怀柔区雁栖河生态治理项目探究
2022-12-28北京市怀柔区水务局马继军
北京市怀柔区水务局 马继军
依据《怀柔区分区规划(国土空间规划)(2017-2035)》,怀柔区的功能定位是首都北部重点生态保育及区域生态治理协作区;服务国家对外交往的生态发展示范区;绿色创新引领的高端科技文化发展区。坚持生态立区保护好青山绿水,建设节水型社会,对怀柔水库、京密引水渠、南水北调、地下水源地等饮用水的水源保护区范围进行保护和管控。怀柔科学城是北京建设全球影响力的科技创新中心的核心支撑,是引领全球科学发现和重大前沿技术突破的新引力,是国家战略需要的世界级原始创新承载区。雁栖湖国际会都围绕全流程举办重大国事活动,是国际峰会的核心区,具备高端顶级展览展示功能,是智慧城市示范区。中国(怀柔)影视产业示范区是以文化科技深度融合引领带动区域发展,是以影视拍摄、制作、发行为主的影视文化产业,具有完善的产业集群,是国际影响广泛的中国影都。雁栖河贯穿雁栖湖国际会都、怀柔科学城、毗邻中国影都、红螺寺、慕田峪长城。打造雁栖河城市绿色生态廊道具有重要意义,一是生态补水涵养水源,二是建立生态绿色屏障,三是降低城市热岛效应,四是提供市民休闲娱乐场所,五是提供生态宜居城市的生态系统。通过生态保护、生态修复、生态治理,使雁栖河恢复为具有自我修复功能的近自然河流廊道,最终将雁栖河治理成为“生态、绿色、清洁、安全的绿色廊道”,为科研人员和周边居民休闲健身提供绿色空间。雁栖河城市生态廊道建设项目一期工程于2020年1月开工,2021年6月完工并通过验收。
一、雁栖河流域概况
(一)雁栖河水系概况
雁栖河属潮白河水系,是海河流域Ⅳ级支流,上游分两条支流:东支流发源于雁栖镇对石、西栅子等山洪沟,沟道常年干涸,至八道河村始有泉水,下经五道河、交界河、石片、神堂峪、至石梯上坎。西支流发源于雁栖镇莲花池村的莲花泉。泉水流经长园、环坨子,至石梯上坎与东支流汇合后汇入雁栖河干流,经柏崖厂注入北台上水库。由北台上村西北进入平原,南流7km,在大屯村村北有牤牛河从左岸汇入;再南流3km,在王化村村南有沙河从左岸汇入;再南流4km,在庙城镇大杜两河汇入怀河。全长42.1km,流域面积411.7km2。其中包括入籍145.7km2,即沙河汇入部分中有密云区牛盆峪、小水峪等洪沟入境之客水的流域面积。山地面积199.3km2,平原面积66.7km2。水库上游河床平均宽度30.6米,平均纵坡9.2‰.1983年3月枯水期王化村南测流量0.10m3/s。八道河是怀柔区暴雨多发地区,1905年曾出现495m3/s的洪峰,1939年曾出现632m3/s的洪峰,1969年曾出现808m3/s的洪峰。1959年修建北台上水库,总库容3800万m3,据北台上水库监测,自1960年至1989年,雁栖河总流量7.3亿m3,平均年径流量2457万m3。为防洪减灾起到了重要的保障作用。水库下游为人工整治河道,河床平均宽度50m,河堤上口平均宽度80m。治理河段按20年一遇洪水设计,流量200m³/s。按50年一遇洪水校核,流量为290m³/s。
(二)水文气象概况
怀柔区属暖温带大陆性季风气候,全区平均温度在7~12℃之间,1月份最冷,平均温度在-5~-12℃之间,7月份最热,平均温度在23~26℃之间。全年日照时数为2700~2800小时,多年平均水面蒸发量1000~1100mm。全区多年平均降水量567mm(1956~2016年)。山前和山后区降水差别较大,山前区多年平均降水量大于600mm,如北台上水库上游八道河站多年平均降雨量为741mm,大水峪水库上游枣树林站多年平均降雨量为720mm。
