城市河流综合治理与工程实践

2017-04-13 04:25
东北水利水电 2017年5期
关键词:堤防淤泥防洪

(辽宁省水利水电科学研究院,辽宁沈阳110003)

城市河流综合治理与工程实践

曲磊

(辽宁省水利水电科学研究院,辽宁沈阳110003)

文中以辽宁省大石桥市淤泥河综合整治工程为实例,改变传统城市河流治理模式目标单一,仅能满足城市防洪和工程自身安全要求的特点,提出了“城市河流防洪目标应与城市发展总体规划有机结合,同时兼顾城市河道景观建设、城市生态文明建设及城市水环境建设要求”的城市河流治理新模式。该模式能够维系城市河流的健康发展,打造人水和谐的生态河道,符合现代化城市河流治理的需求。

城市河流;生态治理;工程实践

1 城市河流特点

辽宁省河流众多,全省流域水系划分为三大流域、七大水系,据统计辽宁省31座设防城市的堤防总长度约为670 km,城市防洪标准不足或等于20年一遇的有21座,防洪标准大于20年一遇但小于等于50年一遇的有6座,防洪标准超过50年一遇的城市有4座。

1)辽宁省城市的兴建和发展大多紧靠江河湖海。城市段河道人口密集,经济发达。城市段河道虽已建有堤防,但有些河段防洪标准仍未达标。同时,城市河道防洪建设要与城市发展总体规划相结合。

2)辽宁省城市河流属季节性河流。汛期径流量大,而非汛期径流量小,过水断面较窄,水深浅,难以形成城市河道景观,许多地市修建挡水建筑物,抬高水位,拦蓄天然径流形成人工水面湿地。

3)辽宁省位于东北地区南部,冬季漫长寒冷,特殊的地址位置决定了城市河道的特殊性。辽宁省冬季严寒,河道会有结冰现象,而夏季又会消融,反复的冻融作用对河道堤防护岸的防护提出了更高的要求,不仅需要满足抗冲、抗淘刷要求,还应具备良好的抗冻胀能力,并兼备美观、环保、生态等功能。

2 存在的问题

2.1 水多为患

集中表现在汛期降水量与径流量大,辽宁省正常年份6—9月雨量约占全年降水量的68~82%,径流约占年径流的60%~80%。而7,8月径流一般占年径流的50%~60%,东部多,西部和南部少,独特的地理位置、地形、地貌和气候条件造成全省水旱灾害频繁发生。

2.2 水少为愁

城市化使城市人口增长,城市面积扩大,由此对水资源造成更大的需要,并导致水资源短缺,许多城市供水长期处于紧张状态,对居民实行定时、定量、低压供水;消防设施由于水量不足、水压太低而无法使用;工厂被迫停产、学校被迫放假。为了满足城市日益增加的用水需求,一些城市大量超采地下水,出现地下水水位恶性下降、地面沉陷等严重现象。一些城市被迫采取长距离引水、跨流域调水等措施,如大连引碧入连工程,平山引水工程等。辽宁省阜新市、建平县等辽宁西部地区缺水更为严重[2]。

2.3 水脏为忧

辽宁省水环境监测中心对全省主要河流529个水质监测河段进行水质现状评价。至2003年全年河流水质III类河长占16%,IV类河长占10%,V类河长占7%,劣V类河长占28%,河流水质超过III类标准的污染河长占总评价河长的46%。

2.4 多龙管水

传统的水资源管理体制将城市与农村、地表水与地下水、水量与水质等进行分割管理,严重违背了水资源的自然循环规律和整体性特征,将水资源的循环规律和完整性被人为地隔离,各种水资源难以优化配置,各类用水难以统筹规划,取水、用水状况无法有效监控,没有统一的机构对水资源问题负责。水质管理与水量管理相分离,水量(水质)各环节分割管理,河道管理和水资源保护管理不衔接,不同水管机构的职能相互交叉重叠,职责不清,互不协调,如除水行政管理部门外,渔业、交通、城建、环保和旅游等部门,都从各自管理的单一目标出发介入水的管理,使得“开发利用”和“水行政管理”混为一谈,水行政主管部门难以代表国家和全局的整体利益,发挥主管部门的管理职能。

3 治理模式创新

3.1 治理原则

1)以防洪排涝要求为首要前提。城市是一个地区政治、经济、文化的中心,是人口最密集的地方,因此城市河道治理必须确保防洪安全。

2)以生态治河理念为指导,恢复自然河道的生态系统。

3)合理布置挡水建筑物,充分利用雨洪资源。

4)岸边防护多样性,建设绿色水利。

5)挖掘城市文化,打造亲水景观。利用城市河流穿城而过的天然优势,构建临河而憩的休闲场所,增加城市河流的文化载体作用,促进人水和谐。

3.2 治理模式

受传统的整治理念和技术的制约,目前辽宁省大部分城市河道工程仍以单纯的防洪功能为主,对城市景观和生态文明的建设兼顾还较少,这种治理模式虽然可确保城市防洪安全,但忽略了人与水的共生特性,人为的将人与水割裂开来。

