城市道桥与防洪２０１２年１２月第１２期摘要：鉴于传统河道整治通常功能单一、仅以城市防洪排涝为目的，不能适应现代城市发展的需要，该文提出了新的设计理念：如何治理城市河道？如何提高河道整治工程的综合效益？并对河道治理过程中的河道平面、断面与护岸设计提出了一些想法，以期为当前蓬勃开展的城市河道综合整治提供借鉴和参考。
关键词：城市河道，设计理念，多功能，复式断面，护岸设计中图分类号：ＴＶ８６１文献标识码：Ｂ文章编号：１００９－７７１６（２０１２）１２－０１１４－０３收稿日期：２０１２－０７－１８作者简介：许朴（１９８２－），男，江苏常熟人，工程师，从事城市河道水工结构设计工作。
许朴１，田爱平２（１．上海市政设计研究总院（集团）有限公司，上海２０００９２；２．上海市堤防（泵闸）设施管理处，上海２０００５０）现代城市河道治理设计理念浅析0前言河流、湖泊孕育了城市文明，滨水区已成为城市最为宝贵的资源。
随着城市化进程的加快，城市建设挤占河道，使河道空间减小，水域缩窄，行洪排涝能力降低；而工业污水和生活污水处理的滞后，又致使大量污水进入河道，水质普遍恶化。
同时，城市化也使地表径流量增加，洪涝灾害频发。
为了抵御这些灾害，传统做法是加高加厚堤防护岸，修筑混凝土河床和浆砌石岸墙来加大河道过流能力并隔离污水渗透；有时还采取“裁弯取直”的办法疏浚河道，以增加河道的行洪能力。
可是渠道化的河道也有很多问题：河道的生态环境多样性丧失、生物的生存条件被破坏、地下水与地表水的交换通道被阻断、大大削弱了河道生态自然修复功能等。
因此，如何治理城市河道，使其既满足城市的防洪排涝、排污要求，又保护美化环境，最大程度地发挥工程的综合效益，是现今工程设计人员面临的又一新课题。
1河道治理设计新理念现代城市河道治理须改变过去工程水利的传统观念，建立生态水利河道治理的设计理念，即在满足防洪排涝、排污、通航等多种功能的前提下，以“安全、生态、景观”为设计目标，建设集多功能为一体的城市河流，从而营造一个生态、舒适、优美的滨水生活环境。
其主要设计理念如下［１］［２］。
1.1功能理念满足城市河道防洪、排涝、航运等的基本功能，同时保护、美化周边环境，最大程度地发挥工程的综合效益。
1.2生态理念充分顺应自然的水生态环境，合理设置河道平面与断面及两岸截污系统，维持区域内的生态完整性，与自然环境达到有机结合，创造舒适、优美的滨水绿化空间。
1.3以人为本理念建立点、线、面相结合的城市绿地系统及河道水生态系统，建造城市特色滨水景观带，为周边市民提供适宜的休闲娱乐场所。
1.4蓄洪涵水理念蜿蜒曲折的河道形态、植被茂密的河岸、起伏多变的河床，都有利于减低河水流速，消减洪水的破坏能力。
河流两侧的自然湿地调节河水之丰俭，缓解旱涝之灾害。
而设计过程中用百年一遇的标准，高筑防洪堤坝，裁弯取直，结果只能适得其反，洪水的破坏力被强化。
1.5文化理念传统文化是现代社会文明发展的基础，设计力求将现代理念与地域文化完美融合。
2河道治理工程设计河道治理新的设计理念，强调工程顺应自然生态，河道断面力求规整天然河道，河道底部在满足防止洪水冲刷的条件下尽量采用天然河床，两侧边坡则依河道水力条件采用天然或仿天然材料辅以耐水、耐冲刷植物，充分体现人与自然和谐统一。
因此，在进行实际的河道设计的时候，首先要找出设计河道本身存在的问题，明确治理目标，其次要根据现有河道的地形地貌及周边环境的地理优势，采用合理的总体布局，选取合理的河道平面走向、设计适宜的河道纵横断面，最后对河道进行护岸和景观的设计。
2.1河道治理平面设计河道平面设计主要为河道中心线、河道岸边蓝线的确定，其受河流现状、水流动力、周围环境和社会发展需求等诸因素影响。
