马文学,吴明官,王洪波,王青梅
(1. 五常市水务局向阳山灌区管理站,黑龙江 五常150200;2. 黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080)
本规划是在已有的规划设计成果的基础上,根据宁安市城市总体规划和滨水城市建设要求,以宁安市城区( 包括江北老城区、江北新城区、江南新城区) 为规划范围,以提高城市防洪能力、建设生态防洪工程和水景观工程为目标,以结合防洪工程与水景观建设、城市排水工程与打通老河道引水入新城建设等内容为重点,对原防洪规划的相关内容进行必要的修编,目的是使本次编制的防洪排水规划成果更适合于滨水新城的建设,更加突出生态性、人文性和可操作性等现代水利理念。
宁安,原名“宁古塔”,是黑龙江省历史最古老的城市,是满族先祖肃慎人的故地,清代曾是边外七大重镇之一,1993-05,经国务院批准,撤县建市。
宁安历史悠久、山川秀丽、民族风情浓郁、文化底蕴丰富。久远的渤海灿烂文化,造就了人杰地灵、豪杰辈出、文物遗址众多的宁安,形成了宁安得天独厚的社会资源。镜泊湖、牡丹江、小北湖、火山口国家森林公园、镜泊峡谷、渤海风情园、泼雪泉、63%的森林覆盖率等构成了全市为一体的自然生态旅游资源;渤海国龙泉府遗址文化、莺歌岭遗址文化、近现代革命文化、宁古塔流人文化、满族文化等,形成了系统的历史文化资源;渤海响水米、宁安大蒜、兰岗西瓜、钻心湖虹鳟鱼、瀑布民俗村、生态农业观光带、畜牧产业等,形成了享誉中外的社会产业资源。宁安市是一个旅游资源品位高、历史文化丰厚、现代社会资源富集、开发潜力巨大的城市。
宁安镇是市政府所在地,是全市的政治、经济、文化和商贸中心,距牡丹江市23 km,距牡丹江国际机场19 km。宁安城区建设面积10.6 km2,人口10.03 万人,包括文庙、东关、乐园、西关、虹桥、铁工等6个社区及宁安镇部分用地。市区产业主要以农副产品加工、医药化工业、商业、旅游服务业为主,已形成了电子、建材、食品、森工工业为主体的工业体系。
宁安市区段上游牡丹江干流上建有镜泊湖大型水库,一级支流蛤蟆河上有桦树川水库( 大型) ,二级支流卧龙河上有卧龙河水库( 中型) 。其中镜泊湖水库只对中小洪水具有一定的调节作用,当发生50 a一遇以上洪水时,水库已蓄满,来多少泄多少,故对下游防洪作用不大,桦树川水库和卧龙河水库总控制面积仅625 km2,调节能力低,对下游的防洪作用也较小。因此,宁安市城市防洪主要靠堤防工程。
宁安市城区段现有堤防8.935 km,其中牡丹江左岸5.78 km分为3 段,堤防不连续; 牡丹江右岸1.8 km,蛤蟆河回水堤1.355 km。现状堤防除右岸约1.0 km基本上达到30 a一遇防洪标准外,其他均不足30 a一遇防洪标准,蛤蟆河回水堤接近20 a一遇防洪标准。
牡丹江左岸铁路桥下游至工农兵大桥之间有1.08 km长堤防,其中280 m浆砌石防浪墙,现有堤顶高程略高于30 a一遇洪水位,工农兵大桥至富士学校有1.2 km长堤防,富士学校至兴盛村东之间3.0 km没有堤防,兴盛东至三合闸之间有3.5 km长堤防,堤身断面单薄,三合闸出口受外江洪水位顶托影响,堤内积水严重,淹没部分耕地。
牡丹江右岸蛤蟆河入口至宁古塔大桥之间1.8 km长堤防,现状未达到30 a一遇洪水标准。
蛤蟆河回水堤自永安退水闸至蛤蟆河汇入口堤防长1.355 km,现状未达到30 a一遇洪水标准。
城区段堤防现有排水闸4 座,其中左岸宁安镇堤防上的三合闸老化严重,只有1 m宽的混凝土闸门,运行不便,当外江水位较高时,内水排泄不畅,堤内多次受淹,需拆除重建。
右岸江南堤防上的党校等3 座排水涵闸建成时间较早,其洞身采用预制混凝土圆涵,未做止水和防渗处理,洞身存在渗漏险情,外江水位较高时,内水排泄不畅。
