一种适用于缺水城市季节性河流的双层河道的制作方法

本发明涉及水利水电工程，尤其涉及一种适用于缺水城市季节性河流的双层河道。

背景技术：

1、

2、城市水系在行洪排涝、保护城市安全方面发挥重要作用。断面形式按形状主要划分为矩形、梯形和二层台结构。而水量季节性差异较大的河道大部分为深水槽形式，这就直接导致了枯水期深水槽、二层台河道水面窄，水面深，亲水性差，矩形、梯形断面河道断流，生态景观效果极差。

3、具体地，矩形断面的河道两岸多为直立式挡墙结构，常用浆砌石或混凝土打造，工程耐久性好，工程占地较小，适用于用地紧张的城区河段，大部分为“三面光”，利于清淤及管理，但不利于城市生态环境及景观营造和维护；梯形断面的河道相对于矩形断面，河道两岸适当放坡，工程占地较大，随着环境和生态的要求，岸坡从传统的浆砌石护坡、混凝土护坡为主逐渐变为生态材料护坡，具有一定的景观和生态效果，通常在设计时允许小洪水淹没部分滨岸，为提高平枯水期河道亲水性，长时间保持一定水深，洪水来时让其上滩；复式断面的河道是在梯形或矩形断面中间增加一个二级平台或多级平台，其断面形式灵活多变，既可以保证行洪又可以为河道景观提供空间，使河道更为壮观，立体感、层次感更强，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，但是，复式断面占地相对较大，适用于蓝线较宽河段。

4、城区河道为了达到防洪排涝标准要求，尤其是降雨年际年内分布差异较大的北方缺水城市，最突出的特点是年内大部分时间天然径流量小，导致河道水量小、水面深，甚至断流，只能靠补水维持基流，而暴雨期间河道水位暴涨。受用地限制，河道通常采用各种形式的深水槽端面，驳岸顶离河底高差较大，常水位期间河道亲水效果一般不佳。

5、近年来人们逐渐意识到城市河道不仅是城市主要防洪排涝通道，也是区域生态环境的重要载体，更是城市生态景观以及滨岸人文历史与土地价值等的承载者。如何使城市季节性河道在一年四季保持水量适宜、水质达标，尤其是水资源短缺、降雨年内分布不均地区城市如何实现常年流水，流水常清，水清岸绿，鱼翔浅底，一直是各地城市建设者努力的方向。

6、随着安全生态水利的提出，双层河道已在国内部分城市得到了一定的实践。目前采用的双层河道主要有两种类型：

7、1)适用于山溪性河道的箱涵式双层河道，包括上层明河和设置在上层明河下方的下层暗河，上层明河和下层暗河彼此相互隔开，上层明河和下层暗河的流向相同。在结构上，下层暗河采用箱涵式结构，上层明河以下层暗河的箱涵式顶部作为底板，下层暗河采用现浇混凝土箱涵式结构，通过在箱涵顶部设置混凝土挡墙形成上层明河。上层明河底板延伸出下层暗河箱涵顶部的部分设置土工膜防渗结构，驳岸采用混凝土挡墙或其他具备防渗功能的形式。

8、箱涵式下层暗河为单孔、双孔或多孔结构，以基坑围护桩为基础设置基坑围护的桩挡墙，并以基坑围护的桩挡墙作为侧墙，下层暗河的顶板采用梁板结构，上层明河以下层暗河的顶部梁板作为底板。下层暗河的侧墙设置雨水管开孔，用于接纳沿线雨水管网保证水排泄通畅。下层暗河将两侧侧墙和基坑支护结构相结合，在用地局促或者两岸建筑需要保护的地段，有利于缩窄施工开挖面，减少两岸占地，节约工程投资，加快施工进度，保证施工期两岸安全。

9、上层明河根据用地大小和垂直水流方向缩小会扩大亲水水域范围形成蜿蜒曲折的上层明河，枯水期时上层明河来水在河道上游适当的地方筑堰引水即可；下层暗河内部的截面呈矩形，上层明河的截面呈矩形；上层明河用于满足生态景观绿化和游人亲水戏水的要求，下层暗河的内部空间用于为洪水期宣泄洪水提供过流空间。下层暗河用于满足设计标准的洪水为目的，布置一般较为平顺，以满足水流流态要求。

