□文/于卓敏
【摘 要】：河道的治理经历了从单纯行洪排涝功能到充分重视其生态功能的发展历程。在永定新河综合治理工程设计中，以生态学理论为基础，结合水工结构设计，采取了多种生态治河技术措施。
【关键词】：生态；水利；综合治理；河道
天津市规划在中心城区周边建设16个具有一定规模的郊野公园，北辰区郊野公园是率先启动的工程项目之一。北辰区郊野公园一期工程位于外环线东北部调整线以北，面积15 km2，包含永定新河上游屈家店—大张庄闸段14.3 km的河道。依托永定新河上段两河三堤特点,建设大绿和自然为主的郊野生态景观。
永定新河为天津市一级重要行洪河道，位于天津市北部，河道开挖于1971年，西起天津市北辰区的屈家店，东至滨海新区（塘沽区）的北塘镇入渤海。河道全长63 km，沿途左岸纳入机场排污河、北京排污河、潮白新河和蓟运河，右岸依次有金钟河、北塘排污河、黑猪河等，是海河流域北系四河——永定河、北运河、潮白河和蓟运河的共同入海河道，对天津市防洪、沿岸及支系河道的排涝等均起到十分重要的作用。永定新河是以深槽行洪为主的复式河槽，大张庄以上14.5 km为三堤两河，其中北河宽300 m、南河宽200 m；大张庄以下合并为一河，河宽500～600 m。设计深槽底宽在大张庄以上，南河为30 m、北河为130 m；大张庄以下为180～200 m。河道起点屈家店处南北两河均设有进洪闸与永定河泛区相接，各汇入河道在永定新河河口处均设有挡潮闸以防海潮倒灌。河口处控制各河流域面积8.3万km2。
按照生态水利的思路，对永定新河上游屈家店—大张庄闸段14.3 km进行综合治理，设计方案在满足防洪、排涝、引水等功能的前提下考虑生态功能要求，为大绿和自然为主的生态景观提供结合空间，在不改变河道原有功能基础上，按生态环境要求进行堤岸与河道的整治，既满足防洪排涝要求，又能满足生态景观要求，体现“防洪、生产、生活、生态”四个功能。
屈家店闸—大张庄闸段为两河三堤，三堤为左堤、中堤和右堤，两河分别为北河和新引河。
2.1 永定新河北河
自左堤中心线至中堤中心线宽300 m。其中河道主槽上口宽140～190 m，左堤滩地宽40～70 m，中堤左滩地宽50～60 m。现状主槽内淤泥厚度为1.3 m，局部达1.5 m。
2.2 新引河
新引河自右堤中心线至中堤中心线宽200 m。其中河道主槽上口宽50～65 m，右堤滩地宽28～54 m，中堤右滩地宽40～55 m。现状主槽内淤泥厚度约为0.5 m。
2.3 左堤
永定新河左堤堤防等级为2级，堤顶高程为屈家店闸出流1 400 m3/s情况下的设计水位加2.0 m超高。现状断面迎水侧边坡1∶3，为混凝土护坡，堤顶有1.92 m高的浆砌石防浪墙。墙体露出地面部分高1.12 m，宽0.6 m。
2.4 右堤
永定新河右堤为天津城市防洪圈的一部分，堤防等级为1级堤防。天津市的防洪标准为200 a，堤防高程以屈家店下泄1 400 m3/s的水位作为控制，设计超高为3 m。现状断面堤身为土工膜防渗，堤基为水泥搅拌桩防渗墙，桩径70 cm，迎水坡采用混凝土预制块砌护，边坡1∶3，堤顶部防洪墙露出地面的高度1.5～2.3 m。
2.5 中堤
中堤的作用主要是分隔北河和新引河。北河沥涝水水质较差，而新引河作为引滦和引黄水的输送通道，水质较好，通过中堤的分隔达到南北两河不同的功能要求，现状堤顶高程约6.0～6.5 m。
1）截污治污。进行河道的生态治理，首要任务是截污，将排放入河的污染源截流纳入城市污水管网。永定新河两岸共有排污口门15个，排水量15.77万t/d。现有污水处理厂3座，处理能力16万t/d。结合郊野公园的建设，河道两侧沿线污水管道均予以切改，不再排入河道，左堤侧污水进入新建的大张庄污水处理厂，右堤侧污水相应的进入北辰污水处理厂和凯发污水处理厂，保证水质清洁。
2）确定最佳水面高程，既有宽阔的水体景观，又保留可布置植物的滩面。生态治河的关键应该是水的问题。天津市在受洪水威胁的同时，水资源又异常短缺，降雨主要集中于汛期的一、两次降雨过程[1]，大部分时段河道水位较低、甚至干枯，四季水位变动较大。
