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大避暑山庄水战略市区旱河生态水网建设探讨

2011-06-26周政民刘长林姜桂民

水科学与工程技术 2011年5期
关键词:避暑山庄水网市区

周政民,刘长林,姜桂民,李 静

(1.承德市武烈河河道与橡胶坝管理处,河北 承德 067000;2.承德水文水资源勘测局,河北 承德 067000;3.承德市水利水电勘测设计所,河北 承德 067000)

承德市确定的大避暑山庄水战略,以双峰寺水库为源头,以避暑山庄水系为中心,以旱河水系为脉络,以武烈河、滦河为轴线,沿着两河沿岸,形成北区、老城区、南区、西区4个组团山水相连城区,形成水系绕城走、城依水系建的“水中大城市”新格局。规划2020年城市中心区人口达到80万,远期将达到120万。因此围绕大避暑山庄水战略,实施两河生态水利工程,在突出山庄水文化特色,建设双峰寺水库源头工程的同时,进一步完善、激活城市生态水网建设,加快市区旱河生态水网工程建设显得尤为重要。

1 市区旱河水网目前存在的问题

表1 市区旱河技术指标统计

武烈河自南向北穿城而过,将承德市分为东西两块,排列着大小数条旱河(见表1)。西侧有二仙居旱河,狮子沟旱河,牛圈子沟旱河,裴家沟旱河,石洞子沟旱河,桃沟旱河;东侧由柴家沟旱河,小老虎沟旱河,红石砬旱河。像一个密织的网,又像是一片绿叶上的基络排列在市区中心的两侧。在给山城梳理打扮的同时,也为山城的泄洪提供了极其重要的保证。目前,市区整个旱河生态水网工程建设刚刚起步。2008年投资1.5亿元,对二仙居旱河进行了综合整治。建设了3.3km防洪工程(规划河宽20m,河深2.5m,头道沟上游2.0km还需治理)、17道橡胶坝工程、2850m调水工程、5万m2景观环境工程等。二仙居旱河的生态景观环境发挥了应有的作用。目前,市区整个旱河生态水网工程建设相对滞后,多条旱河河道干涸,棚盖建筑严重,两岸堤坝大多数为20世纪50~60年代修建的浆砌石堤坝,标准低且多处出现破损,夏季旱河河道内杂草丛生,污水横溢,垃圾成堆,蚊鼠滋生,每遇暴雨,大量的垃圾污物顺流而下,致使橡胶坝库区水面污不堪。

1.1 旱河棚盖现象十分严重

随着城市化的推进,人口的高度集聚,人与水争地矛盾不断出现,引发“圈河、占河”行为的发生。一些单位、企业大量侵占旱河河道,部分地段进行了沿河棚盖,其中石洞子沟旱河由翠惠商场至云山饭店出口棚盖面积达8564.6m2,牛圈子沟旱河由糖酒库小区至桃李街口棚盖面积达8622.3m2。二仙居旱河由裕华路市场到云山饭店棚盖面积达7500m2,小老虎沟旱河全部棚盖面积6500m2,柴家沟旱河棚盖面积500m2,严重制约了旱河防洪、生态景观功能的发挥。

1.2 上游水土流失严重,部分生活污水直接排入河道

旱河上游水土保持较差,大面积的荒山秃岭,支沟坡度一般大于25%,主沟大于0.8%,汇流快,流速大,水土流失严重。由于旱河上棚盖区经营户污水未纳入城市排污管道,生活污水直接排入旱河,而且沿河两岸垃圾点设置较少,沿岸居民区、商业区的污水污物也直接排入旱河,加之上游河道无长效保洁机制,大量居民的生活垃圾随意倒入沟道内,旱河现已成为垃圾河、污水河。虽然旱河管理部门近几年加大了旱河的管理力度,但一到夏季,河道内仍然是杂草丛生,蚊鼠滋生。每遇暴雨,大量的垃圾污物顺流而下,直接流入橡胶坝库区,致使库区水面污浊不堪,库区淤积严重。

1.3 旱河治理缺乏长效投入,建设明显滞后

我市从1954年就开始了旱河治理工作,主要是在上游沟谷中修建白灰浆砌谷坊,每年春季,在旱河上游进行义务植树造林。文革时期,旱河治理中断。20世纪70年代,旱河上游的谷坊由于缺乏有效的维护,经不住洪水的连续冲击,纷纷垮塌。

20世纪80年代开始,旱河上游又开始了连年不断地生物治理工程,但每年的投入只有10多万元。只是把原有的谷坊进行了维修和重建。目前旱河堤坝还是多年前修建浆砌石坝,标准低,堤坝破烂不堪,不安全,市区旱河建设投入明显不足。