(三)雁栖河周边主要产业集群概况
雁栖河上游柏崖厂至莲花池号称“雁栖不夜谷”以民俗旅游为主,北台上水库北岸有雁栖湖旅游开发公司、中国科学院大学雁栖湖校区。南岸有凯宾斯基大酒店(日出东方)、北京雁栖湖国际会展中心、西岸有红楼梦文化园、雁栖塔。雁栖河中游有顶秀美泉小镇、北科建翡翠华府、雁栖开发区、下游有怀柔科学城、中国(北京)影视基地。其中北京雁栖湖国际会都多次召开国际大型会议,如APEC峰会、“一带一路”峰会、国际电影节等重要会议。
(四)雁栖河周边交通概况
有范崎路、111国道、京加路、通怀路、京密路、京承铁路、京沈高铁、雁栖河两岸有堤顶路。
二、雁栖河生态廊道建设内容
(一)治理区域
雁栖河城市生态廊道建设工程一期启动区项目位于怀柔区雁栖镇,北至京加路,南至乐园庄大桥。主要工程内容为河道疏挖工程、河道内景观绿化工程、雨水口工程和下河台阶工程、园林绿化工程、灌溉排水工程、智慧水务建设。项目河道长度约2.65km(雁栖河桩号1+234至3+885),总建设面积60.88hm2,河道整治建设面积29.02hm2,土石方挖填总量53.31万m3,其中挖方15.55万m3,填方37.76万m3。
(二)河道疏挖工程
土方开挖、土方回填,河坡河底地形整理,河道防冲护砌等,河道长度为2.65km,弯道铅丝石笼护砌段长480m。
(三)景观设施工程
景观道路5000m、观河平台1座、主广场1座、次广场1座、内设便民设施、座椅种植池、成品座椅、栏杆等。
(四)绿化工程
补植乔木、种植灌木地被、水生植物,河坡种植面积15.11 hm2,河底种植面积7.91hm2。
(五)河道建筑物
雨水口24座;下河台阶20个。
三、雁栖河城市生态廊道指导理念
(一)防洪优先,生态安全
在保证行洪安全的前提下,适当增加生态措施,以减少汛期行洪对新建生态措施的冲刷破坏。
(二)结合现状,因地制宜
结合河道为杂乱、砂石坑遍布的现状条件下,根据河道水深、过水流速的不同,因地制宜地增加部分生态治理与修复措施。造景充分结合地形地势,减少土方工程并努力营造丰富景观效果。
(三)植物多样,乡土优先
优先选择区域本地植物,乡土速生物种搭配、固土固坡、水土保持、节水灌溉。
按照适地适树、丰富生物多样性的要求,突出自然景观和生态功能,营建物种多样、层次丰富、空间变化多样的自然和谐的植物群落。
四、雁栖河城市生态廊道设计原则
雁栖河城市生态廊道的建设应坚持量水发展的原则和生态治河的理念,维持和恢复河道自然形态,有水则清,无水则绿,行洪安全,涵养水源。
(1)因雁栖河流域水资源条件及南水北调中线来水回补地下水应急备用水源的时间和水量均不确定,常态化大量补水难以保障,不宜建设拦河蓄水设施构建深水体、大水面的水景观。
(2)雁栖河城市生态廊道所在区域水文地质构造为多层砂卵石含水层,河道水文地质入渗条件好,是市级应急备用水源和怀柔区水源的天然补给通道。生态补水区严禁采用防渗和减渗等阻断地下水回补的工程措施,保持地下水回补通道畅通。
(3)雁栖河城市生态廊道工程突出自然修复,以绿为主,构建以本地乡土植物为主的陆地生态、水陆生态和水域生态复合生态系统,禁止在行洪河道内种植阻碍行洪的林木和高秆作物。
五、雁栖河城市生态廊道设计目标
采用“量水治河、以水带绿、地下地表同步修复”的模式,通过生态保护、生态修复、生态设施建设使受损的生态系统得以恢复,使雁栖河恢复为具有自我修复功能的近自然河流廊道,利用自然工法修复生态,最终将将雁栖河治理成为“生态的河、绿色的河、清洁的河、安全的河”,还雁栖河以自然、宁静、和谐、美丽。
六、河道平面设计
