鐘小年

(東莞市水利勘測設(shè)計院有限公司，廣東 東莞 330200)

0 引 言

近幾年來，人們對水環(huán)境的要求不斷提高，加強各地區(qū)的河道綜合整治工作勢在必行。新時期，河道綜合治理工程方案設(shè)計時應(yīng)該從周圍環(huán)境、運行安全以及運行生態(tài)等方面入手，提出切實可行的整治方案，從根本上改善水環(huán)境質(zhì)量。不僅如此，在確定方案中，還需進一步分析，最終達到技術(shù)、經(jīng)濟等多方面的可行性。

1 研究對象

1.1 工程概況

河道治理的核心是水環(huán)境改善，而從系統(tǒng)角度上出發(fā)，制定執(zhí)行綜合性整治方案，才能夠真正實現(xiàn)河道和城市的和諧共處。安遠縣濂江河全長89km，流域面積1649km2，支流眾多，支撐了當(dāng)?shù)?.2萬人的日常生活用水，覆蓋了2.4萬畝耕地。本次綜合整治工作的預(yù)期整治總長139.84km，清淤總長7.252km，同時增設(shè)127座涵管以及174座下河埠頭，重建瓦園塅水陂和機耕橋。

1.2 治理思路

在全面落實安遠縣濂江河系統(tǒng)綜合整治方案的過程中，從安全性、水資源工程、生態(tài)優(yōu)化、空間景觀等設(shè)計理念出發(fā)，全面利用周圍自然條件、人文資源，讓河道恢復(fù)自然機理，打造出健康安全的水生態(tài)環(huán)境格局。在治理過程中需要根據(jù)不同河段的實際需求，有針對性的進行設(shè)計，確保工程措施和當(dāng)?shù)匦枨笙噙m應(yīng)。比如，可以按照河道通航情況劃分為通航河段和非通航河段，或者按照周邊交通情況分為鎮(zhèn)區(qū)段和郊野段。而安遠縣濂江河在實際治理過程中，根據(jù)實際需求進行劃分，以進一步提高工程措施的針對性，充分發(fā)揮出不同河段的功能作用。河段具體劃分為四個區(qū)段，分別為農(nóng)田段、生態(tài)基地及種植園段、旅游景區(qū)段、村莊段及鄉(xiāng)鎮(zhèn)段，農(nóng)田段以岸坡加固的治理措施為主，生態(tài)基地及種植園段的工作任務(wù)是圍繞水景主體建設(shè)，打造觀光帶，而旅游景區(qū)段的治理重點在清淤凈化、美化岸坡等方面，村莊段及鄉(xiāng)鎮(zhèn)段則以清除河道淤積物，改善河道內(nèi)植被結(jié)構(gòu)為主要治理內(nèi)容。

2 整治方法

2.1 河道治理

此次項目施工建設(shè)中，共計劃投入資金9700萬元，并將周圍地區(qū)包括興隆鄉(xiāng)鎮(zhèn)、高云山鄉(xiāng)、車頭鎮(zhèn)和蔡坊鄉(xiāng)在內(nèi)區(qū)域作為第一標段；重石鄉(xiāng)作為第二標段；塘村鄉(xiāng)和欣山鎮(zhèn)作為第三標段，計劃沿河新建埠頭和涵管，在原地址上拆除并重新構(gòu)建機耕橋。

河道治理是江河系統(tǒng)綜合整治工作中的核心關(guān)鍵，主要涉及斷面、護坡、提防、水閘等內(nèi)容，由上可知，安遠縣濂江河系統(tǒng)的河道治理任務(wù)核心為岸坡加固，在明確護岸形式的基礎(chǔ)上，有針對性的落實護坡護岸和整坡措施。需要注意的是，在河道治理的過程中，應(yīng)盡可能的利用原有材料，在保證結(jié)構(gòu)安全的同時，實現(xiàn)生態(tài)化建設(shè)，以此強化水體自凈能力。以該綜合治理工程為例，在對其中一個分支富田尾水河道進行綜合整治時，經(jīng)過多個方案的對比分析后，選擇了C20混凝土趾墻結(jié)合草皮護岸的加固方式，其中背坡采用人工修坡的方式，在趾墻頂部以上采用草皮護坡，坡比為1∶1.5，見圖1。

圖1 混凝土趾墻結(jié)合草皮護岸的加固示意圖

表1為混凝土趾墻結(jié)合草皮護岸的加固的具體參數(shù)數(shù)據(jù)。

表1 方案具體參數(shù)數(shù)據(jù)

如表2所示，在方案比較時，同時提出了四個方案措施，除了C20混凝土趾墻+草皮護岸之外，還包括C20混凝土齒槽+預(yù)制塊護坡、格賓石籠固腳+綠濱墊護坡、格賓石籠趾墻+生態(tài)磚護坡。對比分析施工所需材料以及施工成本，綜合考慮穩(wěn)定性、生態(tài)效果、造價、占地、施工等方面，最終選擇了抗沖性、耐久性較優(yōu)、占地面積較少、造價相對較低的C20混凝土趾墻+草皮護岸施工方式。需要注意的是，安遠縣濂江河系統(tǒng)的河道治理任務(wù)中涉及的河段較多，因此，需要根據(jù)不同河段的實際情況，進行科學(xué)的選擇。

