长沟湿地修复工程设计方案浅析

李云龙

摘 要：湿地指天然或人工形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区，还包括在低潮时水深不超过6米的水域。湿地与森林、海洋并称全球三大生态系统。 一方面，利用区域地质条件新建湿地，可以极大改善周边环境，调节小气候，涵养水源，改善周边居民生活品质，另一面修复因人类活动而破坏的湿地，恢复水生态平衡，具有极大且十分紧迫的生态环境意义。该文介绍了北京市房山长沟湿地修复工程设计方案，以及在华北地区湿地修复方面的工程经验。

关键词：长沟 湿地修复 泉眼防护 人工湖 渠道整治

中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0097-02

长沟湿地修复工程位于房山区长沟镇和大石窝镇境内，由北泉水河人工湖工程和南泉水河湿地修复工程组成。北泉水河人工湖工程位于长沟镇西甘池村东南侧，北泉水河的右岸，距长沟镇4.0 km，有通往西甘池村的轩辕路经过。南泉水河湿地修复工程位于大石窝镇高庄村和下营村结合部，南泉水河支流泉水区域，距大石窝镇2.4 km。根据区域经济的发展规划，确定长沟湿地修复工程的主要任务是恢复、保护和发展长沟湿地，形成独特的泉水湿地景观，改善生态环境质量，促进旅游休闲业的发展。北京市发展与改革委员会以京发改〔2009〕1690号文件对该项目进行了批复，由市政府固定资产投资全额安排，业主单位是房山区生态环境建设办公室。

1 水文

南泉水河、北泉水河属海河流域大清河水系北拒马河一级支流，南泉水河发源于房山区西南大石窝镇水头村北，于长沟镇南出北京市界，后经河北省涿州沿家村等，于张村南汇入北拒马河，市界内流域面积为74.1 km2。北泉水河发源于长沟镇三座庵村西，流经西甘池村、长沟镇，在长沟镇南出境后，在夹河村与南泉水河汇合，以下称胡良河，总流域面积21.89 km2。南泉水河、北泉水河流域为季风气候区，季节性差别显著。南泉水河泉眼区域的7处泉眼出水量可达0.45 m3/s，长流不息。北泉水河常年有泉水出露，主要来自甘池泉群，流量为 0.25 m3/s，基流最低可达0.2 m3/s左右。

2 工程地质

长沟湿地修复工程两地工程区地貌类型均属山前丘陵区，总体地势西北高，东南低。河段呈NW—SE流向，河谷开阔，河床纵向坡降较大。根据地表测绘及钻探揭露，南泉水河、北泉水河工程区主要地层有：上部第四系堆积层，下伏蓟县系雾迷山组灰岩。工程区大地构造处于中朝准地台燕山台褶带和华北断坳分界的十渡至房山穹褶与琉璃河至涿县迭凹陷之交界处。新构造单元位于京西隆起与北京断陷的次级断陷—涿县断凹分界带。工程区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.15 g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。工程区地下水按其埋藏条件和含水层性质主要为第四系孔隙潜水与碳酸盐岩岩溶裂隙水两大类。主要补给来源为大气降水，根据钻孔揭露地下水位，碳酸盐岩岩溶裂隙水具承压性，水头高于河水位。工程区地下水运动的总体趋势是从山前丘陵地带向南、北泉水河排泄。

2.1 北泉水河工程地质条件评价

人工湖西南角湖底及岸坡岩性为灰岩，其它部位为粉质粘土或粘质粉土。湖水位多在地下水位以下，环岸地下水微弱补给湖水，因此不存在湖底及湖岸的渗漏问题。人工湖湖岸天然地下水位与正常蓄水位相当，岸坡土层内地下水坡降基本未发生变化，不会引起渗透稳定问题，不会带来浸没影响。

2.2 南泉水河工程地质条件评价

7处自然泉水具承压性，经勘探，泉周覆盖层厚度4～6.0 m，由粉质粘土、砂及砂卵砾石组成，泉眼防护建筑物基础可坐于其上，地基承载力满足要求。在4#、7#泉眼处新建泵站，泵站覆盖层厚度约5.5 m，蓄水池部位覆盖层厚度1～1.5 m，基础座于基岩上，其承载能力均能满足建筑物要求。河道内覆盖层厚度大于6 m，岸坡由粉质粘土组成。