河道平面保持现状上开口宽度不变,保留河道蜿蜒曲折的自然形态。对不满足河道行洪的断面进行疏挖护砌,对弯道段进行防冲刷护砌。
对砂坑段河道及较为开阔段河道的河坡河底地形进行整理,合理进行土方开挖、土方回填,河道防冲护砌。
(一)河道纵断面设计
河道纵断面设计纵坡维持现状不变,局部砂石坑段进行整理平顺。
(二)河道横断面设计
横断面为单式梯形断面,上口宽约80m,河道底宽50m,边坡比为1:3,在河道较为宽阔的地段边坡可放缓至1:5。
对不满足河道行洪的断面进行疏挖护砌,弯道段防冲刷护砌采用铅丝石笼进行护砌,下设无纺布。
(三)景观绿化工程
雁栖河景观绿化工程应顺应各水位规划提出的目标要求,将雁栖河打造成生态优美、景观怡人、水城共融的城市生态河道典范。
本次景观绿化工程范围为京加路1+234至乐园大街3+885,全长2.65km,面积29.02hm2。
左右河坡及河底设计绿化景观带。满足弹性绿化原则,尽量确保有水期及无水期的绿化景观效果。并协同发挥固土固堤、防冲护坡、减缓水流速度,降低河水渗漏等安全功能。
1.河坡空间
河坡空间中根据具体高程及现状进行乔灌草搭配的复层种植以达到生态自然、景观优美的绿化景观。其中种植油松、白皮松等常绿乔木400株,国槐、元宝枫等落叶大乔木600株,黄栌、山桃、紫丁香等落叶小乔木1600株,珍珠梅、棣棠、迎春等落叶灌木34890m2,马蔺、细叶芒、狼尾草、高羊茅加早熟禾加黑麦草混播等地被116300m2。
2.河底空间
河底空间为保证无水期绿化效果良好且有水期行洪安全的需求,河底同时选择地被及水生植物搭配种植,其中种植荻、狼尾草、百日草、高羊茅加早熟禾加黑麦草混播等地被67235m2,水生植物以芦苇为主,种植面积为11865m2。
对规划雨水口,有条件实施的列入本次河道工程,对现状雨水口进行改造。原有雨水口出水口在岸坡上,影响河道整体美观效果。雨水口工程施工完工后原状恢复河道岸坡,岸坡坡比与现状保持一致,压实度应满足规范要求,确保岸坡稳定。
为防止河道洪水位和蓄水倒灌,在雨水口处增加浮箱闸门。项目共建设雨水口28座。
新建的下河台阶是居民亲水建筑,在河堤岸坡基本无开挖量,20厚混凝土对堤防还能起到加固效果。下河台阶工程施工完工后原状恢复河道岸坡,岸坡坡比与现状保持一致,压实度应满足规范要求,确保岸坡稳定。项目共新建下河台阶20处。
七、河道施工组织设计
(一)施工总布置规划原则
根据本工程集中的特点,施工布置拟采取集中布置方式,利用现有空闲地,减少施工布置临时占地,施工生活、办公用房尽量租用当地民房。
(二)工程设计主要工程量
(1)河道工程:土方开挖、土方回填,河坡河底地形整理,河道防冲护砌等,河道长度为2.65km,其中弯道护砌段长480m。
(2)景观设施工程:
1.主广场
主广场为项目中面积最大、位置最核心的一处核心集散休闲空间,总面积为1800m2。主要包含透水砖广场铺装1800m2,花岗岩道牙114m,钢木种植池坐凳18个,钢木花架30m2,成品座椅4个。
2.次广场
次广场为项目中重要景观节点,体量适中,总面积600m2。主要包含透水砖广场铺装600m2,花岗岩道牙62m。及钢木种植池坐凳8个。
3.观河平台
观河平台为一处安静的观河休憩小空间,总面积为85m2。主要包含透水砖广场铺装85m2,花岗岩道牙25m及成品座椅2个。
4.景观慢行路
景观慢行路位于河坡位置,贯穿全域,串联起居民与生态空间。宽度为2m的彩色沥青慢行路总长5.32km。主要包含彩色沥青路面10640m2及预制混凝土道牙5.32km。
