齊 靜，胡羽成

（1.海河水利委員會(huì)科技咨詢中心，天津 300170；2.天津市水務(wù)局海河管理處，天津 300141）

1 工程背景及工程基本條件

1.1 工程背景

秦皇島市北戴河是我國(guó)著名的旅游避暑勝地，素有“夏都”之稱。深河發(fā)源于撫寧縣北坊子村，是戴河的一條主要支流。深河治理段是秦皇島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分，其水環(huán)境的優(yōu)劣和防洪能力的高低直接影響著本區(qū)域及沿海自然環(huán)境。近年來(lái)，隨著深河兩岸經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，一些地段水土流失嚴(yán)重，造成深河河道淤積、水質(zhì)惡化，河道行洪能力大大降低，每遇較大洪水便會(huì)泛濫成災(zāi)。另外，該河段多年來(lái)一直未治理，河道處于自然原生狀態(tài)，由于兩岸村民沿河而居，穿村河道或者河道在村莊附近通過(guò)段兩岸堆放的垃圾污染了河道水質(zhì)。遇到洪水年份，垃圾被洪水沖走，或淤積河道，或流到下游，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境。

1.2 工程基本條件

深河流經(jīng)秦皇島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，在小米河頭村南入戴河干流，之后流經(jīng)北戴河區(qū)后入渤海，河道全長(zhǎng)約16 km，流域面積約46 km2，河道比降為2.4‰。

深河無(wú)實(shí)測(cè)徑流資料，本次設(shè)計(jì)主要通過(guò)對(duì)流域?qū)崪y(cè)暴雨分析，計(jì)算流域設(shè)計(jì)暴雨，再通過(guò)產(chǎn)匯流分析推算設(shè)計(jì)洪水，分別采用推理公式和多因子公式2 種方法計(jì)算產(chǎn)流和匯流，經(jīng)綜合分析確定深河20年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)洪水流量為174～231 m3/s。

根據(jù)地表查勘及地質(zhì)勘察揭露地層情況，在鉆探深度范圍內(nèi)，本場(chǎng)區(qū)揭露地層為第四系松散沉積物和太古界火成巖。地質(zhì)測(cè)繪及鉆孔揭露的地層巖性主要有：第四系全新統(tǒng)人工堆積（mQ4）素填土、雜填土，沖洪積（Qa1+p1 4）黏土、壤土、砂壤土、細(xì)砂、中砂、粗砂，湖沼相沉積（Q1+f 4）壤土，太古界遷西群拉馬溝組（Ar1）花崗巖、片麻巖。本區(qū)大部分地表被第四系覆蓋，在地質(zhì)測(cè)繪及鉆探中未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造。

2 工程規(guī)劃

2.1 工程任務(wù)

本次治理段河道位于秦皇島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)數(shù)據(jù)園區(qū)內(nèi)，工程起點(diǎn)為京秦鐵路橋以北約500 m，樁號(hào)為0+000，終點(diǎn)至G102國(guó)道以北約350 m，樁號(hào)為4+580，全長(zhǎng)約4.58 km。

深河（開發(fā)區(qū)數(shù)據(jù)園區(qū)段）綜合治理工程的主要任務(wù)是：通過(guò)對(duì)深河約4.58 km河道實(shí)施清淤清污及修建護(hù)岸堤防工程，結(jié)合新建攔河蓄水閘等建筑物工程，改善河道自身水環(huán)境及本區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)，保證下泄入渤海水質(zhì)達(dá)標(biāo)，提高河道防洪能力，恢復(fù)河系健康生態(tài)系統(tǒng)，優(yōu)化河系環(huán)境，形成連續(xù)水面，美化本地區(qū)環(huán)境，支持區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。主要工程項(xiàng)目包括河道清淤清污、修建護(hù)岸堤防、新建下傾式平板鋼閘門蓄水閘、擋水堰等。

本次治理主要考慮景觀蓄水位以下部分的擋墻護(hù)岸工程及河道清淤疏浚、擴(kuò)挖、堤岸開挖和土方回填，河道堤防工程主要依據(jù)后期的景觀工程，通過(guò)景

觀微地形來(lái)實(shí)現(xiàn)河道堤防的行洪要求，微地形高程不低于河道設(shè)計(jì)洪水位+安全超高。

2.2 工程規(guī)模

根據(jù)文獻(xiàn)[1]并考慮該工程的重要性，確定該工程等別為Ⅳ等。根據(jù)文獻(xiàn)[2]，堤防工程的級(jí)別為4級(jí)，下傾式平板鋼閘門蓄水閘、擋水堰等主要建筑物為4級(jí)建筑物。