故河道轴线布置的防洪排水１１４２０１２年１２月第１２期城市道桥与防洪可变性和自由度均较小。
河道宽度控制线是按水利计算由河道的过流能力确定的，其受城市规划和工程投资控制，可变性和自由度也不大。
因此，河道中心线与宽度控制线很容易形成平行直线组合，使人感觉单调乏味。
而合理利用规划河道宽度控制线与规划河道管理范围控制线之间的空间，形成沿河岸开放空间的浅水区域，形成松弛有度的水边线，可能产生更好的效果：（１）浅水区水面与河道主槽河面是一体的，表面上没有分隔，故会给人产生宽阔的水面感觉。
（２）在浅水区域上，可根据需要适当布置人们休闲嬉水的小景，如水上平台、九曲桥、观水亭、沙滩嬉水等。
（３）浅水区的存在可修饰整条河流，增强了河流自然美感。
2.2河道断面设计河道断面设计过程中充分注意河流两岸的生态环境景观建设。
在城市防洪规划中应遵循保持自然、回归自然的原则。
首先应根据防洪、排涝及通航要求进行设计，初步确定河道规模和断面型式，再依据环境景观的要求，进行适当的调整，经过多次反复最终确定河道的横断面型式。
根据不同功能要求设计不同的河道断面形式，主要分为四类：复式、梯形、矩形、双层等。
2.2.1复式断面枯水期流量小，水流归槽主河道。
洪水期流量大，允许洪水漫滩，过水断面大，洪水位低，通常无需修建体量较大的防洪堤。
枯水期可充分开发河滩的功能，根据河滩的宽度和地形、地势，结合当地实际，开发利用不同的功能，修建小型野外活动场所、河滨公园或辅助道路等。
2.2.2梯形断面河道的横断面为梯形，梯形断面结构简单，在满足泄洪要求的基础上由于坡度较缓，还有利于两栖动物的生存繁衍，有利于保护河道的生态多样性，同时也为城市居民在有限的生活空间中创造尽可能多的水趣，为居民在茶余饭后、散步休闲提供了极好的去处，满足人们的亲水要求。
2.2.3矩形断面河道的横断面为矩形，矩形断面最大的优点就是占地面积很小，通常在原有河道的基础上挖深就可以形成。
在枯水期、汛期水位变幅不大，全年各时期正常水位基本相同的河流上应用较为适合，但沿河护岸挡墙的体量往往较大，工程投资也最大。
2.2.4双层河道断面上层为明河，下层为暗河。
下层暗河主要用于泄洪、排涝；上层明河具有安全、休闲、亲水等功能，一般水深可以较浅，河中放养各种鱼类，河道可以设计蜿蜒曲折富有水趣，河道周边建造喷泉，凉亭等休闲配套设施供儿童溪水玩耍，老人健身运动等。
而随着城市面积不断扩大，硬质地区面积不断增加，城区雨洪量和峰值随之加大，且汇流时间却缩短。
要实现新增雨洪的安全排放，势必要扩大河道过流面积或加快过流速度。
而中心城区河道受相邻道路和建筑物限制，扩大河道宽度已经难以实施，为使雨洪过流畅通，保证城市防洪标准，唯一可采取的办法就是优化河道断面，本文认为复式断面是现代城市河道设计中应优先选择的断面型式。
2.3河道护岸设计生态护岸融合了现代水利工程学、环境学、生物学、生态学、美学等多个学科，以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，在考虑具有一定强度、安全性和耐久性的同时，充分考虑生态效果，把河堤由过去的混凝土人工建筑改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态的护岸［３］［４］。
作为一种新概念的河道护岸，在现代城市河道整治中被普遍使用。
2.3.1原生态护岸原生态护岸系指采用种植植被保护河岸、保持自然河岸特性的护岸。
通常以水生、湿生植物为主，乔灌混交以充分发挥各种植被的生长特性，并利用高低错落的空间和光照条件达到最佳郁闭效果。
