滨州市城区河湖水系连通工程规划

梅震伟，巩玉成，郝玉伟，王帅奇，张竞超

(1.山东省滨州市水利局，山东 滨州 256603；2.滨州市水利勘测设计研究院，山东 滨州 256600)

滨州市位于山东省北部、黄河三角洲腹地、渤海湾西南岸，地处黄河三角洲高效生态经济区、山东半岛蓝色经济区和环渤海经济圈、济南省会城市群经济圈“两区两圈”叠加地带，是全国水生态文明建设试点城市。滨州市规划中心城区是滨州市的政治、经济、文化中心，南部黄河沿边界而过，区内河渠水系分为引黄灌排渠系工程和防洪排涝河道工程，城区水系以黄河水作为主要水源，除天然径流外，主要依靠张肖堂引黄灌区的东、西干渠(秦皇河)引用黄河水满足水系的用水需求。水系是城乡经济可持续发展和生态系统健康的重要因素[1]，水系连通可实现防洪与水资源综合利用的协调统一[2]，是水环境改善的必要条件[3]。目前滨州城区水系尚未实现全部贯通，亟需实施滨州市城区河湖水系连通工程，提高雨洪资源利用率，改善流域生态环境，缓解城市防洪除涝压力，为城区经济发展和人民生活品质的提高提供强有力的基础保障。

1 自然概况

项目区由滨州市滨城区、滨州经济开发区与滨州高新技术产业开发区构成，地处黄河下游，为暖温带半干旱季风性气候区，属黄泛冲积平原海河流域，地形以平坦宽广为特点，坡降平缓，自然地形由西南向东北倾斜，地面坡降为1/8000～1/10000，平地地面海拔高程在12.0～8.0m之间，微地貌属微斜平地类型；土壤分潮土和盐土两种土类，以潮土为主。

项目区南北纵向河渠由西向东主要有西沙河、秦皇河(原张肖堂西干渠)、新立河、张肖堂东干渠、秦台河及朝阳河“两渠四河”，东西横向河道由南向北主要有南环河、南新开河、北新开河及北环河四条河道。区域内水系退水出路均由潮河承担，城区水系穿越北环河后均于下游汇入潮河，再经潮河干流独流入海。黄河、潮河径流的共同特点是，年内分配不均，70%以上集中在汛期的6—10月份，年际间差异很大，造成中心城区多旱重涝。黄河泥沙含量大，径流量逐年减少，断流次数增多且断流时间长，是其又一特点，这些自然灾害性特征制约着区域内国民经济的发展。项目区水系以黄河水作为主要水源，除天然径流外，主要依靠张肖堂引黄灌区的东、西干渠(秦皇河)引用黄河水满足水系的用水需求。

2 水系工程现状及主要问题

滨州市地处山东海河水系诸河及黄河、小清河下游，历史上旱、洪、涝、潮灾害频发，自建国以来，疏挖河道，加固堤防，引黄灌溉，初步建成了引黄灌溉、调水蓄水、防洪除涝、城乡供水、生态水利五大水利工程体系。项目区范围内河流除黄河滩地属黄河流域外，位于黄河北岸，均属于海河流域。由于紧靠黄河，区内用水以引黄为主，张肖堂引黄闸位于城区水系最南端，为整个水系的水龙头，为水系提供主要的客水水源。城区水系工程按主要功能可分为引黄灌排渠系工程、防洪排涝河道工程、湖泊水库蓄水调蓄工程三大类[4]。

2.1 引黄灌排渠系工程

中心城区黄河河段长45.2km，引黄是本区域灌溉、工业及生活用水的主要水源。项目区主要涉及张肖堂引黄灌区，灌区位于项目区中部，控制土地面积44.25万亩，其中耕地面积28万亩，设计灌溉面积25万亩。灌区随行政区划调整和渠道的变迁，现仅存原设计总干渠、三干渠、四干渠。为便于分辨，总干、三干改称东干渠，四干改称西干渠(秦皇河)。东干渠穿市区东部而过，总长37.32km，区内渠段长19.81km；张肖堂西干渠全长30.81km，区内渠段长15.3km(秦皇河)。两渠道部分渠段淤积严重，急需进行综合整治，建筑物损坏缺失，急需新建配套。

灌区建成以来，除利用区内天然径流外，主要依靠张肖堂东、西干渠引用黄河水满足水系的用水需求。引黄必引沙，由于张肖堂渠首无沉沙设施，致使排涝河道淤积，排涝能力降低，不但增加了城市防洪压力，而且影响生态景观效果，同时浑水进入南海水库，造成作为工业居民生活用水水源的南海水库库容逐年减少，严重影响到供水安全。

