生态水利理念在河道治理工程中的应用

来源:期刊VIP网所属分类:水利发布时间:2018-12-04浏览:

  摘要:随着社会主义现代化建设的不断推进,城市河道治理成为摆在面前的一个突出问题,传统的只注重功能补强和污染治理的单一治理念已不能满足发展需求。以郑州市贾鲁河综合治理工程为例,落实综合性、协调性、自然性和经济性等生态水利理念在城市河道治理工程中的应用,并分析其在经济、社会、生态等方面的有益效果。研究结果可为其他类似工程提供参考借鉴。

  关键词:河道治理;生态水利;贾鲁河

水利工程师论文

  河道是现代城市生态的重要一环,具有供水、防洪、排涝、运输等突出功能,因此保证城市河道功能完善和健康運行具有十分重要的意义。随着城市的不断发展,许多河道存在年久失修、功能受损、生态恶化等严重问题。传统的城市河道治理只注重河道疏浚、护坡护岸、水质污染等单一治理项目,从治理理念和治理措施上均有待改进。因此,促进标本兼治,将生态水利理念运用于城市河道治理实践具有重要意义。

  1.生态水利理念

  生态水利是人类文明发展到生态文明时代的水资源利用的一种新型方式。它以尊重和维护生态环境为主旨,开发水利、发展经济,为人类社会持续发展服务[1]。生态水利遵循综合性,协调性、自然性和经济性的原则,既包含水利事业目标,又突出生态环境目标,以及可持续发展的三维目标,即经济、社会、环境协调一致。

  在城市河道治理工程中,生态水利理念具体体现为生态河道治理理念。指在河道陆域控制线内,在满足防洪、排涝及引水等河道基本功能的基础上,通过人工修复措施促进河道水生态系统恢复,构建健康、完整、稳定的河道水生态系统的活动[2]。具体包含综合性、协调性、自然性、经济性等几大原则。

  2.工程概况

  2.1 工程简介

  贾鲁河是一条千年古河,古时的贾鲁河水量充沛,可通舟楫,还时常有洪水泛滥,因此,古人又将它称为小黄河,又名通济渠、广济渠。贾鲁河作为郑州市的一条母亲河,发源于新密、荥阳两市交界处,流经郑州市西部、北部、在东部出境,环抱着郑州市区,全市85%洪水汇人贾鲁河后,流人沙颍河,全长256km,流域面积5896km2。其中郑州市境内长137km,流域面积2750km2。

  2.2 建设背景

  进入21世纪,城市化战略被确定为国家“十五”期间社会经济发展的重要战略之一[3],郑州市政府明确提出了建设“全域生态水系”、“循环水系”的理念。2013年中原经济区上升为国家战略,国家批准建设郑州航空港经济综合试验区,郑州市被水利部列入全国45个水生态文明城市。

  贾鲁河综合治理工程是郑州市生态文明的基础,是水生态文明城市建设的重中之重。但现状贾鲁河没有统一疏挖治理,现状河道标准低、泄洪能力差;河道淤塞严重、行洪断面窄;跨河建筑物标准不足、桥梁阻水;管理未正规化、系统化;水质污染严重、沿河生态环境差;防洪标准低,严重影响郑州市的城市生态环境和郑州市的对外形象,与全国水生态文明城市的要求差距甚远。

  为建设美丽河南、美丽郑州、提高郑州市城区防洪能力,改善河道水质,提升郑州市文化旅游产业及投资环境,实现郑州航空经济综合实验区建设、中原经济区中心城市等战略目标,坚持防洪工程与生态工程、景观工程、治污工程并重的原则,提高河道防洪标准,改善河道生态环境和水体质量[4],对贾鲁河进行综合治理迫在眉睫。

  2.3 建设内容

  贾鲁河综合治理工程建设内容为治理范围为尖岗水库至陇海铁路桥,长49.67km,进行防洪除涝及景观水面工程建设。主要建设内容为:疏挖河道、弯道段河槽开挖;湖泊湿地开挖、扩大景观水面;河岸生态护砌;修建各类建筑物配套;蓝线内滨水景观建设。使贾鲁河满足城市防洪除涝标准,并形成连续的景观水面。因此,生态水利理念在贾鲁河综合治理工程中发挥着重要指导作用。

