茅 樵,李晓丽(济南市水利建筑勘测设计研究院,山东 济南 250014)
章丘市绣江河综合整治方案研究
茅 樵,李晓丽
(济南市水利建筑勘测设计研究院,山东 济南 250014)
从水安全、水文化、水生态、水经济等方面对绣江河进行分析,通过综合治理,发挥绣江河在城市防洪、供水、灌溉、水文化、生态景观等功能,对类似中小河流治理提供借鉴。
河道;综合整治;设计
绣江河,又称盲河、盲水,因芹藻浮动,水纹如绣而得名,是章丘境内最大的一条河流;发源于章丘市明水诸泉,往北流至金盘村与西巴漏河合流,向北经绣惠古城,后注入小清河;明水泉群分为东、西麻湾两大泉群,泉域多年平均可利用量6000万m3,泉水出流后沿绣江河下泄,有效地改善了章丘北部地区的水资源状况。
绣江河河道全长 32.8km,流经明水、绣惠、水寨3个乡镇、办事处,村庄33个,是一条兼有防洪、灌溉、景观多项功能的河道。绣江河与其上游的西巴漏河总流域面积667.9km2,是小清河的重要支流之一。绣江中下游河保护区总面积487km2,包括章丘市的辛寨、水寨、刁镇、白云湖、宁家埠、绣惠6个乡镇以及邹平市部分地区,有耕地43.5万亩,人口30万人。该地区经济发达,人民富庶,是章丘市重要的工农业生产基地。
1.1 水安全分析
绣江河承担着章丘城区45km2的防洪任务,随着章丘城市化进程的加快,洪水的汇集时间缩短,原有滞洪区东、西麻湾的功能减弱,加大了城区的防洪压力,对绣江河提出了更高的防洪要求。本方案研究范围为绣江河源头至金盘段河道,全长10.3km。绣江河防洪基础薄弱、防洪标准不足、缺乏规划指导、河道淤积严重、拦河设障、违章建筑、鱼池侵占河道等问题突出,致使汛期洪涝灾害频繁;堤防达不到防洪标准,建筑物破损,排水不畅,防洪能力仅为一年一遇,河道两岸经常受淹,严重影响群众安全和正常生活。
实施绣江河防洪治理,开挖疏浚河道,打破阻水瓶颈、恢复河道行洪能力,是保障城区及河道两岸防洪安全的必要措施。
1.2 水文化分析
绣江河源自明水泉群,泉水常年川流不息,孕育了灿烂的绣江文化。绣江春涨、水磨轰鸣,定格在章丘人民的记忆中。两岸自古物阜民丰,英才辈出,沿河的绣惠古城、水寨都由绣江河衍生而来,居民依水而居,伴水而生,母亲河之誉流传古今。
生于泉水,产于闹市,涓涓不息,历史悠远,美丽的绣江河是大自然赋予章丘最宝贵的财富。恢复绣江文化,再现水岸风光,已成为当代章丘人的使命和企盼。河道综合治理兼顾着水文化的发掘和提升,将对章丘历史文化的传承发展产生深远的影响。
1.3 水生态分析
绣江河两岸存在着生活污水排放和倾倒垃圾,污染了河道的水质,破坏了河道的形象。
实施绣江河水环境治理,增加水体、绿化面积,保护水质,阻止污染排放。对绣江河边金盘村宽阔的天然湿地进行修复,恢复水草丰茂,鸥鹭翔集的景象。
1.4 水经济分析
滚滚绣江河养育了一方百姓,河水的利用自古有之。自上世纪三十年代就建成的绣惠渠灌区,最高时灌溉面积达8.23万亩,泉水养育了白莲藕、明水香稻、章丘大葱等名优农产品牌。
绣江河治理后,不但可以向两岸提供灌溉水源,还可为白云湖提供充足的生态、渔业用水;也可以为附近工业提供水源。
1.5 城市拓展分析
绣江河治理,将有效拓展城市发展空间,带动绣江路两侧形成泉水景观、观光农业、休闲村居、历史文化体验的产业带,对拉动两岸产业的高速发展、提升城市品质、带动章丘中北部发展意义重大。
因此,对绣江河进行综合治理,对保障人民群众生命财产安全,提高城乡防洪减灾能力,增加水资源利用,发扬水文化,改善水生态、拓展城市发展空间是十分必要的。
2.1 规划定位
按照章丘“山水园林城市”的要求,紧紧围绕章丘市经济社会发展战略和城市总体规划,以全市大水网和水系生态为依托,着力解决绣江河的防洪除涝、泉水利用、生态退化三大水问题,营造舒适的自然生态环境,突出绣江河自然历史文化特色。
实施绣江河防洪、生态、景观、供水综合治理,打造新的城市发展带、景观旅游带和生活休闲带。改善人居环境,凸显绣江河文化,再造秀美母亲河。
规划定位主要突出绣江河的优美、亲切、自然。
2.2 整治原则
以城市防洪规划为依据,根据防洪规划确定河道防洪调度方案,河道治理首先满足防洪减灾要求。