1.4 旱河的功能急需开发利用

旱河,古称无源之水,是山城特有的河流,有雨行洪,无雨干涸,是山城重要的泄洪水道。

旱河具有3大功能:①防洪泄水功能;②改善气候的通风廊道功能;③改善城市的生态景观功能。目前旱河的生态系统已经遭到了严重的外界因素破坏,其服务功能除防洪功能外,其他功能如河流生态服务功能、河流美学价值功能等已基本丧失。目前,市区几条旱河已到了必须治理,逐步恢复其应有的服务功能的时候。旱河水网建设对建设大避暑山庄水战略生态水利建设起着至关重要的作用。

旱河这种山城特有的河流在城市生态建设、拓展城市发展空间、美化城市等方面具有不可替代的作用,是城市发展的灵魂,是城市景观环境的点缀,开阔的梯级水面和流动的水体所形成的自然风貌,无疑能给城市增添许多亮点。

2 旱河生态水网的规划设计探讨

将市区旱河生态水网的建设、治理融入到大避暑山庄水战略的建设理念之中,从河流生态学、生态景观学的角度视野出发,统筹规划。彻底改变旱河单一防洪功能观点,而要把旱河作为城市水景观的自然廊道,发挥其应有的景观生态作用、美学价值作用,着力构建城市区域生态水网建设,把旱河建成城市的子女河。

2.1 优化旱河河道断面

目前市区几条旱河河道宽窄不一,原有旱河断面过宽已经制约了城市的发展空间,旱河河道只是满足防洪泄水的要求,功能单一,旱河的生态景观、服务要求远没有体现出来。随着城市化建设的发展和上游治理工程的增加,集雨面积的变化等,优化旱河过水断面,尽可能地为城市留足生态环境、休闲、道路等拓展的空间显得越来越重要。

目前对旱河行洪宽度有两方面的意见:一个是“宽”,一个是“窄”。宽者是保留原始状态的思路,以宽、浅来满足行洪要求,其缺点是:河道过宽,城市发展空间受限。“窄”的前提是安全泄洪,“窄”的指导思想是深河床,窄宽度,以确保安全行洪断面为原则。

二仙居旱河,经过了综合治理。彻底改变了旱河脏乱差和旱河常年无水的状况,目前河道宽度20m,堤坝高2.5m,比以前规划宽度减少2.0m。

随着旱河上游情况的变化,特别是治理工程的增加,一定程度上减轻了对旱河行洪的压力。有必要对旱河行洪标准、旱河预留宽度做进一步研究和探讨。

如牛圈子沟旱河,随着城市南环路、外环路道路的修通,加之近几年上游农田基本建设的彻底治理,水土流失大大减少。由于旱河源头和汇合口的高程相差很大,降坡多在1%左右,只须挖深现在河床完全可以解决防洪泄水问题。

狮子沟旱河位于避暑山庄北侧,是一条穿越古建筑群的旱河,紧邻外八庙,是我市城市环境的对外窗口,全长10km,流域面积39.4km2,规划河宽50m。由于城市环路工程的建设和该区域5个自然村的整体搬迁,上游水土流失将大大减少。

根据旱河现状,按50a一遇行洪标准计算分别对另外7条旱河河道断面进行断面比对设计。结果见表2。

表2 旱河河道断面设计成果 单位:m

根据上述计算结果,综合考虑市区旱河的功能、作用以及目前河道治理技术的不断发展,市区旱河河道深度在1.5~2.0m范围内为最佳,经优选,确定的市区旱河最优河道断面如下:

表3 旱河河道断面优化成果 单位:m

优化后的旱河河道断面,在最大限度满足行洪要求的同时,河道宽度大大减少,为城市留出绿地建设、休闲、道路等拓展的面积达120900m2,效益非常巨大。

表4 优化旱河河道断面后增加土地面积 单位:m2

2.2 加大旱河源头治理

针对目前旱河上游现状,旱河治理必须从源头开始,采取工程措施和非工程措施相结合的方法,才是治标之本。把洪水拦在源头、蓄在坡地,把流失的水土拦在谷内。建议旱河上游坡耕地要全部实现退耕还林;加大上游水土保持治理,进一步加强旱河上游生态林和小流域综合治理建设速度,在上游,大力开展水土保持绿化旱河源头的生物工程。重点开展城区周围群山的绿化,将技术产业西山区、广仁岭下南山区、风云岭上河北区、狮子沟北山区、武烈河东山区5个万亩治理区列入重点治理范围。

在加强植被建设的同时,还应进一步研究城市雨洪利用问题,修建一些小塘坝、集雨水窖、水柜等雨水积蓄利用工程,与旱河水系连接起来,用于美化、绿化环境,使整个城区旱河治理形成整体性、系统性、综合性、多功能性的生态环境体系。