  3.生态水利理念应用分析

  3.1 综合规划一恢复河道功能

  工程规划设计首先保证贾鲁河防洪、排涝、引水等基本功能的恢复实现,考虑河流的生态、景观等功能的需要,兼顾亲水活动的安全,坚持从生态水利视域出发,综合规划,统筹建设。修建各类配套建筑物91座。贾鲁河干流自尖岗水库至陇海铁路桥总长78.10km,其中尖岗水库至陇海铁路桥综合治理区段长49.67km。其中:新建拦蓄水坝14座;重建排水涵闸9座、新建排水涵闸3座、新建跨沟桥梁1座、改建排水涵闸7座、新建排水涵管25座、重建排水涵洞3座;重建桥梁6座,桥梁防护22座;重建倒虹吸l座。开挖湖泊湿地3处,水面134.10万m2,其中:祥云湖湿地水面38.11万m2、贾鲁湖湿地水面37.66万m2、圃田泽湿地水面58.33万m2。贾鲁河陇海铁路桥以下河道按3年一遇除涝标准进行疏挖,疏挖长13.lkm;修建防汛道路长13.lkm;弯道护砌长1210m,其中:十里铺险工弯道长760m、边庄险工弯道长450m。工程实施后河道能够恢复河道功能,满足防洪除涝要求,保障沿岸居民生命财产安全及生态环境改善。

  3.2 以人为本——发展生态景观

  工程建设坚持以人为本,融功能文化于一体,注重工程建设与沿线整体风貌相协调,河道生态景观与周边景观相协调,构建自我维持及稳定的生态景观系统。贾鲁河综合治理区滨水景观建设总面积379.07万m2。蓝线以内景观绿化范围以防汛路为界,包括防汛路、边坡、马道、弹性生态岸线及浅水平台的景观。在确保水利安全的前提下,以海绵城市建设理念为指导,对贾鲁河河道蓝线以内的景观进行生态设计,使景观与水系相互融合;对贾鲁河两岸进行生态修复和景观营造,最终形成郑州市最重要的一条蓝绿生态廊道。同时沿线设置相应的亲水设施,并兼顾夜景照明,与周边区域结合,服务于广大市民。最终打造成一条特色突出、功能多样的生态之河、活力之河。

  贾鲁河滨水景观设计共分为四段,蓝线内绿化总面积为379.07万m2。其中尖岗水库至南水北调河段39.1万m2;科学大道至象湖河段205.95万m2;农科所桥至陇海铁路桥段102.08万m2;圃田泽段31.94万m2。蓝线以内的景观主要由河道岸线、绿化种植、景观节点、设施小品、景观照明等部分组成。主要经济指标见表1。

  以科学大道至象湖河段滨水景观设计建设为例。贾鲁河(科学大道一象湖)段全长32.75km。蓝线以内景观绿化范围以防汛路为界,包括防汛路、边坡、马道、弹性生态岸线及浅水平台的景观。在确保水利安全的前提下,以海绵城市建设理念为指导,对贾鲁河河道蓝线以内的景观进行生态设计,使景观与水系相互融合;对贾鲁河两岸进行生态修复和景观营造,最终形成郑州市最重要的一条蓝绿生态廊道。贾鲁河蓝线以内的景观绿化主要有六大部分组成:堤顶路两侧及边坡绿化、贾鲁河河道岸线绿化、湖泊湿地、景观节点、设施小品与景观照明。

  (1)堤顶路两侧及边坡绿化。蓝线内绿化总面积267.21万m2。其中生态岸线至马道绿化面积15.49万m2、马道至防汛路绿化面积118.91万m2、防汛路至蓝线绿化面积52.1万m2、浅水湿地面积55.82万m2、防汛路绿化面积18.98万m2、景观节点(栈道、亲水平台与广场)面积5.9万m2。贾鲁河边坡绿化范围在马道至防汛路之间。面积118.91万m2。选取海棠和紫玉兰作为基调树种沿线进行大范围种植,营造连绵不断的壮观场景。并考虑植物组团的层次、季相、色相的合理搭配,形成三季有花、四季常绿、层次分明、色彩丰富的植物景观。

  (2)贾鲁河河道岸线绿化。贾鲁河河道岸线绿化在马道内侧0-15m的范围自由变化、形成富有弹性的岸线。从大尺度上考虑种植特色,运用主打植物品种进行大规模种植,结合景观节点营造出主题突出的植物景观。打造特色鲜明的大地景观。利用植物的疏密结合,运用空间分隔手段和处理手法形成各种不同类型的植物空间:或疏可走马,或密不透风,或深远,或浅显,使游人在滨水景观体验中,小中见大。结合郑州气候、土壤、水分条件,选用适应性强、成活率高的常见景观树种。绿化面积15.49万m2,结合海绵城市建设理念,改变常规渠化岸线所带来的生硬、呆板、缺乏生态的效果。在确保水利安全的前提下,根据河流走向,结合景观塑造富有变化、自然流畅、体现海绵城市特点的生态水系。

