蒲河新城生态水系综合治理规划研究

王 良

1 区域概况

1.1 流域概况

蒲河发源于铁岭县横道河子乡想儿山，是浑河下游右岸最大的支流，于辽中县老观坨乡黑鱼沟村入浑河，蒲河河道全长205 km，流域面积2 496 km2。蒲河流域在沈北新区的莲花池以上地区多低山，陵高谷深，河床狭窄，比降l/300；自棋盘山水库以下至平罗堡石桥为地下河，河道窄深，比降为l/2 000；平罗堡以下为平原区，河床宽、浅，河道摆幅较大，河道比降为1/4 000。

1.2 流域已建工程概况

蒲河流域建有3座水库，自上而下为棋盘山水库、南沟水库和洋什水库。棋盘山水库位于蒲河上游，总库容8 016万m3，是以防洪为主的综合利用的水利枢纽工程，从1980年运行至2015年的36年间，最大下泄流量仅60 m3/s，防洪效益显著；南沟水库、洋什水库分别位于位于蒲河支流上，总库容分别为67万m3和79万m3，其主要功能为向湖泊、水田补水，不向河道泄水。

沈北新区已建成仲官、达连、吴三、孝鲜和道义5座橡胶坝，正常运行时蓄水量约80万m3；两座翻板闸，正常运行时蓄水量达2.4万m3，非汛期橡胶坝抬高到相应设计坝高，满蓄运行，汛期全部塌坝运行，来水自然流通。

2 气象水文

2.1 气象

蒲河流域属温带大陆性季风气候，春季多西南大风，蒸发量大，易春旱；夏季温热多雨；秋季风小，天气晴朗；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。流域多年平均降水量686.4 mm，多年平均蒸发量为1 494.6 mm，多年平均风速在3.0 m/s，多年平均气温8.2℃，多年平均日照时数2 508.5 h，最大冻土深度为148 cm。

2.2 水文

蒲河上现有3个水文站，从上游到下游分别是棋盘山水库站、裕国站、大河泡站，其控制的流域面积分别是133、566、1 305 km2。采用多年平均径流深等值线图法，得到多年平均径流量6 559万m3；采用洪峰流量资料系列进行频率计算，得到P=10%设计洪峰为190 m3/s，P=1%设计洪峰流量为298 m3/s。

2.3 地质

根据地质实测资料分析，规划区内地表为第四系松散堆积物，下部为粉质黏土，地基承载力在110～220 kPa，适宜修建水工建筑物；区内含水层埋藏较深，分布不稳定，地下水为基岩裂隙水和风化壳孔隙水，对混凝土基本无侵蚀；规划区冻结深度为1.2 m；闸址区表层多为较厚的粉质黏土，呈微透水，不会产生渗漏或浸没问题，其抗冲流速在0.7～0.95 m/s之间，洪水期局部河段以及河流凹岸侧易受水流冲刷，须采取措施进行防护。

3 工程设计

3.1 工程总体布置

蒲河河道干流采用梯级布置方案，拟建7个梯级水闸以壅高河道水位形成景观，利用故旧河道和低洼地带修建人工湖，湖的设计以蒲河干流为主线，其中7个湖以“北斗七星”之势分布其上，统称“七星湖”。由上游至下游依次是：天枢湖、天璇湖、天玑湖、天权湖、玉衡湖、开阳湖、摇光湖，同时根据交通和景观需要新建15座跨河桥。

3.2 工程等别及标准

根据测算，蒲河新城现有人口29万人，5年后总人口将达到100万人以上，结合铁路、公路标准，确定其防洪标准为100年一遇，拦河闸为Ⅲ级，防洪标准与河道相同；天枢湖和天璇湖建在蒲河河道上，有调蓄供水的作用，考虑其兴利库容仅310万m3，水位在地面高程下，由拦河闸泄洪，因此等级与闸相同；其余各湖为景观湖，本身没有径流或径流很少，蓄水量主要通过涵洞由河道补给，无防洪问题，工程等级为Ⅴ级。

3.3 河道综合整治设计

纵断面设计依据蒲河干流各段现状天然河底比降及地形条件，考虑现有桥梁以及拟建桥、涵、闸等拦、跨河建筑物的节点控制，根据河底高程分段确定设计河底比降。上游干流1#闸至2#闸间河道设计比降为0.33‰；下游孝信至道义段干流河道设计比降为0.38‰；鸭子场—孝信段干流河道设计比降为0.63‰；支流黄泥河上游设计比降2.85‰。

横断面设计满足河道行洪要求的同时，考虑景观水面要求。上游干流0+000—2+155之间河道有蓄水要求，断面底宽为120 m，采用1∶3边坡与地面衔接，河道长2.16 km，景观水面宽度在44～138 m，河道上口宽度在150～180 m；下游道义—鸭子场段河道整治长度为10.9 km，河道横断面底宽60 m（有通航要求），洪水位以下部分采用1∶3边坡、以上采用1∶6缓坡与地面衔接，景观水位以上0.8 m处设3 m宽人行步道，使整治后的河道更具有亲水性。景观水面宽度在70～95 m，河道上口宽度在95～130 m；支流黄泥河子P=1%设计洪峰流量为22 m3/s，渡水槽上游横断面底宽10 m，以1∶3的边坡与地面相接，渡水槽下游是天枢湖的回水区，为增加蓄水量，断面加大为底宽30 m，仍然以1∶3的边坡与地面衔接，河道上口宽度在30～70 m。

