阳秀春

 （深圳市广汇源水利勘测设计有限公司，广东深圳  518000）

【摘要】  出于经济发展的目的，坪山街区近几年重点发展了重工业，但与此同时，坪山河流域的水环境质量急剧下降。其中三洲田水存在挤占河道导致水土流失、河床淤积和水质污染等问题。在不悖行于该地经济发展初衷的情况下，作者认为水环境综合整治工程也不能落下。本文围绕坪山河流域三洲田水的水环境问题，在剖析问题的基础上，提出水环境综合整治工程的设计思路，以期扭转当地的水环境污染现状。

【关键词】  坪山河；三洲田；水环境；综合整治；设计

中图分类号：TV85 文章编号：1005-4774( 2016) 04-0036-04

1三洲田水环境现状

 三洲田位于深圳市坪山新区碧岭社区，属于坪山河的一级支流，水源起于三洲田水库的坝下。根据现场勘查资料显示，三洲田的断面位置，分别为三洲田大桥、碧岭学校和河口，集雨面积5. 686km2，河长6. 29km，平均比降27. 08%0。目前，三洲田流域的水环境存在以

下几个亟待解决的问题：

 a．水质问题。在河口至碧岭社区，河道左岸现存有一沿河截污管，但仍有漏排污水直接人河，造成河内水质黑臭。根据现场水质取样检测结果显示，三洲田水库河道中游和下游的粪大肠菌群、氨氮和总磷严重超标，是水体内耗氧的罪魁祸首，对水生动植物均有毒害。图1为三洲田流域水环境污染情况的示意图。

 经分析，流域水环境的污染物主要来源于生活污水和工业废水，尤其是工业废水。由于河道两岸未布设截污管网，缺乏沉砂设施，再加上未定期清淤，最终对水质造成严重影响。

 b．防洪问题。根据现场踏勘及对现有资料分析，防洪问题主要体现在：a碧岭社区下游河段行洪断面狭窄，过流能力严重不足；且部分堤岸超高不足，存在漫溢风险；b有部分桥梁阻水严重；c建于河内的截污管线和检查井也不同程度影响了河道行洪，进一步壅高了水位；d部分未护砌河段岸坡滑塌，水土流失严重，加剧了河道的行洪压力。据调查，近年三洲田洪灾问题突出，历史资料显示，2010年7月曾发生强降雨，导致山洪暴发，水深达1.3m。三洲田河段地势低，借助“初损后损法”计算后发现，以上各控制断面全天候的损失率在2. 95~5.00mm之间，在暴雨的影响下，极易形成水土流失，加上河道沿线盲目开发，很多填土和堆土被冲刷进河道内，使得河道过流能力较弱，强降雨时未能满足排水需求，间接导致洪涝灾害的发生。

 c．生态景观问题。出于排洪实际需求的考虑，河道设计借用了“裁弯取直”的方法，而横断面以“矩形”为主，这种形态单一河道设计模式，并没有充分考虑河道生态的合理性。另外，河道护岸采用硬质化结构，基本隔绝了沿岸植被和水生植物之间的生态联系，自然净化能力不高，不适合水生植物的生存，某些河道淤积严重，基本未能形成亲水空间。三洲田流域水环境生态现状见图2。

2  三洲田水环境综合整治设计建议

 通过对三洲田水环境现状的剖析情况分析，三洲田水环境的综合整治，需要从“水质”“防洪”“生态”三个方面人手，采用综合整治的设计思路：a水质改善，最大限度降低面源污染，收集沿河旱季污水；b防洪整治，全河段达到50年一遇的防洪标准；c生态修复，增强河道与周围环境的生态协调水平，提高河道本身的生态洁净能力。

 遵循以上设计目标，参照相关设计工作经验，提出以下几点设计建议。

2.1  水质改善设计

 由于三洲田的水质问题，大部分源于污水未经有效处理就直接排人河道，因此水质问题的解决，首要工作是截污工程的布设：a截污工程，利用已建市政污水管道对漏排的污水进行点截污，增设截流井20个，完善管道长790m，收集旱季污水，实现旱季污水100%截

排，有效改善河道水质；b新建沿河截污管道，截流倍数n0 =5，收集沿河污水排放口32个，建设污水管3502m，旱季污水排入上洋污水处理厂配套一期干管，雨季关闭闸门截流合流污水排入坪山河截流箱涵内。

 以上截污工程应用了“海绵城市”技术，一方面通过透水铺装、下沉式绿地、生物滞留设施等，发挥下渗减排的效果；另一方面通过蓄水池、雨水罐、湿塘、雨水湿地等，发挥集蓄利用的效果，排放到河道的量，将减至40%以内。“海绵城市”技术在该工程中的应用，前提是摸清当地的自然地理、水文地质和降雨等条件，其中计划在社区公园的改造河段堤顶设置反坡式截流渗透沟；在三洲田大桥下游左岸现状鱼塘处，建设一处自然湿地，如图3所示。

