[发明专利]一种适用于山溪性河道的双层河道结构

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程领域，尤其是涉及一种适用于山溪性河道的双层河道结构。

背景技术

自然的河流有着丰富多样的河势、断面以及动态的变化趋势。传统的河道治理理论是基于水力学的最佳水力半径的概念，用最经济断面输送最大流量。出于人类防洪、灌溉、航运、发电、土地利用等的需要，人类利用堤防体系将河流固定在堤防之间，利用裁弯取直工程将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流或人工河网；出于改善水动力学条件以及方便维护等目的，自然河流的复杂断面形状规则化成梯形、矩形及弧形等规则几何断面；出于安全考虑，重要河段利用混凝土、砌石等硬质材料进行衬砌，造成河床材料的硬质化。

城市河道断面一般有矩形断面、梯形断面、复合式断面等型式。

（1）矩形断面：工程占地少，渠道宽度受限制时可以实现行洪断面最大化。适用工程用地紧缺、施工空间受到限制的地区。两岸多为直立式挡墙结构，对基础要求较高。常用的材料有浆砌石或混凝土，工程耐久性好。当渠道采用同样材料护底时，俗称“三面光”，利于渠底清淤及管理，但不利于景观及渠道系统的生态循环。矩形断面也可采用U型钢筋混凝土结构，具有整体性好等优点，但造价较高，施工技术要求高，尤其渠道断面较宽时，其造价指标高，不够经济。

（2）梯形断面：梯形断面的河道两岸适当放坡，工程占地较矩形断面大。岸墙（岸坡）采用传统的浆砌石护坡、混凝土护坡时，同样具有较好的工程耐久性。近年，随着环境与生态的要求，很多渠道采用生态材料护坡，具有一定的景观和生态效果，但材料糙率较混凝土材料高，两者同截面情况下，混凝土光面行洪较为有利。梯形断面要留足马道宽度，并采用草坪缓坡或错落有序的毛石堆砌等方式以达到亲水要求。设计时允许小洪水淹没某些岸边设施，使河道的常水位尽量贴近平台，让人能走到水边则更好，长时间保持一定水深，洪水来时让其上滩。

（3）复式断面：复式断面适用于河滩开阔的山溪性河道。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。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，开发不同功能。如滩地较阔宽，一般可开发高尔夫球场、足球场等大型或综合运动场；河滩相对较窄，可修建小型野外活动场所、河滨公园或辅助道路等。河滩的合理开发利用，既能充分发挥河滩的功能，又不因围滩而抬高洪水位，加重两岸的防洪压力。

城市河道整治应与水环境治理相结合，在断面设计与绿化河岸时，应突出亲水生态，打造"安全、景观、休闲"的水环境，使河道整治工程与两岸景观融为一体，与城市文化、风格、历史、人文相协调，提高城镇的品位，改善人们居住的环境。但由于用地限制以及两岸建筑密集、拆迁困难等因素限制，城市河道一般采用矩形断面。尤其是山溪性河道，洪水暴涨暴落，为保证洪水期的防洪安全，河道一般为深窄型，驳岸顶离河底高差较大．需设置护栏等保护措施，河道的亲水效果一般不佳。同时，此类河道枯水期流量小，河道基流小，也影响河道水生态。

总结目前深窄型城市河道的设计，其生态性一般有以下几种做法：（1）护岸顶部垂挂绿化；（2）护岸表面防护材料采用条石、块石或者多孔材料，突出景观或生态效果；（3）河道底部设置低矮的雍水堰，保持枯水期水面。以上三种做法从工程技术上均易实现，其中，顶部垂挂绿化和护岸表面景观化应用最广泛；护岸多孔材料在以往实践中也研发了许多新型材料和技术，如绿化混凝土、生态袋、生态石笼、混凝土砌块、固化土种植基等等。这些材料和技术有助于解决河流沿岸的坡面绿化和水土保持问题，然而在驳岸流态多样性的塑造方面效果不明显，受制于枯水期水量小，也很难满足为水生动物（如鱼、虾等）提供良好的栖息环境和繁衍空间的基本要求；雍水堰也研发了多种型式，目前最常用的是和景观相结合。

但无论哪种处理方式，受制于深窄型河道断面的现实，其亲水性均不理想，河道无法满足市民亲水需要，因此，城市深窄型河道的亲水性问题还是业界重大难题，亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于，为了克服现有深窄型河道不能很好地解决亲水性的问题，提供一种适用于山溪性河道的双层河道结构，下层暗河满足洪水期泄洪、排涝要求，上层明河满足枯水期亲水、休闲娱乐和景观要求，是一种能提高河道两岸景观环境、生活品味的双层河道结构。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：