宁安市城市排水系统主要分布于现状老城区( 西城区) ,始建于1974年,至1980年陆续建成较系统的排水网络,主要采用排水暗沟解决降雨及生活污水排放问题,以雨污合流方式为主。2000年以后建成的排水系统采用雨污分流制,主要敷设于新区中路。迄今为止,已建成的雨、污合流管道总长度约60.75 km,雨、污分流管道总长度约8 km,排洪干渠1.5 km,污水截流干管10.65 km。
2008年在宁安镇东北城郊处建成污水处理厂一座,占地面积3.02 ha,目前污水处理厂运行稳定,日处理污水量达到2 万t,年处理污水能力达到700 余万t,年减排COD 能力达到2 117 t。
城区现状排水系统主要存在问题有: ①排水面积小,部分区域没有排水系统,影响城市环境; ②由于城市建设发展步伐较快,主城区规划向东部拓展,规划区内缺少排水工程。
3.1.1 规划范围
本次规划范围指宁安市中心城区范围,具体沿牡丹江干流,起点自河道桩号87 +000(0 +000 为镜泊湖大坝泄洪闸)处的宁安市自来水供水厂取水口,终点至河道桩号98 +000处的三合抽水站,河段长11 km。同时包括牡丹江右岸支流蛤蟆河1.6 km河段,即自蛤蟆河堤防永安退水闸至蛤蟆河入牡丹江河口段。
规划区以宁安市城区为重点,包括江北老城区( 又称西城区) 、江北新城区( 又称东城区) 以及江南新城区( 又称南城区) 。
3.1.2 排水分区
按照区域位置不同,可分为江南和江北2个大的排水分区,其中江北分区根据汇流条件和承泄区不同又可分为3个小区,其中老城区( 西城区) 内水由城市排水管网系统单独排出,不在本次规划范围之内。
江南分区排水任务主要是城市内水,另有上游灌区退水经本区排入承泄区牡丹江,江北分区排水任务包括城市内水、平原区内水以及五里河的坡水。
3.2.1 滨水城市建设的需要
为贯彻落实省委、省政府关于加快全省滨水城市建设的总体部署和省委书记吉炳轩同志要求的“全面推进滨水城市规划建设,切实做好以水兴城、富城、丽城这篇大文章”的指示精神,利用国家振兴东北老工业基地战略的契机,结合省委提出的建设“八大经济区”的建设目标,将宁安古城建设成滨水之城、绿色生态之城、活力之城、最佳宜居之城。
为把宁安市建设成为黑龙江省历史文化名城、牡丹江市副中心,打造以生态山水、滨水开发、旅游和有机的绿地系统为特色的宜居山水园林城市和区域中心城市,逐步改善河道及两岸水环境和生态环境,增加滨水空间,以提高城市防洪能力、建设生态防洪工程和水景观工程为目标,需要对原防洪排水规划的相关内容进行必要的修编。
3.2.2 实施城市总体规划的具体部署
2011年1月黑龙江省城市规划勘测设计研究院编制了《宁安市城市总体规划(2009—2030) 》,规划以实施“东扩”、“西调”、“南跃”、“北拓”、“中优”为城市空间发展战略。
其中东扩是宁安市城市空间调整的重点,即未来宁安市区的建设由西向东梯度推进,以老城区为基础,重点打造东部新城区,同时适度开发江南新城区,形成东西向沿江发展、实现“两山相依、一江环抱、两岸繁荣”的城市建设格局。因此,对原有防洪排水规划进行修编是实现城市空间战略调整的基础保障。
3.2.3 为区域经济发展提供防洪安全
随着宁安市经济的快速发展和社会的进步,城市建设的总体规模在不断扩大。城市部分区域的规模和功能发生较大变化,宁安市的江北新城区、江心生态岛、江南旅游休闲开发区已成为宁安市城市发展的新经济增长点。
根据防洪保护区的重要程度,规划修编中调整了江北新城区、江心生态岛、江南旅游休闲开发区等独立保护区的防洪标准和相应的防洪工程,使城市防洪工程更好的为地方经济发展提供安全保障。
3.2.4 符合建设环境友好型社会的要求
牡丹江流域水力资源丰富,河谷狭窄,具有筑坝建库的良好条件,可开发的水力资源为整个东部地区可开发水力资源的85%,且地理位置适中,距负荷中心较近。上游镜泊湖水电站的建成,给牡丹江干流中、下游河段的开发创造了有利的条件。
本次规划修编工作紧密结合城市排水工程和景观河道建设,修建宁古塔水电站工程,合理利用水能这一可循环利用的清洁能源,不但能够增加能源供应,改善该区域能源结构,保障能源安全,保护环境,同时还可增加地方财政收入,为实现经济社会的可持续发展和构建资源节约型、环境友好型社会的战略目标奠定坚实的基础。
