章文兵，占安安

（1.江西省修江水利电力勘察设计有限责任公司，江西 南昌 330008；2.江西省南昌市水利规划服务中心，江西 南昌 330009）

1 工程概况

根据《南昌市红谷滩新区九龙湖新城概念性规划》中的设计成果，此次整治的潼溪河位于潼溪河水系的中、上游段，潼溪河河道整治，整治长度为912.70 m；新建1#、2#景观坝闸，其中1#坝宽25 m，2#坝宽12 m；潼溪水库下游水渠疏通，疏通长度为700 m。

在《中国·南昌VR科创城规划及起步区控制性详细规划》中已对潼溪河水系的位置和走向进行了总体规划，并已通过政府的审批，此次设计的潼溪河水系整治工程的总体布置也是按上述要求进行总体布置的，同时也满足区域水利规划要求，并多次向红谷滩区政府汇报予以确定。

2 工程水文条件

2.1 气象条件

南昌市地处亚热带季风气候区，气候温暖，雨量充沛，四季分明，多年平均气温17.80℃，最低气温-9.90℃，最高气温43.20℃。年降雨量分配不均，每年3—6月份降雨量较集中，降水量占全年总量的51%，为丰水期；10 月至翌年2 月为少雨季节，为枯水期，降水量占总量的12.80%。

2.2 水文条件

潼溪河流域除受自身来水的影响外，下游区域还受流湖导托渠及赣江洪水的影响。对潼溪河中下游区域形成洪水威胁并造成洪涝灾害的洪水来源主要为赣江洪水、流湖导托渠洪水和流域自身洪水。潼溪河来水汇入流湖导托渠，下游河段受导托渠高水位的顶托影响。

3 水系整治工程设计

3.1 工程设计标准

根据《防洪标准》及有关文件精神，依据VR科创城区域经济社会发展状况与重要性并结合《南昌市城市防洪规划（修编）》对昌北城区防洪标准规划成果，确定科创城隶属于九龙湖片区，区域沿赣江堤防的防洪标准为100年；沿潼溪河与流湖河两岸区域的防洪标准以及河道整治标准为20年；区域治涝标准为20年。

3.1.1 河道整治设计标准

整治河道长约912.70 m，河道过流能力按20 年标准设计（最大过流流量约64.80 m3/s），按50 年标准预留（最大过流流量约88.60 m3/s）。

3.1.2 河道堤防（驳岸）设计标准

两岸堤防（驳岸）长约912.70 m，等级为4 级，沿线水工建筑物等级为4级。

3.1.3 中央湖体开挖

位于九龙大道西侧，规划面积约为15 hm2，最大蓄水量约37.50万m3，属小（2）型库区，环湖驳岸长1 942 m，等级为4级。

3.2 主要设计工程

3.2.1 潼溪河河道整治

3.2.1.1 线形选择

此次整治的夹河河道总长912.70 m，设计的潼溪河水系平面线形主要是依据城市规划部门在满足水利防洪排涝的要求上，结合城市景观要求，多次与当地政府汇报、修改后确定的最终平面线形，所以此次设计不再做平面位置和线形的比较。

3.2.1.2 河道总布置

此次整治的潼溪河河道处于潼溪河水系中、上游段，北起于铁路桥下规划R1 路，南止于V 谷大街桥下，东靠九龙大道，西临龙虎山大道，河道呈北南走势，总长912.70 m，河道断面形式本着生态、自然的原则，采用大缓坡的梯形复式断面。

3.2.1.3 河道断面的拟定

潼溪河河道用地范围（宽度在115～178 m 之间），同时考虑生态、自然的原则，经过与景观设计单位充分沟通，同时满足水利行洪要求，此次设计的河道断面形式采用大缓坡的梯形复式断面。底宽17～22 m，底高程27.90～25.24 m，河底纵坡1.50/1 000，主槽边坡为1：5，亲水平台高32.16～29.77 m，宽4.00 m，一级坡为1：5，堤顶高程为35.00 m（同道路高程）、32.00 m（K0+360—K0+912.7，左岸，同道路高程），主槽坡面采用自然石堆筑生态护坡（D100～600 mm）。

根据城市规划，潼溪河既是排水渠，又是景观明渠，河道底宽度是根据50 年一遇行洪流量要求确定，即17 m（K0+000—K0+345）,22 m（K0+345—K0+912.7）。

3.2.1.4 河道两侧堤防筑料要求

此工程区域周边地处丘陵，对堤防填筑所需黏土料部分利用开挖，不足部分外购，此次设计堤身填筑料采用黏土，压实度不小于0.91。

3.2.1.5 自然石堆筑生态护坡

河道景观水位+0.50 m 以下采用自然石堆筑生态护坡，自然采用黄鹅卵石料，料石直径100～600 mm，粗细搭配，成型后厚度不小于500 mm，其他坡面采用草皮护坡。

3.2.1.6 堤顶（亲水平台）高程的确定

依据河道50 年一遇防洪水位，确定以1.00 m 的安全超高确定堤顶（亲水平台）高程，即32.16～29.77 m，堤顶（亲水平台）宽4 m，其上设置陶瓷透水砖铺筑，并设置香樟木景观栏杆，其设置成为沿河慢行交通系统。

3.2.1.7 两侧堤防（驳岸）稳定计算根据河道堤线和堤基的地质条件、设计水位等情况，选取桩号K0+912.7右岸断面作为典型断面进行堤身稳定分析计算。

计算采用北京水利水电科学研究院编制的《土质边坡稳定分析程序》，采用瑞典圆弧法进行计算。考虑到河道两岸建成后为岸坡结构形式，两侧道路皆高于设计堤顶，计算时考虑完建期工况，即计算工况为迎水侧施工期工况，计算成果见表1。

