程靜文 程旭強(qiáng)

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各項(xiàng)水利建設(shè)突飛猛進(jìn)，城市河道治理、中小河流治理、黑臭水治理、水生態(tài)治理、河道景觀提升、河道綜合治理等河道水工程比比皆是，在對(duì)北京、河北、吉林、遼寧、安徽、四川、福建、江蘇、廣東等地一些河道水工程設(shè)計(jì)報(bào)告的審查、咨詢和評(píng)估工作中，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的設(shè)計(jì)問(wèn)題，撰文將設(shè)計(jì)報(bào)告中容易出現(xiàn)的水工設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行列舉和闡述，希望對(duì)于進(jìn)一步做好河道綜合治理工程的設(shè)計(jì)工作有些許裨益。

以下為河道水工程設(shè)計(jì)報(bào)告中較多出現(xiàn)的關(guān)于水工設(shè)計(jì)的若干問(wèn)題，問(wèn)題來(lái)源既有北方河流，又有南方河流，大部分為城市未建成區(qū)的河道，由于問(wèn)題條目比較多，各個(gè)條目之間本身不一定存在關(guān)聯(lián)性和邏輯性，在主要滿足防洪目標(biāo)的前提下，各條河道的其它目標(biāo)也各不相同，為不顯得繁雜，將問(wèn)題歸納分類，以平面布置、水面線、縱剖面、橫斷面、子槽、壅水建筑物、堤防等為章節(jié)，其下再進(jìn)行相應(yīng)問(wèn)題的列舉和闡述。

1 平面布置

（1）關(guān)于河道綜合治理設(shè)計(jì)中應(yīng)注意避免的“四化”問(wèn)題：河道治理設(shè)計(jì)中的“渠道化”、“直線化”、“硬化”和“白化”，是河道治理的弊端，既破壞了自然河道本身，也與周?chē)匀画h(huán)境不協(xié)調(diào)，應(yīng)盡量避免。

（2）關(guān)于治理河段與上下游河段的銜接問(wèn)題：河道平面圖不能只僅僅繪制治理河段，要適當(dāng)向上下游延長(zhǎng)一定距離，以便治理段河道水流、河岸、綠化及景觀設(shè)計(jì)與上下游段平順合理銜接。

（3）關(guān)于河道轉(zhuǎn)彎半徑：應(yīng)盡量沿原河道進(jìn)行平面布置，在盡量避免上述直線化、渠道化和橫斷面規(guī)則化的同時(shí)，也要避免彎道處轉(zhuǎn)彎過(guò)急，治理導(dǎo)線轉(zhuǎn)彎半徑以大于設(shè)計(jì)水面寬的5倍為宜。

（4）關(guān)于河道管理范圍線：平面圖中除繪制各條應(yīng)有的幾何輪廓線外，還應(yīng)繪制河道管理范圍線，在進(jìn)行河道綜合治理工程設(shè)計(jì)的同時(shí)，完成河湖定界設(shè)計(jì)的內(nèi)容，順帶做好河湖定界工作，避免專門(mén)進(jìn)行該項(xiàng)設(shè)計(jì)。

（5）關(guān)于設(shè)計(jì)洪水水域線：在河道平面圖中宜繪制設(shè)計(jì)洪水水域線，以便給其它專業(yè)的設(shè)計(jì)標(biāo)定出所有建筑物不應(yīng)占用設(shè)計(jì)洪水位線以下的河道行洪斷面的明確界線，以防阻礙河道行洪，確保河道防洪安全，同時(shí)也給項(xiàng)目審查提供便利。

（6）關(guān)于水系連通：如果河岸附近綠化或景觀設(shè)計(jì)范圍內(nèi)有水塘，但與河道不連通的，可考慮與河道進(jìn)行水系連通設(shè)計(jì)的可能性，并適當(dāng)考慮水景觀設(shè)計(jì)。

（7）關(guān)于既有植物：有些城市未建成區(qū)河道生態(tài)環(huán)境很好，天然生長(zhǎng)的樹(shù)木郁郁蔥蔥，水清岸綠，涵養(yǎng)水源作用明顯，只是河道防洪能力需要提升，因此，對(duì)于河道中既有的樹(shù)木，只要在河道水力計(jì)算中考慮其因素，在不影響河道行洪的前提下，應(yīng)盡量留存。