宁安市城市总体规划具体划分为市域、城市规划区和中心城区3个层次。
1) 市域规划范围:市域行政区划范围辖1个中心城区、7个镇、5个乡,总面积7 923.9 km2。
2) 城市规划区范围:包括宁安镇所辖的范围和江南乡的部分用地范围,具体为北至宁安镇与牡丹江市区交界处,西至海浪镇的鸡鸣山、大盘岭一带; 东、南为江南乡沿牡丹江东、南两岸相距约30 km 的范围内( 包括岱王山) ,总面积309 km2。
3) 中心城区范围: 除现状中心城区的范围外,将江南乡镇政府所在地的范围和河西村、江心岛的范围划入中心城区的规划范围,总面积32 km2。
本城市总体规划,以实施“东扩”、“西调”、“南跃”、“北拓”、“中优”为空间发展战略。东扩是宁安市城市空间调整的重点,宁安市区的建设应由西向东梯度推进,以宁安老城为基础,整合郊区村屯,打造东部新城,并预留和控制生态廊道,形成东西向沿江发展的带形空间结构。同时要构筑范家工业园区,作为产业外移的承接地之一。重塑滨水地区两岸景观,适度开发江南,合理开发江心生态岛,调优城市空间格局,实现“两山相依、一江环抱、两岸繁荣”的生态格局。
以建设生态环境良好的山水生态园林型的历史文化城市为目标,采用生态基底的保护和生态廊道的穿插方法,结合城市空间发展策略,形成“十区、二廊、五轴、多中心”的城市空间结构,创建山、水、城互相交融的城市格局。
具体工程布局包括:
1) 宁安市城区段牡丹江两岸通过堤防工程建设,同时结合城市道路规划,堤路结合,提高城市防御外洪能力。
2) 排水工程结合城市内河水景观工程,打通东城区老河道,建设南城区引水入城工程。排水沟道建设结合城区水环境建设,利用现有鱼塘及低洼地开挖人工湖,与排水沟道连通,形成具有一定调蓄作用的排水网络系统。
3) 综合考虑江北五里河、江南蛤蟆河和小石头河的防洪要求,既解决洪水入城的内涝问题,又可打造天然景观内河。
4) 合理利用水资源,结合景观用水要求和满足防洪排涝的同时,东城区排水闸站兼顾灌溉效益; 利用镜泊湖水电站的龙头调节作用,在宁古塔大桥下游修建拦河水电枢纽工程,在不影响城市防洪排水安全和满足水景观要求的前提下,合理开发利用水能资源,提供绿色可再生清洁能源,同时可以结合工程管理建立连接南北两岸的交通桥,满足城市交通要求。
现状堤防除右岸约1.0 km基本上达到30 a一遇防洪标准外,其他均不足30 a一遇防洪标准,蛤蟆河回水堤接近20 a一遇防洪标准。
现有堤线布置基本合理,堤距在250 ~700 m左右,可满足泄洪要求。本次规划在以往规划成果的基础上,堤线、堤距基本不变,局部堤线结合城市总体规划布置的道路进行适当调整,堤路结合,并对现有堤防进行加高培厚。
规划堤防3 段总长度13.155 km。其中牡丹江左岸堤防自铁路桥下游开始,沿现有堤线,至规划城区边界三合抽水站止,全长8.7 km;牡丹江右岸堤防自蛤蟆河汇入口开始,沿现有堤线,经过工农兵大桥、宁古塔大桥,局部考虑堤路结合,至海南村、夹信岛岛头位置,全长3.1 km; 蛤蟆河回水堤自永安退水闸至蛤蟆河汇入口长1.355 km。
5.3.1 总体方案
本排水规划紧密结合滨水城市建设,尽量营造城区的水环境和水景观。主要是利用原有老河道打通工程( 东城区)布置排水沟道,建设具有排水功能的城市景观内河,城市内部排水沟道即为景观内河;同时利用现有鱼塘及低洼地开挖人工湖,与老河道及排水沟道连通,并配套一定数量的壅水、跌水以及出口建筑物,形成具有一定调蓄作用的排水网络系统。
结合宁安市老城区现状和城市总体规划,本次主要针对东城区和南城区的内部排水系统和水景观系统进行方案比选。
东城区内部排水系统主要利用老河道打通工程开挖排水沟道,并利用现有鱼塘开挖人工湖作为排水承泄区,内水经调蓄后最终由排水闸( 站) 排入牡丹江。景观河道的进口可考虑2个方案:①建抽水泵站提水; ②建拦河闸坝壅高水位,通过进水闸自流进入城区。排水出口根据内水调蓄情况以及外江承泄区水位组合情况,可考虑自排方式、强排方式和自排与强排相结合等方案。