在工程区下游建橡胶坝，使治理段形成稳定、开阔的水面。设计对不同水位进行了论证比较，确定景观设计水位为1.0 m，该水位可保证左右堤滩地淹没范围小、工程投资少、同时对堤外农田无不利影响。该水位控制下的北河水面185 m，陆地115 m，宽阔大气；新引河水面76 m，陆地124 m，婉约温馨。通过水资源论证，北河槽利用再生水、屈家店闸上来水，新引河启动引黄应急水源，引江、引滦双水源调度保证景观水位，水源可靠，水量有保证。
3）对河道进行清淤和扩挖，清除下部污泥保证水体清洁，同时在满足行洪断面要求的前提下，为绿化提供充足的空间。由于两岸污水的汇入，河道内底泥成为污泥，采用搭设横向围堰方式进行全断面清淤；同时由于河坡需贴坡变缓，缩窄河道行洪断面，通过清淤扩挖可减免河坡贴土对行洪的影响。设计中充分考虑综合利用要求，对河槽挖深及水下绿化不能利用的部分滩地进行扩挖，每个标段都能满足工程土方平衡，最大限度节省投资，同时过流断面也满足河道行洪要求。通过治理变深、变宽，河水变清，达到“水清、河畅、、岸绿、景美”的目标。
4）改造中隔堤，形成通透开阔的视觉空间，供市民游览、休闲。永定新河为三堤两河，其中北河宽300 m，新引河宽200 m。除承担泄洪1 400 m3/s外，北河和新引河两河承担不同的功能，中堤主要起分隔的作用，经充分论证，中堤高程由6.5 m降至4.0 m，边坡填垫变缓，既满足新引河输送引滦水至海河及反供引黄水的任务，又满足北河排涝任务。改造后的中堤成为通向自然的亲水廊道、返璞归真的诗意景观、寓教于乐的生态课堂、和谐相处的绿色家园。
5）左右两堤在保证原有防洪功能的前提下，将既有的硬质护岸，治理成生态堤岸型式，结构设计采用环保生态材料。原有护岸为钢筋混凝土防洪墙结合混凝土块护坡，下部铺设防渗土工膜，设计保留了原有水工结构，通过采用铺设土工格栅结合覆土型式筑成缓坡满足抗滑稳定要求，重塑一个相对自然稳定的生态护岸。上层铺设滩地清基的种植土，适宜植物生长，整体结构不含任何污染性材料；穿堤建筑物区域采用环保型绿色植被混凝土护坡新材料，既满足了抗冲刷要求，又绿色环保生态。通过河坡的变化，改造现有笔直水岸，曲直有致，增加趣味性。经过几年的运行，结构稳定，无塌陷滑坡，植被茂盛，花团锦簇，最大限度的增强了水体的自我净化能力，维持了生态系统的整体平衡，环境效益明显提升。
6）因地制宜，合理配置植物。合理配置水生植物、湿生植物和陆生植物，建立起多样性的生物群落，以提高河流的自净能力和自我恢复能力[2]。
利用河道多功能的特点，在正常蓄水位1.0 m以下的湿地滩种植水生植物，正常蓄水位1.0 m至排涝水位3.5 m之间的阳光滩种植灌木，排涝水位以上种植乔木。结合植物种植及微地形设计，形成优美起伏、错落层次的天际线。中堤堤顶高度降低区域，配置稀疏低矮的植物，在中堤可以看到两侧水系，南北两岸的视线可以穿过中堤，用植物塑造透景线。
7）整体方案完善、流畅，具有“可持续性”。设计坚持可持续发展的原则，保证足够的水面率和水体容量，保证水体循环流通，既维持了河道的应有功能，又为自然环境提供了足够的空间，相互之间形成和谐融合的关系，实现了自然资源的可持续发展。
将生态的观念应用于河道的综合治理中，是水利工程发展的趋势，利用生态修复技术使受到污染的河流重新恢复水生态环境功能，有助于改善城市环境。本工程的实施为天津市增添了一道靓丽的色彩，成为了北辰区娱乐休闲的郊野公园，自工程建成以来，游人络绎不绝，对天津市又好又快的发展产生了不可估量的社会效益、经济效益和环境效益。
参考文献：
[1]付长锋.生态水工学在河道整治工程设计中的应用[J].水利规划与设计，2007，（1）：44-46.
[2]于智勇，崔凤国.城市受损河流生态恢复的原则[J].中国科技信息，2005，（7）：139.
□中图分类号：TV85
□文献标志码：C
□文章编号：1008-3197（2017）01-58-02
□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2017.01.020
□收稿日期：2016-12-01
□作者简介：于卓敏/女，1966年出生，高级工程师，天津市水利勘测设计院，从事水工设计工作。
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