朱晨东-我国北方河流中蓄水设计要点

1我国北方河流中蓄水设计要点朱晨东 2导言水生态保护与修复正在形成热潮，河流整治是其中的重点，而重点中的重点是做好规划设计；我国北方（华北和西北）大部分河流只在汛期有水，其它时间干涸无水，遇到少雨年份，连汛期都没有径流。如果这是一条穿城而过的河流，那可能是环境糟糕、垃圾遍河床。当这个城市经济发展到一定程度（人均GDP大于7000美元时）当地政府或自觉或迫于百姓压力，会拿出钱来，整治这类河流。 3缺少规划也有一些地方政府为了发展经济，而看好滨水地带，屈服于房地产商的要求而整治河流；据了解，整治这类河道时，采用的方法大多是拦河蓄水，以便达到改善水环境的目的。因为功利性太强，缺乏科学的规划，陷于短视的弊病中，这不属于生态治河。 4北京丰台马草河(2003) 5北京清河（2005）（2001） 6山东聊城（2005） 7河南安阳（2006）橡胶坝 8山东滨州（2006） 9河南平顶山市城区河道（2008） 10邢台七里河（2009）橡胶坝 11西安浐灞河（2009） 12生态河道规划设计中的缺陷1，设计标准：2，洪峰流量：3，河道糙率：4，耐冲流速：5，减渗问题：6，橡胶坝问题：7，生态水簸箕：8，关于睡堤（隐堤） 131，生态河道设计标准☆生态河道可以为不同的对象设计不同的标准；A，河道本身防洪标准、B，滨水景观的防洪标准、C，水生植物的防洪标准；B，C两项是在左右大堤内的子槽或滩地上的生态化改造，它在低标准洪水时可以被冲毁，不影响大堤的安危；☆一定要在设计报告中明示这些标准，并应证明不会因为滨水景观和水生植物的冲毁而造成次生灾害；☆北京永定河2010年整治时的设计标准为：①右、左堤防洪标准不变；②减渗工程为10年一遇洪水；③生态修复工程及滩地服务设施为3年一遇洪水。 14生态河道断面（例1）河道防洪标准景观防洪标准花灌木散步小路 15河边散步小路沙滩低层挡水墙滨水公园闽江防洪标准景观防洪标准闽江防洪标准设置 162，洪峰流量：生态河道整治时的水文计算，应该多加几个频率的洪峰流量，例如：10%、20%、33%、50%等；生态河道要允许有些设施在相应的洪水频率下被冲毁，例如：滩地或岸坡上种植的花灌木在三年一遇的洪水时被冲走；木栈桥在五年一遇的洪水时被冲坏；生态河道的洪峰流量计算与传统计算的最大不同在“糙率”上； 173，河道糙率上式见《生态水利工程原理与技术》式中：n0-糙率基值n1-表面不规则影响的修正值n2-河道横断面变化的修正值n3-障碍物的修正值n4-植被影响的修正值m-蜿蜒度参数生态河道在做水力学计算时，不能用一个统一的糙率，应该把主槽、滩地分开算；把山区段、丘陵段、平原段分开算； 18《生态水利工程原理与技术》第292页建议的糙率参数取值河床材料n0土0.020岩石0.025细砾0.024粗砾0.028不规则度n1光滑0.000轻度0.005中度0.010严重0.020河道横断面变化n2渐变0.000偶尔变化0.005频繁变化0.010-0.015障碍物的相对影响n3可忽略0.000较小0.010-0.015轻微0.020-0.030严重0.040-0.060植被密度n4低0.005-0.010中0.010-0.025高0.025-0.050非常高0.050-0.100蜿蜒度m较小1.000轻微1.150严重1.300 194，耐冲流速：当河道发生洪水时，洪峰流量超过设计标准，溢过堤顶会造成灾害；而当流速超过耐冲流速所能造成的损害在设计文件中往往评估不足；因为当使用混凝土或浆砌块石时对1-3米/秒流速不敏感，但当使用软质护坡时，洪峰流速成为必选项；1，浅草抗流速1.0m/s；有一论文指出若浅草长势茂盛而均一，无缝隙、无伤痕，可抗7m/s流速。