在市区主要旱河上游,水土保持植被好的地方,修建截水工程,如截潜流、小塘坝等工程截水。在岩石裸露的山谷、在水土流失比较严重的沟道大量修建梯级谷坊、贮沙池等工程。对上游洪水、泥沙形成梯级拦蓄。在旱河上游宜林坡地植树造林,使其达到拦水于源头、蓄水于坡面、滤水于沟道的目的。

2.3 应用生态护岸技术

对旱河水系的治理,以景观生态型修复模式为主。采用目前被广泛应用的生态护岸技术。如绿化混凝土、无砂混凝土、生态混凝土、鱼巢砖、净水石笼、植物纤维垫,土工植草固土网垫,土工网复合技术,土工格栅等护岸、护底技术。依自然条件和历史文化特点,使各条旱河与武烈河形成流动的水网体系,因地制宜地营建水中湿地和河道水生植物群落,适当增加亲水性、文化性、娱乐性的设施,保护城市轮廓景观线,逐步形成视觉开阔、水城相映的现代城市旱河水网络体系。

2.4 营造旱河水景

旱河建设要贯彻依水活城、以水连城的建设理念,如古城区段武烈河和旱河治理除应体现生态型、观赏性外,还应与避暑山庄、武烈河水系联成一体,旱河两岸滨河园林和建筑要按照“尚古、蕴文”理念,使山庄、外八庙、古城与河系景观一脉相承。

东部旱河水系治理要充分发挥橡胶坝的工程效益,利用橡胶坝的蓄水高差,通过涵洞、管道自压引水到旱河上游,根据地形、河道落差,修建不同型式的跌水生态坝,护岸坝,让旱河水系流动起来。在下游旱河出口处种植菖蒲、芦荟、芦苇等水生植物,在净化水质的同时,美化环境,拦截污物。另外,红石砬旱河水系治理与开发的世纪城建设连接起来,利用橡胶坝蓄水高差,从第五道橡胶坝引水,通过开挖沟渠,形成“城在水中,水在城中”的水系连通格局。

西部旱河水系的治理充分借鉴市区二仙居旱河成功治理的经验,以二仙居旱河水系为标志、起点。根据旱河所处的位置不同,针对每一条旱河的不同情况,因河制宜,一河一策,综合利用双峰寺水库、橡胶坝工程建设自流引水、管道加压提水、截流蓄水等工程措施进行水系治理。通过拦河跌水,形成各具特色不同水深的梯级水网。可在不同的部位种植水生植物,如荷花、水莲、菱角、水花生、金鱼藻、满江红等浮水植物,给市民提供一个良好的休闲环境。

3 市区生态水网建设的可行性

3.1 大避暑山庄水战略

大避暑山庄水战略既是围绕城市发展定位,优化配置水资源,继承避暑山庄水文化,大力发展民生水利、环境水利、资源水利,也是人水和谐治水理念指导城市魅力水环境建设的具体体现,为市区生态水网建设提供了基础。

3.2 城市建设需要

建设城市水利,水务先行。目前,我市先后编制和实施了《承德生态市建设规划》、《承德市生态功能区规划》、《承德市重点水源涵养生态功能保护区规划》等相关规划,确定了以双峰寺水库建设为源头,以避暑山庄水系建设为中心,以旱河水系建设为脉络,以武烈河、滦河水系建设为轴线大避暑山庄城市建设格局,形成水系绕城走、城依水建的“水中大城市”新格局。围绕大避暑山庄水战略,建设旱河生态水网体系尤为重要。

3.3 上游治理为市区生态水网建设提供了可靠保障

市区二仙居旱河进行了治理,二仙居旱河生态环境、景观面貌得到了较大改善。近几年,我市城市化进程逐步加快,市区几条旱河的集水条件也同样发生了变化。随着今年中央“一号文件”的出台,“十二五”期间一定会掀起加快建设上游工程措施和非工程措施的高潮,解除旱河水患,建设旱河生态水网的条件已经成熟。

4 结语

旱河是承德这座山区城市特有的河流,历史上曾多次发生洪涝灾害,给市区人民生命财产造成了重大损失。在经济社会高度发展的今天,它成为大自然赐予我们的自然财富。改造旱河,利用旱河、美化旱河,依河造景,充分体现了城市规划中以人为本,以水为魂的大避暑山庄战略治水理念。在旱河生态水网建设中,应结合城市景观规划,营造旱河水景,因河制宜,一河一策,一河一景,以水造景,把水景观融入城市景观,充分考虑旱河两岸居民和游人的活动需求及环境感受,以“绿”和“水”作为空间介质,建造亲水性人文活动空间,为市民创造一个安全、舒适和富有生机活力的水岸环境。

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