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      云南省鎮康縣南傘河水生態綜合治理關鍵技術研究

      發布時間:2020-12-03 09:55所屬分類:生態學加入收藏

      摘要:云南省鎮康縣開展了南傘河水生態綜合治理工程,通過河道治理、截排污、景觀提升等綜合治理措施,打造河暢、水清、岸綠、景美的南傘河。對綜

        摘要:云南省鎮康縣開展了南傘河水生態綜合治理工程,通過河道治理、截排污、景觀提升等綜合治理措施,打造“河暢、水清、岸綠、景美”的南傘河。對綜合治理措施中涉及的大跨度景觀壩軟基處理和結構設計、城區段河道清淤方法、河湖連通和水體置換關鍵技術問題進行了重點分析和研究,并成功運用于工程的相關設計和施工中。南傘河水生態綜合治理工程的完成,徹底改善了鎮康縣城的水環境和人居環境,取得了較好的社會效益及生態效益。南傘河的水生態綜合治理經驗對類似城區段河道水生態綜合治理具有一定的借鑒意義。

        關鍵詞:水生態綜合治理;景觀壩;河道清淤;河湖連通;南傘河;云南省

      生態學報

        長期以來,隨著我國社會經濟和城鎮化的快速發展,城市河道出現水資源短缺和水質惡化等一系列問題。因此,需要從源頭上扭轉城市河道水生態環境惡化的趨勢,使傳統水利向生態水利轉變,在更深層次推進水生態文明建設,促進人水和諧,保證城市可持續發展。

        河道作為城市水生態綜合治理的核心,國內外研究學者對此進行過很多深入研究,取得了豐富的研究成果[1-7],并成功應用于實踐。本文主要對云南省鎮康縣南傘河水生態綜合治理措施進行探討和研究。

        1 南傘河水生態綜合治理措施

        鎮康縣地處云南省西南部、臨滄市西部,縣城駐地南傘鎮為國家2類口岸,距臨滄市242 km,距昆明678 km。南傘河屬怒江水系的南汀河流域,發源于南傘鎮西南山區,干流長17.3 km,徑流面積80.3km2,地處巖溶地區,上游為南傘水庫,自縣城北邊人城后繞鎮康縣城東南邊山腳進入緬甸。

        南傘河水生態的現狀及存在的主要問題如下:①南傘河上游植被覆蓋較差,水土流失嚴重,存在河道淤積問題;②河道存在落水洞,在枯期易出現河道斷流;③老城區兩岸截排污系統不完善,污水廢水直排人河,造成水污染,枯期水濁;④景觀方面,水系形態、景觀步道形態、兩側綠地功能、植物品種和色彩等較為單一,主題文化和景觀配套設施缺失。

        基于河道現狀及存在的問題,南傘河水生態綜合治理措施主要包括:①對南傘河城區段河道樁號k1+260 -k4+891河道清淤,上善湖和知行湖新增漿砌石堤岸,知行湖落水洞改造成六邊形落水洞溢流堰,達到“河暢”效果。②完善南傘河老城區段截排污管網系統,右岸南傘鎮人民政府旁至民族街之間新增鋪設DN500預制混凝土管600 m,污水最終排至污水處理廠,處理達標后排放,達到“水清”效果;新建景觀壩和鋼壩,對水體曝氣補氧,并在河道中形成大水面;融人鎮康當地的民族歷史文化,打造“同心湖、上善湖、知行湖”3個人工湖水景觀,同時進行同心湖至堅果園之間河道兩側的綠化、亮化和健康步道拓寬工程以及堅果園工程,達到“岸綠、景美”效果,整體提升縣城景觀。③加強水管理和水資源保護,推行河長制,搭建河長制信息化系統平臺。南傘河城區段水生態文明建設平面布置見圖1。

        2 南傘河水生態綜合治理關鍵問題

        在水生態綜合治理措施中,大跨度景觀壩軟基處理和結構設計、城區河道清淤方法、河湖連通和水體置換是工程實施的難點及重點,本文對其進行了詳細探討和分析。

        2.1 大跨度景觀壩基礎處理和結構設計

        鋼壩主要由土建部分、底軸、鋼閘門和驅動裝置等組成[8-9],適用于河道寬(5~ 100 m)而水頭差比較小(1~6 m)的工況,鋼壩臥壩排洪,立壩蓄水,頂部溢流時可形成人工瀑布。景觀壩是在鋼壩的頂部位置設置噴水裝置,形成噴泉效果,再結合燈光、音樂裝置,使其具有蓄水防洪和水利風景區功能。作為一種正在推廣和運用的新壩型,景觀壩結構設計還缺乏相應的設計規程和規范。

        在同心湖布置一座40.0 mx1.5 m(寬×高)的景觀壩,打造同心湖水景觀,景觀設計總面積為13 392 m2,水體面積為5 442 m2。根據地質勘探及鉆孔資料,景觀壩軸線位置的河床及漫灘堆積物以沖洪積層為主,少量人工填土。基礎大部分為沖洪積層的淤泥質黏土(Qalp-1)和沖洪積層的含礫黏土(Qalp-3);下伏基巖為永德組(P.y)黃綠、褐黃色基性侵入巖(X),為灰綠色煌斑巖,埋深6.7~13.8 m。淤泥質黏土地基承載力特征值為50~ 70 kPa,含礫黏土地基承載力特征值為70~ 90 kPa。

        通過查閱相關文獻并借鑒已實施項目工程經驗,國內單跨超過35 m的鋼壩,地基為軟基,均采用樁基或復合地基處理,同時參考SL 265-2016《水閘設計規范》,閘室段混凝土底板在土基的分段長度不宜超過35 m。景觀壩閘門單跨40 m,跨度較大,閘室底板平均厚度為1.46 m,基礎為淤泥質黏土和含礫質黏土,基礎較差。由于距汛期只有3個月,施工工期緊。金結生產廠家提出閘室兩端不均勻沉降不宜超過10 mm,否則,基礎不均勻沉降過大將會導致鉸座卡死底軸,閘門無法正常啟閉。經過計算,蓄水正常運行工況下,景觀壩基礎平均基底壓應力為57.34 kPa,基礎底部清除淤泥質黏土后地基承載力可滿足要求。若閘室底板設置結構縫,采用樁基處理至基巖,閘室基礎的不均勻沉降較小,可滿足要求,但施工工期較長,汛前工程不能完工,汛期將會影響整個工程的安全。結合現場實際情況,為防止地基的不均勻沉降導致底板設置結構縫后出現景觀壩底軸不能正常運行的問題,寬48.4 m的底板順水流方向不設置結構縫,同時閘室段基礎處理方式為清除底板以下淤泥,采用厚2m大塊石換填,石渣嵌縫,分層碾壓密實處理,碾壓采用20 t單鋼輪震動壓路機,來回碾壓8遍。進行碾壓沉降觀測和地基承載力試驗,第8遍碾壓后沉降差小于2mm,經輕型動力觸探檢測地基承載力為196 kPa,可滿足相關設計要求。景觀壩軸線剖面見圖2。南傘河大跨度景觀壩基礎采用大塊石碾壓密實和閘室底板不設置結構縫處理,節省了大量投資并縮短了基礎處理工期,3個月即完成了景觀壩的土建部分施工和金屬、電氣等設備安裝,閘室混凝土底板也未出現明顯裂縫。安裝調試后,經過9個月運行,景觀壩閘門啟閉正常,景觀效果較好。

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