（8）關(guān)于河心島：河心島的保留和島上既有植物的留存，給鳥(niǎo)類、兩棲類和魚(yú)類等動(dòng)物的生息繁衍留出了一定的不被打擾或少被打擾的空間。在平面設(shè)計(jì)中應(yīng)順應(yīng)自然，不要過(guò)于人為幾何圖形化，使設(shè)計(jì)更加貼近自然，才會(huì)有更好的水景觀、美好的水環(huán)境和更好的水生態(tài)效果。

（9）關(guān)于河漫灘：有的河道，設(shè)計(jì)的疏浚位置為河漫灘，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查勘，發(fā)現(xiàn)為借疏浚之名，行開(kāi)采砂石料之實(shí)，疏浚的必要性不大。如果河道確需疏浚開(kāi)挖，或河道治理確需開(kāi)采一些河道砂石料，應(yīng)在圖紙上標(biāo)明開(kāi)挖范圍坐標(biāo)點(diǎn)及設(shè)計(jì)底部高程，嚴(yán)格控制開(kāi)挖范圍，謹(jǐn)防施工時(shí)超挖對(duì)河勢(shì)穩(wěn)定和河道生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。

（10）關(guān)于支流：有支流匯入的河道，應(yīng)有河道與支流的銜接設(shè)計(jì)，不能僅僅設(shè)計(jì)本河道。

（11）關(guān)于穿堤建筑物：河道綜合治理很可能會(huì)擴(kuò)寬和疏挖河道，需要對(duì)原穿堤建筑物進(jìn)行改擴(kuò)建，在設(shè)計(jì)報(bào)告中經(jīng)常會(huì)看到兩個(gè)穿堤建筑物擠在一起，軸線位置相距僅幾米，有的直接存在空間沖突。問(wèn)其原因，答曰原來(lái)有幾個(gè)就恢復(fù)幾個(gè)。這種距離很近的相似建筑物，且不說(shuō)布置空間上有矛盾，即使無(wú)矛盾，能布置得下，建成后景觀效果也很差。對(duì)于可能存在設(shè)計(jì)的空間沖突問(wèn)題和水景觀問(wèn)題，應(yīng)研究合并兩座相似建筑物或拉開(kāi)其相互間距離的可能性。

2 水面線

（1）關(guān)于計(jì)算工況：水面線計(jì)算應(yīng)根據(jù)水文專業(yè)設(shè)計(jì)成果和干支流防洪規(guī)劃成果，明確是否存在設(shè)計(jì)河道和下游不遠(yuǎn)處干流河道同時(shí)出現(xiàn)設(shè)計(jì)洪水的工況，如果存在這種情況，那么，此時(shí)的設(shè)計(jì)水面線才是最高的。

（2）關(guān)于計(jì)算斷面間距：水面線計(jì)算間距不能太大，取值不能太隨意，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，宜在1～4倍的河槽寬度范圍內(nèi)選取，且水力要素?zé)o大的變化，并考慮壅水建筑物處的水面計(jì)算，如既有橋梁、既有水工建筑物、新設(shè)計(jì)的水工建筑物，還有規(guī)劃建設(shè)的橋梁，同時(shí)，還應(yīng)考慮未來(lái)跨河交通的發(fā)展，適當(dāng)留有余地。

3 縱斷面

（1）關(guān)于河道縱斷面圖中的線條：河道縱斷面圖中線條較多，基本有現(xiàn)狀河底線、設(shè)計(jì)河底線、設(shè)計(jì)水面線、現(xiàn)狀左岸（堤）線、現(xiàn)狀右岸（堤）線、設(shè)計(jì)左堤頂線、設(shè)計(jì)右堤頂線、常水位線、設(shè)計(jì)子槽底線等等，一定要清晰繪制縱斷面圖中各線，通過(guò)線型清晰區(qū)分各線，明確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。含糊不清，線條丟失、缺線等是常見(jiàn)問(wèn)題。

（2）關(guān)于河道縱斷面圖中建筑物的標(biāo)示：河道縱斷面圖中需要明確標(biāo)示的建筑物一般包括既有跨河橋梁、規(guī)劃跨河橋梁、跨河管道、跨河線纜、攔河堰壩、跌水、陡槽、兩岸雨水口、兩岸穿堤建筑物以及河心島、支流匯入等等，均要清晰繪制在圖中，并標(biāo)注其起止樁號(hào)和特征高程，不能有信息損失。對(duì)于現(xiàn)狀岸高不能滿足超高要求的，要考慮筑堤。

