营口开发区河流水系联通治理设计初探

2016-05-30 03:54孔繁友
水能经济 2016年12期

【摘要】本文以营口开发区河流水系联通工程为例,设计采取蓄、泄、滞、引、补结合的措施,实现跨流域调水和区域内河湖水系的联通,通过采用生态河道治理措施,解决了水资源短缺河道的水生态问题,同时结合水景观建设实现了水利工程建设与城市规划发展、历史文化有机结合。

【关键词】河流水系联通;雨洪资源利用;生态护坡固岸

近年来,随着辽宁沿海经济带开发建设、大路网建设等一批重大项目的实施,使营口开发区经济发展迅速,城区日益扩大。开发区招商引资、旅游以及人民群众对生活环境提出了更高的要求,只有通过对现状河流水系的改造来优化城市的“软环境”,才能提升城市的内在魅力,因此对开发区境内河道水系进行综合规划治理,达到河流水清、岸绿显得非常迫切。

1、现状分析及存在的问题

营口开发区现状河流主要有熊岳河、二道河和红海河,均为东西走向独流入海的河流。各河中流域面积最大的为熊岳河,流域面积为307km2,干流河道全长42.5km,其中营口开发区段长13.0km,其次为红海河,流域面积为54.38km2,河长13.5km,最小的为二道河,流域面积为40.6km2,河长12.78km。这些河流现状存在诸多问题,主要体现在如下几个方面:

(1)河道淤堵严重,防洪标准低

河道内杂乱无章,垃圾成堆,淤堵严重,二道河、红海河河道狭窄处只有2.0m~3.0m,个别河道段农田、房屋侵占河道现象严重。熊岳河盗采砂问题严重,两岸堤防残缺不全,防洪标准较低,已严重影响河道的正常行洪。

(2)水资源短缺,水质污染严重

熊岳河水资源条件较好,但区内的二道河与红海河河道流域面积较小,河道上游没有控制性水源工程,除汛期外,两条河基本干涸,山溪型河流特征明显,当地人把这两条河称为“无头河”。上游农村段河道内垃圾众多,下游城市段河水污染严重,地下水位低,海口段海水倒灌问题严重。

(3)生态功能退化,制约城市发展

由于河道沿线堤防、滩地土质为砂性土,抗冲刷性能差,部分堤段岸坎较陡,加之人为侵占、破坏严重,以致河道内植被覆盖率低下,部分河段进行了局部的治理,主要是为防治洪水冲刷,河道断面单一、渠化、白化问题严重,毫无生态、景观而言。

2、河流水系生态景观设计

根据营口开发区境内河流水系现状存在的问题,景观水系联通治理原则是要满足防汛排涝、水系联通、截污改善水质等基本功能,突出滨水景观、休闲旅游等功能的重点水系,以顺应自然的构思将流水和人造景观融为一体,突出鲅鱼圈历史文化底蕴,体现新兴现代化城市的形象,体现亲水、自然、生态、历史文化和人性化有机结合的构思。从上述基本功能定位出发,本河流水系联通设计在保证增强河流防洪排涝的基本功能前提下,本工程采用了以下设计策略:

(1)雨洪资源利用,改善内河水质

针对水系现状存在的水资源短缺问题,设计在水量充沛的熊岳河修建提水泵站,汛期集中大流量提取熊岳河内的尾洪,通过长距离输水管线输送至蓄水方塘工程内,蓄水工程位于望儿山东侧,占地面积85万m2,其中形成水面面积36.9万m2,蓄水量约110万m3,河流水系联通工程平面布置详见图1。蓄水方塘还可以蓄集周边地区的区间洪水,缓解周边地区的城市、农田的排涝问题。通过蓄水方塘调节存蓄水量,多余水量从蓄水工程内通过450m人工明渠自流排入二道河内,再经二道河到红海河段3.1km人工明渠自流至红海河,在非汛期小流量维持生态性供水,满足内河水生态需求,形成熊岳河、二道河、红海河互相连通的水系。设计采取蓄、泄、滞、引、补结合的措施,通过科学论证实现跨流域调水,解决了营口开发区境内河流水资源时空分配不均的技术问题,一定程度上缓解二道河与红海河水资源短缺的现状。同时根据河道沿线排污口分布情况,增设多条截污管道,将污水输送至污水处理厂处理后的中水排放至河道內,从根本上解决了河道水质污染的问题。

(2)修复河道岸线,恢复生态功能

本工程设计坚持打造自然生态的河道岸线,不刻意裁弯曲直,保留河道深潭、浅滩。河道、湖区岸线防护设计采用了多种水利工程新产品、新技术,将生态组合治理措施应用到水利工程护坡、护岸中,打造河流水系绿色岸坡生态廊道。

