(guān)于堤防工程設(shè)置防汛通道的通知（滬水務(wù)[2004]383號）

4.2 道路布置

在附近規(guī)劃道路距河岸250m內(nèi)的河岸不另設(shè)防汛道路，為了保證河岸親水，設(shè)置1.5m寬親水步道；在附近規(guī)劃道路距河岸250m外的河岸，在河岸6m陸域控制范圍內(nèi)，建造3.0m寬機(jī)動車道作為防汛通道。

建設(shè)道路長26.691km，其中，機(jī)動車道長9.135km，親水步道長17.556km。

4.3 路面做法

機(jī)動車道做法：細(xì)粒式瀝青混凝土面層厚40mm，粗粒式瀝青混凝土基層厚60mm，石灰粉煤灰碎石底基層厚260mm，碎石墊層厚150mm，道路兩側(cè)設(shè)路緣石。親水步道做法：C30混凝土路面磚（230×115）厚60mm，砂墊層厚100mm，石灰粉煤灰碎石底基層厚200mm，道路兩側(cè)設(shè)路緣石。路面設(shè)單向橫坡，坡度為1.5%，雨水流向河內(nèi)。

5 綠化布置

對河道陸域控制線范圍內(nèi)的河岸進(jìn)行綠化布置，即在堤頂上種植陸生植物與常青灌木，岸坡上植草皮護(hù)坡，并零星點綴景觀石（面積率5%）。

岸坡綠化面積13.53萬m2，其中，草皮護(hù)坡8.71萬m2，河岸綠化帶4.82萬m2。

6 水環(huán)境生態(tài)構(gòu)建

虹橋綜合交通樞紐水環(huán)境生態(tài)構(gòu)建與示范工程主要包括立體生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范、人工強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)示范和風(fēng)能復(fù)氧三部分。

6.1 生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范

生態(tài)單元40個，每個10m×10m，分4行排列，每行10個單元，間距20m，施工面積為4000m2。根據(jù)功能可分為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)。Ⅰ區(qū)臨近河岸，設(shè)計為浮葉植物和沉水植物恢復(fù)區(qū)；Ⅱ區(qū)在生態(tài)浮床系統(tǒng)中引入人工水草（阿科蔓生態(tài)基），強(qiáng)化水質(zhì)凈化效果；Ⅲ區(qū)引入魚和螺螄，延長食物鏈，增強(qiáng)水質(zhì)凈化功能，提高生物多樣性；Ⅳ區(qū)為挺水植物恢復(fù)區(qū)。

6.2 人工強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)示范

在新角浦（EW3路～EW4路）河段東岸建設(shè)人工濕地技術(shù)驗證工程，設(shè)計規(guī)模為200m3/d。選擇水平潛流型人工濕地，通過異養(yǎng)和自養(yǎng)微生物的作用、植物吸收利用作用、填料吸附過濾作用，以及物理沉淀和化學(xué)性離子交換作用等實現(xiàn)景觀河道水體有機(jī)物、氮、磷的去除。人工濕地共4座，其設(shè)計參數(shù)為：1）水力負(fù)荷：0.5m3/(m2·d)；2）有機(jī)負(fù)荷：35g COD/(m2·d)；3）水力停留時間：2d；4）長/寬比：4:1；5）水深：1.0m。濕地種植物主要有梭魚草、粉花水生美人蕉、水蔥、水生鳶尾、千屈菜、花葉蘆竹、再力花、紫葉美人蕉等。濕地分塊尺寸與填充材料詳見表3。

表3 濕地分塊尺寸與填充材料表

6.3 風(fēng)能供氧技術(shù)

在新角浦（EW三/3路～EW四路）河段東岸布設(shè)了4臺風(fēng)能供氧裝置，進(jìn)行技術(shù)驗證試驗。每臺風(fēng)能供氧裝置連接一套水下曝氣裝置，兩臺風(fēng)能供氧裝置之間的距離為50m，水下曝氣裝置的間距為20m。風(fēng)能供氣機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表4。

表4 風(fēng)能供氣機(jī)技術(shù)參數(shù)

7 結(jié)語

（1）虹橋樞紐地區(qū)水系布局包括北北橫涇等10條河道以及2個湖泊，河道總長21.812km，湖泊面積1.2ha。樞紐范圍骨干水系的水面率4.41%。

（2）河道斷面采用復(fù)式斷面，復(fù)式斷面自然生態(tài)，又節(jié)約土地。

（3）根據(jù)岸后土地性質(zhì)選用堤防斷面型式，采用多因子分值法定量評選護(hù)岸結(jié)構(gòu)。主要采用C-1型堤防斷面，護(hù)岸結(jié)構(gòu)為漿砌石擋土墻。

（4）防汛道路26.691km，其中，機(jī)動車道長9.135km，親水步道長17.556km。

（5）岸坡綠化面積13.53萬m2，其中，草皮護(hù)坡8.71萬m2，河岸綠化帶4.82萬m2。

（6）水環(huán)境生態(tài)構(gòu)建工程內(nèi)容包括立體生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范、人工強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)示范和風(fēng)能復(fù)氧三部分。生態(tài)單元40個，人工濕地4座。風(fēng)能供氧裝置4臺。

1. GB 50286-98 堤防工程設(shè)計規(guī)范[S]. 中國計劃出版社.

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.08.025

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1672-2469（2014）08-0079-04

石正寶（1965年—），男，高級工程師。