3 工程建设必要性

在《北京城市总体规划（2004～2020年）》中将全市18个区县从总体上划分为首都功能核心区、城市功能拓展区、城市发展新区和生态涵养保护区四大功能区。密云、门头沟、房山、平谷、怀柔、延庆六个远郊区县被定位为绿肺生态涵养保护区，该工程区域处于该规划明确的西部生态涵养带。在《房山新城规划（2005～2020年）》中，按新城规划的城镇类型划分，为独立发展城镇，属山前浅山丘陵区生态恢复带。在《北京市湿地保护与恢复规划研究》（2004年）中，明确将房山区拒马河水系的泉水河列为河流型保护湿地。

实施长沟湿地修复工程可以改善北京西南部区域的生态环境质量，可以调节区域小气候、降低气温、增加空气湿度和降雨量。南泉水河湿地修复工程可以将河道周围农村生活用水和养殖、灌溉污水在湿地区进行深化处理，减少入河污染物负荷，保护水质。北泉水河人工湖工程将有效加强北泉水河河道的蓄水功能，在洪水期，可起到调节径流和均化洪水的作用。

4 工程布置

4.1 北泉水河新开挖人工湖

北泉水河新开挖人工湖工程由人工湖、进水渠、进水涵闸、穿路涵、退水涵闸和环湖路等建筑物组成。

（1）人工湖

人工湖开挖边界，北侧以北泉水河右岸路和西北角的基本农田为界，西侧以西甘池村东侧排洪沟为界，西南角开挖边界以高程52～56 m坡脚为界，湖边水面线以该处基岩面为界，东侧及南侧以基本农田为界，保留湖中轩辕路。湖底高程45.20 m，水面高程46.00 m，水深0.8 m，平均挖深5.3 m。在现状基本农田与新挖人工湖之间局部狭窄地段和苗圃突入湖边界处采用挡墙型生态砖护坡，坡比1：0.3；与进水渠相邻侧、与北泉水河堤防侧和与东侧基本农田相接处设计边坡1：5，采用植草护坡；湖的西南端角开挖坡比缓于1：7，坡脚采用挡墙型生态砖护坡，坡比1：0.3；轩辕路两侧以行道林外侧2.0 m为界，设计边坡1：2，采用平铺型植物生长砖护坡。开挖面积14.94万m2，湖水水面面积10万m2，绿化面积5.75万m2。endprint

（2）进水渠

进水渠由西甘池村东侧的排洪沟疏浚、防护治理后兼用，该次设计只对工程区范围内排洪沟进行了治理，以入河口公路桥为起点，至人工湖西南角，长度380 m，起点高程46 m，纵坡1/500，底宽5.5 m，渠深3 m，内边坡坡比1：2。边坡采用平铺型植物生长生态砖，坡面植草绿化。排洪沟过流能力48 m3/s，满足防洪要求。

（3）进水涵闸

进水涵闸布置在进水渠0+260 m桩号处，轩辕路的南侧，闸底高程46.8 m，闸门宽度1 m，高度1 m，上游设置胸墙，闸门后设 1.6 m深的跌水井与涵管连接，涵管底高程与湖底同高为45.2 m，涵管直径1 m，涵管长度21 m，闸门选用铸铁门，螺杆启闭机启闭。最大过流能力为1 m3/s。

（4）穿路涵

在轩辕路设3处设置穿路涵，底高程45.2 m，直径为0.8 m。

（5）退水涵闸

在人工湖的北侧修建退水闸，闸底高程45.20 m，闸室孔口宽度确定为1 m，高度1 m。上游设置胸墙，闸门后设1：4斜坡与涵管连接，涵管底高程为45m，直径1 m，长度6m，闸门选用铸铁门，螺杆启闭机启闭，最大过流能力1 m3/s。

（6）环湖路

除利用原有公路外，沿开挖湖边线新修建沥青混凝土路面公路，长度1627 m，路面宽度5.0 m。

4.2 南泉水河湿地修复工程

南泉水河湿地修复工程由泉眼防护工程、泉眼水源保护工程、旁侧表流湿地保护工程、旁侧表流湿地恢复工程和河流湿地整治工程等组成。

（1）泉眼防护工程

泉水区有7处泉，对出水条件较好的3处泉，进行简单清理和维护。重点对其他4处泉进行清淤、围护和绿化等综合治理，对2号、3号和4号泉拆除重建，并使三处泉路通水通，对7号泉在现状的基础上进行改建。4处泉池设计水位分别为60.9 m、60.6 m、60.0 m和59.1 m，泉池采用浆砌石结构，迎水面抹2 cm厚砂浆，环泉池的鹅卵石混凝土路面宽1.0 m。

