永定河泛区廊坊段生态廊道建设关键技术

郭宏伟，傅长锋

（河北省水利水电勘测设计研究院，300250，天津）

一、基本情况

永定河泛区（河北省部分）位于永定河下游，上起廊坊市固安县梁各庄，下至廊坊-天津界，项目区位优越，距北京新机场仅10 km，距廊坊市20 km，距雄安新区70 km，半小时可达北京新机场，两小时内可达北京、天津、雄安。泛区河北省面积约为368.86 km2，占泛区总面积的 71%，是永定河流域防洪体系的重要组成部分，承担着“缓洪、沉沙、削峰”和保护京山铁路及天津市防洪安全的任务。

经过多年治理，泛区内逐步建成了主次堤防，制定了分级运用方案，泛区堤埝以北遥堤、新北堤、护路堤为主堤，南北小埝、南北前卫埝、南北围埝为次堤，主堤防御标准为抗御上游来量2 500 m3/s洪水，次堤通过分洪口门的分级运用可抗御上游来量为500～2 000 m3/s的洪水，现泛区已初步形成以左右大堤为外包线的分级运用防洪体系。永定河泛区总体布局见图1。

永定河泛区跨廊坊市永清县、广阳区和安次区3个区县，尽管多次进行治理，但由于受各种因素制约，河道断流多年，水生态环境逐渐丧失，河道内生态环境单调，亟须综合治理和生态修复。

二、项目区场地现状与挑战

永定河泛区综合治理项目区属暖温带大陆性季风气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春季干旱多风沙，秋季秋高气爽。年平均气温11.9℃，年平均降水554.9 mm，年平均无霜期183天，年平均日照时数在2 660小时左右。光热资源充足，雨热同季，有利于农作物生长。

永定河泛区是1939年永定河大洪水时在梁各庄决堤改道后形成的，当时并无堤防。自1941年至今，先后进行了多次治理，但仍存在河道断流、水生态环境逐渐丧失、河道内生态环境单调、穿堤越堤道路影响防洪、混凝土硬质护岸不满足生态要求等问题。

如何通过生态修复将永定河打造为绿色生态河流廊道，是需要重点解决的问题。工程建成后能够减免洪水所造成的经济损失，净化水体，增加当地的旅游资源，提供良好的生态环境空间，促进区域经济结构调整，提升廊坊市的城市形象。为改变现状防洪能力不足、水环境承载力差、水生态功能退化的问题，恢复永定河原有“流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河”，主要设计的关键技术有：

①针对防洪能力不足问题的关键技术——对河道现状淤积严重、部分堤防险工段防洪标准不达标的，采用疏挖主槽、堤防加高培厚、险工段治理等方案，将防洪与生态紧密融合。

②针对水环境承载力差问题的关键技术——本区域为平原郊野段，通过建设湿地和沿河驳岸植被恢复，利用湿地植物，使永定河的水可以得到来自土壤、微生物以及植物的多重净化，改善水质，美化环境。

③针对水生态功能退化问题的关键技术——在满足城市防洪安全需求前提下，合理配置生态缓冲带、生态湿地、生态浅滩及生态驳岸，塑造多样化亲水空间，营造丰富景观。

④针对区域经济结构单一问题的关键技术——现状泛区内经济结构较单一，通过本次治理将乡村旅游、生态农业、郊野运动和航空产业融入其中，从而打破经济结构单一的壁垒。

三、关键技术应用

1.区域文化的提升

主要从河道外形、泛区生态、区域文化以及所处区位等方面考虑设计理念。

①河道外形——永定河泛区（河北省部分）河道蜿蜒曲折。

②泛区生态——充分挖掘永定河泛区的生态服务功能。

③区域文化——廊坊市历史上就是龙文化的发祥地之一。

④所处区位——紧邻北京新机场，有很强的区位优势。

结合以上分析，最终将“龙腾九霄”作为整个泛区生态廊道建设的设计理念，设计时以“防洪安全、生态和谐”为目标、“以水为脉，以绿为韵，以文为魂”为主题，打造“一河、两区、六节点”，在充分考虑河道原有形态的前提下，既符合廊坊市的历史文化，同时寓意与首都新机场一起腾飞，进一步彰显区域文化特色。