南城区内部排水系统主要是利用现有鱼塘开挖人工湖,并对原有排水沟道进行疏浚清淤,使之与人工湖连通,人工湖作为排水承泄区,内水经调蓄后最终由排水闸排入牡丹江。
5.3.2 排水沟道进口方案
根据上述总体规划构想,结合东城区和南城区的引水要求以及引水保证条件,规划方案主要考虑自牡丹江干流取水,针对取水方式不同,本次比较了建闸( 坝) 壅高牡丹江干流水位自流引水方案和建提水泵站抽水入城两个方案。
从经济效益、防洪效益、景观效益和生态效益等多方面全面比较后,本次推荐了有水电站自流引水方案。
东城区引水工程主要由进水闸和引水渠道组成。进水闸布置在拦河闸上游约90 m处,上游设计水位250 m,闸底板高程248 m,孔口净宽5 m,设计流量19 m3/s。进水闸由进口U 型槽、闸室段、消力池段、海漫段及防冲槽组成。引水渠道利用老河道打通后,除满足排水功能外,还要满足城市景观内河的要求,因此,老河道的断面应具有足够的水面宽度和流量,拟定引水口底高程248 m,河底宽20 m,设计水深2 m左右,景观水深≥1 m,估算沟道设计流量8.65 m3/s。
南城区引水工程主要由进水闸和引水渠道组成。由于现有的3 座排水涵闸建成时间较早,其洞身采用预制混凝土圆涵,未做止水和防渗处理,虽然直接利用其作为引水闸可节省部分投资,但在外江正常蓄水位250 m时,涵洞为有压过流,承压水头近2 m多,洞身成为险工段,对堤防稳定存在严重威胁,如进行开挖做基础止水防渗处理,其施工难度较大,并且投资也较大,不经济。因此,为安全起见,本次推荐新建进水闸方案。
5.3.3 排水沟道出口方案
5.3.3.1 东城区排水出口
本次规划经计算,利用三合排水站( 设计流量2.95 m3/s) 为三合灌区补水,可以满足灌区设计流量要求,且可减少2.74 m的净提水扬程,可节省泵站年运行费用约6 万元。
江北东城区的内部排水方案,经技术经济指标综合比较后,本次规划东城区排水出口推荐采用自排和强排相结合的方式修建三合排水闸站,设计自排流量21.31 m3/s,强排流量2.95 m3/s,排水泵站兼顾灌溉任务,该排水闸、站建议在近期内一次性建成后,近早发挥效益。
5.3.3.2 南城区排水出口
南城区现状有排水出口3 处,分别为党校1 号、2 号排水涵闸和江沿排水涵闸。3 座排水涵闸建成时间均较早,其洞身采用预制混凝土圆涵,未做止水和防渗处理,洞身存在渗漏险情,外江水位较高时,内水排泄不畅。本次根据城市总体规划和南城区排水分区划分,结合景观河道的要求,拟拆除3 座排水涵闸,在江南堤防桩号2 +350 处新建1 座排水闸。
按照南城区近期城市发展规划,在规划区内利用现有鱼塘开挖人工湖( 面积0.184 km2) 作为内水承泄区,城区内水和现有上游灌区退水经已有排水沟道进入人工湖,形成景观水域,内水经调蓄后由江南排水闸排入牡丹江。
规划新建宁古塔水电站工程,枢纽建筑物的轴线布置在宁古塔大桥下游500 m处。该电站枢纽工程由拦河闸、溢流坝、泄洪冲砂闸和水电站组成。
拦河闸9 孔,单孔净宽15 m,总净宽135 m,拦河闸正常蓄水位250.5 m,上游设计水位251.27 m,闸底板高程245 m,设计流量2 180 m3/s。由进口铺盖、闸室段、消力池及海漫段组成。
溢流坝布置在泄洪闸右侧滩地上,上游设计水位251.27 m,坝顶高程250.5 m,坝长216 m,设计流量392 m3/s。由进口铺盖、溢流坝段、消力池及海漫段组成。
泄洪冲砂闸布置在右侧汊河上,连接溢流坝与水电站,除起到电站进水段冲砂作用外,汛期与泄洪闸同样承担泄洪任务。冲砂闸取3 孔,单孔净宽15 m,总净宽45 m,上游设计水位251.27 m,闸底板高程245 m,设计流量727 m3/s。由进口铺盖、闸室段、消力池及海漫段组成。