表1 堤防稳定计算成果表

从表1可知，堤坡（岸坡）稳定满足规范要求。

3.3 新建中央湖

3.3.1 线形选择根据城市规划和景观设计，新建中央湖呈半月形布置，湖泊坐落在潼溪河中游河道内。

3.3.2 湖泊总布置

根据城市规划和景观设计，新建中央湖呈半月形布置，湖泊位于中央湖大街以北、V谷大街以南区域利用现状低洼地打造VR人工景观湖泊，湖泊坐落在潼溪河中游河道内。新建中央湖总面积15.00 hm2，水面面积9.29 hm2，环湖驳岸长1 942 m。

3.3.3 湖底高程的确定

中央湖为一人工湖泊，湖底高程的确定主要依据现状地形和景观水深要求，在满足河道行洪断面的基础上进行综合确定，即河底沿驳岸浅滩高程为25.48 m，逐步向湖中央放坡至22.00 m，坡比约为1:5。

3.3.4 环湖驳岸形式

环湖驳岸是整个工程的核心部分，驳岸的形式直接决定着湖区设计的成败，此次设计的驳岸线总长为1 942 m，采用草坡入水和带亲水平台的重力式挡墙的复断面形式等五种形式。

3.3.5 驳岸内侧筑料要求

此工程区域周边地处丘陵，对堤防填筑所需黏土料部分利用开挖，不足部分外购，此次设计驳岸内侧填筑料采用黏土，压实度不小于0.91。

3.3.6 自然石堆筑生态护坡

湖泊景观水位+0.50 m以下采用自然石堆筑生态护坡，自然采用黄鹅卵石料，料石直径100～600 mm，粗细搭配，成型后厚度≥500 mm，其他坡面采用草皮护坡。

3.4 新建1#、2#水景坝（闸）

3.4.1 1#水景坝（闸）

1#水景坝为带音乐喷泉的新型钢坝闸，地处中央湖尾部，位于中央湖大街上游50 m 位置的潼溪河主支上，建成后将可抬潼溪河景观水位，闸净宽25 m，闸顶高程为26.50 m，坝底高程24.00 m，坝前景观水位26.48 m，坝顶最大溢流水头0.20 m。

2#水景坝为带音乐喷泉的新型钢坝闸，地处中央湖尾部，位于中央湖大街上游50 m 位置的潼溪河西支上，建成后将可抬潼溪河景观水位，闸净宽12 m，闸顶高程为26.50 m，坝底高程24.00 m，坝前景观水位26.48 m，坝顶最大溢流水头0.20 m。

闸室稳定和消能计算以1#水景钢坝（闸）为典型坝（闸），进行相应计算，具体如下。

3.4.2 闸室稳定计算

3.4.2.1 计算依据和资料《水闸设计规范》，钢坝闸段闸门每套重45 t，底轴每套重50 t，驱动装置每套重9 t。根据地质勘察结果可知：水景坝基础为黏土层，摩擦系数为0.35。

3.4.2.2 计算工况

设计工况：上游水位26.48 m，下游水位26.28 m，闸室底坎高程24.00 m。

完建期：下游无水，上游蓄至26.48 m。

3.4.2.3 计算原理水景坝净宽25 m，抗滑稳定计算公式如下：闸室抗滑稳定公式：

∑M——作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩总和（kN·m）；W——闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）。

3.4.2.4 计算成果与分析

水闸稳定及应力计算结果见表2，由计算结果可知：抗滑稳定、抗浮稳定、抗倾稳定、基底应力均满足规范要求。

表2 水景坝闸室稳定计算成果表

3.4.3 消能计算

3.4.3.1 设计依据闸上游坝底坎高程24.00 m，下游坝底高程22.90 m，坝上游景观水位26.48 m，坝下游无水。

3.4.3.2 消能防冲稳定分析

消力池深度按下式计算：

式中：t——消力池底板始端厚度（m）；ΔH'——闸孔泄水时的上、下游水位差（m）；k1——消力池底板计算系数，取0.15～0.20；k2——消力池底板安全系数，取1.10～1.30；U——作用在消力池底板底面的扬压力（kPa）；W——作用在消力池底板顶面的水重（kPa）；Pm——作用在消力池底板上的脉动压力（kPa），取跃前收缩断面流速水头值的5%；γb——消力池底板的饱和重度（kN/m3）。

水景坝消能计算成果见表3。

表3 水景坝消能计算成果表

根据上述计算成果，此次设计消力池参数取值为：池深根据总体布置及下游河床高程及此次计算综合确定为1.10 m，池长取14 m，厚度取0.60 m。

3.5 潼溪水库下游水渠疏通

潼溪水库下游水渠位于潼溪水库至规划R1 路之间，现状不低洼区域，潼溪水库下泄洪水和坝下涵管所下泄之水不能归槽，为了保证潼溪水库之来水能顺利进入整治后的潼溪河中，同时也为了节省水资源，此次设计采用临时措施对该处河道现状进行疏通和拓宽，拓宽方案为：对东侧河道按现状5 m 底宽进行拓宽疏通，长约180 m，对西侧主河道按17 m底宽进行拓宽和疏通，河道采用梯形断面，长约520 m，边坡1∶2.50。此次疏通设计仅为临时性措施。

4 总结

潼溪河水系整治工程设计，采用河道整治新建中央湖、新建1#、2#水景坝（闸）、水库下游水渠疏通等工程，恢复了河流健康，河道水质得到改善,提高了河道的过水断面和蓄水量，提升了潼溪河的泄洪排涝能力。对岸坡和景观的治理，大大提升水环境和面貌，使水系整治工程与周围环境和景观相协调，产生了良好的环境效益和社会效益。