图1 永定河泛区总体布局图

2.防洪安全的提升

主要从河道疏浚、堤防加高培厚、险工治理等方面入手，全面提升永定河泛区的防洪安全。

①河道疏浚：对梁各庄至安次区与武清区交界段45.15km河道主槽淤积严重河段进行疏挖清淤，平整河道边坡，不改变原河道走向，河底纵坡与上下游河道顺接，对主槽弯道段进行防护。

主槽采用深浅槽相结合的断面形式，深槽主要是为了配合生态功能和景观要求而设置的常水位部分，浅槽和滩地是为了满足河道防洪需要。

②堤防加高培厚：对项目区内南小埝、南前卫埝、南围埝、北小埝、北前卫埝、北围埝中部分不满足防洪要求的堤段进行加高培厚和堤顶路硬化，满足项目区防洪要求。

③险工段治理：对项目区未治理险工段进行生态混凝土护坡防护。

④穿堤、越堤路及过水路改造：对穿堤和越堤路口需新建上堤路。

结合现状条件，对通行量较大的过水路改建为桥，对于通行量较小且位于生态公园内的漫水路，结合生态过水堰设计改造为生态通行两用设施。

3.生态环境的提升

现状部分河道采砂严重，存在混凝土硬质护岸，滩地上缺乏亲水设施，植被退化严重。本次设计在河道疏挖和堤防加高过程中，对河道及堤防两侧边坡进行生态修复，同时在堤防两侧实施防护林带建设，让永定河泛区呈现“高大乔木—灌木—草坪—水生植物”高矮疏密错落有致的立体化绿化效果，并结合平原郊野段总体布局打造6个不同主题的郊野湿地公园，利用贯穿整个泛区的永定河主河道将6个不同主题的公园串联在一起，增加整个泛区的趣味性和观赏性，同时在公园设计中融入慢行、照明、种植、铺装、生态农业、生态过水堰等多种辅助设计，达到生态平衡和生态系统的良性、高效循环。

4.产业结构的提升

以本次设计理念为依托，将整个永定河泛区打造为 “一脉、两区、六园”的平原郊野段新生态格局（见图2、图1）。“两区”主要为航空产业示范园和康养田园综合体，航空产业示范园毗邻北京新机场，建设以航空飞行为主题的产业示范园，以多点发展为支撑的通用航空产业发展格局，着力打造通用航空制造、通航运营服务、航空文化旅游三大产业板块，建设完整的通航产业体系。体现航空旅游、航空培训的产业特色，着力提高市民的幸福感和获得感；康养田园综合体是以泛区现状村镇密集区为依托，重点发展乡村旅游，同时将乡村土地资源与企业的科技、金融资源有机地融合为一体。“六园”指六个以“龙”为主题的湿地或森林公园，设计时以当地地形环境为依托，根据自身特点打造成不同的主题公园。永定河泛区新生态格局形成后，将乡村旅游、生态农业、郊野运动与通用航空产业相结合，从而改变经济结构单一的不足。

5.景观功能的提升

现状永定河泛区森林质量不高、分布不均、防护功能不足，局部河段河床沙化、河岸植被退化，且缺少环境优美、植物品种丰富的绿色空间和休憩游乐健身的活动场所，未能体现出以人为本的理念。

生态修复所采用的主要工程措施包括堤防和主槽岸坡生态修复、防护林带建设、植被修复、湿地郊野公园建设等。设计时以“绿地景观和生态环境”为主题，打造“滨水景观、文化景观、乡村振兴景观、生态农业景观、湿地森林景观”，融合本地区自然景观和人文景观；完善水系系统、慢行系统以及服务性设施，将所采用的工程措施有机地融合在一起；增加游客和周边居民的参与性及互动性，将休闲运动、科普教育、生态观光、森林度假等元素植入生态建设中，使景观功能得到提升，体现其综合效益。

6.生物多样性的提升

生态修复工程主要是通过乡土植物的混播，形成滨水湿地植物带、防护林带、森林公园带、隔离绿带等与不同微环境相适应的乡土自然群落。利用植物资源与净化功能的水生态环境，改良水土，提高区域生物多样性。其中防护林带工程以保证泛区行洪安全为首要前提条件，不单独新建防护林带，与园区建设相结合，以保留现状泛区内林带为依托，进行移栽补栽，对项目区植物多样性进行优化。项目区所涉及的植物主要包括大乔木、小乔木、灌木、草木花卉、地被植物、水生及湿生植物。

