张家口市主城区清水河水环境治理工程设计方案综述

摘要：依据现代河道治理工程理念，结合相关规划成果，完成水环境治理工程方案设计，满足人类文化生活需求，体现人与河流、城市与河流与自然相和谐的现代水利思想原则。

关键词：水环境治理 设计方案

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概述

张家口市位于河北省西北部，由桥东区、桥西区、宣化区、下花园区四个区组成,东、西、北三面环山，主城区面积46.21km2。

清水河是海河流域永定河水系上游洋河的一条较大支流，发源于崇礼县桦皮岭南麓，于张家口市宣化县姚家房乡清水河村西南2.5km处入洋河。流域面积2380km2，河道全长109km，河道比降为4～10‰，年平均流量3.4m3/s，是一条多泥沙季节性河流。清水河自北向南横穿张家口市区，沿途汇入的主要支流有小西沟和西沙河。

二、河道工程现状及存在的问题

清水河上游没有控制性工程，流域内水土流失严重，市区段现状河道断面宽窄不一，下游河床泥沙淤积严重，影响了河道的行洪能力。桥梁压缩了河道断面，一些临时建筑、违章建筑侵占河道，壅高水位，加重河床淤积，影响两岸防洪安全。地表水及地下水污染严重，水质较差；河道两岸排水系统不完善，污水管网覆盖率低。干涸的河床杂草丛生，沿河垃圾等造成的环境与视觉污染影响城市形象。

三、工程规模及总体布置

1.工程等别和建筑物级别

工程等别为Ⅲ等，防洪标准（近期不降低现状河道行洪能力，约不足40年一遇；）满足上游修建水库后50年一遇，蓄水建筑物按1500m3/s标准进行设计，河道治理按2200m3/s进行复核，主城区排水管网按远期（2020年）设计，规模为20万m3/d。堤防及主要水工建筑物级别设计标准3级，工程区域地震动峰值加速度为0.15g，建筑物按7度地震烈度设防。

2.工程总体布置

2.1治理理念

传统的水利工程主要为防洪、发电、航运、灌溉、输水等，传统防洪观念为控制洪水；现代水利工程主要为在满足传统水利工程功能的前提下，兼顾河流的生态、景观功能需求，现代防洪理念为洪水管理、给洪水空间、使洪水资源化[1]。

城市河流历来是城市赖以生存的基础，蕴藏着城市丰富的历史和文化，也常是现代城市体现其独特风貌和优美景观的重要载体。河道整治与城区总体规划相协调，以建设河流文化、体现人与河流、城市与河流与自然相和谐的现代水利思想原则[2~3]，营造一个水域与台地绿化多样性的生态环境，适于居民休闲、娱乐、健身，让市民在与自然的交流中得到文化的熏陶。

2.2总体布局

根据张家口市主城区段河道现状情况及城市规划，确定河道治理范围：北起小东沟（桩号1+437）南至建设桥（桩号7+791），治理河道全长6354m。

（1）河道总体布局

河道总体布局分蓄水区与非蓄水区，清水桥跌水至清河桥橡胶坝为蓄水河段，清水桥上游及清河桥下游为非蓄水河段；河道以景观分区定位为自然-城市-自然，根据张家口市的历史文脉特征，将河道分为沉砂净化区、大境门山水景观区、军事主题文化景观区、城市中心蓄水景观区、自然景观游览区5个景观区域。

河道横断面以现状挡墙为边界，以复式断面为主要设计断面形式。

（2）污水截流干管工程布局

旧城区仍维持原有合流制排水系统，顺清水河两岸（道路下）设两条截流干管，把旧城区污水截流后送往污水处理厂。污水截流主干管以汇集现有污水为基础，充分考虑城市的远期发展要求，为今后发展留有一定余地。雨水截流倍数为1.0。

（3）减淤措施

为减少蓄水河道段泥沙的淤积，依据上拦、中滞、下排的减淤设计原则，采用工程措施与管理措施相结合的减淤措施。

工程措施： 1）在清水河上游西沟设计3座拦砂坝，坝体采取透水结构，拦截推移质。2)在大境门外，利用七里山大渠导流坝，拦截小东沟上游较大颗粒的石头。3)在大境门橡胶坝上游1500m区域内，调整河道纵坡，减小水流速度，设置泥沙落淤区域，阻拦河道推移质流向下游，减轻蓄水区淤积压力。

管理措施：汛期及时塌坝行洪，汛后及时在上游清淤。

四、工程设计

1.河道工程设计

河道纵横断面设计同时考虑行洪和蓄水两方面要求，调整河道纵坡，集中落差，分段布置橡胶坝及跌水，使每座坝前蓄水段纵坡变缓，尽量延长水面长度，河槽采用复式断面。现状河道平均纵坡为7‰～10‰，调坡设跌水后，非蓄水段8‰；蓄水段2.3～5.3‰。

非蓄水段：小东沟～红旗桥上游段，河道长1216m：主槽宽114～136m,子槽深2m，边坡1:10，底宽60～86m,断面边坡缓，便于清淤。红旗桥～清水桥、清河桥～建设桥段：河道长,2868m，主槽宽120～140m,横坡3%，子槽深2m，边坡1:3，底宽60m。断面便于固定子槽，防护面积小，两侧平台可作为公共空间。

蓄水段：清水桥～清河桥段，河道长2271m,子槽底宽40m，深1m，边坡1:10。

非蓄水段河道子槽采用0.5m厚钢丝石笼防护结构。蓄水河段河底采用采用复合土工膜防渗，膜上浇筑0.2m厚C25素混凝土；河道两侧岸墙采用L型钢筋混凝土贴坡防护结构，竖向防渗墙高度按设计蓄水位以上0.3m设计。

2.橡胶坝、跌水工程设计

橡胶坝工程主要由上游防冲段、铺盖、底板、消力池、海漫、防冲槽，泵房组成，坝高、坝长等设计指标见下表。

橡胶坝设计指标表

跌水工程主要由上游河道防护段、进口连接段、进口及消能防冲段和出口连接段组成。清水桥跌水垂直河道方向进口采用3孔布置。中孔宽60m，左、右岸边孔宽分别为36m、32.0m。

3.拦沙坝设计

在输沙量大的西沟修建3道拦沙坝，拦沙坝溢流坝段采用高镀锌石笼结构型式，上游直立，下游为阶梯式石笼砌筑，非溢流坝段结构型式为土坝。3道拦沙坝总长分别为183.6m、135m 、180m，拦沙坝拦沙库容共计约28.2万m3,拦沙量约39.48万t。

4.污水截流干管设计

根据排水总体规划，污水截流主干管以汇集现有污水为基础，充分考虑城市的远期发展要求，为今后发展留有一定余地。污水截流干管管线总长15971m，管径d500～d1350。其中桥东截流干管长7494m；桥西截流干管长8477m。道路恢复18.4万m2。截流干管采用钢筋混凝土管，橡胶圈柔性接口，管道基础采用天然土基夯实。

五、 结语

河道水环境治理工程为“生态文明”建设的重要组成部分，全国各地已大量开展相关工作，且积累了成功的工程实践经验，在今后的河道治理过程中，应充分利用治河理念，构建良性循环的河道生态，还河流于自然。

参考文献：

[1]丁鹤.对城市河道可持续开发利用趋势的认识.海河水利，2002，21（1）：24-27

[2]朱国平，王秀茹，等.城市河流的近自然综合治理研究进展.中国水土保持科学，2006，4（1）：92-97

[3]董哲仁.生态工程学：人与自然和谐的工程学.水利水电技术，2003,34（1）：14-17