（3）關(guān)于河道縱斷面圖中建筑物基礎(chǔ)問(wèn)題：河道疏浚下挖和擴(kuò)寬設(shè)計(jì)，要考慮既有橋梁和水工建筑物的基礎(chǔ)問(wèn)題，以防下挖和沖刷對(duì)其基礎(chǔ)的破壞。對(duì)于長(zhǎng)度、基礎(chǔ)埋深、水面線至橋梁底高度等條件滿足河道設(shè)計(jì)洪水過(guò)流能力的建筑物，可予以保留，對(duì)于不滿足要求的，應(yīng)進(jìn)行改建或拆除重建，以滿足縱斷面設(shè)計(jì)要求。

4 橫斷面

（1）關(guān)于橫斷面形式：河道由經(jīng)常通過(guò)水流的河槽、洪水時(shí)淹沒(méi)的河漫灘和岸坡等組成。自然形成的天然河道原本為自然的梯形斷面或復(fù)式梯形斷面。由于該斷面形式比較貼近自然，也更有利于防洪和水景觀。因此，一般在對(duì)河道進(jìn)行防洪治理規(guī)劃時(shí)，大都確定河道治理的斷面形式為復(fù)式梯形斷面或梯形斷面。在進(jìn)行后續(xù)設(shè)計(jì)時(shí)，均應(yīng)遵照批復(fù)的治理工程規(guī)劃方案，遵循該斷面形式。

（2）關(guān)于橫斷面坡比：自然形成的天然河道的橫斷面坡比，根據(jù)地質(zhì)條件的不同，土質(zhì)岸坡一般在1:3~1:10之間。

根據(jù)工程實(shí)踐，對(duì)于土質(zhì)岸坡，1∶3是一個(gè)比較陡的邊坡值，雖然一般能夠滿足邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，但景觀的美觀度較差。

由于坡比與征地拆遷和土地利用等方面容易存在矛盾，所以，在城市未建成區(qū)河道規(guī)劃中，多見(jiàn)坡比為緩于1∶3，即對(duì)于現(xiàn)狀緩于1∶3的邊坡盡量予以保留；對(duì)于陡于1∶3的邊坡，設(shè)計(jì)開(kāi)挖為1∶3。實(shí)際上，在河道綜合治理工程設(shè)計(jì)中，由于防洪過(guò)水?dāng)嗝娴囊螅话憔柘騼砂痘騿伟稊U(kuò)挖河道，基本上很少有可保存的緩于1∶3的現(xiàn)狀邊坡，所以河道兩岸便基本都為1∶3的單一邊坡，天然河道變成了人工渠道，自然美便無(wú)從談起了。

在與相關(guān)設(shè)計(jì)單位和地方水行政主管部門(mén)的接觸中了解到，1∶3的土質(zhì)邊坡確實(shí)是陡了，建議在考慮各方要求后，在條件許可的情況下，采用1∶5~1∶10的變化邊坡較好，越緩越貼近自然，越有利于河勢(shì)穩(wěn)定，越有利于行洪和景觀。

（3）關(guān)于護(hù)坡形式：有的河道，兩岸多為青竹覆蓋，植被良好，自然環(huán)境優(yōu)美，設(shè)計(jì)鏟除岸坡青竹，在設(shè)計(jì)的親水步道（2年一遇洪水位）以下采用1∶1.8的剛性混凝土護(hù)坡，與自然環(huán)境不甚協(xié)調(diào)；使水生動(dòng)物和兩棲類動(dòng)物失去棲息地和繁衍地；同時(shí)，如遇人員不慎落水，也將難以自救。

有的河道，設(shè)計(jì)在常水位以下采用鉛絲石籠防護(hù)加復(fù)合土工膜防滲，其不利于涵養(yǎng)水源和水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)和存活。

