蒲河新城生態(tài)水系綜合治理規(guī)劃研究

王 良

1 區(qū)域概況

1.1 流域概況

蒲河發(fā)源于鐵嶺縣橫道河子鄉(xiāng)想兒山，是渾河下游右岸最大的支流，于遼中縣老觀坨鄉(xiāng)黑魚溝村入渾河，蒲河河道全長205 km，流域面積2 496 km2。蒲河流域在沈北新區(qū)的蓮花池以上地區(qū)多低山，陵高谷深，河床狹窄，比降l/300；自棋盤山水庫以下至平羅堡石橋?yàn)榈叵潞?，河道窄深，比降為l/2 000；平羅堡以下為平原區(qū)，河床寬、淺，河道擺幅較大，河道比降為1/4 000。

1.2 流域已建工程概況

蒲河流域建有3座水庫，自上而下為棋盤山水庫、南溝水庫和洋什水庫。棋盤山水庫位于蒲河上游，總庫容8 016萬m3，是以防洪為主的綜合利用的水利樞紐工程，從1980年運(yùn)行至2015年的36年間，最大下泄流量僅60 m3/s，防洪效益顯著；南溝水庫、洋什水庫分別位于位于蒲河支流上，總庫容分別為67萬m3和79萬m3，其主要功能為向湖泊、水田補(bǔ)水，不向河道泄水。

沈北新區(qū)已建成仲官、達(dá)連、吳三、孝鮮和道義5座橡膠壩，正常運(yùn)行時蓄水量約80萬m3；兩座翻板閘，正常運(yùn)行時蓄水量達(dá)2.4萬m3，非汛期橡膠壩抬高到相應(yīng)設(shè)計(jì)壩高，滿蓄運(yùn)行，汛期全部塌壩運(yùn)行，來水自然流通。

2 氣象水文

2.1 氣象

蒲河流域?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，春季多西南大風(fēng)，蒸發(fā)量大，易春旱；夏季溫?zé)岫嘤?；秋季風(fēng)小，天氣晴朗；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。流域多年平均降水量686.4 mm，多年平均蒸發(fā)量為1 494.6 mm，多年平均風(fēng)速在3.0 m/s，多年平均氣溫8.2℃，多年平均日照時數(shù)2 508.5 h，最大凍土深度為148 cm。

2.2 水文

蒲河上現(xiàn)有3個水文站，從上游到下游分別是棋盤山水庫站、裕國站、大河泡站，其控制的流域面積分別是133、566、1 305 km2。采用多年平均徑流深等值線圖法，得到多年平均徑流量6 559萬m3；采用洪峰流量資料系列進(jìn)行頻率計(jì)算，得到P=10%設(shè)計(jì)洪峰為190 m3/s，P=1%設(shè)計(jì)洪峰流量為298 m3/s。

2.3 地質(zhì)

根據(jù)地質(zhì)實(shí)測資料分析，規(guī)劃區(qū)內(nèi)地表為第四系松散堆積物，下部為粉質(zhì)黏土，地基承載力在110～220 kPa，適宜修建水工建筑物；區(qū)內(nèi)含水層埋藏較深，分布不穩(wěn)定，地下水為基巖裂隙水和風(fēng)化殼孔隙水，對混凝土基本無侵蝕；規(guī)劃區(qū)凍結(jié)深度為1.2 m；閘址區(qū)表層多為較厚的粉質(zhì)黏土，呈微透水，不會產(chǎn)生滲漏或浸沒問題，其抗沖流速在0.7～0.95 m/s之間，洪水期局部河段以及河流凹岸側(cè)易受水流沖刷，須采取措施進(jìn)行防護(hù)。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 工程總體布置

蒲河河道干流采用梯級布置方案，擬建7個梯級水閘以壅高河道水位形成景觀，利用故舊河道和低洼地帶修建人工湖，湖的設(shè)計(jì)以蒲河干流為主線，其中7個湖以“北斗七星”之勢分布其上，統(tǒng)稱“七星湖”。由上游至下游依次是：天樞湖、天璇湖、天璣湖、天權(quán)湖、玉衡湖、開陽湖、搖光湖，同時根據(jù)交通和景觀需要新建15座跨河橋。