2号泉：邻近田间路一侧即泉池西侧泉池顶高程62.40 m，采取汉白玉栏杆防护，北侧区域为近水区，池顶高程61.30 m，设溢流口，下接40 m混凝土管通至3号泉调节池，泉眼出水处挖至58.9 m，近水侧2 m范围内池底挖至60.2 m，其他处挖至59.80 m，形成泉池水面积187 m2，绿化面积105 m2。

3号泉：位于泉群的中部，拆除南侧与东侧的废弃鱼塘，在西北角和东南角布置两个水面，另两个方位角布置绿化休闲区域。西北角的水面为泉眼出水池，设计池内水位60.60 m，东南角的水面为调节水池，池内正常蓄水水位60.60 m，最低水位59.60 m，两池之间设近水路，高程61.20 m，宽度1.20 m，设溢流口，两池其他周边池顶高程61.20 m，并设汉白玉栏杆防护。调节池东侧池壁设置放水闸，下接混凝土管通至4号泉调节池。泉眼出水处挖至58.60 m，近水路两侧2 m范围内池底挖至59.90 m，其他处挖至59.60 m。形成泉池水面积1737 m2，其中泉眼出水池水面903 m2，调节池水面834 m2，可供调节水量834 m3，绿化面积1060 m2。

4号泉：4号泉位于泉群的东侧，南侧是个坑塘。该次设计分南北两池，北池为泉水出水池，南池为调节池。泉眼出水池，设计池内水位60.00 m，调节水池内正常蓄水水位60.00 m，最低水位59.50 m，两池之间设近水路，高程60.40 m，设溢流口，两池其他周边池顶高程60.50 m，并设汉白玉栏杆防护。调节池南侧池壁下游设置进/出水闸门，承担调节池水退入河道和河道水进入调节池，同时防止洪水期河道洪水进入调节池，下接混凝土管通至北沟河道。出水池泉眼出水处挖至58.00 m，近水路两侧2m范围内池底挖至59.30 m，其他处挖至59.00 m。形成泉池水面积904 m2，其中泉眼出水池水面434 m2，调节池水面470 m2，可调节水量235 m3，绿化面积115 m2。

7号泉：位于下营村的北侧，将7号泉池作为上池，其下游侧的较为开阔的水面改为下池，对现有池壁上部结构简单维修，顶部设置汉白玉栏杆防护，在上、下池内以流线形套装新的池壁，上、下池间设近水路。上池设计水位59.10 m，新建池壁高程、两池之间设近水路高程59.50 m，近水路中部设置溢流口，向下池设两级台阶跌水。下池水位58.50 m，新建池壁高程58.90 m，下池下游侧池壁设溢流口。上池泉眼出水处挖至57.00 m，池周2 m范围内池底挖至58.40 m，下池挖至57.80 m。改建形成水面768 m2，其中上池水面403 m2，下池水面365㎡，绿化面积720 m2。

（2）泉眼水源保护工程

利用拆养渔场空间和南侧支沟新建人工湖，北侧、西侧以南侧支沟左岸为界，南侧以现有的小路为界，东侧以石水路西侧的排洪沟为界，为河道型。设计蓄水位为58.00 m，人工湖中间即主河道部分约5 m宽的湖底高程56.50 m，其他部位湖底高程57.20 m，人工湖水流入口处和出口处各布设1座人行拱桥。形成水面面积5600 m2，绿化面积800 m2。

（3）旁侧表流湿地保护工程

建设主要内容是拆除原有的3座泵站，与恢复湿地统一考虑建设提水泵站，对灌溉主干渠改建为管道输水，清理湿地周边及渠系中垃圾；对部分水流不畅的湿地进行整理，重点是1～4号泉间区域地块以及上游地块进行平整，整修灌排渠系；修建田间路。新建田间路3600 m，路边种植灌木迎春，绿化面积8400 m2。