  (3)湖泊湿地。浅水平台湿地区结合弹性驳岸的形态。面积55.82万m2,结合湿地植物的种植,拉近人与水面的距离。游人可以充分感受贾鲁河的魅力。主要水生植物品种:芦苇、蒲草、荷花和千屈菜等

  (4)景观节点。贾鲁河蓝线内的景观节点主要有亲水平台、亲水栈道与码头等形式。其中亲水平台与亲水栈道设置在浅水平台之上,与湿地植物种植相结合,形成湿地效果。节点材质以透水材料和防腐木为主,满足海绵城市建设要求。以现代风格为主要表现形式。融入历史文脉与场地文化。在部分区间设置码头等设施,满足游人的水上游览需求。游路铺装为透水砖,广场铺装采用花岗岩,亲水平台是防腐木与花岗岩相结合,整体遵循海绵城市理念,体现生态环保。

  (5)设施小品。設施小品主要为标识系统、坐凳和垃圾箱。其中标识系统结合贾鲁河特点,融人中原文化、生态文化和水文化,通过色彩、质感和文字展示公园的标识性。以原木色搭配突出生态和水的青绿色,活泼不失厚重,文字采用古典篆体,彰显场地历史积淀。贾鲁河标识系统分为说明标识、引导标识、名称标识和警示标识四部分。坐凳和垃圾箱是配套设施重要组成部分。设计风格以现代、生态为主,选用石材、木材等天然材质,确保整体视觉感受的统一,达到较好的景观效果。同时选用印章符号作为城市家具的标志性符号,篆体贾鲁河拓印强化贾鲁河的场地属性。

  (6)景观照明。围绕“美感、节能、实用”进行亮化设计。针对贾鲁河水岸沿线、节点广场等实施。沿岸形成两条岸线亮化带和两条堤顶路亮化带,节点位置实施重点亮化,点线面相结合。形成覆盖两岸,经济合理,展现重点,突出特色的滨河亮化景观。

  3.3 尊重自然——营造人工湿地。

  坚持尊重自然的原则,恢复河道自然水生态系统环境,以自然修复为主,人工修复为辅,因地制宜、充分利用现状河道的形态、地形、水文等条件[5]。为此,工程建设新开挖湖泊3处,分别为:圃田泽、祥云湖湿地、贾鲁湖泊湿地。以贾鲁湖湿地为例,开挖湖区面积564.9亩。

  (1)湖体开挖:根据地勘资料及成果,结合贾鲁湖各部位的形状、景观水位( 83.62m)、湖底设计深度、不同的水深区域,采用不同的开挖边坡,各部分开挖边坡控制如下:

  浅水区:位于慧科环路至金城大道之间贾鲁河左岸、金城大道至杨金大道之间贾鲁河右岸。浅水区湖底高程在83.0m~82.60m之间,坡比为1:15。

  过渡区:在浅水区与深水区设置过渡区,高程范围在83.Om~80.99m之间,坡比为1:5。

  深水区:深水区主要位于原贾鲁河槽范围内,宽度120~250m,深水区底部高程为81.80~ 80.99m之间。

  (2)湖周回填:湖周边场地的回填料利用湖体开挖土料进行分层碾压回填。湖体开挖料首先要满足湖周边堤防填筑用土,剩余土料回填结合周边生态绿化进行。贾鲁湖周边回填土高程的确定主要考虑湖周堤顶高程应高贾鲁河50年一遇校核水位加超高。

  (3)护岸工程:贾鲁湖的护岸为生态护岸为主,点缀硬质广场护岸。通过多种形式的护岸设计体现湖区环境的多元化。浅水区护岸采用缓坡置石护砌,置自然石,最小块径不小于1m,自然石选用天然外型石块,置石之间种植水生植物,护砌高度为正常景观水位上0.5m,边坡1:6。河槽边岸采用预制联锁式护土砖,厚度0.lm,边坡1:5,边坡底部设宽0.3m、深0.5m现浇C20砼基础,边坡顶部采用宽0.25m、厚度o.5m的现浇C20砼封顶,顺水流方向间隔20m设一道宽0.25m、厚度o.5m的C20砼齿墙。湖岸采用M7.5浆砌石直墙护砌,外侧采用浆砌生态条石错缝砌筑,挡墙顶采用花岗岩压顶。

  (4)人工湿地营造工程:根据水由深到浅,依次种植挺水植物、浮叶植物和沉水植物6,既符合各种水生植物的特性,又满足审美的需要。浅滩内植被设计为上层为挺水植物一野生荷花,下层为沉水植物(大茨藻、轮叶黑藻),野生荷花的密度为1m×1m,沉水植物密度为0.3m×0.3m,形成挺水植物与沉水植物相结合的双层植被系统,以增强湿地的净化能力。

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