2.2  防洪改善设计

 在保证水质改善条件俱佳的情况下，将防洪工程的辐射范围，划定于碧岭社区河段和碧岭社区至三洲田大桥下游段。该工程的难点为：碧岭社区下游河道两岸规划蓝线内( 30m)建筑物密集，建筑面积约65975m2；若拆除现有房屋则工作量大、实施难度大、工程持续时

间长、工程进度难以保证。三洲田水的自身特点：河口现状调蓄湖底高程低于河底4. 00m，下游段坡可放陡，不受坪山河干流水位顶托影响。其设计依据是改善现有河道水力条件，并尽量保持河道环境的稳定，主要的设计要点如下：

 a．纵横断面设计。河道的纵坡只需要按照4%0~30%0的弹性范围，实行合理坡降即可。至于横断面，在了解现场情况后，认定有必要清除河底淤泥，加高现有堤防，必要时适当加宽堤防，可供选择的断面形式有矩形、梯形和复式三种，具体结合现场的防洪需求而定。

 b．衔接干流。同裕路桥上游侧桩号0-208~0+000河段，现场发现沿河道的部分岸墙，有被洪水掏空的迹象，防洪能力不强，甚至不能够达到过流的基本要求，要求进一步拓宽河道断面，而现场条件仅允许拆除左岸，与干流截流管同步施工。在河道两侧建筑物密集的区域，考虑到河道拓宽受到约束，认定应采用直立式挡墙，譬如在桩号0 +000 N1+297位置，将建筑物相对不密集区域的浆砌石岸墙拆除，河道可拓宽约14m，按照至少150kPa的承载力特征值标准，布设直立挡墙，对于浆体受到破坏的挡墙墙脚，同步加固处理。

 c．排桩稳定控制。参照《深圳市基坑支护技术规范》，以3级基坑等级计算钢筋混凝土排桩结构的稳定性，涉及的计算参数包括圆弧滑动安全系数、最危险滑动面弧面内摩擦角、土条宽度、土条滑裂面弧长、土条自重、切线与水平线夹角、侧壁重要性系数和基坑面作用荷载等，分析基坑整体的稳定性。经分析，确定桩号0 +000处布设15m钢筋混凝土排桩后，嵌固深度8m，整体稳定性1. 88，抗倾覆1.75，满足断面稳定性要求；桩号0 +482布设15m钢筋混凝土排桩后，嵌固深度9m，整体稳定性1.84，抗倾覆2.28，满足断面稳定性要求。

 d．坡式护岸设计。可供该工程选择的坡式护岸形式多种，以稳定性作为基准选择，借助“边坡稳定设计软件”计算边坡的稳定性。

 坡式护岸的稳定性计算，必须兼顾滑力的安全系数，以及浸润线以上的饱和重度和土体抗剪强度，应该同步考虑正常运用期和水位降落期两种工况，以确保堤防的稳定可靠。

2.3  生态景观改善设计

 生态修复建立在防洪稳定的基础上，秉着因地制宜的设计原则，凭借原有的自然景观和地形地貌，重塑河道多元化的生态景观。为保证河道沿线区域未来的可持续发展，将流域划分为城市绿化区和郊野生态区，计划绿化面积达到了2. 66万m2，具体如图4所示。

设计的重心放在纠正原来河道“冷”“硬”“直”的特点之上，除了植被护坡，还增设了各种景观小品和公共绿地，沿岸修建绿化景观带，构成了生态驳岸，基本能够解决水陆间的循环系统问题。与此同时，工程在配置植物方面，合理控制树木花草的比例，兼顾不同植物的共生性，尽量选择具有抗涝、防浪、固堤、护坡作用的植物，譬如蒲桃、垂柳、九里香、美人蕉、花叶芦竹等。

3结语

 该设计方案在水质改善、防洪和生态景观三个方面，预期可取得以下成效：

 a．水质改善方面。其中：“截”主要是河道的沿线截流，按照清污的类别分流，其他支流则根据实际情况混流处理；“蓄”是修建水质净化厂和其他调蓄池，将净化处理后的水排放到河道中；“净”是处理厂处理污水，尤其是上游旱季的混流水和雨季的混合污水，预处理后才允许排放。通过“截”“蓄”“净”的设计，可有效保障河道的水质。

 b．防洪方面。该次防洪设计的主要手法是“拓”“清”“修”，不仅拓宽改造了各标河道的纵横断面，而且通过清除淤积，保证了河道的畅通，增设河道的管理维护设施，保持整个河道过流的畅通，有效避免雨季时过流不足而导致的洪水问题。

 c．生态修复方面。在水质改善和防洪布设的基础上，通过岸坡重塑和布置植物群落的设计方法，打造了湿地多元化的河道生态环境，有效改善了河道的生态条件，对于提升城市竞争力功不可没。