鑒于上述問(wèn)題，在滿足防沖要求的前提下，為涵養(yǎng)水源、美化環(huán)境，與周?chē)匀画h(huán)境相協(xié)調(diào)，既能保護(hù)生物棲息地，又可解決落水自救的問(wèn)題，滿足水和能量的縱向、橫向和垂向溝通，出于多角度考慮，應(yīng)盡量減少硬質(zhì)護(hù)岸，采用生態(tài)護(hù)岸和柔性護(hù)岸?？煽紤]在枯水位或常水位以下采用比較自然的柔性護(hù)坡，并做好柔性護(hù)腳，在枯水位或常水位以上，采用植物護(hù)坡。既滿足工程要求，又與自然相協(xié)調(diào)。

根據(jù)北方一些城市的實(shí)踐，目前已經(jīng)在由原來(lái)的混凝土和漿砌石邊坡向生態(tài)護(hù)坡過(guò)渡。

對(duì)于邊坡上設(shè)計(jì)的一些不必要的仿木樁之類，應(yīng)予以取消，設(shè)計(jì)為自然生態(tài)坡。

5 子槽

近年來(lái)，大部分北方城市河流普遍缺水，天然基流較少，防洪治理或綜合治理又普遍需要擴(kuò)寬河道，因此顯得基流更少，在沒(méi)有外來(lái)水源補(bǔ)給或沒(méi)有壅水建筑物的情況下，河道基本上介于草地和濕地之間，缺少水源的河道，景觀效果較差。為使河底“藍(lán)”與“綠”有所區(qū)別，一般宜在河底設(shè)置子槽。

子槽設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧基流量，綜合考慮底寬、邊坡坡比、深度和人員安全性等。為美觀起見(jiàn)，還應(yīng)考慮子槽的蜿蜒性。根據(jù)工程實(shí)踐，建成后，只要河道中沒(méi)有污水，即使不種植植物，河道子槽內(nèi)也會(huì)長(zhǎng)出水生植物，成為濕地，子槽以外的河底會(huì)長(zhǎng)出相應(yīng)植物，呈現(xiàn)出自然的綠景。

6 壅水建筑物

（1）關(guān)于壅水需求與防洪要求：如前所述，近年來(lái)，對(duì)于大部分北方城市沖積型河流而言，存在普遍缺水現(xiàn)象，污水被截污納管后，河道水污染有了緩解。但河道不是天然基流較少；就是水量不大，水深較淺，水景觀效果較差。為了得到較好的水景觀效果，加大水面寬度和深度，一般均采取了壅水措施，于是，為了提升水景觀，城市河道被道道壅水建筑物抬成平湖，層層疊疊猶如水梯，遠(yuǎn)遠(yuǎn)俯瞰，幾乎各個(gè)城市都有了“大河”。

壅水是提升水景觀的要求，但一定要解決好防洪安全問(wèn)題，即在滿足河道防洪安全的前提下，設(shè)計(jì)好壅水建筑物。報(bào)告要對(duì)攔河壅水建筑物對(duì)河道行洪安全是否有影響，有論證及明確的結(jié)論。

（2）關(guān)于壅水建筑物的運(yùn)用條件：對(duì)于壅水建筑物，要明確其汛期運(yùn)用條件和冬季運(yùn)用條件，以保證防洪安全和建筑物自身安全。

（3）關(guān)于壅水建筑物布置：壅水建筑物應(yīng)選擇較順直河段布置，軸線宜垂直于水流方向；由于洪水時(shí)可能沖毀河心島，以及布置汀步會(huì)使河心島失去應(yīng)有的作用，因此，壅水建筑物不宜布置在有河心島的位置。壅水建筑物應(yīng)設(shè)計(jì)為一堰一景，忌“千堰一面”。堰形應(yīng)與周?chē)匀画h(huán)境相協(xié)調(diào)，盡量做到移步易景，創(chuàng)造良好水景觀。由于城市河道底坡一般較緩，在滿足河道防洪安全的前提下，堰高以1 m左右為宜；底坡稍大者，堰高最好不超過(guò)1.5 m，重力式壅水建筑物取小值，液壓壩可取稍大值。設(shè)置有汀步的壅水建筑物，為防止人員不慎落水后溺亡，應(yīng)在壅水建筑物上游鋪設(shè)數(shù)米寬度一定厚度的砂石或土料，以在汀步上游形成較淺的水域。平面布置應(yīng)考慮與既有橋梁和規(guī)劃橋梁的平面位置不宜太近，如果壅水建筑物布置在橋上游，則兩建筑物之間需考慮布置壅水建筑物的護(hù)坦、海漫、防沖槽、施工導(dǎo)流建筑物布置的空間，還需考慮壅水建筑物防沖槽與規(guī)劃橋之間合理的水流銜接的距離等；如果壅水建筑物布置在橋下游，則一般距橋較遠(yuǎn)時(shí)，才能形成較好的水景觀，一般較少有布置上的問(wèn)題。總之，兩建筑物容易存在布置上的空間問(wèn)題，應(yīng)妥善解決，堰址選擇合理，才會(huì)避免此類問(wèn)題的發(fā)生。如果兩堰相距太近，景觀效果較差，應(yīng)該避免發(fā)生。下堰與上堰水面銜接時(shí)，下游銜接水深不能太大，太大會(huì)將上堰淹沒(méi)在水中較多，應(yīng)合理布置，消除不合理銜接現(xiàn)象。

