水工杂文
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汾河太原城区段治理美化工程(一期)初步设计报告审查意见

太原市汾河景区美化工程(一期)由北京水利水电勘测设计研究院设计,太原城市还要发展,汾河景区可能还要延伸,这是一期工程,以后可能还有二期、三期等,今天来研讨这项工程是有意义的,看了初步设计报告文件和现场,有以下意见。

1 工程必要性及其作用

该项工程集生态环境水利、园林绿化、休闲、游览为一体,改变了多年来干枯间歇的汾河状况,显出壮观的水域和绿地,使城市生态环境得到改观、景观美化,对人居环境起到了积极作用,也将对太原市对外开放发挥积极作用,是一项开创性工程,很有必要和意义。

2 总体布置方面

2.1 总体布置基本上合理

总体布置基本上合理,主要包含这些方面:原河滩二级台地规划为绿地休闲带;由4座高2.5m的橡胶坝,形成四段各长1914m、宽227~239m和水深2.5~1.5m的水域景观,是具有开创性的;杜绝污水流入汾河的当前分流措施也是得当的。

2.2 总体布置欠妥方面

对北方间歇性河流开发利用尚属首次,难免存在一些问题,现在看来,有以下几点欠完善,在今后延伸规划工作中应予研究的问题。

(1)东西两岸环境差别问题。把227~239m宽的水域布置靠东岸,西岸仍保留78m宽的洪水河槽,东西两岸很不协调,造成东、西两岸环境差别。由于洪水河槽长期不行洪,槽内杂草丛生,岸边虽有绿地,但少有游人,生态景观不佳。若西岸河槽也蓄水,根据洪水预报调控洪水宣泄,是可行的,最有保证的是主汛期不蓄水,每年也还可蓄水10个月,杂草丛生的现状就可改变,西岸的环境将大为改观。

(2)两道岸墙布置和形式问题。两岸平行的两道岸墙为3m×3m厢型钢筋混凝土结构,兼为排污厢涵,从水利工程上考虑是经济的,但天然河流总是有些弯度,直线布置显得不自然,从景观环境上考虑,也显得人工痕迹太重(照片H-9),不利于水生物种繁衍,一定程度上影响了人与自然和谐的环境。

(3)缺乏亲水性、人性化及水生态。人们总是具有亲水性,两道直立混凝土岸墙高于水面1.30~1.75m,拉开了人与水的距离,难以激发游人的兴奋点。

直立岸墙高出水面那么多,一旦有人落水,无法爬上岸,特别是坝前2.5m深水区,很不安全,人性化不够。直立的混凝土岸墙不适应某些水生物种栖息衍生,对水生态环境不利。

理想的做法是沿水边布设亲水步道,可以高低起伏,也可以断断续续;水下适当增添砌石结构;蓄水槽至一级平台间的护岸,可随势利导,布置为斜坡、直墙或多种复合结构型式,上述问题即可得到解决。

3 工程布置设计方面

3.1 值得肯定的有以下主要方面

(1)坝线、坝高、坝型确定是适当的。

(2)治理段的河床地层从上至下为粉细砂、中砂夹黏质粉土透镜体、粗砂砾石,k=3×10-3~6×10-2cm/s;在平均深度约20m处有较连续的黏质粉土或粉质黏土层,干密度较高,属微透水至极微透水层,k=9×10-6~1.5×10-8cm/s,厚5~26m,可视为相对不透水层。针对地层结构,为防止蓄水槽渗漏,采用定喷垂直防渗墙的方案(中心角30°,墙厚不小于15cm,孔距2m,伸入相对不透水层2m)是经济合理的。

(3)设计文件提供的资料,工程区域内地基的平均液化指数为33.6,属严重液化等级。对东西排污箱涵、中隔墙及橡胶坝按丙等建筑物,部分消除液化处理,要求处理后地基的平均液化指数不大于4,东西排污箱涵采用强夯,橡胶坝和中隔墙采用振冲桩的方案基本合理。

(4)沿排污箱涵背水侧,埋设一条截渗排水管,每距500m设一个深7m、内径2m的排水井,将渗水自动抽排入蓄水槽的设计是适当的。

3.2 值得改进之处

(1)关于橡胶坝地基处理应进一步合理化。设计图中已在上游护坦前缘、上游护坦至下游海漫的东西两侧设有防渗墙,形成三边围封,为何下游缺空?没有完全将液化砂层封闭?但海漫段却打了与坝袋段同样长的桩,这样的方案欠妥,基础处理应有重点和区别。如坝袋下的振冲桩宜适当加长,遭遇设防烈度8度地震时,液化指数宜小于零,以保坝袋段稳定;因为海漫段略有震害,修复较易,所以处理要区别于坝袋段,可不设振冲桩,打一排围封桩可增强包括海漫在内的整个坝段地基抗震强度,较经济合理,如此的闸坝地基处理已有成功的抗地震液化实例。

(2)1号坝前的北涧河出口应有控制性工程,使污水入东箱涵,超量洪水入汾河,箱涵首部的叠梁门宜用闸门控制,启闭灵活。

(3)中隔墙和箱涵的基础埋深仅1m,虽增加了厚0.4m、长6.9~7.5m的铅丝笼,仍与模型试验蓄水槽最大冲深1.64m、洪水槽最大冲深2.28m不符,行洪时特别是在桥下段可能发生冲刷较严重,但工程已建成蓄水,若当前不能处理,应在行洪期加强观测和防护。

(4)箱涵上的铁索栏杆欠安全(照片H-9),特别是坝前深水区不宜采用,如在船闸设计规范中是禁止采用铁索栏杆的,应改换为石质或其他栏杆。

(5)沿箱涵顶设有通气孔,污水臭气逼人,应将通气孔改至旁侧。

4 关于防洪运行

在设计报告的运行分析中,提到“当1号坝前水位达到780m时开始塌坝……在小于730m3/s流量时,1号、2号、3号、4号橡胶坝塌坝0.5m,坝顶溢流分泄291m3/s”。审查意见认为:若维持此塌坝时间较长,将会形成蓄水槽壅水,势必造成泥沙淤积,应进一步补充分析计算,提出《包括塌坝速度的冲淤平衡塌坝方案》。

作者应山西省计划委员会之聘(2003年10月),对《汾河太原城区段美化工程初步设计报告》进行审查,本文系作者的书面审查意见。