3.2 工程等別及標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)測算，蒲河新城現(xiàn)有人口29萬人，5年后總?cè)丝趯⑦_(dá)到100萬人以上，結(jié)合鐵路、公路標(biāo)準(zhǔn)，確定其防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，攔河閘為Ⅲ級，防洪標(biāo)準(zhǔn)與河道相同；天樞湖和天璇湖建在蒲河河道上，有調(diào)蓄供水的作用，考慮其興利庫容僅310萬m3，水位在地面高程下，由攔河閘泄洪，因此等級與閘相同；其余各湖為景觀湖，本身沒有徑流或徑流很少，蓄水量主要通過涵洞由河道補(bǔ)給，無防洪問題，工程等級為Ⅴ級。

3.3 河道綜合整治設(shè)計(jì)

縱斷面設(shè)計(jì)依據(jù)蒲河干流各段現(xiàn)狀天然河底比降及地形條件，考慮現(xiàn)有橋梁以及擬建橋、涵、閘等攔、跨河建筑物的節(jié)點(diǎn)控制，根據(jù)河底高程分段確定設(shè)計(jì)河底比降。上游干流1#閘至2#閘間河道設(shè)計(jì)比降為0.33‰；下游孝信至道義段干流河道設(shè)計(jì)比降為0.38‰；鴨子場—孝信段干流河道設(shè)計(jì)比降為0.63‰；支流黃泥河上游設(shè)計(jì)比降2.85‰。

橫斷面設(shè)計(jì)滿足河道行洪要求的同時，考慮景觀水面要求。上游干流0+000—2+155之間河道有蓄水要求，斷面底寬為120 m，采用1∶3邊坡與地面銜接，河道長2.16 km，景觀水面寬度在44～138 m，河道上口寬度在150～180 m；下游道義—鴨子場段河道整治長度為10.9 km，河道橫斷面底寬60 m（有通航要求），洪水位以下部分采用1∶3邊坡、以上采用1∶6緩坡與地面銜接，景觀水位以上0.8 m處設(shè)3 m寬人行步道，使整治后的河道更具有親水性。景觀水面寬度在70～95 m，河道上口寬度在95～130 m；支流黃泥河子P=1%設(shè)計(jì)洪峰流量為22 m3/s，渡水槽上游橫斷面底寬10 m，以1∶3的邊坡與地面相接，渡水槽下游是天樞湖的回水區(qū)，為增加蓄水量，斷面加大為底寬30 m，仍然以1∶3的邊坡與地面銜接，河道上口寬度在30～70 m。

護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮經(jīng)濟(jì)美觀并重，根據(jù)景觀水位與百年洪水位關(guān)系，分別舉例。23+500—25+048段（景觀水位低于百年洪水位）護(hù)腳采用干砌石，深度至河床下1.0 m，寬度2.0m；景觀水位以下采用干砌石護(hù)坡，護(hù)坡厚度0.35 m，下設(shè)0.15 m厚砂礫石墊層，采用無紡布反濾；人行步道至景觀水位之間采用臺階式疊石防護(hù)，總高度0.80 m，總寬度2.4 m，疊石采用0.20 m厚、0.60 m長、寬0.50 m規(guī)則條石；百年洪水位至人行步道之間采用混凝土格柵防護(hù)，混凝土格柵厚0.15 m，寬0.20 m，柵格對角線長0.924 m；百年洪水位以上采用草皮護(hù)坡，間種紫穗槐。18+500—19+389段（景觀水位高于百年洪水位）護(hù)腳采用鉛絲石籠護(hù)腳，深度至河床下1.0 m，護(hù)腳寬度2.0 m；景觀水位以下采用干砌石護(hù)坡，護(hù)坡厚度0.35 m，下設(shè)0.15 m厚砂礫石墊層，采用無紡布反濾；人行步道至景觀水位之間采用石籠柳條護(hù)岸，護(hù)岸深度0.80 m，護(hù)岸寬度2.4 m；人行步道以上采用草皮護(hù)坡，間種連翹等灌木開花類植物。

3.4 攔河閘設(shè)計(jì)

各攔河閘位置及特性見表1。

表1 各攔河閘位置及特性表

干流攔河閘順?biāo)鞣较虿贾糜猩嫌巫o(hù)坦、閘室、消力池、海漫共四部分。上游護(hù)坦為混凝土結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L度為10.0～12.0 m；閘室為整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘底板厚1.0 m；消力池池身段為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，陡坡段與池身段設(shè)有間、排距為2.0 m的排水孔；消力池尾部設(shè)消力坎；海漫段上游側(cè)為毛石混凝土結(jié)構(gòu)增加表面糙率，下游側(cè)為鉛絲石籠結(jié)構(gòu)。

