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构建哈尔滨市城区水网系统总体思路

2010-08-15周光涛曹振宇吴明官

黑龙江水利科技 2010年3期
关键词:信义哈尔滨市供水

周光涛,曹振宇,吴明官

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨 150080)

1 建设滨水城市的重要性

2009年7月25日,哈尔滨市政府召开滨水城市建设群力现场会,学习贯彻省委书记吉炳轩在“全省推进滨水城市规划建设贯彻《城乡规划法》经验交流会”上的重要讲话精神,并对推动和落实哈尔滨市滨水城市规划和建设作出部署。市委副书记、市长张效廉强调,以水丽城,以水富城,以水聚才,以水兴业,是贯彻落实科学发展观,提高城市综合竞争实力,带动全市经济社会又好又快、更好更快发展的重大举措,必须动员全市上下各方面力量,创造性地做好以水兴城富城丽城这篇大文章,精心打造滨水丽都寒地水乡。

张效廉指出,要统筹规划,有序实施,务求以水兴城富城丽城的创新实践达到新水平。把握规划设计、保护利用、开发建设、经营管理的总要求,加快推进滨水区域空间布局科学化、产业结构合理化、区域环境生态化、基础设施现代化、运作机制市场化,力争到2011年,哈尔滨市滨水区建设取得显著成效,城市形象和人居环境得到显著提升;到2015年,把哈尔滨市打造成生态环境优良、基础设施完善、文化风貌特色彰显、产业集群优势突出、服务带动功能显著的宜居之城;力求通过3个五年计划的持续努力,实现滨水丽都、寒地水乡的建设目标。要重点做好7项工作,即进一步加快水资源规划编制工作;进一步谋划和推动滨水区域综合开发大项目建设;进一步加快沿江产业带开发建设;进一步加快推进滨水丽都重大基础设施建设;进一步推动寒地水乡功能设施建设;进一步加大生态环境保护力度;进一步加强水资源管理。

张效廉强调,打造滨水丽都、寒地水乡,走以水兴城、以水兴业、以水富民之路,是一项长期的战略任务,也是一项综合性强、涉及面广的系统性工程。临江的区、县(市)乡(镇)和中心村,要重点做好4项工作,概括起来就是“1221”,即编制一部完整的高质量的规划、统一规划两条滨江景观大道、建设两条生态人文带状公园、树立点线面上一系列示范全省的典型。要进一步创新管理,通力协作,务求滨水丽都、寒地水乡建设展现新形象。

北方名城哈尔滨,人称“天鹅项下的珍珠”。为使这颗珍珠更加璀璨夺目,哈尔滨市委、市政府在城市建设中会有机地注入含量丰富的“水”元素,全力做足以水兴城富城丽城的“水”文章。

《哈尔滨松花江沿江产业带规划》以打造亲水型城市和现代化、高端化生态经济廊道为目标,以两岸合理布局、统筹协调、互动发展为前提,以基础设施建设为先导,以现代农业和现代服务业发展为核心,以防洪建设和生态环境保护为保障,以体制和机制创新为动力,坚持“突出亲水,防用并举;生态文明,科学发展;统筹规划,基础先行;特色主导,优化结构;两岸联动,沿江一体;开放视角,机制创新”的基本发展思路。

2 防洪工程与滨水城市建设统筹兼顾

正在进行中的哈尔滨市城市防洪规划修编工作,应紧密结合哈尔滨市实际情况和区域发展定位,为实现滨水丽都、寒地水乡的建设目标,水利建设要全面保障市区的防洪安全、国土安全、河势稳定以及经济社会与生态环境用水安全,要创新水利建设与管理模式,全力打造具有北方寒地特色的滨水、亲水景观的水工建筑物模式与管理体系,建设具有防洪、防护、供水、排水、生态环境、景观等多功能、高标准的现代水利体系。