（4）旁侧表流湿地恢复工程

是指对西山脚下现有的旱田恢复成水稻田，面积200亩，按高程大体可分4块，近似四级梯田。属下营村的土地平整后，一级梯田高程63.00 m，二级梯田高程65.50 m，三级梯田高程68.00 m，四级梯田高程70.50 m；属高庄村的土地平整后，一级梯田高程63.40 m，二级梯田高程65.00 m，三级梯田高程70.00 m。地堰顶布置宽1.0 m的人行道。改建碎石路面道路长420 m，宽3.5 m，绿化面积2200 m2。endprint

保护和修复旁侧表流湿地总面积550亩，其中高庄村湿地425亩，下营村湿地125亩。根据经验，确定水稻田灌溉定额为700 m3/亩，下营泵站设计流量100 m3/h，扬程25.0 m，选用2台50 m3/h潜水电泵，高庄泵站设计流量300 m3/h，扬程22.0 m，选用2台150 m3/h潜水电泵。输水管线布置采用沟埋式，管材采用PVC。下营泵站输水线路长480 m，管径DN200；高庄泵站输水线路长550 m，管径DN300。蓄水池布置在路的西侧，下营泵站蓄水池直径9.0 m，容积200 m3，高庄泵站蓄水池直径12.6 m，容积400 m3。

（5）河流湿地整治工程

河流湿地整治工程包括工程区内北沟、南沟和南泉水河支流的河道整治，整治河道长度1297 m。对河道清淤疏浚，岸坡分段采取不同的生态护坡，在南、北沟汇合处分别建壅水闸。

对桩号0+000～0+830 m河道进行疏挖，两岸筑堤兼做田间路，对岸坡采取不同组合的生态护坡防护，桩号0+830 m以上河段仅进行岸坡清理平整，局部采用宾格网箱防护。桩号0+830 m以下河段纵坡为0.4%，河道开挖底宽5.0 m，深2.0 m，水深1.7 m，最大过流能力25 m3/s。桩号0+000～0+160 m河段，临公路侧在现状的墙顶设置汉白玉栏杆防护，另一侧采用堆砌型生态砖砌护。桩号0+160～0+356 m河段采用堆砌型生态砖砌护，堤顶为碎石路面，兼做田间路，堤顶外侧种植灌木迎春，外坡植草绿化。桩号0+356～0+830 m河段采用宾格网箱防护，堤顶为碎石路面，兼做田间路，堤顶外侧种植灌木迎春，外坡植草绿化。在桩号0+356、0+478和0+703 m处布置人行拱桥，桥面宽1.5 m，跨度5.0 m，桥面两侧设置汉白玉栏杆防护。疏挖治理河段河底铺设30 cm厚的卵砾石防护。

南沟河道治理范围为7号泉下池出口至人工湖入口，长度132 m，开挖宽度6.0～9.0 m。该文设计对该段河道进行清淤，岸坡采取宾格网箱防护，厚度40 cm，坡度1：1，在人工湖入口处设人行桥。

石水路桥下游至南泉水河支流河段，进行河道疏挖、岸坡防护整治。治理长度335 m，宽度30～50 m，岸坡防护采取复式梯形断面，中间平台高程56.40 m，宽度2.0 m，平台以下采用浆砌石护坡，平台以上采用混凝土网格护坡。

为在南、北沟各自形成水面，分别设置壅水闸，采用自动控制水力翻板闸门，流量小于0.7 m3/s时，为门顶溢流。北沟壅水闸，闸宽5.0 m，壅水高度1.70 m，底槛高程57.00 m。南沟壅水闸，闸宽5.0 m，壅水高度1.20 m，底槛高程56.80 m。

5 结语

2013年，该工程已经通过房山区发改委组织的竣工验收，达到了预期的生态和环境整治目的，得到了业主单位和当地居民的一致认可，并成为当地居民休闲生活的一个去处。通过该工程实践，积累了一些华北农村地区湿地生态修复的工程经验，供后续工程借鉴。

参考文献

[1] 北京市规划委员会.北京城市总体规划（2004～2020年）[R].

[2] 房山区规划局.房山新城规划（2005～2020年）[R].

[3] 北京市园林绿化局.北京市湿地保护与恢复规划研究（2004年）[R].endprint