3.5 人工湖設(shè)計(jì)

天樞湖、天璇湖為利用現(xiàn)有河道拓寬而成的河道湖，考慮利用天樞湖上游棋盤山水庫放流以及天璇湖上游徑流量，調(diào)節(jié)下游河道及湖泊景觀用水需求，進(jìn)行水量平衡計(jì)算，根據(jù)河道景觀需要以及湖區(qū)地形條件確定湖泊正常蓄水位。設(shè)計(jì)正常蓄水位以下采用1∶4緩坡，正常蓄水位以上0.5 m為3.0 m人行步道，人行步道以上以1∶3邊坡與地面相接。

其規(guī)模及特性見表2。

表2 天樞湖、天璇湖特性表

玉衡湖設(shè)計(jì)從天權(quán)湖引水，水位與天權(quán)湖相同；開陽湖與河道梯級水位一致，搖光湖與河道梯級水位一致。湖的斷面設(shè)計(jì)采用梯形斷面，邊坡采用1∶4，正常蓄水位以上設(shè)3 m寬人行步道，玉衡湖人行步道在正常蓄水位以上0.5 m，開陽湖、搖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邊坡與地面銜接。玉衡湖引水方式為混凝土方涵，斷面形式為1.5 m×1.5 m，總長860 m，天權(quán)湖進(jìn)水口底高程50.5 m，玉衡湖出水口底高程50.2 m，引水路線縱比降1/3 000。玉衡湖P=80%保證率情況下年蒸發(fā)滲漏損失量為19.3萬m3，開陽湖為23.4萬m3，搖光湖為26.7萬m3，除了湖本身徑流外，所缺水量均由天璇湖補(bǔ)給。

3.6 橋梁選型

根據(jù)蒲河新城生態(tài)水系綜合治理規(guī)劃，新建跨河橋梁15座，圖1為9#橋2#閘下游沈新路。

圖1 9#橋2#閘下游沈新路（河寬150 m）

3.7 景觀設(shè)計(jì)

景觀設(shè)計(jì)按照以下原則，保證蒲河沿線的連貫性、生態(tài)的自然性、景觀的整體性、局部空間的鮮活性；強(qiáng)調(diào)各個區(qū)域的地方特征風(fēng)貌，但確保整體連貫統(tǒng)一；盡可能保留原始綠化帶，突出河道原有自然；開放大型的公共活動空間。河堤-護(hù)坡-灘地景觀設(shè)計(jì)示意圖如圖2所示；在河道中保留或人工填筑形成四面環(huán)水的小島，或在河底安放大石，使水流富于變化，為生物創(chuàng)造出富有多樣性的環(huán)境條件，其示意圖如圖3所示。

圖2 河堤-護(hù)坡-灘地景觀設(shè)計(jì)示意圖

圖3 河心島景觀設(shè)計(jì)示意圖

4 結(jié) 語

蒲河新城生態(tài)水系綜合治理規(guī)劃投資16.6億元，工程年運(yùn)行費(fèi)為1 207.3萬元，項(xiàng)目的實(shí)施可以使蒲河新城吸引更多的國內(nèi)外投資。根據(jù)規(guī)劃，項(xiàng)目建成5年后，入?yún)^(qū)企業(yè)（投資3 000萬元以上）達(dá)1 000家，工業(yè)總產(chǎn)值實(shí)現(xiàn)1 000億元。從經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)看，經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為14.52%，大于國家規(guī)定的10%。效益費(fèi)用比1.35大于1。且項(xiàng)目的實(shí)施使蒲河防洪標(biāo)準(zhǔn)由20年一遇提高到100年一遇，防洪治澇能力大幅改善。項(xiàng)目實(shí)施后，蒲河新城能夠吸引商家投資，推動本地區(qū)工業(yè)、貿(mào)易和旅游等經(jīng)濟(jì)事業(yè)發(fā)展。通過生態(tài)建設(shè)，能夠有效拉動人群定居，對新城整體發(fā)展具有明顯帶動效益。