与城区总体规划相结合,依据城北片区规划边界确定最终河岸线,绿线以外按城区规划布置。防洪水位低于河道两侧地面高程。
与文化、景观结合,河道设计以自然亲水为主题,文化、景观融入河岸和建筑物设计中,两岸建筑风格与文化充分融合。
与现代农业园区相结合,沿线向农业园区分水供水,打造水景农业园。
与土地规划相结合,保护基本农田,调整一般农田和建设用地。
2.3 整治标准
(1)防洪标准
根据不同的防护对象确定防洪标准。绣江路以东段(2.6km)河道两岸规划为新城区,防洪标准为50年一遇,洪水流量130m3/s;绣江路以西至金盘段(7.7km)防护对象主要为城镇、农村,防洪标准为20年一遇,洪水流量180m3/s。
(2)生态修复标准
维持河道生态基流,水质达到三类标准、岸线明确自然、湿地健康、物种众多。
河道治理中同时体现生态、文化、休闲、景观的理念和目标,尽量展现章丘市绣江河两岸传统的文化,体现章丘市“山水园林”城市的风貌。
3.1 分区规划
绣江河上游段河道治理总长10.3km,依据章丘市的规划,河道治理分为三个区,分别为绣江路以东段河道—泉水生态景区;浅井路以南至宫王村段河道—现代农业观光园区;宫王村至金盘段河道—田园风光区。
(1)泉水生态景区
绣江路以东2.6km河道位于城北片区,泉水由泉群排泄入绣江河,该段定位为泉水景观区,以“绣江春涨”为主题,与百脉泉公园、眼明泉公园共同形成泉水景观生态圈。泉水跌入宽阔的河道中,伴随着水流的冲击声,形成一幅“绣江春涨”画面。
河道按现状向东扩展,保持河道的自然弯曲,宽度根据城区规划要求不小于60m,最宽处150m,绿线控制蓝线外20m范围。水面面积0.3km2。河道采用复式断面,生态护岸,适当的位置建设亲水平台、生态湿地,形成景观节点。
根据设计断面和流量,推算50年一遇防洪水位均低于两侧的地面高程。景观水位的确定一是与百脉泉公园水位57m结合,二是综合考虑两岸地面、生态、通航、景观和三干渠的引水要求,形成54m、52m、50m三段景观水位。拦蓄水深平均2m,拦蓄水量60万m3。设置船闸及拦河坝,保持河道水位,满足通航要求。
(2)农业生态观光区
浅井路以南至宫王村段3.2km河道位于农业开发区,该段定位为农业生态观光区,以“绣江稻香”为主题,沿河西侧开发特色农业种植,河道、湿地与农田重现“荷花香接稻花香”景象。
沿现状河道走向,进行扩挖治理,河道水面宽25-60m,梯形断面为主,自然生态护坡,单向设置生态游步路。
结合现状韩家闸、铁心坝修复水闸,形成2级拦蓄,拦蓄水深平均1.5m,满足工业供水、灌溉的要求。两岸宽阔的地方建设两处生态湿地,营造不同水深的景观。
根据不同的水深可以将湿地水系分为深水区、浅水区及季节性湿地区。其中深水区常年保持1.5~3.5m的水深,浅水区常年保持0.5~1m水深,季节性湿地随雨季的分布一般保持在0~0.5m水深。
(3)田园风光区
宫王村至金盘段4.5km河道,穿过农田村镇,该段河道水质优良,芹藻众生,定位为田园风光区,以“绣江绿芹”为主题。为减少占地拆迁,河道穿越村庄段采用复式梯形断面,生态挡墙;穿越农田段采用梯形断面,自然生态护坡,尽量减少对现有生态系统的破坏,保持河道生态良好的环境,河道两岸凸显“小桥流水人家”风格。
3.2 河道工程设计
(1)河道纵断面设计
本次河道纵断设计考虑有利行洪、减小清淤量、兼顾河道景观蓄水、建筑物建设等多方面的因素综合比较确定,基本沿用现有河道比降。
0+000-0+600段设计河底纵比降1/2500;0 +800-绣江路穿涵(2+600)段设计河底纵比降1/ 1000。0+000至浅井挡水坝共形成三个梯级水面:绣江船闸以上正常蓄水位54.0m,绣江船闸-元宝窝挡水坝段正常蓄水位52.0m,元宝窝挡水坝—浅井挡水坝段正常蓄水位50.0m。
(2)河道横断面设计
按照本次规划各分区的不同定位,设计断面型式分为三种:
(a)明水泉源头—绣江路段
考虑景观、民众亲水、休闲的需要,河道断面为梯形,河底宽45m-135m,河道宽66m-150m,边坡1∶3,河槽深3.5m,两岸为生态护岸或亲水护岸。