表1 各园区面积统计

图2 工程总体布局示意图

7.水质的提升

现状永定河泛区部分河道出现断流现象，河流纳污能力降低，并且随着经济社会快速发展，河道沿线点源、面源污染得不到完全处理，造成河道水质污染。针对水质问题，采用“沿河生态驳岸+人工湿地”双重水质净化模式。主要采取的措施包括：

①在主河槽两侧实施生态护岸工程，采用“水生植物、草地、灌木”的基本配置模式，通过人工和自然方式进行驳岸植被恢复，营造生态湿地，具有水体修复、固土护岸、生境营造等作用，同时栽植水生植物，起到柔化岸线、净化水体的作用。

②根据本区域平原郊野段的总体布局，建设加强型人工湿地也是本区域生态修复的重点工程，湿地生态系统是介于水、陆生态系统之间的一类生态单元，径流在湿地生态系统中停留时间较长，且其中丰富的植物群落能够有效地吸收水中氮、磷、钾以及其他一些有机物质、有毒物质，起到净化水质的作用。

8.泛区智慧化管理的提升

2016年水利部审议通过了《全国水利信息化发展“十三五”规划》，其内容明确要求水利工程建设要紧紧围绕防灾减灾、水资源配置、水生态文明建设、水利工程管理等水利中心工作，深化信息技术与各项水利工作的融合，积极研究大数据、云计算、物联网、移动互联等技术应用，强化信息化对水利各业务领域的服务与支撑，推进各类信息化资源的整合共享。现状永定河泛区缺乏统一的智慧化管理体系，为顺应水利现代化管理的潮流，本次设计本着构筑永定河泛区现代化智慧管理体系，建立防洪、水源、能源等安全隐患防控体系，从智慧管理系统、智慧景观系统和智慧服务系统三方面全方位打造永定河泛区的智慧河道管理系统。

（1）智慧管理系统

通过自动采集、人工上报及与外部系统进行数据交换获得各类信息。采用智能自动监测和人工巡检、比测相结合的方式进行堤防监测信息采集；通过通信系统实现工情信息的发送、传输；通过闸门监控系统与视频监控系统采集、传输各监测点的工情信息，使各级管理部门能及时、准确地了解本工程的工情信息以及工程运行状况。通过建立水雨情自动测报系统，对泛区内实时雨水情进行监测和上报传输，同时将数据传输至防洪调度及洪水预报系统，利用上传的数据进行泛区的洪水预报，同时制定泛区的防洪调度方案。在重要节点布置水质自动监测站，打造一个集数据存储、管理、交换、预警、服务等功能于一体的水质自动监测及预报平台，实时监控水质，进行水质预警。

（2）智慧景观系统

以“游客为本、网络支持、感知互动和高效服务”为核心，全面打造智慧景观系统。通过建立各子系统如智慧灌溉、智慧健身、智慧保洁、智慧停车、智慧互动、环境控制系统等，可以对景区全面、透彻、及时地告知和了解，实现景区的即时调度和现场管理。

（3）智慧服务系统

永定河泛区生态廊道设计实现免费Wi-Fi、智能导游、电子讲解、在线预订、信息推送等功能全覆盖，全面打造智慧景区和互联网+旅游乡村。重点打造6个子系统：全媒体一体化门户系统、移动终端应用系统（App、微信）、智能语音导游导览系统、游客个性化行程设计系统、全景虚拟VR展示系统、旅游电子商务管理系统，不仅让游客更直观地了解景区，也让景区服务更加智慧化。

四、结 语

在永定河泛区综合治理项目实施过程中，应贯彻落实京津冀协同发展重要战略要求、依据《永定河综合治理与生态修复总体方案》、符合《廊坊市城市总体规划》（2016—2030年），因地制宜，从国家政策、前期规划、泛区生态、区域文化以及所处区位多方面着手确定治理的思路，以防洪安全为核心，针对现状泛区存在的问题，制定有针对性的关键技术，将防洪与生态统筹兼顾，全面提升泛区防洪效益、旅游效益、生态及环境效益，将永定河恢复为“流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河”。