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生態水利理念在河道治理工程中的應用

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  摘要:隨著社會主義現代化建設的不斷推進,城市河道治理成為擺在面前的一個突出問題,傳統的只注重功能補強和污染治理的單一治理念已不能滿足發展需求。以鄭州市賈魯河綜合治理工程為例,落實綜合性、協調性、自然性和經濟性等生態水利理念在城市河道治理工程中的應用,并分析其在經濟、社會、生態等方面的有益效果。研究結果可為其他類似工程提供參考借鑒。

  關鍵詞:河道治理;生態水利;賈魯河

水利工程師論文

  河道是現代城市生態的重要一環,具有供水、防洪、排澇、運輸等突出功能,因此保證城市河道功能完善和健康運行具有十分重要的意義。隨著城市的不斷發展,許多河道存在年久失修、功能受損、生態惡化等嚴重問題。傳統的城市河道治理只注重河道疏浚、護坡護岸、水質污染等單一治理項目,從治理理念和治理措施上均有待改進。因此,促進標本兼治,將生態水利理念運用于城市河道治理實踐具有重要意義。

  1.生態水利理念

  生態水利是人類文明發展到生態文明時代的水資源利用的一種新型方式。它以尊重和維護生態環境為主旨,開發水利、發展經濟,為人類社會持續發展服務[1]。生態水利遵循綜合性,協調性、自然性和經濟性的原則,既包含水利事業目標,又突出生態環境目標,以及可持續發展的三維目標,即經濟、社會、環境協調一致。

  在城市河道治理工程中,生態水利理念具體體現為生態河道治理理念。指在河道陸域控制線內,在滿足防洪、排澇及引水等河道基本功能的基礎上,通過人工修復措施促進河道水生態系統恢復,構建健康、完整、穩定的河道水生態系統的活動[2]。具體包含綜合性、協調性、自然性、經濟性等幾大原則。

  2.工程概況

  2.1 工程簡介

  賈魯河是一條千年古河,古時的賈魯河水量充沛,可通舟楫,還時常有洪水泛濫,因此,古人又將它稱為小黃河,又名通濟渠、廣濟渠。賈魯河作為鄭州市的一條母親河,發源于新密、滎陽兩市交界處,流經鄭州市西部、北部、在東部出境,環抱著鄭州市區,全市85%洪水匯人賈魯河后,流人沙潁河,全長256km,流域面積5896km2。其中鄭州市境內長137km,流域面積2750km2。

  2.2 建設背景

  進入21世紀,城市化戰略被確定為國家“十五”期間社會經濟發展的重要戰略之一[3],鄭州市政府明確提出了建設“全域生態水系”、“循環水系”的理念。2013年中原經濟區上升為國家戰略,國家批準建設鄭州航空港經濟綜合試驗區,鄭州市被水利部列入全國45個水生態文明城市。

  賈魯河綜合治理工程是鄭州市生態文明的基礎,是水生態文明城市建設的重中之重。但現狀賈魯河沒有統一疏挖治理,現狀河道標準低、泄洪能力差;河道淤塞嚴重、行洪斷面窄;跨河建筑物標準不足、橋梁阻水;管理未正規化、系統化;水質污染嚴重、沿河生態環境差;防洪標準低,嚴重影響鄭州市的城市生態環境和鄭州市的對外形象,與全國水生態文明城市的要求差距甚遠。

  為建設美麗河南、美麗鄭州、提高鄭州市城區防洪能力,改善河道水質,提升鄭州市文化旅游產業及投資環境,實現鄭州航空經濟綜合實驗區建設、中原經濟區中心城市等戰略目標,堅持防洪工程與生態工程、景觀工程、治污工程并重的原則,提高河道防洪標準,改善河道生態環境和水體質量[4],對賈魯河進行綜合治理迫在眉睫。

  2.3 建設內容

  賈魯河綜合治理工程建設內容為治理范圍為尖崗水庫至隴海鐵路橋,長49.67km,進行防洪除澇及景觀水面工程建設。主要建設內容為:疏挖河道、彎道段河槽開挖;湖泊濕地開挖、擴大景觀水面;河岸生態護砌;修建各類建筑物配套;藍線內濱水景觀建設。使賈魯河滿足城市防洪除澇標準,并形成連續的景觀水面。因此,生態水利理念在賈魯河綜合治理工程中發揮著重要指導作用。