2.1 江南主城区防洪工程

目前,江南主城区防洪工程争论的焦点为沿江斯大林公园等段长约5 km选用的钢闸门设计方案。有2个关键问题值得研究:①整体防洪安全问题;②钢闸门方案本身安全问题。

2.1.1 整体防洪安全问题

P=1%~0.2%哈尔滨站洪峰流量相差约6 200 m3/s,这些流量主要靠江道抬高一定水位强泄和开挖分洪道分泄。如果强泄和分泄约各占一半(具体的比例建议通过本次防洪规划修编中方案比较后确定),即3 100 m3/s,此时江道水位将抬高约0.7 m,闸顶余高为1.8 m;如果分洪道分泄为2 000 m3/s,则江水位将抬高约1.0 m,闸顶余高为1.5 m;如遇到大风浪,浪高将约2.0 m,洪水可能壅过闸顶进入市区。另外,对于超过P=0.2%的更大洪水也要抢险,这时水位更高。别的堤段可考虑修建1 m高的防浪墙,并可抢修子堤,闸门却没有这个条件,其防洪安全问题将难以得到保证。

2.1.2 钢闸门本身安全问题

数百扇钢闸门存放许多年才能用上一次,年运行费用较高,闸门如有变形、生锈,则抢装困难,漏水等问题将会出现,闸门本身的安全也存在许多预想不到的问题。因此,趁很多扇钢闸门没有安装到位的机会,立即停止加工钢闸门,不再浪费更多的人力、物力、财力,然后抓紧时间研究到底如何解决。

2.1.3 问题与建设

钢闸门方案当然也有一定的优点,但这个问题一直争论不休,必须尽早加以研究解决。故下面笔者提出初步的设想,抛砖引玉,是否可行,仅供参考。

现状哈尔滨市区江南斯大林公园等沿岸约5 km堤防钢闸门底座已经修建完毕,并且已加工了部分钢闸门,因此,在公园沿岸防洪纪念塔、铁路江上俱乐部、滨洲铁路桥等突出部位,仍采用活动钢闸门以外,其它堤防均加高至设计堤顶高程的基础上,为抵挡校核洪水位在堤顶上普遍加1m高防洪墙。为了不影响老百姓亲水性,借鉴黑龙江干流上的黑河市区防洪堤、逊克县奇克防洪堤、嘉荫县朝阳防洪堤等成功经验,采取适当的工程措施,即上堤部分修建人行台阶,堤顶铺彩色道板等。

为了慎重起见,建议邀请有关专家进行认真讨论,并成立专题研究小组进行深入分析研究,然后进行规划设计、施工建设。

2.2 江北新区防洪工程

目前,江北新区堤防工程,防洪标准低,而且不封闭,上游堤防一旦决口将会淹没整个松北区,因此,西隔堤的建设是必须的,而且应该进行全面的防洪规划方案技术经济综合比较后,合理选定较优方案。

按P=0.5%的校核标准,首先加高培厚现有堤防,新修封闭堤(西隔堤),同时开挖分洪道。分洪道有江中滩地方案、江北西隔堤外方案和江北中线方案等。

滩地方案,因受桥梁泄洪能力制约,将会进一步壅高水位。

江北西隔堤外分洪道方案,因受呼兰河高水位顶托(呼兰河干流堤防呼兰区现状堤距为4~5 km,规划堤距为2 km左右,新建滨北铁路呼兰河大桥全长594 m,过流宽度为570 m,旧桥过流宽度为401 m),泄洪能力较小,分洪效果不明显(东北院成果:西线分洪道长度为24.9 km,分洪宽度取500 m,最大分洪流量1 222~1 342 m3/s,分流比在6.9% ~7.3%,分流口下游松32断面降低水位最大为0.15 m,往下游降低水位逐渐减小,该分洪道洪水比降约0.0448‰,而该处松花江干流洪水比降约0.0899‰),而且哈市上游松花江干流左岸三肇堤防设计标准为20 a一遇,低于松北区设计标准(包括规划的西隔堤),因此,当遭遇超标准洪水时,三肇堤防先溃堤,可达到自然分洪的目的,故在采取其他分洪措施的情况下,该方案可作为自然分洪方案,更能确保哈市城区的防洪安全。

江北中线分洪方案,将松北区一分为二,变成两个圈堤,现状分洪道(城市排水承泄区,即1957年特大洪水自然分洪线)两岸已建了部分建筑物,但为了确保整个哈尔滨城区超标准洪水的防洪安全,现调整松北区局部城市发展规划还来得及,而且该方案泄洪能力较大,分洪效果可靠,还兼有综合利用功能。

