浅谈泾河河道防洪暨生态治理工程河道蓄水方案比选

刘源

陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001

摘要：根据治理段泾河河道具体情况，对河道蓄水方案进行初步拟定，具体对两闸（坝）方案和三闸（坝）方案，在直接投资、建筑物型式、蓄水区面积、蓄水参数、河道水景观效果、施工难易程度、施工工期、减少淤积、延长工程景观寿命等方面进行分析和比较，最终推荐了两闸（坝）方案。

关键词：泾河；生态治理；河道蓄水

1概况

泾河河道防洪暨生态治理工程地处泾河新城河段，治理范围为：上起泾河修石渡大桥上游约1.0km，下至泾河包茂高速公路桥，治理河段全长约17.5km。河道生态治理的主要任务是修建蓄水景观、滨河生态公园，改善城市河道生态环境。

2方案拟定

泾河新城为西咸新区“一区五城”之一，为营造优美的城市河流生态景观，对河道蓄水+滩地公园方案进行进一步方案研究。工程区段滩槽分明，两岸滩槽平均高差都在10m以上，河道弯道较多，现状主槽宽度约100m～200m，而且主槽蜿蜒曲折，变化较大，泥沙问题较突出。根据工程区段河道特性，拟定在主河槽修建拦河建筑物，利用主河槽及部分滩地形成较大的景观水面。

工程治理河段长约17.5km，上、下游段河道较顺直，中间河段有几处连续弯道，且桥梁较多。根据河道河势及桥梁位置，挡水建筑布置时尽量避开河道弯道，且能在泾河新城核心区形成水面景观，因此本工程闸（坝）址的选择有很多限制条件。自工程治理范围的最下游开始，咸铜铁路桥与正阳大桥之间河道长度约2.3km，区间河道相对顺直，有布置闸（坝）址的条件，为了使形成的水面范围最大，且蓄水不影响咸铜铁路桥，在咸铜铁路桥上游约1km的范围内可布置挡水建筑物。在正阳大桥上游约3.0km河段，共有正阳大桥、包茂高速复线桥、规划桥等3座桥梁，其中包茂高速复线桥与泾河斜交，该河段无布置挡水建筑物的条件，因此，根据桥梁的位置及河段弯道情况，在规划桥与雁河屯弯道下游之间1km的顺直河段内可布置一座挡水建筑物。雁河屯弯道上游约500m处规划了一座县东路大桥，在县东路大桥上下游的平顺段可布置一座拦河建筑物。再向上游河段右岸为较高的黄土岸坎，该河段维持自然地貌状态，只对两岸滩地进行美化、绿化，不适宜再布置拦河建筑物。

根据以上分析，结合我院多年来河道治理设计的经验，经过现场多次查勘和多次论证，在上阶段河道蓄水方案基础上，结合河道现状、泾河新城核心区规划、河道内桥梁位置，本次共拟定布置两个蓄水方案，做进一步分析比较：

一是两闸（坝）方案，二是三闸（坝）方案。两个方案的布置原则均满足：（1）对两岸堤防进行达标治理；（2）蓄水水面宽度大于主河槽宽度，也就是水面出槽。方案的治理思路是按能蓄水则蓄，不能蓄水时，由两侧滨河生态公园来弥补景观，不强调长期蓄水。即：洪水泥沙与水景观的矛盾问题，不通过工程措施来解决，而是通过工程的调度运行模式来适应它。根据河流来水的含沙量情况，可蓄时蓄水，河道内形成优美的城市水景观；含沙量大时或蓄水后运行一定时段泥沙淤积严重时，则及时泄空冲沙，此时，河道恢复其天然河道状态，河道内两侧生态公园仍可正常运行，可弥补蓄水区泄洪后的景观之不足。该方案两侧滨河生态公园设计标准确定为5年一遇，蓄水区平时为全河槽蓄水，成为供观赏游乐的景观湖水面。每年主汛期，蓄水区全部泄空，全河道行洪，确保上游洪水泥沙经工程区河道安全下泄；主汛期过后，再重新蓄水，形成景观湖；非汛期根据泥沙淤积情况适时泄空冲沙清淤。