  3.生態水利理念應用分析

  3.1 綜合規劃一恢復河道功能

  工程規劃設計首先保證賈魯河防洪、排澇、引水等基本功能的恢復實現,考慮河流的生態、景觀等功能的需要,兼顧親水活動的安全,堅持從生態水利視域出發,綜合規劃,統籌建設。修建各類配套建筑物91座。賈魯河干流自尖崗水庫至隴海鐵路橋總長78.10km,其中尖崗水庫至隴海鐵路橋綜合治理區段長49.67km。其中:新建攔蓄水壩14座;重建排水涵閘9座、新建排水涵閘3座、新建跨溝橋梁1座、改建排水涵閘7座、新建排水涵管25座、重建排水涵洞3座;重建橋梁6座,橋梁防護22座;重建倒虹吸l座。開挖湖泊濕地3處,水面134.10萬m2,其中:祥云湖濕地水面38.11萬m2、賈魯湖濕地水面37.66萬m2、圃田澤濕地水面58.33萬m2。賈魯河隴海鐵路橋以下河道按3年一遇除澇標準進行疏挖,疏挖長13.lkm;修建防汛道路長13.lkm;彎道護砌長1210m,其中:十里鋪險工彎道長760m、邊莊險工彎道長450m。工程實施后河道能夠恢復河道功能,滿足防洪除澇要求,保障沿岸居民生命財產安全及生態環境改善。

  3.2 以人為本——發展生態景觀

  工程建設堅持以人為本,融功能文化于一體,注重工程建設與沿線整體風貌相協調,河道生態景觀與周邊景觀相協調,構建自我維持及穩定的生態景觀系統。賈魯河綜合治理區濱水景觀建設總面積379.07萬m2。藍線以內景觀綠化范圍以防汛路為界,包括防汛路、邊坡、馬道、彈性生態岸線及淺水平臺的景觀。在確保水利安全的前提下,以海綿城市建設理念為指導,對賈魯河河道藍線以內的景觀進行生態設計,使景觀與水系相互融合;對賈魯河兩岸進行生態修復和景觀營造,最終形成鄭州市最重要的一條藍綠生態廊道。同時沿線設置相應的親水設施,并兼顧夜景照明,與周邊區域結合,服務于廣大市民。最終打造成一條特色突出、功能多樣的生態之河、活力之河。

  賈魯河濱水景觀設計共分為四段,藍線內綠化總面積為379.07萬m2。其中尖崗水庫至南水北調河段39.1萬m2;科學大道至象湖河段205.95萬m2;農科所橋至隴海鐵路橋段102.08萬m2;圃田澤段31.94萬m2。藍線以內的景觀主要由河道岸線、綠化種植、景觀節點、設施小品、景觀照明等部分組成。主要經濟指標見表1。

  以科學大道至象湖河段濱水景觀設計建設為例。賈魯河(科學大道一象湖)段全長32.75km。藍線以內景觀綠化范圍以防汛路為界,包括防汛路、邊坡、馬道、彈性生態岸線及淺水平臺的景觀。在確保水利安全的前提下,以海綿城市建設理念為指導,對賈魯河河道藍線以內的景觀進行生態設計,使景觀與水系相互融合;對賈魯河兩岸進行生態修復和景觀營造,最終形成鄭州市最重要的一條藍綠生態廊道。賈魯河藍線以內的景觀綠化主要有六大部分組成:堤頂路兩側及邊坡綠化、賈魯河河道岸線綠化、湖泊濕地、景觀節點、設施小品與景觀照明。

  (1)堤頂路兩側及邊坡綠化。藍線內綠化總面積267.21萬m2。其中生態岸線至馬道綠化面積15.49萬m2、馬道至防汛路綠化面積118.91萬m2、防汛路至藍線綠化面積52.1萬m2、淺水濕地面積55.82萬m2、防汛路綠化面積18.98萬m2、景觀節點(棧道、親水平臺與廣場)面積5.9萬m2。賈魯河邊坡綠化范圍在馬道至防汛路之間。面積118.91萬m2。選取海棠和紫玉蘭作為基調樹種沿線進行大范圍種植,營造連綿不斷的壯觀場景。并考慮植物組團的層次、季相、色相的合理搭配,形成三季有花、四季常綠、層次分明、色彩豐富的植物景觀。

  (2)賈魯河河道岸線綠化。賈魯河河道岸線綠化在馬道內側0-15m的范圍自由變化、形成富有彈性的岸線。從大尺度上考慮種植特色,運用主打植物品種進行大規模種植,結合景觀節點營造出主題突出的植物景觀。打造特色鮮明的大地景觀。利用植物的疏密結合,運用空間分隔手段和處理手法形成各種不同類型的植物空間:或疏可走馬,或密不透風,或深遠,或淺顯,使游人在濱水景觀體驗中,小中見大。結合鄭州氣候、土壤、水分條件,選用適應性強、成活率高的常見景觀樹種。綠化面積15.49萬m2,結合海綿城市建設理念,改變常規渠化岸線所帶來的生硬、呆板、缺乏生態的效果。在確保水利安全的前提下,根據河流走向,結合景觀塑造富有變化、自然流暢、體現海綿城市特點的生態水系。