2.2 防洪排涝河道工程

城区内现状主要排涝河道有西沙河、新立河、秦台河、朝阳河，四河同属潮河支流，沿线流域退水汇入潮河独流入渤海。东西横向河道主要有北环河、南环河，主要起贯通作用。6条主要河道水系基本成型，但仍然存在制约水系贯通的“瓶颈”因素，主要体现为：

(1)部分河段淤积严重，水流不畅。

(2)北环河尚未连通，存在多处“实心”公路桥。

(3)南环河东段靠近工农水库河床淤高，多处开辟为“小径”，中段尚未打通，西端与西环河的连接尚未建立。

(4)新立河、秦皇河、秦台河等市区河道出北环后向下游的通道均靠“土坝”控制。

2.3 湖泊水库调蓄工程

现状城区水系较大规模水库主要有中海、北海、南海及工农水库，由于多年运行且未进行清淤，北海、南海、工农水库等需清淤整治，恢复原设计蓄水规模。另外，尚有按照“取土筑路、挖土成湖”的原则，结合城市自身洼地，建设的以如意湖、彩虹湖等为代表的72个人工湖泊，其中部分零星水体约61处缺乏连通管道与附近水体相连，无法实现互通，急需建设连通管道及建筑物。

3 工程规划

3.1 规划原则

水系连通工程是一项系统工程，必须从全过程视角进行全面考虑[5]，遵循客观与自然规律、降低工程负面影响、重视生态平衡[6]，进行统筹规划设计。本工程按如下原则工程规划设计，保障水系连通工程效益发挥。

(1)因地制宜原则。充分利用现有工程，尽量减少占地，结合城市、市政、交通等部门规划内容[7]，开展水系整治，扩大蓄水面积及容量，提高城市排涝抗洪、抗旱供水的功能。

(2)生态型原则。结合水系的整治，配合园林、林业的种植，培育良好的城市生态环境，构筑新型的城市大环境生态绿地。

(3)可持续发展原则。在充分发挥工程公共性和安全性[8]的基础上，通过水资源的优化配置、城市绿化、污染防治、结构调整，促进城市环境保护、生态建设、循环经济的可持续发展。

3.2 规划目标

规划期内构建合理的碧水系统，河湖互联互通，形成“四环五海”的大环境绿化景观构架，体现秀水绿脉环绕的现代化城市特色。

3.3 规划内容

滨州市城区河湖水系连通工程拟以区内西环河、新立河、秦台河、东环河、北环河、南环河等6条主要排涝河道及张肖堂东、西干渠为脉络，以中海、南海、北海等调蓄水库及星罗棋布的七十二湖为中心，通过工程措施，完成城区水系清淤拓挖护砌治理、节制控水建筑物配套、水系水质控制修复和保护工程建设、水利信息化建设，实现城区水系纵横贯通、河湖水系连通如图1所示。

图1 滨州市城区河湖水系连通工程布置

3.3.1引黄灌排渠系工程

(1)新建张肖堂渠首库容100万m3沉沙池，设计水位13.5m，内设6m宽隔堤880m，隔堤上设有流量5m3/s的联通涵洞一座，将沉沙池划分东、西两条沉沙条渠，沉沙条渠轮流使用可提高城市水系供水保证率；工程布置于距引水口较近的南海水库南侧，可保障良好的沉沙引水条件，实现南海水库清水入库，同时提升周边南海景区及狮子刘景区生态景观。

(2)张肖堂东干渠治理18.96km，其中，渤海十一路上游8.34km渠段清淤疏浚、护砌；渤海十一路至北外环以北10.62km渠段清淤疏浚，大部分渠段设计水深1.72m，边坡控制坡比1∶1.75、1∶1.5。护砌部分按照“利于输沙、防止渗漏、节省投资、方便施工并适当结合城区建设”原则，采用水位以下25cm厚浆砌石、以上8cm厚砼预制板护砌，既满足了渠道的冬季凌期抗冻要求，又提升了渠道节水效果，缩短了部分工期。