3 河道治理布置原則

為達(dá)到徹底清污的目的，基于本地區(qū)防洪安全問(wèn)題，根據(jù)河道現(xiàn)狀情況并結(jié)合實(shí)際地形條件及河道景觀規(guī)劃要求，綜合考慮與開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)，依據(jù)文獻(xiàn)[3]，確定以下河道治理布置原則。

（1）徹底清污，避免二次污染。為防止污水處理廠達(dá)標(biāo)水被河道污水污染，需對(duì)河道水徹底清淤清污。

（2）突出重點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧。分析上下游、左右岸、干支流情況及防洪工程體系存在的問(wèn)題，突出重點(diǎn)、統(tǒng)籌兼顧，以確定工程布局。

（3）立足現(xiàn)狀，兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)。在完善河道防洪工程體系的基礎(chǔ)上，為城區(qū)綜合開發(fā)搭建平臺(tái)。

（4）滿足功能，節(jié)省投資。在滿足防洪設(shè)計(jì)功能及規(guī)模要求的基礎(chǔ)上，盡量節(jié)省工程投資。

（5）技術(shù)可靠，改善生態(tài)。在技術(shù)可靠的前提下，不干擾或盡量少干擾社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境等，改善周邊生態(tài)環(huán)境，達(dá)到社會(huì)滿意的效果。

4 工程設(shè)計(jì)

4.1 河道治理工程設(shè)計(jì)

本次河道治理工程起點(diǎn)為京秦鐵路橋以北約500 m，終點(diǎn)為G102 國(guó)道以北約350 m，治理段河道全長(zhǎng)約4.58 km。

通過(guò)對(duì)河底污泥進(jìn)行厚度勘察，全線河底污染層厚約0.5～1.5 m，按照以上控制高程及縱坡進(jìn)行河道清淤，多數(shù)河段能夠保證清污徹底。對(duì)于局部不能徹底清污的河段，施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況以徹底清除河底污泥為標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)增加清污厚度。

圖1 深河治理段典型斷面示意

（1）河道治理縱斷面設(shè)計(jì)。本次河道治理段現(xiàn)狀河底高程約15.5～27.8 m，縱斷設(shè)計(jì)充分結(jié)合原河道縱坡走勢(shì)，同時(shí)考慮治理段與上下游的銜接以及河道周邊地形地貌、建筑物布置、河道土方開挖、河道景觀規(guī)劃，整體采用2.0‰。

起始點(diǎn)控制性設(shè)計(jì)河底高程主要依據(jù)河道走勢(shì)、地形地貌、河道清污治理要求以及與上下游的銜接關(guān)系，確定本次深河治理段樁號(hào)0+000 處設(shè)計(jì)河底高程為15.0 m，1～6 號(hào)水閘處控制性河底高程分別為15.0、17.9、19.5、23.5、24.5、26.3 m，終點(diǎn)樁號(hào)4+580處設(shè)計(jì)河底高程為26.8 m。

（2）河道治理橫斷面設(shè)計(jì)。該段河道現(xiàn)狀主河槽開口寬約20～50 m，兩側(cè)灘地寬度不等，最寬處可達(dá)百米。若同時(shí)考慮主槽及河灘地，則現(xiàn)狀河道開口寬可達(dá)50～320 m。

為適應(yīng)秦皇島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)整體發(fā)展規(guī)劃需要及數(shù)據(jù)園區(qū)的建設(shè)規(guī)劃，需對(duì)本段河道進(jìn)行景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)，由中國(guó)城市建設(shè)研究院浙江分院設(shè)計(jì)完成。根據(jù)開發(fā)區(qū)土地利用總體規(guī)劃，由于現(xiàn)狀河道灘地較寬，因此景觀地形及景觀建筑物主要考慮通過(guò)占?jí)翰糠趾拥罏┑貋?lái)實(shí)現(xiàn)。本次深河河道橫斷面設(shè)計(jì)主要依據(jù)為：在滿足河道行洪安全前提下，充分結(jié)合景觀設(shè)計(jì)，且盡量不縮窄河道行洪寬度。

