资源性缺水地区城市行洪河道生态修复目标和途径
——以滹沱河生态修复工程为例

2021-03-29 06:43纪俊双
河北水利 2021年2期
关键词:行洪河底亲水

□纪俊双

河流生态修复大多经历4 个阶段,分别为以水质恢复为重点、建设小型河流的生态恢复工程、以单一物种恢复为标志的大型河流恢复行动、流域尺度的河流生态整体恢复。滹沱河生态修复工程立足当地经济社会发展条件和水资源现状,坚持以水而定,量水而行,通过防洪与生态的融合、改善河道水质、实现横向联通、构建滨水空间等途径,解决了安全、生态、亲水的多重矛盾,最终实现了河畅水清景美的治理目标。作为资源性缺水地区城市行洪河道,滹沱河的生态修复目标和途径,可为同类工程提供参考和借鉴。

1.项目背景

1.1 水资源状况

河北省为资源性严重缺水地区,无大江大河过境,水资源调节能力弱,长期依靠超采地下水来保障经济社会发展。2018 年,河北省水资源总量为164.04 亿 m3,人 均 水 资 源 量 为217.09m3,仅为全国平均水平的1/9,远低于国际极度缺水地区人均水资源占有量500m3的标准。近年来,尽管加大了引江引黄水调入量,但随着用水需求的增加,水源短缺问题仍然严重。目前,河北省地下水超采最严重的冀中南地区,已形成9 处地下水位降落漏斗,位于冀中南核心的石家庄地区,水资源短缺问题突出。

1.2 流域概况

滹沱河为海河流域子牙河系两大支流之一,它发源于山西省繁峙县五台山北麓,在盂县阎家庄流入河北省。经岗南水库、黄壁庄水库后,经石家庄市、衡水市、沧州市的13 个县(市、区),至献县枢纽与滏阳河汇合,经子牙新河入海,流域总面积24960km2,干流总长588km。河北省境内总长296km,其中石家庄境内长205km。

1.3 河道治理成效

滹沱河属游荡性多沙河道,主流极不稳定,千百年来,水患频发。历史上滹沱河曾多次变迁,现有故道遗迹众多。新中国成立以来,滹沱河治理取得重大成就。1958 年,滹沱河干流上建设了岗南水库,与黄壁庄水库联合运用,可控制滹沱河的山区洪水。在“96·8”洪水中,滹沱河主流摆幅比历史上的大水年大大减小,主流基本控制在两岸控导工程以内。2016 年的“7·19”洪水对河势未产生明显影响。经过历次防洪整治,滹沱河承担起了防洪、供水、灌溉、发电的综合功能。

2.工程概况

2.1 工程现状

近20 年来,工程段河道主槽未进行治理,除人为采砂、取土外,现状主槽基本保持了自然状态。现状滩地地势平坦,用地以农田果园为主,局部存在工业区和村庄。自上世纪80 年代以来,河道相继断流、干涸,水生态功能退化。

2.2 存在问题

治理段滹沱河的主要问题:一是防洪工程存在薄弱环节,一方面主槽现状局部段过流能力不足;另一方面,河道险工险段影响行洪安全,采砂坑坑深坡陡,岸坡稳定存在安全隐患。二是河流生态系统遭到破坏,主河槽无生态基流、水体污染严重,河床裸露,水生态功能严重退化。

总体来说,滹沱河流域兴利除害的旧水矛盾尚未根除,水体污染、生态恶化、民众亲水等新水矛盾不断产生,新老水问题相互交织,形势严峻,滹沱河治理面临新课题。滹沱河既是行洪河道又是城市河道,如何协调防洪与生态、亲水的需求是工程难点。面对地下水超采、河道断流等问题,水源成为生态修复的关键问题。

3.修复目标

为破解新老水问题,坚持问题导向和目标导向,以习近平新时代生态文明思想为指导,践行绿水青山就是金山银山的理念。工程设计以安全为本,以生态为基,通过防洪安全、水质改善、生态改善、休闲娱乐功能提升的具体目标,最终实现河畅水清景美的愿景。滹沱河水生态修复需要协调防洪工程与水生态修复工程的空间关系及相互影响,构建安全的河;改善河道水质,构建有水的河;保证河道横向连续性,打造生态的河;布置亲水平台等设施,实现亲水的河。