3 构建哈尔滨市水网系统

根据哈尔滨市得天独厚的自然条件和哈尔滨市城市防洪、城市供水、农田灌溉和水环境等现状,特提出《构建哈尔滨市城区水网系统总体思路》,供大家引起足够的重视和关心,并为家乡人民和哈尔滨市区建成美丽的水城,抛砖引玉,出谋划策、献计献策。

3.1 总体思路

已建成的大顶子山航电枢纽工程位于哈尔滨市下游(呼兰河汇入口起)46 km,该枢纽工程建成后其回水可将松花江哈尔滨段的枯水期水位提高到115~116 m,不但裸露的沙滩可大部分被淹没在水面以下,而且还可在坝址以上形成一个长约60 km,水面面积240 km2左右的人工湖泊,哈尔滨江北太阳岛变成名副其实的湖中岛,可以有效地扭转哈尔滨市区沿江自然和生态环境恶化的局面(前提条件是污水达标排放),将有力地促进哈尔滨市生态城市建设。

松花江干流大顶子山航电枢纽工程已建成,故以松花江干流为南北中线,拟建设以太阳岛、江北中线分洪方案和肇兰新河、呼兰河干流下游为重点的江北区水网系统;以松花江右侧运粮河、阿什河为东西边界,何家沟、马家沟、信义沟为核心的哈尔滨市江南区水网系统。

简单概括为构建哈尔滨市区一江(松花江)、四河(运粮河、阿什河、呼兰河、肇兰新河)、三沟(何家沟、马家沟、信义沟)、四库(工农水库、兴隆水库、八一水库、立功水库)水网系统。

3.2 江北区水网系统

江北区水网系统,由太阳岛、江北中线分洪方案和肇兰新河、呼兰河干流下游为重点的松北区和呼兰区水网系统所组成。其中:重点为江北中线分洪道方案。

江北中线分洪道方案与江北城市建设规划和城市排水系统关系密切,因此,建议松北区经济社会发展总体规划中,应充分考虑江北中线分洪方案(基本上利用原松花江汊河,现为城市排水承泄区,也是1957年特大洪水自然分洪线),在该分洪道沿岸低洼地,不能开发建设,更不能弃土填平,应专门作为防洪通道和城区内的生态廊道加以控制和管理;或作为未来开发的保留地给后人开发更有价值和具有可持续发展的意义,并规划建设以江北中线分洪明渠为承泄区的江北城市排水系统,其中的城市污水,应经过污水处理厂处理达标后排放。

正在进行的哈尔滨市城市防洪规划修编中,抓紧进行该分洪道结构和配套建筑物的综合方案比较,建议最好挖成两条永久性的新河,左右两岸河道及其滩地共同分洪。开挖新河(大顶子山航电枢纽已建成,新河正常蓄水位可在115~116 m),将为江北区河网化奠定基础,可以综合开发利用,以便建成生态环境优美的新型城市。充分利用挖河弃土(两条新河的规模分别由两岸堤防工程量来决定),修建两岸堤防,引洪入河,实现洪水资源化,保持一定的正常水位,美化水环境,,并作为城区内的生态廊道加以保护和管理。

开挖新河的进口和出口,建议设闸或闸站结合,左右两岸泄洪闸之间建议修建低标准的堤防,当遭遇超标准洪水时自溃。

从江北分洪闸门起沿着江北中线分洪明渠两岸,建设经济开发带、休闲娱乐区、公园等,开挖穿城明渠,所有跨路和铁路的位置建桥(特别建议将要建设的滨洲铁路东侧的哈齐客运专线城际铁路,在此位置修建净宽500 m左右的铁路桥为好,否则以后还要扩孔,将造成较大的不必要的损失),连接明渠两岸交通,方便群众,而且在明渠两岸栽树、种草种花,将形成水网、林网、路网,尽量与现有的水泡子、取土坑、低湿地、林地、坡水沟、废弃地等局部区域串在一起,营造一种人工河、人工湖、人工湿地、人工山林、居民休闲娱乐区等,北方寒地生态城市优美而独特的水环境。

3.3 江南区水网系统

3.3.1 哈尔滨市江南水环境现状

目前,哈尔滨市区三沟(污水沟)贯穿城区繁华地带,随着城市建设的迅速发展,沿河两岸已建成各类工矿企事业单位和生活区,每天向河内不断排放大量的工业废水和生活污水,致使河内常年污水浊流,臭气弥漫,污染极为严重,与崭新的城市面貌极不协调,严重损害了城市景观,环境用水矛盾日趋突出。