結(jié)合河道景觀設(shè)計(jì)方案，本段河道確定2 種方案進(jìn)行比選。其中，方案1為：結(jié)合現(xiàn)狀河道地形地貌，河道底寬采用28～60 m，平均底寬47 m，局部段結(jié)合河道灘地底寬加大至80～113 m。河道斷面形式為復(fù)式斷面，下部為漿砌石擋墻矩形槽，擋墻高度結(jié)合蓄水閘景觀蓄水位確定，墻頂高程為景觀蓄水位以下0.4 m，以利于墻頂淺水區(qū)水生植物生長(zhǎng)及水景觀效果，墻高為1～2.9 m，墻頂設(shè)5 m 寬?cǎi)R道；擋墻以上布置景觀地形，為保證岸坡穩(wěn)定，邊坡不陡于1∶3，河道外側(cè)景觀微地形高程不低于20年一遇洪水位+設(shè)計(jì)超高。方案2 為：河道底寬采用18～30 m，平均底寬25 m，局部段結(jié)合河道灘地底寬加大至60～90 m。河道斷面形式同方案1。斷面形式示意，如圖1所示。

上述2種方案主要依據(jù)現(xiàn)狀河道地形，結(jié)合河道景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)要求，通過(guò)河道清淤擴(kuò)挖及筑堤工程，使河道達(dá)到20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)良好的水景觀、水生態(tài)效果。方案1盡量利用現(xiàn)狀行洪河道，使擋墻及堤防工程減少對(duì)河道的占?jí)?，筑堤量減少，避免了縮窄河道行洪寬度。方案2較方案1對(duì)河道底寬進(jìn)行不同程度縮窄，壓縮了河道行洪斷面，形成明顯阻水，不利于洪水安全下泄；此外，由于河道較窄，形成的河道水景觀效果相對(duì)較差，不能完全滿足經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)未來(lái)規(guī)劃建設(shè)、發(fā)展對(duì)河流水景觀、水生態(tài)效果的要求。綜合考慮河道行洪、排澇要求以及區(qū)域水景觀、水生態(tài)效果，該段河道設(shè)計(jì)推薦采用方案1。

4.2 新建攔河蓄水閘設(shè)計(jì)

為滿足營(yíng)造河道水面景觀的要求，在本次深河治理范圍內(nèi)需新建6座蓄水性建筑物。綜合考慮新建蓄水建筑物既能達(dá)到河道生態(tài)景觀效果要求又必須滿足汛期河道行洪的要求，本次蓄水建筑物采用閘門為下傾式平板鋼閘門的攔河蓄水閘。采用無(wú)需設(shè)置排架的下傾式平板鋼閘門蓄水閘既便于在非汛期時(shí)攔截水流，在閘墩頂部修建景觀亭廊，形成河道景觀；又便于在汛期迅速通過(guò)水閘液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)將下傾式平板鋼閘門推平至與河底高程齊平的位置，達(dá)到開閘泄洪的目的。

結(jié)合深河兩岸規(guī)劃，本著蓄水閘宜選擇在河段相對(duì)順直、水流流態(tài)平順及岸坡穩(wěn)定的河段以及便于與兩岸布置相協(xié)調(diào)的原則，新建6座攔河蓄水閘，閘室軸線樁號(hào)分別確定為0+078、1+374、1+845、3+030、3+750和4+322。這樣，既可蓄水滿足兩岸用水需要，又能美化環(huán)境，工程投資相對(duì)較省。另外，由于3號(hào)攔河蓄水閘所處河段較寬，為達(dá)到營(yíng)造曲折水面、在較寬河道上攔河蓄水的同時(shí)仍可向下游排砂減淤的目的，在攔河蓄水閘上游樁號(hào)1+866處新建擋水堰1座，擋水堰通過(guò)其右岸擋墻與3號(hào)攔河蓄水閘相接，從而達(dá)到閘堰聯(lián)合蓄水的目的。同時(shí)，擋水堰設(shè)3個(gè)沖砂閘，可滿足上游河道向下游河道排砂的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

深河綜合治理工程使其防洪效益和生態(tài)環(huán)境得到很大提升和改善。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加、財(cái)富積累，經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)防洪安全提出了更高的要求，深河綜合治理工程可提高其防洪標(biāo)準(zhǔn)，更好地保護(hù)人民群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全。污染治理設(shè)施的建設(shè)運(yùn)行，能夠保證入海水源的清潔，保護(hù)環(huán)渤海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，改善渤海水質(zhì)，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境發(fā)展。

[1]SL252-2000，水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB50286-1998，堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB50288-1999，灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]DL 5077-1997，水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]SL/T191-2008，水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]DL5073-2000，水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7]JTJ319-99，疏浚工程技術(shù)規(guī)范[S].

[8]GB50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[9]SL285-2003，水利水電工程進(jìn)出口設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[10]SL171—1996，堤防工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范[S].