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        南河綜合整治工程設(shè)計(jì)淺析

        2021-03-01 04:07:40劉邦俊
        城市道橋與防洪 2021年2期
        關(guān)鍵詞:排口南河調(diào)蓄

        劉邦俊,王 寧

        (南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司,江蘇 南京210016)

        1 項(xiàng)目背景

        1.1 河道概況

        南河位于南京主城西南,全長9.35 km,上游通過蓮花閘連接秦淮新河,下游經(jīng)南河閘、賽虹橋匯入外秦淮河,是建鄴區(qū)和雨花臺(tái)區(qū)的一條界河,其兩岸是快速建設(shè)發(fā)展的河西新城和南部新城(見圖1)。

        圖1 南河區(qū)位圖

        1.2 存在的主要問題

        1.2.1 安全得不到保障

        存在防洪設(shè)施不達(dá)標(biāo)、臨水坡失穩(wěn)、防滲不足等諸多安全隱患。2016 年長江流域洪水,南河右岸多處河水漫堤,嚴(yán)重影響了城市防洪安全(見圖2)。

        圖2 南河洪水(2016 年)

        1.2.2 生態(tài)環(huán)境較為惡劣

        點(diǎn)源、面源、內(nèi)源等諸多污染因子未得到控制和改善,水質(zhì)檢測資料顯示,南河水質(zhì)為劣Ⅴ類,部分河段存在黑臭現(xiàn)象。

        河道自然屬性和生態(tài)屬性受到破壞;河床經(jīng)常性裸露、河坡大面積硬質(zhì)化,使水生動(dòng)植物失去了生長空間,河道自凈功能基本喪失(見圖3)。

        圖3 南河岸坡硬質(zhì)化和水體黑臭(2016 年)

        2 工程設(shè)計(jì)

        針對(duì)南河存在的諸多問題,提出“安全的河、清澈的河、生態(tài)的河、美麗的河”治理目標(biāo),形成措施體系。與周邊區(qū)域規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃高度銜接,服務(wù)沿河社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)[1]。

        2.1 防洪達(dá)標(biāo)

        按照百年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn),南河左岸堤防堤頂高程基本達(dá)標(biāo);右岸蓮花閘至緯八路橋段堤頂高度不足的,結(jié)合后方條件進(jìn)行加高,因地制宜,形成多種斷面形式。部分堤段存在滲流隱患,增設(shè)垂直防滲體系。

        對(duì)于堤后房屋緊鄰沒有退讓空間的河段,采用前設(shè)防洪墻,避免對(duì)現(xiàn)狀擋墻和后方建筑產(chǎn)生破壞,防洪墻底板兼作濱水步道,墻頂局部外挑架空,形成觀景平臺(tái)(見圖4)。

        圖4 斷面形式一

        對(duì)于后方有條件退堤段,結(jié)合景觀的微地形設(shè)計(jì)來滿足防洪要求;對(duì)于后方空間不足、有房屋段的,設(shè)置防洪墻(見圖5、圖6)。

        圖5 斷面形式二

        圖6 斷面形式三

        2.2 清淤

        南河兩岸為建成區(qū),清淤施工場地有限,為保障工程實(shí)施盡可能少對(duì)周圍產(chǎn)生影響,綜合分析確定采用絞吸式挖泥船配合抓斗式挖泥船等帶水清淤方式。底泥清出后利用管道輸送至蓮花閘處南河河段進(jìn)行多級(jí)沉淀,配置排泥管道約6 km,高壓泥漿泵送至長江碼頭進(jìn)行填埋。船舶運(yùn)距約50 km,槽車運(yùn)距約10 km。清淤量合計(jì)約為14.8 萬m3。

        2.3 控源截污

        根據(jù)匯水片區(qū)排水規(guī)劃,加快推進(jìn)雨污分流建設(shè)。左岸圩區(qū)6 個(gè)雨水泵站排口進(jìn)行前池處理。針對(duì)右岸60 個(gè)中小型排口,沿墻(堤)進(jìn)行全線截流,其中大部分位于平良大街~繞城公路段,對(duì)所有排口全部截流至雨潤廣場,再進(jìn)行末端截流,排入污水系統(tǒng)。待區(qū)域排水達(dá)標(biāo)建設(shè)完成后,沿線截流管可作為雨水管使用。其余少量中小型排口采用一口一策的辦法,截流或遷改錯(cuò)接的管線,對(duì)6 個(gè)大的合流制排口,新建截流井,與截污系統(tǒng)、調(diào)蓄系統(tǒng)、排澇系統(tǒng)結(jié)合考慮。針對(duì)初雨入河污染問題,新建4 座初雨調(diào)蓄池,調(diào)蓄量5 mm,并在1#、2#調(diào)蓄池實(shí)施原位水處理。

        2.4 補(bǔ)水

        通過新河引水泵站從長江引入秦淮新河內(nèi),引水規(guī)模為50 m3/s,秦淮新河閘上水質(zhì)為Ⅲ類,到西善橋后水質(zhì)變至Ⅳ類,是優(yōu)質(zhì)的補(bǔ)水水源。

        分別計(jì)算生態(tài)需水量、生態(tài)槽蓄量和生態(tài)流速,根據(jù)《河湖生態(tài)環(huán)境需水量計(jì)算規(guī)范》,南河補(bǔ)水規(guī)模取外包流量5 m3/s。

