沿海城市河流入海段水系生态规划治理
2019-02-18李亚鹏
李亚鹏
(山东省威海市水利勘测设计有限责任公司,山东 威海264299)
1 区域概况
威海市位于山东省东部,南北东三面均濒临黄海,北边与辽东半岛隔海相望,西边与烟台市接壤,东西最大距离135km,南北最大距离8km。总面积5436km2,其中市区面积731km2。威海市下辖荣成市、文登市、乳山市、环翠区及威海火炬高技术产业开发区和威海经济技术开发区[2]。
石家河发源于荣成市桥头镇邓南山,流域面积204km2,河道全长28.72km。河道干流平均坡度0.0041,属季节性河流。石家河有东西两大支流。一条支流是大贞河,长7.2km,流域面积28.64km2,于教里村汇入石家河;另一条支流是产里河,长6.5km,流域面积23.428.64km2,于孟家庄村汇入石家河。河流沿岸多为丘陵地带,中下游有小型冲积平原分布,南高北低。石家河是威海市重要的防洪排涝河道,也是东部滨海新城最大的水系、主要的通风廊道。本文对泊于水库起始向北至下游滨海大道入海段着重进行了研究。
2 石家河入海段现状分析
2.1 水系条件
石家河入海段地形地势相对平整,中间段局部地区有缓丘地形,上游段为地形高程相对较高、山体与河流距离较近成夹持空间。规划区域内的水体可分为主干河、天然形成的支流、边界规则的鱼塘及一些自然水塘。区域内水系由周围的山体地形汇水得以补充,季节性特征明显。干流河宽在20~150m之间,中游段局部出现断流,被杂草所覆盖,沿河道有不连续土堤,岸线凌乱,行洪能力较弱,驳岸较为荒芜且缺乏亲水性。河滩地多为散软淤泥,生态本底较好。部分支流水质较差,岸边散步垃圾。外围高地内散布有多处水塘,水质条件较好,水塘内存在自然芦苇丛。现状堤防建设时期较早,堤顶不连续,多数不能满足现状防洪需求。
石家河上游的泊于水库主要以工业供水和防洪为主,兼顾下游生态补水需求,设计库容3005万m3,日供水量2.56万m3。
2.2 植被条件
除河道内存在杂草和沿河外围水塘内的芦苇丛外,规划范围内有69hm2的黑松林,其主要分布在石家河西岸,成大路以北地区。黑松林在沿海区域防风固沙、水土保持、水土涵养等方面起着十分重要的作用。
2.3 地形地貌
规划区域地貌类型主要有低丘陵、台地、河床和河漫滩、剥蚀—海蚀平原等,总体坡度比较缓。
2.4 存在问题
(1)随着威海市开发建设的加速前进,区域原有部分河道水面被侵占,填埋,河道出现不同程度的萎缩,调蓄功能减退。
(2)现状石家河部分河段连续性较差,中游出现断流,水体缺乏活力,无法形成有效水生态环境。
(3)河道堤防建设时期较早,如今仅保留土质堤防,且堤顶不连续,行洪能力较差,不能满足防洪要求,存在较大的淹没风险。
3 治理规划布局
针对河流特点,构建以河道堤防、防潮堤为主的洪水防御体系,构建保障行洪安全的河流空间——以水带绿、量水治河,丰水多蓄、水少多绿。
4 治理规划
4.1 洪泛区
4.1.1 上游(南段)
上游(南段)为治理起点(泊于水库)至成大路河段,南段为水库出口河道,由于受水库放水出流影响较大,故应以满足泄洪为主,重新划定洪泛区,设置安全堤,保证泄洪安全。
为保证安全泄洪,应当设置2处溢流坝,坝址应当适当靠近成大路为宜。
4.1.2 中游(中段)
中段为成大路和松涧路之间河段,两条道路中间河段考虑河流流速已减缓,且该段为居民活动频繁区域,故应以满足公园的亲水、观水、存水要求为主。
设置溢流建筑物,根据河道情况和地形条件,设置2处溢流坝最为合适,通过此2处溢流坝对中段水位进行调控,以保证区域水体景观效果及生物多样性。
4.1.3 下游(北段)
北段为松涧路至入海口河段,属于潮汐涨落主要区域,多为河海水交换带,水中饵料和营养物较丰富,为维护河道生态安全,应以满足自然生境保护和水交换为主,出海主要区域不建设拦蓄工程,不新设堤防,保留现状自然洪泛区。此外,应当采用最小化的工程处理与人工干预,尊重现状主河槽,延续滩、湾、塘等原生景观[3-4]。
4.2 拦蓄规划设计
4.2.1 水库出口河道
为保证安全泄洪,水库出口河道设置2处溢流坝,坝址适当靠近成大路为宜。
4.2.2 成大路和松涧路之间河段
设置溢流建筑物,根据河道情况和地形条件,设置2处溢流坝,通过溢流坝对中段水位进行调控,以保证区域水体景观效果及生物多样性。
4.2.3 近海主要区域
为维护河道生态安全,近海主要区域不建设拦蓄工程。
在进行拦蓄规划设计时,因石家河入海段属于河水和海水的交汇水域,因此水文计算时要考虑河水与海水的叠加效应。
(1)由于治理规划的起点位于水库出口,因此河水流量由泊于水库50年一遇 (威海市该河段城市防洪标准) 溢洪道下泄流量和石家河流域下游区间来水组成。
(2)潮位根据威海市驻军海洋观测站数据确定,计算最不利工况组合为50年一遇设计洪水遭遇50年一遇高潮位。
4.3 驳岸设计
根据南、中、北段的不同河道功能特性,在南段和中段设置安全堤,防洪标准为50年一遇。安全堤采用隐形生态河堤,主河槽驳岸采用硬质驳岸、格宾石笼驳岸、生态袋驳岸、置石驳岸等4种处理方式。
(1)由于南段为水库出口,考虑流速较大,冲刷明显,宜采用硬质驳岸。
(2)中段可采用格宾石笼驳岸,因格宾石笼驳岸是一种柔性做法,既可满足工程强度需要,也可给生物提供充分生存生境,且可较好地适应不同水流特性,洪水与常水位不同工况。
(3)北段为河海水流交汇区域,水流情况较为复杂,采用生态袋驳岸和置石驳岸组合的方式。在成大路以北的不含入海两侧及溢流坝区域,可采用生态驳岸,生态驳岸从堤顶沿坡向下为草灌木、水生植物、生态袋和格宾石笼基础,其中后三者均在河道常水位以下;在石家河入海处可采用置石驳岸,在入海处原有直立驳岸的内侧采用自然抛石的景观处理方式,并种植芦苇等适宜河流入海区域生长的植被,丰富此区域的生态多样性及特色景观效果。
5 结语
针对沿海城市河流入海段的水流特点,以威海市石家河入海段的水系生态治理为例,从洪泛区设计、拦蓄规划设计、驳岸设计等方面分析,提出了治理思考和建议。