双滦区牤牛河水生态治理项目设计简析

2020-01-13周泽涛

河北水利 2020年4期

□周泽涛

近年来，双滦区不断深入贯彻落实习近平生态文明理念，践行“十六字”治水方针，加强牤牛河水生态治理，为承德打造生态文明城奠定基础。牤牛河水生态治理项目以防洪和生态蓄水为主要任务，通过河道整治和蓄水工程建设，满足河道行洪需求，实现牤牛河的蓄水滞水留水能力，保障居民生命财产安全的同时给双滦区带来了显著生态效益。此外，蓄水工程的调度运用为山区河道蓄水工程运行管理提供借鉴。

1.基本情况

牤牛河属于滦河的一级支流，发源于承德市双滦区大庙镇北梁村的黑山，贯穿双滦区，于区政府所在地双塔山街南1km 处注入滦河。牤牛河属于山区河流，坡陡流急，洪水历时较短。牤牛河山水文苑至入滦河口段长约3.9km，河道平均纵坡为9.75‰。该段河道两岸为浆砌石重力墙护岸，现状河道渗透严重，断面较窄，上游无控制性工程，洪峰流量大，该段共有跨河桥梁14 座，多为桩柱基础，河底埋设有燃气、雨水、供水、污水等多条管线，两侧各类排水口77 处，蓄水条件恶劣。水流对河床的冲刷较严重，急需对河道进行整治，提高行洪能力。

2.设计特点

2.1 主要建设内容

双滦区牤牛河水生态治理工程设计防洪标准为20 年一遇，设计流量为685m3/s，主要建设内容包括：河道疏浚整理3.9km，蓄水工程建设14 座橡胶坝及河道防渗防护，更新给水管线3.9km，改建供水泵站1 座等。

2.2 河道整理设计

河道现状两侧防洪墙为浆砌石结构，河底埋设有多条管线，经过勘测，河底各类管道埋设深度在1～3m 之间，为了防止工程施工影响河道底部管线，河道无法深挖，设计河底纵坡基本维持现状，局部河段适当微调，以清整河槽为主进行整理。

计算现状河道冲刷深度为1.59～1.97m，若不采取防护，行洪时河底管线安全无法保障，需要对河底及两侧现状防洪墙采取相应的防渗防护措施，为生态蓄水提供条件。

2.3 蓄水建筑物设计

在保证河道行洪安全的前提下，以建设环境水利的思想营造滨河景观，在河道适当位置修建橡胶坝挡水，形成连续蓄水面，修复河道生态，提高河道景观效果。橡胶坝布置尽量远离桥梁。牤牛河入滦河口至山水文苑段布置橡胶坝14 座，均为单孔，坝长18～28m，采用充气式橡胶坝挡水。

14 座橡胶坝利用自动化系统进行充排气控制，共布置5 个充排气控制室，每2 到3 个橡胶坝共用一个控制室。控制室距橡胶坝最远距离不超过400m。控制室的尺寸为3.74m×7.24m，内部摆放有罗茨风机和PLC 柜等设备。

2.4 橡胶坝调度运用

为了确保河道行洪及橡胶坝的自身安全，橡胶坝应在主汛期塌坝运行。橡胶坝塌坝应按照自下而上顺序塌坝。

方案设计对牤牛河14 座橡胶坝进行了同时塌坝、依次滞后塌坝方案泄流分析。分析时，将每一个橡胶坝段看做一座水库，根据塌坝时间、坝高、上下游水位关系等计算泄量和入库流量。

通过计算，随着塌坝滞时的增加，由塌坝所形成的最大洪峰流量逐渐减小，空库历时逐渐加长。正常蓄水同时塌坝形成洪峰流量最大，洪峰流量为83.6m3/s，小于河道治理标准设计流量，因此不会对城区造成防洪威胁。塌坝滞时1min，最大泄量72.4m3/s，塌坝滞时2min，最大泄量51.3m3/s，塌坝滞时3min，最大泄量40.8m3/s，塌坝滞时5min，最大泄量27.6m3/s，塌坝滞时10min，最大泄量15.7m3/s。

2.5 水量分析

橡胶坝蓄水后，治理段蓄水面积为10.53 万m2，蓄水量为20 万m3。耗水量包括渗漏损失量和蒸发量，经过河底及两侧岸墙防渗处理，渗漏损失量较小。

河道蓄水工程水源取自滦河水，自牤牛河与滦河交叉口下游滦河中有一眼大口井，为原新新家园桥至山水文苑段蓄水工程供水，考虑到从牤牛河入滦河口与上游山水文苑处高差较大，供水管道扬程较大，管道压力大，此次对原管道进行更换，重新铺设管道，供水管道选用钢管，管径500mm。大口井内设2 台潜水泵，出水量为400m3/h；另现有一条供水管道可为工程蓄水，出水量为600m3/h。若水泵24h 运行，可保证9 天蓄满水。

3.工程效果

承德市双滦区牤牛河水生态治理工程的实施，提高了河道行洪能力，增强抵御洪水能力。蓄水工程的建设，可有效留蓄牤牛河及滦河水量，形成穿城滨河蓄水景观带，美化城市环境，为发展生态旅游提供宝贵的景观资源，形成有利于人与自然和谐相处的生态环境，提升市民居住环境，提高双滦区对外形象。同时有利于招商引资，促进当地旅游业及经济发展，具有明显的防洪、经济、环境和社会效益，牤牛河正逐步成为双滦区的“幸福河”。