哈尔滨市政府对此十分重视,确定了以“截污分流、污水集中处理、整治河道、引清水入河、两岸园林绿化”为核心的马家沟、何家沟综合治理的总体方案,并正在逐步实施过程中。

3.3.2 哈尔滨市区供水现状

2006年12月,磨盘山水库供水一期工程正式向市区供水。至2007年,经过3次扩大供水管网,磨盘山水库供水一期工程已经实现满负荷供水(日供水45万m3),平房区全部,道里区大部分,南岗区、香坊区、道外区部分共165万市民已经喝上磨盘山水库水。

2009年11月13日起,磨盘山水库供水二期工程开始向市区供水,首批向市区供水一个系列11.25万m3/d。近期,其他系列将陆续开始供水,预计年底前可实现满负荷运转。届时,磨盘山净水厂将具备日供水90万m3的能力,完全可以满足目前哈尔滨市区日平均75万m3用水量的需求,期待已久的松花江南岸主城区市政供水管网范围内的居民将全部饮用上来自磨盘山水库的清澈泉水。

磨盘山水库供水二期工程进入正式运行状态,哈尔滨市城市供水实现了由松花江水源向磨盘山水库水源的重大转变,市区更多的市民饮用上优质的磨盘山水库水。2009年底前,磨盘山水库供水二期工程可满负荷运转,届时哈尔滨市主城区由市政供水管网负责供水的居民将全部饮用上磨盘山水库水。

因此,哈尔滨市城市供水已形成“一供一备”格局。即磨盘山水库供水工程满负荷运转后,哈尔滨市以松花江水为水源的各水厂将作为备用水源,城市供水将变为“一供一备”的格局,这正符合国家关于特大城市建立多水源供水保障体系的要求。

3.3.3 三水厂和绍和水厂补三沟方案

磨盘山水库供水工程满负荷运转后,原松花江水源的各水厂将作为备用水源,仍保持带负荷运行,以应对突发事件时的城市供水。因此,在正常情况下,可启用三水厂(日处理能力50万t)和绍和水厂(日处理能力22万t),两个水厂位于原电表厂附近,能够给三沟(何家沟、马家沟、信义沟)补水。

该方案尽量利用现有工程,把松花江水引入排污三沟,在哈尔滨市区排污沟全面治理的条件下,可以解决三沟的水环境用水问题。

该方案的主要优点是一次性工程投资省,能够解决三沟水环境用水问题,社会和环境效益显著,主要不足是经济效益较小。

3.3.4 污水处理厂再生水方案

选择哈尔滨市区拟建的平房污水处理厂和信义沟污水处理厂,经处理后达标的再生水作为“三沟”水源。平房污水处理厂再生水一部分直接放入何家沟,另一部分经泵站提升后送入何家沟和马家沟的上游;信义沟污水处理厂再生水全部提升到信义沟上游,一部分直接放入信义沟,另一部分自流后进入马家沟中下游。

作为国家、省、市确定的重点工程项目—平房、信义污水处理厂建设工程,于2008年12月18日正式启动。按照哈市城市总体规划,在何家沟上游建设的平房污水处理厂,在信义沟下游建设的信义污水处理厂,将消除城市污水对松花江哈尔滨段的污染。

按规划,在何家沟上游新建的平房污水处理厂,承担何家沟平房段污水处理任务,将污水达标处理后,作为景观用水排放到何家沟,近期建设规模为日处理能力15万t;在信义沟下游建设的信义污水处理厂,承担信义沟香坊和道外区段的污水处理任务,近期建设规模为日处理能力10万t。两个污水处理厂近期处理能力共达25万t,将大大缓解松花江污染程度。

该方案的主要优点是充分利用再生水,主要不足是补水量较小,满足不了“三沟”环境用水需求。

3.3.5 引松补阿工程方案

引松补阿工程——指引提松花江水,补给阿什河,即承担西泉眼水库灌区补水任务。

西泉眼水库为已建工程,该水库设计灌溉水田面积1.65万hm2,西泉眼水库灌区,于2001年经水利部以水规计[2001]514号文批复,已列入全国大型灌区续建配套与节水改造项目中,目前该灌区工程正在逐年实施中。