(3)秦皇河清淤护砌4.8km，其中，渠首节制闸-南海中段2.3km河段设计水深2m；黄河十二路-北环河2.5km河段设计水深3.0m。按照城市“大水面、大绿化、大空间”的规划原则和“岸线弯曲自然，水面与景观协调，水生态良好，节省投资、方便施工，管理方便”的河道治理原则，边坡采用浆砌石重力式挡土墙，具有较强抗冲刷能力和美观外形。在与南环河交汇处、中海出口处、北环河以北新建3处橡胶坝，坝高分别为1.5、2、3m，控制水位9.5、9、7m，在发挥拦蓄功能的同时，充分发挥水面景观功能。

3.3.2防洪排涝河道工程

(1)南环河西段7km河段清淤拓挖，新建双面节制闸3座，交通桥3座；中段渤海九路以上5.77km河段清淤拓挖，新建双面节制闸2座，交通桥3座；东段黄河一路以南、渤海五路以东新开河段1.24km，新建配套交通桥2座，增强城区水系调蓄能力缓解城市防洪除涝压力，增加水体流动性。

(2)北环河河道清淤拓挖护砌14.4km，边坡采用浆砌石重力式挡土墙，新建南岸漫步道14.4km，新建跨北环河交通桥3座，为市民提供近距离观水、亲水平台；西环河、新立河、东环河清淤疏浚29.77km，各新建橡胶坝1座；秦台河上布置3处橡胶坝，均为坝长20m，坝高1.8m。

(3)北新开河清淤拓挖3.0km，建设橡胶坝2座；开挖南新开河2.20km，设计水深3m，边坡1∶3，河口宽50m，实现全部水系工程的互联互通，构建完善的城市生态水网。

3.3.3湖泊水库调蓄工程

南海、北海、工农水库库区进行清淤至原设计；拟采用壁厚80mm DN1200预应力砼管的饮水管线，实现项目区内除太阳湖、彩虹湖外其余63处人工湖泊与邻近河渠水系的贯通。通过工程措施，提升水库、湖泊蓄水能力，增强河湖水系循环流动，改善水库、湖泊水质，强化“七十二湖”等湖泊的生态性、观赏性。

3.3.4其它工程

工程的规范良性运行，对水系连通工程实现水资源有效开发利用有意义[9]，在实施以上工程措施的同时，采取如下措施，确保工程良性运行。

(1)实施生态修复工程，对西沙河、北环河、七十二湖生态公园进行生态修复，建设城区河岸带植被，形成完整而富有特色的城市绿地系统。

(2)开展水源地保护，在饮用水源地建立隔离防护、综合整治、修复保护体系，营造水源地良性生态系统。

(3)建设水质水系控制工程，配套建设渠系水质、地下水水质及水生态监测设施，实现自动化监测，保障饮水安全，保持良好生态环境。

(4)完善水利信息平台，实现信息采集系统的汇聚整合，优化规范工作流程。

4 工程实施效果分析

水系连通工程实施具备实现洪水相机转移、改善生态环境等重要功用[10]，这些功能的实现需要项目实施后效果评估进行验证分析，以保障工程效益的长效发挥。截止目前，新建张肖堂渠首沉沙池工程、南环河中段河道清淤及生态治理工程、北环河治理工程已完工。通过建设张肖堂渠首沉沙池，项目区每年可减少清淤费用636万元，河道清淤压力大大降低，结束了城区浑水入城的历史；南环河、北环河的建设使纵向水系得以连通，进一步实现了城区雨洪资源与水系景观用水的综合利用；滨州市顺利通过全国水生态文明城市建设试点验收，进一步印证并肯定了水系连通工程及其产生的效益。

根据城区水系供需平衡分析结果，估算水系连通工程建成后，水系蓄水中有1200万m3可用于下游农业灌溉，可改善灌溉面积10万亩，粮食作物亩均增产160kg，每年水综合利用效益可达1280万元；工程实施将改善城区小气候，净化空气，水系周边生态环境将持续改善；水系贯通可改善水系流动性，增加水生动植物多样性，实现生态治污，减少治污投入。

5 结语

本文提出的水系连通规划设计方案，结合水系工程现状及存在问题，按照因地制宜、生态保护、可持续发展的原则进行规划设计，在提升水系防洪除涝能力的同时实现了河湖水系连通与城市规划协调，促进了水资源合理配置，发挥了巨大的社会经济效益和环境效益。但规划设计中，对由于城镇化发展而填埋的部分细小末级渠系未予考虑，在今后的河湖水系连通建设工程中，将进一步充分考虑末级渠系的改善循环能力，完善水系连通工程的连通循环体系，实现更加显著的社会、经济、生态、环境等综合效益。