4.修复途径

4.1 虚拟河底,统筹行洪和生态

按照设计标准设计河道行洪底高程,现状河底高程低于设计河底高程时,保留现状河底。结合河道采砂现状,将植物、沙洲、拦蓄建筑物、亲水平台等布置在行洪河底高程以下,这既保证了河道行洪安全,又为生态修复、亲水设施提供了空间。现状河底高程高于设计河底高程时,结合生态修复等将高处挖低。

从行洪安全角度,对其他设施提出要求。湖面、溪流布置在主河槽行洪断面以下,不影响主河槽行洪能力。绿化以地被为主,其余保留现状,重要节点采用疏林草地的形式,顺水流方向种植,保障行洪通畅;地形设计严禁阻碍洪水流动方向;其他设施,不能为永久性设施,可采用移动设施,通过预警,保证洪水来之前,设施快速转移到堤外。

4.2 多措并举,改善河道水质

水资源配置优先利用雨洪资源、再生水,其次利用南水北调水,最后利用黄壁庄水库水。其中,南水北调水和黄壁庄水库水均从上游补给,再生水主要从中下游补给。为保证水质,采取雨洪资源利用、截污控污、水系循环等综合措施。

首先是布设初期雨水处理系统,保证蓄水区水质。根据滩地汇流面积,在左、右岸绿化带外侧、滨水平台及主槽边坡等处布置储水沟,为初期雨水暂时提供贮存空间,使部分沉淀物在此沉淀。储水沟下部分为净化层,通过植物根系、种植土壤层和砂砾石过滤层的综合作用,使雨水得到净化。净化后的雨水通过管道排入河道主槽。

其次,截污控污染,构建湿地,对再生水进行净化,提升入河水质。湿地植物选择香蒲、菖蒲、荷花、千屈菜等挺水植物,睡莲、荇菜等浮水植物,金鱼藻等沉水植物。

最后,下游水系以再生水为主要水源,以溢流堰拦蓄形成水面。再生水入河后会面临水体流动性不足,容易出现水体滞留、泥沙淤积、富营养化等问题。在水系末端建设泵站和管道,增加河流曝气,实现局部水体循环。

4.3 弹性设计,实现横向连续

充分考虑滹沱河水源短缺,地表水水源来、用水时空分布矛盾突出、非常规水源水质较差等具体情况,结合地下水超采、民众亲水的多重矛盾,提出弹性设计,实现河流横向连续。

水系岸坡防护中,防护结构顶高程略低于拦蓄建筑物顶高程,当来水超过设计蓄水位时,可加强渗漏,有效补充地下水,使蓄水区与周边相沟通。水量充沛时,河道左右岸能实现补水,使河道与左右岸隔而未断。平时是蓄水河湖和溪流,水少时是溪流湿地,水多时可渗漏补充地下水,提高河流的环境承载能力。

4.4 量水而行,构建滨水空间

以水资源条件为约束,量入为出,合理确定溪流湖区、绿地面积。水面建设量水而行,仅在节点打造水面,以溪流串联,形成“溪流+湖面”交替的串珠式水体形式。主槽内水系纵断依现状纵坡,分段拦蓄,共布设4 处拦蓄建筑物。主槽内形成两处大水面,结合现状自然地形,在湖区适当保留沙洲。沙洲平均顶高程低于主槽行洪河底高程

0.5 m。

为实现亲水乐水,进行道路工程和生态绿化建设。道路工程打造两岸交通路,设置跨河和顺河交通系统。生态绿化建设按照“节约投资,注重效果”的原则进行,在湖区节点处重点打造,其余地方一般处理。种植设计尊重现状,丰富种植层次。绿化品种以乡土植物为主,秉持自然、低成本的选择标准,筛选出适合多种生境条件的滨水绿化植物种类。湿生植物有菖蒲、香蒲、千屈菜等,沙生植物包括狼尾草、蛇目菊、金鸡菊等。□

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