表2 方案比較

除了護岸加固工程之外，在安遠縣濂江河系統(tǒng)內(nèi)還存在部分河道需要進行清淤疏浚設(shè)計。新龍鄉(xiāng)段作為據(jù)濂江河系統(tǒng)整治工程中的一部分，受到風(fēng)化和水流等方面的作用，河道行洪安全性較低，需要進行清淤疏浚，以促使河道上下游更加順暢。通過實際調(diào)查分析后發(fā)現(xiàn)，該河段中的淤積物大部分為沙壤土，砂石，因此在施工過程中，采用降低河床高程、增加行洪斷面的方式，達到防洪減災(zāi)，提高行洪安全性的問題。在設(shè)計清淤疏浚方案時，還需考慮到河道周邊建筑物情況，和相關(guān)建設(shè)單位進行溝通。如果河道周邊建筑物較多，可以采用水沖法適當(dāng)降低工程對周圍建筑和居民的影響[1]。

2.2 生態(tài)修復(fù)

根據(jù)有關(guān)人員的統(tǒng)計，安遠縣濂江河系統(tǒng)在綜合整治工程中，一共種植水生植物2.52萬m2，喬木和灌木2.09萬m2。

1)陸生生態(tài)修復(fù)

在河道系統(tǒng)綜合整治工程中，水生態(tài)修復(fù)工程是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，承擔(dān)著美化環(huán)境、拓展水體觀光空間的重要作用，能夠從側(cè)面推動城市生態(tài)環(huán)境改善。在水生態(tài)修復(fù)過程中主要涉及岸線靚化、水質(zhì)改良兩方面。安遠縣濂江河下游承擔(dān)了生活生產(chǎn)用水供給任務(wù)，部分河段經(jīng)過村莊，受到人為因素影響，污水直接入河。水體自凈能力無法完全有效的處理污水，導(dǎo)致整體水環(huán)境變差。這就需要在水生態(tài)修復(fù)的過程中，適當(dāng)引入水生植物，借此提高水體的自凈能力。在修復(fù)水生態(tài)環(huán)境的過程中，也要遵循因地制宜的原則，選擇適合當(dāng)?shù)靥鞖夂退鷳B(tài)環(huán)境的植物，盡可能的延長植物的壽命。在安遠縣濂江河系統(tǒng)的水生態(tài)秀修復(fù)環(huán)節(jié)，以本地特色樹種為主，采用自然種植的手法，確保植物可以得到大幅度增長，充分發(fā)出樹木的生態(tài)作用。綜合調(diào)查后，最終確定了包括香樟、合歡、四季桂在內(nèi)的常綠喬木、以及小葉梔子、夏鵑等類型的灌木，打造出整體的綠色景觀風(fēng)格和生態(tài)自然氣息，見圖2。

圖2 水生態(tài)植被系統(tǒng)

在設(shè)計水生態(tài)修復(fù)方案的過程中，除了要考慮到植物本身的生態(tài)修復(fù)作用，還要考慮到顏色搭配問題，以此突出植物在造景上的特色，為不同的河段打造出不同的氛圍環(huán)境。喬木和灌木、常綠和闊葉樹之間的組合方式，已經(jīng)具有充足的層次性和變化特點，配合水生植物和花壇，能夠進一步豐富景觀效果。

2)水生態(tài)修復(fù)

在水中加入水蛭，也能提高凈化功能，配合岸上植物，建立形成一個循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，切實提高水資源的自凈能力。以安遠縣濂江河系統(tǒng)中的黃屋河河道為例，為了打造緩坡景觀，綜合考慮周邊地形后，設(shè)計形成生態(tài)堤岸，將碎石、植物組合在一起，借助常綠和闊葉樹形態(tài)上的特色，構(gòu)建出多個主景，形成疏密有致的水景空間。不僅對河岸的生態(tài)景觀進行改造，還選擇了菖蒲、睡蓮等水生植物，全面優(yōu)化黃屋河河道的自然景觀[2]。從生物性能上來看，上述植被具有良好的凈化環(huán)境的效果，以菖蒲為例，菖蒲對TN的的去除了達到了(27.49±3.187)%、對COD的去除率達到了(34.44±3.040)%，對NH4+的去除率達到了(98.75±1.112)%等，對水質(zhì)的凈化效果顯著。