设计中针对不同的河岸段的实际情况,分别采用了充砂管袋生态护坡技术、生态植草袋护坡技术、联锁混凝土植草砖护坡及自然石堆砌生态护岸等近十种生态护坡、护岸形式。

砂管袋生态护坡技术

本次设计创新性的采用充砂管袋生态护坡结构对堤坝进行防护,该护坡结构采用400g/m2无纺布和直径为0.3~0.5m,长5~8m的无纺布管状袋组成,充砂管袋护坡剖面图、平面图详见图2、图3。该防护结构能够抵抗一定洪水对堤身的冲刷,还能解决堤坝坡面受雨水冲击易塌陷、护坡体脱落等问题,提高了堤坝抗洪灾能力和使用寿命,且投资少,见效快,同时可在坡面土上种植草等植物,有利于改善生态环境。

②生态植草袋护坡技术

该生态边坡工程系统由生态植草袋、三维排水联结扣、扎口带三方面构成,生态植草袋护坡标准断面详见图4。该防护边坡属于柔性结构能够适应这种变形和挤压,同时还可将局部的集中膨胀力化解为均布应力,起到很好的以柔克刚的效果,使结构保持稳定。

③联锁混凝土植草砖护坡

设计二道河上游段采用采用联锁砖护坡,基础在用浆砌石基础,联锁砖下铺设粗砂找平层,粗砂下铺设400g/m2的无纺布,联锁混凝土植草砖护坡标准断面详见。设计联锁砖规格:L403.2mm,W351.6mm,T100mm,开孔率25%,强度要求C25,F150。联锁砖每铺设50m,垂直水流方向设伸缩缝隙一道,伸缩缝处及与其它结构接触处的空隙采用M10水泥砂浆充填。

④自然石堆砌护岸

自然石护岸设计底座为浆砌石结构,上部为自然风化大块石堆砌而成,设计采用天然黄石,要求独立成块,块体表面为自然风化形成,非人工雕琢,块石粒径为1.0m~2.0m,自然石堆砌护岸结构标准断面详见图6。该护岸设计体现了河岸与自然相结合的设计理念。

(3)合理布置拦河建筑物,形成景观连续水面

河流水系工程结合各个河道水文、地质、地形地貌等自然因素及建筑物所要实现拦蓄、节制等功能上的差别,共设计拦河建筑物29座,分别采用钢坝闸、橡胶坝、液压升降坝以及自然滚水坝等型式,共形成人工水面及湿地25处,涵养和补充了区内水资源,防止地下水位下降,海水倒侵,改善了河道的生态环境。

(4)改善堤岸景观,提升城市品位

河流水系治理工程以“水利搭建平台,提升城市品位”为设计理念,实现水利工程建设与城市发展有机聚合。

蓄水方塘设计中充分考虑营口开发区城市化进程发展的诸多元素,达到河流水系工程建设与营口开发区全域城市化的城市发展思路和“熊岳望儿山母亲节”的母爱文化完美融合。河流水系节点设计体现人文文化内涵,二道河的滨水景观设计以“一水、两带、四节点”为景观结构,将河道景观的各个要素有机的串联起来,形成一个完整统一的河道生态系统。熊岳河以海洋生物作为设计的主要元素,主要体现了欢快、动感的设计理念。用以提升河道两岸人们的乐观、丰富的文化生活。本次设计中的四大节点分别为海鸥岛、连心湖、如意岛、东环湖。海鸥岛以自然、生态为主旨;连心湖以欢聚、亲水为理念;如意岛以观景、留念引人入胜;东环湖注重恬静、轻松。红旗河景观带以“扬帆起航”为主题,遵循“以人为本”的设计原则,采用了“一水、两带、三节点”的景观结构。通过运用船、帆、舵等景观元素来展现一幅蜿蜒曲折而不失品位的当代河道景观。

结语

本工程设计坚持“安全、绿色、生态”的设计思路,采取蓄、泄、滞、引、补结合的措施,实现跨流域调水和区域内河湖水系的联通,解决了水资源短缺河道的水生态问题。采用生态护坡护岸技术代替传统的硬质护岸型式在防水流冲刷的同时,能够还河岸自然和绿色。该工程的水景观建设使水利工程建设与城市规划发展、历史文化完美结合。

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作者简介:孔繁友,男,(1979年2月出生),辽宁沈阳人,高级工程师,主要从事水利工程科研、规划、设计工作。