2.1方案一：两闸（坝）方案

根据该河段的特殊情况，第一道拦河建筑物布置在规划桥上游与雁河屯弯道下游之间的顺直河段，距规划桥上游约300m处，初步选择拦河闸进行挡水，闸门挡水高度为6.0m，为便于检修，在靠近河道右岸滩地布置交通桥。第二道拦河建筑物布置在治理段的下游咸铜铁路桥与正阳大桥之间，距咸铜铁路桥900m处，采用闸坝结合形式，主河槽布置6m高的拦河闸，左侧滩地采用3m高橡胶坝，交通桥布置在右侧滩地。方案一拦河建筑物主要参数见表1。

该方案景观蓄水区一次蓄水量为709万m3，每年泄洪排沙后需重新蓄水，暂按每年泄空一次估算，每年至少需要拦蓄两次，蓄水水量为1418万m3，按每年主汛期不蓄水估算，运行蒸发渗漏损失量为2564万m3，该工程每年运行所需水量为3982万m3。

拦河建筑物主要参数表

表1

2.2方案二：三闸（坝）方案

在方案一基础上，县东路大桥上下游平顺段再布置一道拦河建筑物，共形成三道拦河建筑物。第一道拦河建筑物的位置在县东路大桥上游400m处，第二道与方案一1#拦河建筑物位置相同，第三道与方案一的2#拦河建筑物位置相同。第一、二道拦河建筑物均采用橡胶坝，最大坝高5m。第三道拦河建筑物采用闸坝结合形式，主河槽为6m高的拦河闸，左侧滩地采用3m高橡胶坝，右侧滩地布置交通桥。方案二拦河建筑物主要参数见表2。

该方案景观蓄水区一次蓄水量为790万m3，每年泄洪排沙后需重新蓄水，暂按每年泄空一次估算，每年至少需要拦蓄两次，蓄水水量为1580万m3，按每年主汛期不蓄水估算，每年运行蒸发渗漏损失量为4431万m3，该工程每年运行所需水量为6011万m3。

拦河建筑物主要参数表

表2

3方案比选

方案一主要优点：

（1）河道内可以形成一定规模的水面景观，蓄水时，河道内既有蓄水景观湖，又有生态公园，景观功能丰富、效果最佳；

（2）河道内不蓄水时，河道内两岸仍保持有生态公园供游人休闲。

（3）泾河是一条多泥沙河流，拦河闸可根据泥沙淤积情况控制闸门开度进行泄流冲沙，运行灵活，对排沙、减少蓄水区的泥沙淤积更有利。

方案一主要缺点：

（1）工程实施难度较大。工程河段滩槽明显，高差较大，施工难度较大。与橡胶坝比较，拦河闸高度较高，闸门孔数多、启闭设备多，施工周期长。

（2）坝址处景观效果不如橡胶坝美观。

该方案直接投资约为28515万元。

方案二主要优点：

（1）河道内可形成一定规模水面景观，景观湖生态公园均有，功能丰富、效果较佳；

（2）不蓄水时，两岸仍有生态公园。

（3）该方案第一道、第二道拦河建筑物采用橡胶坝，单座橡胶坝投资相对较小，坝面溢流形成的景观效果好。

方案二的主要缺点是：

（1）第一道、第二道拦河建筑物采用橡胶坝，橡胶坝受坝高影响，目前橡胶坝最大高度一般为5m，因此在底板高程相同的情况下，橡胶坝形成的景观水面较小。

（2）运行灵活度较差。

该方案直接投资约为28629万元。

4方案确定

通过对上述两个方案的优缺点对比分析可以看出：

（1）两方案形成的水面面积相差不大，直接费投资也比较接近；

（2）从水景观效果来说，方案二的橡胶坝可做成彩色坝袋，颜色鲜艳、视野开阔，特别是溢流时能形成瀑布景观更加美观；

（3）从施工难易程度、施工工期来说，两方案均有闸有坝，方案二闸孔少、配套机电、金属结构设备少，但比方案一多一道坝。综合比较施工难易程度、工期相差不大。

（4）从减少淤积、延长工程景观寿命的角度出发，方案一更具优点。

泾河是一条多泥沙河流，水面工程的修建布置以及运用，必须与其河道平面形态及水沙特性相适应，才能有一个长久的良性发展。因此，初步推荐方案一，即两闸（坝）方案。

参考文献：

[1]水闸设计规范.SL265-2001.

[2]武大水力学流体力学教研室，李炜.水力计算手册.中国水利水电出版社.2006.

[3]陈德亮.取水输水建筑物丛书水闸.中国水利水电出版社.2003.

[4]橡胶坝工程技术规范.GBT50979-2014.