3)凈化設(shè)施

在整治過程中，根據(jù)沿線各地的實際情況，分析造成河道污染的主要原因，有針對性的建設(shè)相應(yīng)凈化設(shè)施。比如，民房較多的地區(qū)，配建化糞池，利用化糞池對生活污水進行處理，降低對河道的污染。除此之外，在村鎮(zhèn)地區(qū)，對畜牧業(yè)、種植業(yè)用水情況進行統(tǒng)一管理額規(guī)劃，確保生產(chǎn)污水排入附近的污水管網(wǎng)。比如，黃屋河河道針對附近鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的生活情況，根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活排水規(guī)劃，并結(jié)合地形、地勢，統(tǒng)計當(dāng)?shù)嘏潘疁锨ㄔO(shè)數(shù)量，沿河岸額外增設(shè)排水涵管，實現(xiàn)全方位的水凈化處理。

2.3 周圍景觀建設(shè)

周圍景觀環(huán)境的設(shè)計是河道綜合整治過程中必不可少的一點，水環(huán)境本身就具有一定的景觀作用，不僅可以點綴城市，也在一定程度上展現(xiàn)出一個城市的文明程度。在不同的河段河道上，選擇的方式也要存在一定的區(qū)別，在貼合地區(qū)文化的同時，還要滿足當(dāng)?shù)厝藗兊木裥枨?。以安遠縣濂江河系統(tǒng)在綜合整治工程為例，在不同濂江河河段，采用的景觀建設(shè)各不相同，主要包括生態(tài)磚護岸、干砌堆石護岸兩種。需要注意的是，在建設(shè)周圍景觀的過程中，很多細節(jié)內(nèi)容都要提高重視，包括石料的選擇、擺放的位置等內(nèi)容，如果使用的是一些額特殊材質(zhì)的磚塊，還需要對其中的內(nèi)容進行綜合性分析。一般情況下，不能選擇圓形或易發(fā)生滾動形狀的石塊，確保形狀穩(wěn)定性，還要具備的較高的抗水性、抗凍性和耐水性。

2.4 其他內(nèi)容設(shè)計

除了上述幾個方面之外，在不同的河道系統(tǒng)綜合整治工程中，需要進行一些較為特殊的修復(fù)任務(wù)。比如，護岸工程設(shè)計、攔水陂壩設(shè)計等內(nèi)容，通過詳細的計算得到具體的結(jié)果參數(shù)，進一步提高整治效果。以安遠縣濂江河系統(tǒng)護岸工程設(shè)計為例，需要計算沖刷深度、護坡、護腳、趾墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等內(nèi)容。根據(jù)國家的有關(guān)設(shè)計規(guī)范，可以按照下列公式，完成沖刷深度測算。主要利用hs=H0[(Ucp/Uc)n-1]和Ucp=2Uη/(1+η)，前者為局部沖刷深度計算公式，后者為近岸垂線平均流速計算公式，H0表示沖刷處水深，n為常數(shù)固定值，具體取值和防護岸坡在平面上的形狀有關(guān)，本次計算取n=1/4，U、Uc、η分別代表行近流速、泥沙起動流速以及水流流速不均勻系數(shù)，參數(shù)的確定要根據(jù)地質(zhì)勘察報告以及有關(guān)設(shè)計規(guī)范進行確定。根據(jù)各河段護坡、護腳計算結(jié)果，就可以推斷得出具體的沖刷深度，并且進一步確定護坡厚度等參數(shù)[3]。

表3 各河段護坡、護腳計算表

從表2中的數(shù)據(jù)可以看出該河段的流速較大，沖刷深度0.41-0.77m左右。通過對工程實際情況的分析，最終確定了基礎(chǔ)埋深深度，為1.0m。

此外，運用信息技術(shù)，對當(dāng)?shù)囟嗵幙赡艹霈F(xiàn)危險點的項目進行建設(shè)，并繪制了河水系統(tǒng)綜合圖，強化水域變化監(jiān)測。運用遙感跟蹤技術(shù)，每日進行衛(wèi)星影響監(jiān)測和解釋，編制河段遙感監(jiān)測。使用無人機遙感技術(shù)與監(jiān)測小組，跟蹤監(jiān)測大流量經(jīng)過下游河段時的河勢，并將信息在第一時間傳輸會控制中心，為強化管理提供支持。

3 結(jié)果分析

從2019年10月正式啟動安遠縣濂江河系統(tǒng)整治項目之后，當(dāng)?shù)厮h(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)劃已經(jīng)取得初步成果，對沿岸生態(tài)環(huán)境實現(xiàn)了系統(tǒng)性修復(fù)。項目工期約4年，在今后的整治管理工作中，將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，進一步加強淤泥清除、護岸加固等建設(shè)，結(jié)合成像規(guī)劃與沿岸實際情況，融入水景觀元素，提高建設(shè)品味，提升居民生活質(zhì)量。

4 總 結(jié)

綜上所述，通過對安遠縣濂江河系統(tǒng)綜合整治方案分析來看，在對河道水環(huán)境進行綜合整治的過程中，必須要從總體角度進行考慮，實現(xiàn)專業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，減少重復(fù)性工作，提高經(jīng)濟效益，同時加強后期管理工作，打造出可持續(xù)發(fā)展的、宜居性較強的城市空間。