同时利用护岸植物舒展而发达的根系稳固堤岸，增强其抵抗洪水、保护河堤的能力。
对于坡度缓或腹地大的河段，可以考虑采用原生态护岸来达到稳定河岸的目的。
2.3.2护坡式护岸传统河工学中，对于较陡的坡岸或冲蚀较严重的地段，通常采用天然石材、木材等具有一定的强度的材料保护坡脚，提高整个护岸的抗冲刷能力，发挥护岸的防洪效应；此外，木桩、石块间的缝隙也为水生植物留下了生长的空间，并为鱼、虾等水生动物提供了栖息的场所，但其耐久性较差。
而随着科学技术的发展，生态新型材料（如土工材料绿化网、植被型生态混凝土、水泥生态种植基、土壤固化剂等等）逐渐被应用于河道整治工程中。
其本质上与传统治河工所用材料基本相同，都可以避免不透水的硬质材料对水生生境的破坏，防洪排水１１５城市道桥与防洪２０１２年１２月第１２期台泵５ｍｉｎ的出水量设计。
泵房一般应采用机械格栅，并应设置螺旋输送机。
在该工程中考虑景观因素，在进水池体设置格栅破碎机，这种设计思路提升了泵站的景观效果。
泵站出水多采用并联管路出水或压力出水池出水两种方式，管路出水可节省泵房占地，但水泵出水流态较差，多适用于小流量泵站，管路上应设置止回阀、蝶阀、放气阀等设备。
5结语城市下穿地道排水系统是一项系统工程，涉及道路、排水、土建、电气及自控等多专业。
下穿地道排水系统的正常运行对保证区域交通通行安全至关重要，在建设前期的设计阶段应引起足够重视。
设计中要结合区域情况选择合理的设计参数，并对泵站选址、建造形式等进行多方案的比选以确定最优方案，保证地道排水的安全可靠。
参考文献［１］ＪＴＪ０１８－９７，公路排水设计规范［Ｓ］．［２］ＧＢ５００１４－２００６，室外排水设计规范［Ｓ］．［３］北京市市政工程设计研究总院．给水排水设计手册（第５册第二版）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００４：２１９－２２１．（上接第１０６页）且耐久性大大提高，但造价也相应升高。
因此，城市河道整治中可以根据工程实际情况和社会、环境综合效益选择应用，比如将护岸工程分为低水位以下和以上两部分，低水位以下可以采用混凝土或生态新型材料，传统类材料则较多应用于低水位甚至常水位以上部位，以求得工程投资最小的同时生态效益最大化。
2.3.3复式护岸由于防洪功能或水动力需要，许多河岸不得不采用非自然型护岸。
同时，城市化建成区河道的整治中最大困难在于土地的缺乏，征地拆迁成本过高也迫使许多河段收缩边坡或者采用直立式护岸。
直立式护岸最大的缺点是影响河道的自然生态功能，并且与城市景观和绿化生态不协调。
因此在进行河道整治设计时，应该同时采取各种生态景观设计措施，尽量弥补河道自然生态功能的损失，改善河道景观。
（１）采用复式断面，尽可能避免一墙到顶的直立式护岸形式，根据河道行洪控制断面要求，枯水位或常水位以下采用抛石或混凝土护岸，水位以上则通过斜坡应用生态材料布置绿化达到设计顶高程。
既达到了河道防洪要求，又为市民提供了更多接近水体的机会。
在空间许可的条件下，可以将低水位以下的断面做成蜿蜒有度的自然型河道，低水位以上可以用石砌或混凝土铺设硬质材料建成利于洪水通过的形式，通过台阶或坡道等连接成为日常休闲区和亲水区，洪水期则作为行洪区；如果空间有限不允许采用复式断面，则局部地段采用倾斜式或台阶式护岸，避免河道护岸形式的千篇一律。
（２）常水位以上可预留二级平台，布置亲水人行道。
二级平台以下常水位以上采用攀援植物进行垂直绿化，坡顶向下悬垂，坡底向上攀援，２～３ａ内覆盖整个断面，满足远期绿化效果，同时遮挡水泥等非自然景观。