单一追求防洪功能和工程安全的城市河流的治理模式,已不能适应城市经济社会现代化需要,因此需要完善以工程措施和非工程措施相结合的防洪减灾体系,水资源供给体系、水生态保护体系、水利景观体系、水文化体系。突出打造城市防洪减灾工程、水利安全工程和水利文化工程,基本满足经济社会发展、生态环境改善和人民群众生产生活用水需求。

根据城市河道治理原则及辽宁省城市河道特点,城市河道的治理应以防洪为主,将河流作为城市文化的载体,打造具有城市特色的生态河流、景观河流。提出“城市河道防洪目标应与城市发展总体规划有机聚合,同时兼顾城市河道景观建设、城市生态文明建设及城市水环境建设要求”的城市河道治理新模式。

4 工程实例

淤泥河位于辽宁省大石桥市,流域面积74.39 km2,主河道长21.43 km,平均比降3.11‰。流域上游属于丘陵地带,河床宽5~10 m;中游一带为大石桥市老城区,河道内垃圾堆放、污水横流,地势高差较平坦,河床宽度5~15 m;下游为平原,两侧堤防部分均有不同程度破坏,河床宽30~90 m左右,整条淤泥河河道为梯形断面,大部没有护坡。

这次规划范围为南环路桥至哈大铁路桥,总长9.10 km,以路堤结合的思路,在原堤防线的基础上重新规划堤线,对堤防进行加高培厚。清除河道内阻水建筑、砂堆、垃圾等,修建河道滨河步道。修建挡水橡胶坝,蓄水工程采取防渗措施,结合河道生态规划,岸坡进行绿化防护,修建跨河建筑物工程、桥基防护工程,新建穿堤建筑物工程。

4.1 引水工程

为保证淤泥河工程建成后水体有水可置换,达到“清水明流,污水暗排”的城市生态景观效果,根据大石桥市现有水利工程体系,提出“西水东调,引辽入城”的引水方式,通过水利工程传递,在非汛期将大辽河水引入淤泥河,实现淤泥河水源补给。

4.2 防洪工程

1)防洪标准。大石桥市淤泥河综合治理工程治理长度为7.1 km,防洪标准为50年一遇,该段河道设计流量为219.4 m3/s,设计河底比降为1.2‰~6.97‰,河道主槽宽40~20 m,堤防工程级别确定为Ⅱ级。按照穿堤建筑物工程等级不小于防洪堤的规定,穿堤建筑物的级别确定为Ⅱ级。

2)河道堤线布置。根据堤防的实际情况,堤线的布置主要沿原天然河道的走向,根据地形地势及河道水流顺畅的原则布置堤防,对于自然河道连续弯处,适当裁顺取直,便于行洪。

3)堤防断面形式选择。工程设计采用复式断面。河道主槽两侧为重力式浆砌石挡土墙,基础埋深1.2 m,顶宽0.5 m,墙高出正常水位0.8 m。挡土墙顶为滨河步道,步道宽3 m,步道背水侧1∶2.5放坡至堤顶,堤顶为7 m宽沥青路面(沿线现有东邦路,即与之结合;上游侧由于征地原因堤路路面宽为4 m),迎水侧堤坡用生态护坡防护,并在护坡下布设灌溉系统,堤顶背水侧为绿化带。

4.3 排污工程

为达到“清水明流,污水暗排”工程设计目的,于河道主槽两岸滨河步道下铺设截流干管。滨河步道下面铺设污水截流干管分流河道两岸污水,使河道内再无污水肆虐。

4.4 灌溉工程

淤泥河综合治理工程两岸迎水坡为生态护坡,种植生态模纹、灌木、行道树等绿色植物。为保证生态护坡的日常维护,于堤防迎水坡下埋设DN90UPVC供水管材,管材压力0.6 MPa,管路连接采用胶粘连接。根据现场实际出水实验情况,布设8眼水源井,供水压力为1.0 MP。灌溉给水管道埋地部分,管顶覆土厚度不得小于1.2 m,并应铺平、夯实,坡度按堤防自然坡度铺设。

4.5 淤泥河河道文化建设

该工程设计采用草本与木本植物相搭配、乔灌木穿插种植,使河道两岸生态护坡颜色和谐,高低错落有致,四季景色各异,实现城市河道治理中亮点景观带的设计目的,为周围居民打造宜居生态小环境,方便群众亲近河道,彻底摘掉多年“臭水沟”的破帽子。这次治理工程沿河修建4处滨河广场,方便河道两岸居民休闲娱乐。

4.6 设计总结

大石桥市淤泥河综合治理工程坚持“绿色、生态”的设计思路,采取蓄、泄、引、补,相结合的措施,通过科学论证跨流域调水,在保证防洪安全的前提下,充分利用雨洪资源,达到增加水资源、防洪减灾、改善生态环境的目的,使大石桥城区内的淤泥河河道达到生态自然效果。

5 结语

城市河道的建设应从安全、生态、经济和社会等多方面综合考虑,在对城市河流进行开发和利用的同时,应全面的多角度加以探索和研究,不应仅停留在传统的治河理念上,过度的追求防洪、排涝、供水等基础功能,而应重点考虑自然和生态特性,并结合城市自身特点,融入当地的文化特色,建设自身独有的景观特色和文化内涵,贯彻以人为本的设计理念,打造人水和谐的生态河道,维系城市河流的健康发展。

1002-0624(2017)05-0015-02

TV85

B

2016-12-20

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