  (3)湖泊濕地。淺水平臺濕地區結合彈性駁岸的形態。面積55.82萬m2,結合濕地植物的種植,拉近人與水面的距離。游人可以充分感受賈魯河的魅力。主要水生植物品種:蘆葦、蒲草、荷花和千屈菜等

  (4)景觀節點。賈魯河藍線內的景觀節點主要有親水平臺、親水棧道與碼頭等形式。其中親水平臺與親水棧道設置在淺水平臺之上,與濕地植物種植相結合,形成濕地效果。節點材質以透水材料和防腐木為主,滿足海綿城市建設要求。以現代風格為主要表現形式。融入歷史文脈與場地文化。在部分區間設置碼頭等設施,滿足游人的水上游覽需求。游路鋪裝為透水磚,廣場鋪裝采用花崗巖,親水平臺是防腐木與花崗巖相結合,整體遵循海綿城市理念,體現生態環保。

  (5)設施小品。設施小品主要為標識系統、坐凳和垃圾箱。其中標識系統結合賈魯河特點,融人中原文化、生態文化和水文化,通過色彩、質感和文字展示公園的標識性。以原木色搭配突出生態和水的青綠色,活潑不失厚重,文字采用古典篆體,彰顯場地歷史積淀。賈魯河標識系統分為說明標識、引導標識、名稱標識和警示標識四部分。坐凳和垃圾箱是配套設施重要組成部分。設計風格以現代、生態為主,選用石材、木材等天然材質,確保整體視覺感受的統一,達到較好的景觀效果。同時選用印章符號作為城市家具的標志性符號,篆體賈魯河拓印強化賈魯河的場地屬性。

  (6)景觀照明。圍繞“美感、節能、實用”進行亮化設計。針對賈魯河水岸沿線、節點廣場等實施。沿岸形成兩條岸線亮化帶和兩條堤頂路亮化帶,節點位置實施重點亮化,點線面相結合。形成覆蓋兩岸,經濟合理,展現重點,突出特色的濱河亮化景觀。

  3.3 尊重自然——營造人工濕地。

  堅持尊重自然的原則,恢復河道自然水生態系統環境,以自然修復為主,人工修復為輔,因地制宜、充分利用現狀河道的形態、地形、水文等條件[5]。為此,工程建設新開挖湖泊3處,分別為:圃田澤、祥云湖濕地、賈魯湖泊濕地。以賈魯湖濕地為例,開挖湖區面積564.9畝。

  (1)湖體開挖:根據地勘資料及成果,結合賈魯湖各部位的形狀、景觀水位( 83.62m)、湖底設計深度、不同的水深區域,采用不同的開挖邊坡,各部分開挖邊坡控制如下:

  淺水區:位于慧科環路至金城大道之間賈魯河左岸、金城大道至楊金大道之間賈魯河右岸。淺水區湖底高程在83.0m~82.60m之間,坡比為1:15。

  過渡區:在淺水區與深水區設置過渡區,高程范圍在83.Om~80.99m之間,坡比為1:5。

  深水區:深水區主要位于原賈魯河槽范圍內,寬度120~250m,深水區底部高程為81.80~ 80.99m之間。

  (2)湖周回填:湖周邊場地的回填料利用湖體開挖土料進行分層碾壓回填。湖體開挖料首先要滿足湖周邊堤防填筑用土,剩余土料回填結合周邊生態綠化進行。賈魯湖周邊回填土高程的確定主要考慮湖周堤頂高程應高賈魯河50年一遇校核水位加超高。

  (3)護岸工程:賈魯湖的護岸為生態護岸為主,點綴硬質廣場護岸。通過多種形式的護岸設計體現湖區環境的多元化。淺水區護岸采用緩坡置石護砌,置自然石,最小塊徑不小于1m,自然石選用天然外型石塊,置石之間種植水生植物,護砌高度為正常景觀水位上0.5m,邊坡1:6。河槽邊岸采用預制聯鎖式護土磚,厚度0.lm,邊坡1:5,邊坡底部設寬0.3m、深0.5m現澆C20砼基礎,邊坡頂部采用寬0.25m、厚度o.5m的現澆C20砼封頂,順水流方向間隔20m設一道寬0.25m、厚度o.5m的C20砼齒墻。湖岸采用M7.5漿砌石直墻護砌,外側采用漿砌生態條石錯縫砌筑,擋墻頂采用花崗巖壓頂。

  (4)人工濕地營造工程:根據水由深到淺,依次種植挺水植物、浮葉植物和沉水植物6,既符合各種水生植物的特性,又滿足審美的需要。淺灘內植被設計為上層為挺水植物一野生荷花,下層為沉水植物(大茨藻、輪葉黑藻),野生荷花的密度為1m×1m,沉水植物密度為0.3m×0.3m,形成挺水植物與沉水植物相結合的雙層植被系統,以增強濕地的凈化能力。

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