谈谈黄土高原峡谷小城的水景观打造

──结合某流域综合整治PPP项目案例

关键词：黄土高原 峡谷小城 水景观

一、项目背景

随着退耕还林政策的深入落实，很多城市开始退耕还林。天蓝了，山青了，然而由于黄土高原湿陷性黄土的特性（土质疏松、含沙多），只要降雨，山上的泥沙总是随水而下，水绿问题始终是当地人的梦想。

为实现梦想，某市通过PPP模式向社会资本方招标。通过实地考察，了解到：

该项目地处黄土高原，山高沟深。主河道狭而深，穿城而过。受地形的限制，各种管道均埋在河床的滩地上。污水成半自流状态排入河滩埋设的管道内，因经常堵塞，污水溢出后直接流入河槽。

在枯水季节，河水成一线细流沿深泓流淌，深泓之外是杂草、垃圾、污水，一派脏、乱、差、臭。

到了汛期，由于山高谷深岸陡，加上黄土松软的特性，常常携泥而下，危及堤防及居民安全。洪水过后，滩地上因杂草丛生，往往淤积厚厚的一层泥土。

经查阅相关水文资料，得知当地枯水期多年平均流量为1.92m3/s，2017年最小枯水流量1.05m3/s；汛期多年平均洪水流量为24.01m3/s，1994年最大洪峰流量7001m3/s；多年平均悬移质含沙量为422.9kg/m3，主要集中在汛期，7~8月占81.3%。

经分析，得出结论：要想打造水景观，改善水环境，首先必须解决四个问题：水少、水多、水浑、水脏。以下将分4节逐一破解。

二、建坝蓄水解决“水少”问题

当地多年平均流量为3.6m3/s，枯水期也有1.92m3/s，因此建坝蓄水完全可以解决水少的问题。那么，建什么样的坝合适呢？

1、坝种选择

拦河建坝主要分以下几种类型：

由于当地河流含沙量大，因此，采用活动坝。

而活动坝又有多种，选择什么样的坝型更好呢？这需要考虑四个方面的因素：1）防洪能力；2）景观效果；3）便于维修管理；4）经济实用（考虑纵坡大小）。

一般情况下，纵坡相对较小的平缓河流选择橡胶坝或气动盾形闸坝（简称气盾坝）较好，充水时间短，水头不大，经济且易操作。尤其像橡胶坝美观大气，颇受设计师欢迎。

橡胶坝实例

纵坡较大的峡谷陡峭河流选择翻转钢坝或液压钢坝比较合适。因为这类坝蓄水较深，汛期塌坝快，易于操作，可以减少坝的数量。考虑到当地纵向坡降为2.4‰，坡度较大，且河谷狭窄，河床仅59~82m宽，河床之外是狭长的街道，城市背山面水，沿河而建，城后为高山，山高出河谷达200m之多，从而选择液压钢坝。

翻转式钢坝实例

2、建坝数量选择

该项目长约3.5km，高差近8m。由于河两侧雨、污水排放口均较低，蓄水过高不利雨污水排放，且易淹没滨河道路，因此，河道宜分段设水体。经分析拟在主河道建4座液压坝，其中第一个坝为拦沙坝，坝前主要蓄浑水以净化，其余三个为景观坝，打造三段水体，液压坝坝高选择为4m。这样坝前蓄水深度达4m，坝下（水体尾部）蓄水不低于1.0m，保证了尾部不祼露。

3、计算充水时间和取水流量

拟打造的水体总容量为50万m3。为使蓄水的同时，河道不断流，拟取总流量的2/3。这样在保证率为75%的情况下充水蓄满时间经计算为4.5天。

三、活动坝解决汛期“水多”问题

所谓水多问题，就是要解决汛期的过洪问题，即防洪。

1、汛期的处理

拦河建坝能拦蓄水，但由于蓄水占了河床体积，建坝缩小了行洪面积，因此过洪能力会减少。根据水利部《关于加强洪水影响评价管理工作的通知》规定，建坝前需要提供洪水影响评价 告。为减少汛期带来的压力，拦河坝在汛期要能及时“撤除”，而活动坝正好可以解决这个问题。汛期根据流量情况，从下游开始将坝逐个塌下。钢坝由一个个钢片组成，可根据流量情况分片或全部塌下。

液压钢坝实例

2、防洪标准

为了不降低原有防洪标准，除了在汛期塌坝外，还需测算洪水影响以复核防洪标准。若原有堤防的标准不足，则需采取提高措施。一般采取加固加高、增设玻璃钢防浪墙、河道清理下挖等措施。

增设钢化玻璃防浪墙的实例

四、建堰坝、排沙廊道或排沙箱涵解决“水浑”问题

水浑问题，主要包括两方面：水中含沙问题和含沙水流排放问题。

1、水景观的水需要清澈透明，因此含沙水要除去沙。若蓄水期来水量不大，建淤地坝容易造成河道断流，这时可以选择在上游河床上建低矮的堰坝，以形成一定的湿地，种植水生植物净化河水。水过滤后部分水流引入第一个坝前库蓄积净化，待变清后再引入景观池内；另一部分水流（也就是2/3的水流量）从专道排入下流。