（4）關(guān)于消能防沖設(shè)計(jì)：壅水建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，不能只簡(jiǎn)單考慮常水位工況下的消能防沖，還應(yīng)考慮設(shè)計(jì)洪水工況下的消能防沖問(wèn)題。護(hù)坦和海漫長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定，并應(yīng)考慮在海漫末端設(shè)置防沖槽。不在海漫末端設(shè)置防沖槽，是設(shè)計(jì)報(bào)告中常見(jiàn)的問(wèn)題，也是水閘、陡坡和跌水容易被沖毀的主要原因。水工建筑物的組成部件不能少，少了哪一件，都有可能出問(wèn)題。

（5）關(guān)于過(guò)魚(yú)設(shè)施：建設(shè)壅水建筑物后，攔斷了魚(yú)類的上下游通道，為保護(hù)自然生態(tài)，應(yīng)考慮過(guò)魚(yú)設(shè)施。不能因?yàn)橛谢蛘邲](méi)有受保護(hù)的洄游魚(yú)類，而不顧原本自然的自然生態(tài)。由于水頭較小，過(guò)魚(yú)設(shè)施比較簡(jiǎn)單。

7 堤防

（1）關(guān)于預(yù)留沉降量：堤防設(shè)計(jì)應(yīng)考慮沉降問(wèn)題，并按堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，預(yù)留沉降量，如不考慮預(yù)留沉降量，建成后就會(huì)出現(xiàn)堤頂高程不夠的問(wèn)題，這方面的教訓(xùn)是不少的。

（2）關(guān)于降低既有堤防高度的問(wèn)題：局部現(xiàn)狀既有堤防高于新的設(shè)計(jì)高程時(shí)，設(shè)計(jì)采用開(kāi)挖方式降低既有堤防的高度，屬于拆除舊堤，是不允許的。

8 河工模型試驗(yàn)

（1）如果河道防洪標(biāo)準(zhǔn)較高、河道及河道兩岸規(guī)劃定位較高或河道較寬，為驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，宜考慮進(jìn)行河道模型試驗(yàn)。

（2）對(duì)于新開(kāi)挖的河道，因其并非天然河道，也宜進(jìn)行河道模型試驗(yàn)，用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。

（3）對(duì)于修建了多道壅水建筑物的河道，由于改變了河道原有的形態(tài)，邊界條件變化較大，也宜進(jìn)行河道模型試驗(yàn)，用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。

上述模型試驗(yàn)，主要用于驗(yàn)證壅水建筑物對(duì)河道行洪的影響程度、驗(yàn)證設(shè)計(jì)水面線和設(shè)計(jì)流速，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作，使設(shè)計(jì)更加合理。

9 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，河道綜合治理工程將不斷設(shè)計(jì)和施工，解決老問(wèn)題，新問(wèn)題還會(huì)不斷出現(xiàn)，但發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程是不變的，有問(wèn)題就得分析解決，先解決以上經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，面對(duì)新問(wèn)題可以溫故而知新，希望以上列舉的、在河道水工程設(shè)計(jì)報(bào)告的審查、咨詢和評(píng)估工作中經(jīng)常遇到各種各樣的設(shè)計(jì)問(wèn)題，不再出現(xiàn)或較少出現(xiàn)在新的設(shè)計(jì)文件中。