护岸结构设计考虑经济美观并重，根据景观水位与百年洪水位关系，分别举例。23+500—25+048段（景观水位低于百年洪水位）护脚采用干砌石，深度至河床下1.0 m，宽度2.0m；景观水位以下采用干砌石护坡，护坡厚度0.35 m，下设0.15 m厚砂砾石垫层，采用无纺布反滤；人行步道至景观水位之间采用台阶式叠石防护，总高度0.80 m，总宽度2.4 m，叠石采用0.20 m厚、0.60 m长、宽0.50 m规则条石；百年洪水位至人行步道之间采用混凝土格栅防护，混凝土格栅厚0.15 m，宽0.20 m，栅格对角线长0.924 m；百年洪水位以上采用草皮护坡，间种紫穗槐。18+500—19+389段（景观水位高于百年洪水位）护脚采用铅丝石笼护脚，深度至河床下1.0 m，护脚宽度2.0 m；景观水位以下采用干砌石护坡，护坡厚度0.35 m，下设0.15 m厚砂砾石垫层，采用无纺布反滤；人行步道至景观水位之间采用石笼柳条护岸，护岸深度0.80 m，护岸宽度2.4 m；人行步道以上采用草皮护坡，间种连翘等灌木开花类植物。

3.4 拦河闸设计

各拦河闸位置及特性见表1。

表1 各拦河闸位置及特性表

干流拦河闸顺水流方向布置有上游护坦、闸室、消力池、海漫共四部分。上游护坦为混凝土结构，顺水流方向长度为10.0～12.0 m；闸室为整体式钢筋混凝土结构，闸底板厚1.0 m；消力池池身段为钢筋混凝土结构，陡坡段与池身段设有间、排距为2.0 m的排水孔；消力池尾部设消力坎；海漫段上游侧为毛石混凝土结构增加表面糙率，下游侧为铅丝石笼结构。

3.5 人工湖设计

天枢湖、天璇湖为利用现有河道拓宽而成的河道湖，考虑利用天枢湖上游棋盘山水库放流以及天璇湖上游径流量，调节下游河道及湖泊景观用水需求，进行水量平衡计算，根据河道景观需要以及湖区地形条件确定湖泊正常蓄水位。设计正常蓄水位以下采用1∶4缓坡，正常蓄水位以上0.5 m为3.0 m人行步道，人行步道以上以1∶3边坡与地面相接。

其规模及特性见表2。

表2 天枢湖、天璇湖特性表

玉衡湖设计从天权湖引水，水位与天权湖相同；开阳湖与河道梯级水位一致，摇光湖与河道梯级水位一致。湖的断面设计采用梯形断面，边坡采用1∶4，正常蓄水位以上设3 m宽人行步道，玉衡湖人行步道在正常蓄水位以上0.5 m，开阳湖、摇光湖人行步道高度在正常蓄水位以上0.8 m，人行步道以上采用1∶3边坡与地面衔接。玉衡湖引水方式为混凝土方涵，断面形式为1.5 m×1.5 m，总长860 m，天权湖进水口底高程50.5 m，玉衡湖出水口底高程50.2 m，引水路线纵比降1/3 000。玉衡湖P=80%保证率情况下年蒸发渗漏损失量为19.3万m3，开阳湖为23.4万m3，摇光湖为26.7万m3，除了湖本身径流外，所缺水量均由天璇湖补给。

3.6 桥梁选型

根据蒲河新城生态水系综合治理规划，新建跨河桥梁15座，图1为9#桥2#闸下游沈新路。

图1 9#桥2#闸下游沈新路（河宽150 m）

3.7 景观设计

景观设计按照以下原则，保证蒲河沿线的连贯性、生态的自然性、景观的整体性、局部空间的鲜活性；强调各个区域的地方特征风貌，但确保整体连贯统一；尽可能保留原始绿化带，突出河道原有自然；开放大型的公共活动空间。河堤-护坡-滩地景观设计示意图如图2所示；在河道中保留或人工填筑形成四面环水的小岛，或在河底安放大石，使水流富于变化，为生物创造出富有多样性的环境条件，其示意图如图3所示。

图2 河堤-护坡-滩地景观设计示意图

图3 河心岛景观设计示意图

4 结 语

蒲河新城生态水系综合治理规划投资16.6亿元，工程年运行费为1 207.3万元，项目的实施可以使蒲河新城吸引更多的国内外投资。根据规划，项目建成5年后，入区企业（投资3 000万元以上）达1 000家，工业总产值实现1 000亿元。从经济评价指标看，经济内部收益率为14.52%，大于国家规定的10%。效益费用比1.35大于1。且项目的实施使蒲河防洪标准由20年一遇提高到100年一遇，防洪治涝能力大幅改善。项目实施后，蒲河新城能够吸引商家投资，推动本地区工业、贸易和旅游等经济事业发展。通过生态建设，能够有效拉动人群定居，对新城整体发展具有明显带动效益。