(b)绣江路—宫王村段
河道断面为梯形,河底宽18m,河道宽32m,边坡1∶2,河槽深3.5m,两岸为自然护岸。
(c)宫王村—金盘村段
村内河道采用矩形断面,底宽24m,采用垒石护岸或生态砖自嵌式挡墙护岸;村外河道为梯形断面,河底宽18m,河道宽32m,边坡1∶2,河槽深3.5m,两岸为自然护岸。
3.3 建筑物设计
为满足防洪、排水、交通、生态景观等要求,需新建、改建各种建筑物28座,其中船闸1座,节制闸2座,溢流坝3座,公路穿涵1座,交通桥21座。
桥梁与周围环境相协调,宽窄不一,风格统一,型式略有不同。建设双向船闸1座,拦河坝5处。
3.4 生态护岸及护坡设计
护坡护岸遵守安全实用、易于维护、生态亲水的原则,尽量避免对河道自然面貌和生态景观的破坏,减少硬质护岸,多采用植物、天然及生态复合材料护坡护岸的型式。
(1)生态挡墙设计
河道部分矩形断面及建筑物上下游流速比较大,冲刷严重,河道护岸选用生态砖自嵌式挡墙及叠石挡墙的形式。
生态砖自嵌式挡墙属于干垒挡土墙,块与块之间存在孔隙,挡土块后是级配碎石并设置土工布将土体与级配碎石隔离开,因此满足生态要求的透水、透气功能,并可采取压条的方法达到生长植物的生态防护要求。
叠石挡墙是将景观石叠放的护岸做法,下部对土基进行处理,上部浆砌大块叠石。为削弱石头的硬质感,种植覆盖植物,增加生态效果。
(2)生态护坡设计
根据河道定位和断面形式,采用了草皮生态护坡、植草连锁块护坡、卵石护坡和柳树杆护坡。
草皮生态护坡用于河道较顺直、护坡坡度较缓河段。草皮护坡具有很好的生态效果,在河道缓坡的粘土层上种植草皮进行坡面保护,草皮根系的蔓延和根瘤的分枝固定了草根之间的土体,达到固土保沙、防止水土流失,又可以增加水体的自净能力。
植草连锁块护坡用于防护要求较高的凹岸防护段。生态连锁块采用混凝土预制,块体内开孔,基于生态需要,块体设楔形榫槽,四边穿插组装,形成连锁结构。块体开孔处进行种植土回填绿化,形成水生动植物的坡地联系带。
卵石护坡用于游人较多的凹岸防护段。卵石护坡将大量的卵石、砾石、砂石及贝壳按一定的级配与层次堆积于斜坡式岸边,既可以适应水的涨落和冲刷,又可以结合块石种植池进行绿化,形成较好的景观效果。
柳树杆护岸用于湿地的堤岸防护。柳树杆护岸主要是利用柳树杆能迅速扎根并发芽的特点来加固堤防、美化环境。在坡脚处打入一排柳树桩,然后将柳树杆放入木桩之后的回填土。
3.5 景观设计
河道在正常蓄水位以上均铺设草皮或种植树木,使河道断面在满足泄洪要求的基础上,最大限度增加绿地面积。
沿河建设生态园桥、绣江船闸、韩家节制闸、铁心坝节制闸、金盘溢流坝5处景观节点和浅井、四盘村2处湿地。
在景观节点护坡、草坪内设置景观石、建筑小品美化环境;为方便游人娱乐、休闲,景区内节点设置人行栈道、小型广场、亲水平台等。
金盘节点两河汇流,风景优美,以水磨遗迹的保护开发为重点,建设泉水瀑布及绣江文化主题广场。
3.6 水质改善设计
为了保证河道、湿地水质良好,在河道区域恢复栽植大面积的适生植物,对景区湿地的来水、去水进行净化。水陆交界处、湿地种植芹藻、芦苇、蒲草等当地具有水质净化的水生植物,在水面设置植物生态浮床,改善水质,绿化美化环境。
河道两侧设置污水收集管网,将原排入河道中的污水统一纳入污水管网,再进入污水处理厂。雨水和洪水经过收集后引入到湿地,通过湿地的生物、工程等净化措施,再经过水体的流动,最后流入小清河。
河道非汛期以泉水为水源,泉水正常喷涌时可以保证。3-5月遇到泉水喷涌量较少时,需补充生态水源。经初步测算枯水季需补水60万m3。补水工程可通过现有的杏林、大站水库调水工程引至百脉泉公园后,再入绣江河维持生态基流。
绣江河的治理,对减轻章丘城区及北部地区的洪水灾害、保障人民群众生命财产安全、提高城乡防洪减灾能力、促进地区经济发展将起到非常重要的作用。治理后的河道还具有生态、休闲、景观等综合功能。目前,绣江河的治理工程正逐步实施。
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茅 樵(1974年—),女,高级工程师。