水电站布置在泄洪冲砂闸右侧,采用河床式电站,电站厂房为拦河坝的一部分。水电站装机4 台机组,总装机容量8 MW,年发电量2 306 万kW·h 发电水头范围为1.10 ~4.24 m,加权平均发电水头为3.43 m。
发电机出口电压10.5 kV,发电机出口侧采用2个扩大单元接线,4 台发电机经2 台双绕组变压器升压至35 kV,高压侧采用单母线接线。电站拟以35 kV 单回输电线路接入110 kV宁安变电所35 kV侧母线,输电距离2.5 km。
规划堤防3 段总长12.155 km,其中牡丹江左岸江北城区堤防7.7 km,牡丹江右岸江南新城区堤防3.1 km,蛤蟆河回水堤1.355 km。
规划穿堤建筑物4 座,其中江北堤防穿堤建筑物2 座,1座进水闸,1 座排水闸站( 兼灌溉) ,江南堤防穿堤建筑物2座,1 座进水闸,1 座排水闸。
规划排水干沟7 条,总长5.147 km,利用现有鱼塘开挖人工湖作为排水承泄区3 处,总面积0.64 km2,其中江北新城区排水干沟3 条,长度2.541 km,人工湖2 处,面积0.46 km2;江南新城区排水干沟4 条,长度2.921 km,人工湖1 处,面积0.18 km2。
排水沟道上规划渠系建筑物5 座,其中4 座节制闸,1 座跌水,均位于江北东城区。
规划护岸工程4 段,总长6.12 km。
规划拦河水电枢纽1 座,主要由泄洪闸、溢流坝、冲砂闸和水电站组成,泄洪闸9 孔,净宽135 m,溢流坝长230 m,坝顶高程250.5 m,冲砂闸3 孔,净宽45 m,水电站装机4 台机组,总装机容量8 MW,年发电量2 306 万kW·h。
宁安市区段防洪排水工程匡算总投资为163 064万元,其中工程部分投资40 192万元,工程占地投资122 872万元。
近期工程匡算总投资158 902万元,工程部分投资36 030万元;远期工程匡算投资4 162万元。
宁安市滨水城市建设防洪排水规划概括为: 一江( 牡丹江) 、两岸( 江南新城和江北新城的防洪堤) 、三河( 蛤蟆河、小石头河、五里河的防洪排水) 、三湖( 江北1 号、2 号人工湖和江南3 号湖作为排水承泄区) 、四闸( 江南水景观进、退水闸和江北老河道恢复工程进、退水闸) 、一座水电枢纽( 具有改善滨水城市水环境,连接南北两岸新城交通,提供绿色可再生的清洁能源等综合利用功能) ,简称为一江、两岸、三河、三湖、四闸、一站,即“123341”防洪排水体系。
总之,宁安市防洪排水工程的建设,具有显著的社会效益,必将带来较大的经济效益和显著的生态环境效益,可以缓解宁安市的防洪压力,有利于宁安市城市综合开发建设和生态环境改善。本次规划工程的建设为区域经济的稳步发展提供必要的前提条件和有力保证,对于相关产业起到较大的推动作用,意义重大,应尽快实施。
1) 黑龙江省城市规划勘测设计研究院2011-01 编制的《宁安市城市总体规划( 2009—2030) 》( 送审稿) ,目前正在上报有关部门审批过程中,因此,建议宁安市政府把本次编制的《黑龙江省滨水城市建设牡丹江干流宁安市区段防洪排水规划修编》成果纳入到该城市总体规划中,作为报批防洪排水规划的重要依据。
2) 为了顺利实施该防洪排水规划修编中推荐的工程项目,建议委托具有设计资质的单位开展的前期工作包括: ①宁安市城市防洪排水工程项目建议书、可行性研究、初步设计等;②宁安市宁古塔水电站工程项目建议书、可行性研究、初步设计等,其中在项目建议书立项后,可研批复前,必须进行该水电站工程的规划同意书、防洪评价、水资源论证和水土保持等相关专题论证工作。
3) 鉴于本项目涉及工程占地和移民动迁的工程量和投资较大,建议宁安市政府尽快确定移民生产安置及搬迁安置方案,同时提前为下阶段土地预审工作做准备。
[1]黑龙江省水利水电勘测设计研究院. 黑龙江省滨水城市建设牡丹江干流宁安市区段防洪排水规划修编报告[R]. 哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院,2011.