2、水景观蓄好水后，从上游分流下来的浑水是需要有通道排放的，这部分水流不能与景观水相混，否则景观水就不清了。

3、如何设置通道

有两种方法：一种是平面分流法；另一种是立体分流法。

1）所谓平面分流法就是将景观水体与浑水通道在平面上分开，设专门的排沙廊道，将清水与浑水用导流墙隔开，做到泾渭分明。像这样的案例有志丹县城、庆城县城。平面分流法的优点：便于检修、清淤。缺点：影响景观效果。这种方法适合河床相对平坦，河道较宽，流量较大、流速较小的情况。本项目河谷狭窄，如采用该方法则有效水景观面积会变得狭小，影响景观效果，同时中间建一导流墙也影响防洪效果，因此该方法对当地而言不是好的解决办法。

2）既然平面分流法不是本项目好的解决方法，那么是否可以立体分流呢？立体分流法就是将景观清水体与向下分流的浑水上下分开，即浑水走下面，清水走（蓄）上面。设排沙箱涵埋于河床蓄水面下，使浑水不见于眼。排沙廊道或箱涵尽量沿现有深泓线走，靠近一侧或两侧。为不使河两岸雨洪水直接流入景观水内，还设置承接两侧雨洪水下河的接口。对于河床狭窄，纵坡较大的地段，采用该方法能保持较大的水体；同时隐蔽了浑水，目之所及尽是绿水；而且由于排浑箱涵埋于土下，不减少过水断面，从而不影响防洪标准。

4、检修与防淤

为便于检修，拟建的排浑（排沙）箱涵设计尺寸以机械能进出为标准，尺寸选择为3*5，同时每隔一段距离设检修节制闸一座，目的便于检修，同时每隔一定时间开始关闸蓄水，待水蓄到一定程度，再开闸放水，利用压力水冲洗下游箱涵的淤沙。为不致于产生较多的泥沙淤积，箱涵做成U字型结构，表面用砼表浆压光，减少糙率，纵坡保持与河床纵坡一致。为确保万无一失，我们根据河道形状、纵横坡比降、糙率、含沙量等参数做了一个水工模型，测定了淤积情况，得到结果是：不产生淤积。而现场我们也观察了河床深泓情况：深泓线横向相对稳定而纵向一直是向下切，即枯水期河床没有淤积而是冲刷。因而同样纵坡的箱涵也不存在淤积了。也就是说检修和防淤问题都能解决了，因此该方法对当地来说是行之有效的。

某项目清浑分流（平面分流）

5、支流水排放问题

本项目要打造的景观水体长达3.5公里，这段长的河道还有支流，那么支流的浑水和污水如何让其不入景观水体呢？我们在支流上同样做排沙箱涵和排污涵，将支流箱涵与主河道箱涵相接，使支流浑水流入排沙箱涵。在接入口上游亦做一液压钢坝，并设导流墙，将浑水导入箱涵。这样支流水接入问题就解决了。

五、接污纳管（箱）解决“水脏”问题

所谓解决水脏问题，也就是指污水排放的问题。

1、最佳解决方案

将污水管道接入两岸街道排污管，直通污水处理厂，而不走河滩。比如志丹县城的河道两侧建有砌石挡土墙护岸，挡土墙内侧填土修路，路下埋有排污管，排污管通向污水处理厂。

2、排污管道埋在河滩地的解决办法

并不是所有场合均能采用最佳解决方法。对于两岸街道已建好、不便于直接的情况该怎么办？如果剖街重新埋管，则交通断绝、必然造成堵车。从经济、交通等多方面考虑，该方案难以实施。

遇此类情况时，可在河床两侧各建一条排污箱涵，将两岸污水管接入箱涵内，通过箱涵排至污水管理厂进行净化处理。在较宽的支流上同样做排污箱涵，与主河道箱涵相接；较窄的支流选择直接将排污管接入主河道排污涵。该方法确保了污水不下景观水体，同时雨污实行了有效分流。

3、防淤积措施

为防淤积，箱涵底部可设置D=400的流槽，表面压光。同时为便于检修，将箱涵净尺寸做成1.5*2.5m，同时增设检修孔，以便于检修。在拦水坝处做节制闸，设导流引水涵。景观水需要排放时，开启闸门，利用放水冲洗箱涵，清去淤积。

某项目清、污、浑分流设计图（立体分流）

六、结束语

水景观工程是集防洪、水环境治理、市政景观等于一体的综合性工程。对于在黄土高原的狭谷小镇打造景观水体，按上述方法解决好水少、水多、水浑、水脏四个问题，景观水体也就迎刃而解了。景观水体打造的方法众多，在不同场合可以灵活运用，为PPP项目的设计及后续施工选择合适的方案，用最经济、合理的方案打造最佳效果！

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