10、但此类型双层河道相对其他形式断面河道建设工期较长，且下层暗河清淤难度较大，不利于运维。

11、2)适用于河道边坡治理的双层河道，包括并列铺设的主河道和副河道，副河道位于主河道一侧且副河道的河底高度高于主河道的河底高度，副河道上铺设有亲水平台，副河道远离所述主河道的一侧设有高于所述副河道的行人路面。在平时降雨量较小、上游蓄水时期或干旱时期时，较少量的河水仅从主河道中流过，人们可在副河道上的清水平台进行散步观赏，具有较好的观赏体验；在降雨量较大、汛期或泄洪时期，大量的河水漫过副河道以增大河道的泄水通量，从而增强河道的防洪、泄洪能力。人们在不同时期选择亲水平台或行人路面进行散步观赏活动，使河道既具有良好的防洪能力，也不妨碍人们正常的休闲活动，实用性更好。

12、副河道由下至上依次包括基土层、砂石渗透层和透水面层，具有良好的透水性，副河道表面的河水可快速渗透至地下，从而使亲水平台快速风干，便于人们散步娱乐使用。

13、双层河道还包括砌石挡墙和护坡本体，砌石挡墙设于主河道和副河道之间且副河道的河底与砌石挡墙的顶面齐平，用于稳固副河道靠近主河道一侧的边坡结构，使副河道不易坍塌，从而提高亲水平台的安装基础稳定性。护坡本体设于主河道远离副河道的一侧及副河道与行人路面之间，对主河道和副河道相互远离的一侧进行边坡支护，实现对整个河道的全面支护加固，整个河道结构更加稳固，防洪、耐河水冲击性更好。砌石挡墙中埋设若干渗水管，渗水管一端连通砂石渗透层，另一端倾斜向下延伸至主河道。渗水管可将副河道中的渗透水引流至主河道，使副河道退水之后渗透进副河道的河水可以快速流入主河道中，降低平时副河道中的蓄水量，进而提高副河道的结构强度，提高亲水平台安全性。

14、但此类型双层河道本质上仍是复式河道，无法解决季节性河道旱季生态景观效果和亲水性差的局面。

15、综上所述，目前各类河道断面设计在缺水城市季节性河道中的应用，主要存在以下问题：(1)单层河道(矩形、梯形、复式)由于河道水量年内年际分布不均，大部分只能设计为深水槽河道，降低了河道在枯水期、平水期的亲水性和生态景观效果，降低了城市滨水空间的宜居性；(2)箱涵式双层河道可以实现枯水期上层河道保持一定水量和生态景观效果，但是总体工期长、费用高、下层河道清淤难度大、雨水资源无法有效收集利用。因此，缺水城市季节性河道如何在较低建设运维成本的情况下的实现水量与生态环境之间的平衡，一直是业界难题，亟待解决。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种适用于缺水城市季节性河流的双层河道，以解决单层河道(矩形、梯形、复式)和箱涵式双层河道应用在缺水城市季节性河道中时存在的问题。

2、本发明解决技术问题采用如下技术方案：

3、一种适用于缺水城市季节性河流的双层河道，包括主河道、溢流井、弃流井、雨水管和截污干线；

4、所述主河道的两端分别与现有河道连接，并包括上层河道和下层河道，所述上层河道和下层河道通过河道分隔板进行分隔；所述溢流井设置在主河道两侧的河岸上，并分别与上层河道和下层河道连通；所述弃流井设置在主河道两侧的河岸上，并与溢流井连通；所述雨水管与弃流井连通；所述截污干线设置在主河道的两侧，并与弃流井连通。

5、进一步，所述溢流井的井壁上设置有第一通孔和第二通孔，所述上层河道通过第一通孔与溢流井连通，所述下层河道通过第二通孔与溢流井连通；所述下层河道的底部由两边向中间放坡，且底部中间开设有沉泥槽。

6、进一步，所述主河道包括起端和末端，所述起端与现有河道连接处设置有橡皮坝，所述末端与现有河道连接处设置有水闸。

7、进一步，所述主河道末端的沉泥槽还设置有排泥泵，所述排泥泵通过管道与截污干线连接。

8、进一步，所述主河道末端设置有河水溢流管，所述主河道末端的河岸上设置有地下水池和清水池，所述河水溢流管一端与下层河道连接，另一端与地下水池连接，下层河道中的河水通过河水溢流管流入地下水池内，经一体化水处理设备进行处理后排至清水池内，清水池中处理后的河水经水泵加压后，沿回水管输送至主河道起端的上层河道中。

9、本发明具有如下有益效果：本发明的双层河道中，上层河道采用浅宽式河道方案，达到了减少生态用水和兼顾景观的效果，能够服务于非汛期的城市景观和市民休闲，下层河道用于汛期行洪排涝；通过截污干线、沉泥槽和污泥泵定期对污泥进行清理，提高了下层河道的排泥能力，降低运维成本；通过弃流井的设置，能够实现初期雨水的弃流；通过河水溢流管的设置，能够实现河水资源高效利用与时空配置。