        2.5 生態(tài)治理

        在南河控源截污、生態(tài)清淤和生態(tài)補(bǔ)水的基礎(chǔ)上,進(jìn)行水生態(tài)治理,恢復(fù)南河自凈功能。充分結(jié)合海綿城市理念,從“源頭—過程—末端”3 個(gè)階段實(shí)現(xiàn)入河污染的全面控制,更好地發(fā)揮河道的自凈功能,實(shí)現(xiàn)河道“長治久清”的目標(biāo)[2]。

        治理措施分三個(gè)方面:水生動(dòng)植物群落構(gòu)建、生態(tài)岸坡改造、生態(tài)保障措施。其中,水生動(dòng)植物群落構(gòu)建為利用現(xiàn)有河道,恢復(fù)生態(tài)自然凈化,進(jìn)而提升河道水質(zhì);生態(tài)岸坡改造為利用現(xiàn)有河道岸坡,以海綿城市為理念,“滲、蓄、滯、凈”,減少入河污染(見圖7);生態(tài)保障措施既是生態(tài)治理措施的補(bǔ)充,也是水環(huán)境整治措施的最后一道保障,通過增加人工強(qiáng)化手段的方式,保障整個(gè)河道水質(zhì)。

        圖7 南河岸坡生態(tài)化改造

        2.6 濱水空間提升

        城市濱水區(qū)是構(gòu)成城市公共開放空間的主要部分,濱水區(qū)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)是各類景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中最為復(fù)雜的一類[3]。以濱河綠線作為規(guī)劃設(shè)計(jì)外邊線,控制預(yù)留濱河藍(lán)綠空間。以“空間縫合、資源整合、文化融合、人氣聚合”為理念,打通兩岸慢行交通,建設(shè)特色節(jié)點(diǎn),構(gòu)建功能完善的濱河景觀帶。

        3 重難點(diǎn)問題

        3.1 河道邊坡排水組織

        隨著多個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工,一個(gè)問題逐漸凸顯:岸坡排水組織設(shè)計(jì)缺失造成的水土流失,高、陡邊坡和灌木組團(tuán)種植較多處尤為嚴(yán)重。一方面原因是高、陡邊坡造成的表面徑流速度加快,另一方面是灌木種植區(qū)的地表裸土。對(duì)此,南河工程中,主要考慮從排水組織完善和綠化種植優(yōu)化兩個(gè)方面入手解決。

        3.1.1 排水組織完善

        針對(duì)不同的河道邊坡,采取不同程度的縱、橫向排水溝體系建設(shè),并與綠化種植溝、滲排植草溝、橫向旱溪、隱藏式排口等景觀、綠化手法相結(jié)合,對(duì)于高、陡邊坡還要考慮分層縱、橫向排水體系。涉及給排水、園林、水環(huán)境三個(gè)專業(yè),從匯水分區(qū)、流量計(jì)算、管(溝)設(shè)計(jì)的基本計(jì)算入手,結(jié)合海綿城市和環(huán)境景觀的綜合優(yōu)化,或“顯”——旱溪兼作橫向排水溝,或“融”——縱向植草溝與坡面綠化景觀融合,或“隱”——入河排口、沉砂池與臨河步道系統(tǒng)融合埋設(shè)。

        3.1.2 綠化種植優(yōu)化

        對(duì)坡面灌木外側(cè)設(shè)置必要的種植溝和縱橫向排水溝以滿足坡面徑流的快速滲、排,并有效阻攔水土流失。

        3.2 地下構(gòu)筑物功能優(yōu)化

        南河項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,考慮到初雨調(diào)蓄池和排澇泵站之間存在一種優(yōu)化可能——地下構(gòu)筑物合建,最終的解決方案是一次開挖支護(hù)、分層分倉,將調(diào)蓄池、截流井、泵站前池、水質(zhì)處理設(shè)施平臺(tái)等多功能模塊集成為一個(gè)整體(見圖8)。地面空間除滿足廠站功能要求外,可覆土植綠提升環(huán)境,適應(yīng)城市規(guī)劃要求(見圖9)。

        圖8 南河地下構(gòu)筑物合建示意圖

        圖9 調(diào)蓄池建設(shè)效果(虛線框?yàn)榈叵聵?gòu)筑物)

        3.3 綠化種植與洪水淹沒

        如何處理南河的河道行洪和河坡常態(tài)綠化的關(guān)系?實(shí)際采用的方法是以調(diào)查資料作為支撐,通過對(duì)條件相似的外秦淮河的主要地被植物、上中層植物的種植高程和多年歷水淹沒損害情況,以及南河2016 年洪水淹沒后植物留存情況等的調(diào)查和梳理,確定了南河坡面綠化設(shè)計(jì)的高程分區(qū)。進(jìn)一步做到生態(tài)治理沿河流態(tài)和生境,必須根據(jù)每條河道自身的水文條件、土壤條件、水質(zhì)條件乃至地理、光照等因素綜合分析。

        4 結(jié) 語

        經(jīng)過兩年的建設(shè),南河工程已于2019 年12 月完工驗(yàn)收,實(shí)施效果較為良好,取得了較好的工程效益。南河工程中運(yùn)用的一些技術(shù)和做法,將為后續(xù)城市河道綜合治理提供經(jīng)驗(yàn)。

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