2，茅草抗流速2m/s；3，椰纤毯网垫植草护坡抗流速4.0m/s；4，生态袋抗流速4.0m/s；5，混凝土空心砖抗流速4.0m/s；6，铅丝石笼护岸抗流速5.0m/s以上； 20岸坡土质河道流速建议措施注＜1:0.5岩石、砂砾v＞4m/sv＜4m/s硬化、格宾网、生态砖1:11:1.5v＜4m/sv＜3m/s连锁板块、六棱空心砖、生态袋1:2v＝2～3m/s木栅栏树篱、连排条捆、、1:2.5v＝1～2m/s松木桩加柳枝梱、椰纤毯网垫植草、三维网加植草、植茅草1:3v≤1m/s希望能够尽快制定出生态标准 215，防渗（或减渗）问题现在进入今天的主题：我国北方穿城而过干涸河流要想有一个水面，可能会有两个动作：1，拦河抬高水位（用水闸或橡胶坝）；2，减少渗漏（用防渗毯或土工膜）；北京的永定河、石家庄的滹沱河、邢台的七里河、滦县的滦河都听说有以上两种工程；湖泊、水塘、封闭水系都可以用毯或膜来减渗，但一条防洪河道弄得不好，容易产生次生灾害；一定要用就必须做好防护，抵抗洪峰时的高流速，防止膜或毯被卷起来，随水漂流，将下游的桥孔或闸孔堵住。 22北京永定河减渗土工膜的防冲措施 23淹没在水下切忌简单的只用一层土覆盖 246，橡胶坝的问题因为抬高了水位，阻断水流和鱼类洄游；因为流速过小，容易造成水体富营养化；建议尽量用小跌水替代；有的橡胶坝设计考虑欠周，造成塌坝时间过长（超过4小时），使洪水宣泄不畅，造成次生灾害；建议设计时放大排水管直径； 25为鱼留下通道（已成为欧盟法律） 26北京永定河4米落差分成8个小跌水 277，生态水簸箕1，卵石或砾石厚100cm2，排水板厚5mm3，无纺土工布一层4，基底夯实无沙混凝土墩 28传统水簸箕 29生态水簸箕（德国慕尼黑奥运公园1972年） 30生态雨水口、水簸箕（柏林） 31生态水箥箕 32雨水管出口 33生态雨水管入河断面 34卵石渗滤槽（维也纳） 35雨落管卵石散水德国勃兰登堡2002年 368，关于睡堤（隐堤）将混凝土或浆砌块石的护岸隐藏起来，是河道生态修复的一个办法；北京在2007年对潮白河、凉水河的成功改造是一个好案例；欧盟也在推介这种办法；方法有：1，直接用生态毯覆盖；2，在硬质护坡上覆土种草；3，将护岸改成心墙； 37在硬质护岸上直接用生态毯覆盖 38改成心墙睡堤 39硬质护岸常水位以上覆土种草堤底加固河岸生态覆盖技术 40充填及覆土作业硬质护坡 41喷一层混有草籽的泥土 42铺盖草帘(草席或黄麻袋) 43初期发芽全景(施工后2个月) 44施工后4个月后 45新岸坡 46 47北京凉水河 48将混凝土板掩埋起来（睡堤）睡堤唤醒后 49结语今天总结了在河流生态整治工程中一些不尽如人意的细部，也宣传了一些经典案例。一条十几公里长的永定河局部治理工程，设计院画了约500张图纸。相比有的河道整治工程大约只有图纸不到50张，所差之处在于细部。耽误了大家时间，谢谢！邮址：zhuchendong831@sina.com