景观路整体沿河堤走向,高程在20年一遇水位线,对河堤行洪不产生影响。修路开挖量不大,对堤防岸坡基本不影响、在景观路内测加设一条水泥砌块干垒挡墙,防止岸坡冲刷及岸坡防护。
5.绿化工程:
补植乔木、种植灌木地被、水生植物,河坡种植面积15.11hm2,河底种植面积 7.91hm2;
6.河道建筑物:
雨水口24座;下河台阶16处。原有雨水口出水口在岸坡上,与治理后河道不协调,影响河道整体美观效果,需拆除重建。拆除重建对岸坡起到加固作用,对堤防无影响。新建的下河台阶是居民亲水建筑,在河堤岸坡基本无开挖量,20厚混凝土对堤防还能起到加固效果。
(三)三主体工程施工
1.河道清基
河道清基采用103kW推土机推运,1m3挖掘机装自卸汽车运1km土方回填。
2.回填施工
回填施工包括土方回填、砂砾料垫层回填。土方回填利用开挖料,不足部分考虑外购,土方采用74kW推土机摊铺,振动碾碾压密实;垫层砂砾料考虑市场购买,人工摊铺平整,小型压实机械碾压密实。
3.铅丝石笼
石笼和块石料均考虑市场购买,石笼运至现场后人工安放。块石料采用胶轮车运至工作面,人工装填码放石料,最后在石笼上部做封口处理。
4.混凝土浇筑
混凝土采用预拌混凝土,泵送或溜槽入仓,插入式振捣器振捣密实,洒水及覆盖养护。模板采用组合钢模板。钢筋在加工厂制作,胶轮车进行场内运输,人工绑扎、架立。
5.沥青混凝土道路
基层料采用人工或平地机摊铺平整,小型压路机压实。沥青混凝土考虑外购,使用人工摊铺平整,小型压路机压实并养护。
6.绿化工程
植物考虑均在市场购买,乔灌木种植根据苗木根系、土球直径等确定种植穴、槽的大小,人工垂直开挖,根据需要浸穴、施入基肥。苗木采用人工或吊车卸车,种植后进行支撑固定、浇水和养护。
八、管理机构的设置
为达到治理的预期效果,必须切实加强和完善各项工程的维护、管理工作。管理机构应以精简高效、合理兼职为原则,雁栖河全部治理工程完工后可交由怀柔科学城发展有限公司管理,由怀柔科学城发展有限公司成立专门管理机构,负责工程的建设、维修、管理和保护,依法对河道、堤防及护堤地等进行管理。
九、建议
(1)雁栖河城市生态廊道项目,首先对治理范围进行划定,划分出一期、二期、三期起始桩号位置,按实施方案分期实施。其次,在河道两岸布设测量闭合导线,测量导线坐标及高程,依据导线测绘地形图、河道纵断面图、横断面图。依据测量成果,完成河道设计,进行行洪演算、不冲不於计算、坝坡稳定性计算,确保测量成果、计算成果真实准确。
(2)滩地、岸坡不影响行洪的低矮花草、绿植,原则采用本地物种或气候相近地区物种,物种适合鱼类、鸟类栖息,严禁有害物种。堤顶及管理保护区景观绿化树种、花草、绿植宜采用本地种类,应具有防风、降尘、隔热、绿化功能,严禁有害物种。
(3)生态廊道的绿化景观、大小广场、慢行步道要打造怀柔特色的主题公园,既要突出中华民族灿烂文明传承,又要彰显怀柔大都市现代风貌。既要弘扬爱国主义精神,又要崇尚法治社会。传承长城文化、红螺文化,宣传国际会都风采,提升科学城知名度。
(4)把握好时间和空间的合理布局,水清岸绿,花草相映,绿树成荫,鱼水相戏,雁栖鸟鸣,春夏秋冬,四季分明。移步一景,空间转换,错落有致。
十、结论
通过对雁栖河城市生态廊道的实施,构建了“一水润多林”的景观带,为怀柔森林文明城市又添新景。通过河道生态治理,保障了行洪安全、两岸城区安全,保障了水源地涵养,为水源地生态补水打通了通道。通过生态治理,为市民提供了休闲、健身、娱乐场所,对提高全民素质提供有力支撑。对防尘降噪,隔离城市热岛效应效果显著。助推国际会都、怀柔科学城、中国影视、红螺文化、慕田峪长城文化可持续发展。为创建国际一流的生态怀柔、绿色怀柔、科技怀柔、文明怀柔提供了保障。