近期,哈尔滨市将西泉眼水库纳入城市供水水源,即西泉眼水库在保证现有水田灌溉面积(约0.53万hm2)的情况下,每年可为哈市供水量1.1亿m3,其中:哈市主城区供水量0.92亿m3,为阿城区供水量0.18亿m3。因此,西泉眼水库灌区,除了现有水田灌溉面积(约0.53万hm2)以外,剩余灌溉面积,应采取其他措施来解决。经多种方案技术、经济、环境等综合比较后,推荐引松补阿工程作为解决西泉眼水库灌区的补水水源。

引松补阿工程方案:拟建设万家泵站二期工程,先从松花江取水,通过约33 km左右的输水管道,经过加压泵站提水(净扬程72 m,提水流量约40 m3/s左右)至海旺村后,一部分水量向西直接送入拟建的“引松入双”总干渠,将承担双城市北部干旱缺水地区旱田灌溉任务;另一部分水量向东再通过约8 km左右的输水管道,由加压泵站提水至阿什河分水岭后,通过明渠送入阿什河支流,给西泉眼水库下游水田灌区补水。

灌溉临界期后,通过引松补阿工程,剩余的水量流入工农水库,经该水库反调节后均匀放入马家沟;并在马家沟13 km处铺设约5 km暗管将水量引入信义沟,再可流入阿什河;又通过输水管道由工农水库取水后,将水量引入何家沟。因此,引松补阿工程建成后,经过合理的运行调度,完全可以达到每年的畅流期为“三沟”均匀供给生态环境用水的目的。

灌溉临界期后,通过引松补阿工程,剩余的水量还可以流入兴隆水库、八一水库、立功水库,经该水库群调节后均匀放入运粮河,可以大大改善运粮河沿岸生态环境,同时可以扩大现有水田灌溉面积,发展养殖业和旅游业等。

该方案的主要缺点是一次性工程投资较大,主要优点是能够紧密结合西泉眼水库灌区补水工程,全面彻底解决哈尔滨市江南区四库(工农水库、兴隆水库、八一水库、立功水库)、三沟(何家沟、马家沟、信义沟)和两河(阿什河、运粮河)的生态环境用水问题,可以大力发展农田灌溉面积,扩大现有水田灌溉面积,发展养殖、旅游业等,经济、社会和生态环境效益显著。

3.3.6 综合推荐方案

综上所述,三水厂和绍和水厂补三沟方案、污水处理厂再生水方案和引松补阿工程方案,均为可行的方案,但各有其优缺点,因此,推荐的综合方案,应取长补短。故笔者建议的具体实施方案如下:

3.3.6.1 近期水平年

平房污水处理厂(日处理能力15万t)达标后的再生水,全部放入何家沟上游,不足部分水量,由绍和水厂(日处理能力22万t)补水,故何家沟中、下游总补水量为每日37万t,核流量近4.3 m3/s。

信义沟污水处理厂(日处理能力10万t)达标后的再生水,经泵站提升后全部放入信义沟上游,不足部分水量,由三水厂(日处理能力50万t)每日补水15万t,故信义沟总补水量为每日25万t,核流量2.9 m3/s。

由三水厂(日处理能力50万t)每日补水35万t,故马家沟中游总补水量为每日50万t,核流量近5.8 m3/s,给信义沟分水后,马家沟下游总补水量为每日35万t,核流量4.0 m3/s。

3.3.6.2 远期水平年

引松补阿工程建成后,充分利用现有水库(工农水库、兴隆水库、八一水库、立功水库)调蓄能力,紧密结合西泉眼水库下游水田灌区补水和双城市北部干旱缺水地区旱田灌区供水的同时,在三水厂、绍和水厂和污水处理厂达标后的再生水补给“三沟”的基础上,增加“三沟”补水后,再承担两河(阿什河、运粮河)生态环境用水及农田灌溉的供水任务。

总而言之,该引松补阿工程实施后,哈尔滨江南区将形成纵横交错的清水网络,将把哈尔滨江南区一江、两河、三沟、四库连接成水网化生态城市,前景十分美好,社会、经济及生态环境效益亦很显著。

[1]中水东北勘测设计研究院,哈尔滨市水利规划设计研究院.黑龙江省哈尔滨市城市防洪规划修编报告[R].长春:中水东北勘测设计研究院,哈尔滨:哈尔滨市水利规划设计研究院,2009.

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