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永定新河二期工程水土保持设计思路探析

2015-03-21谢远庆肖俊和

海河水利 2015年4期
关键词:新河堤防水土保持

谢远庆,肖俊和

(1.水利部海河水利委员会,天津 300170:2.中水北方勘测设计研究有限责任公司,天津 300222)

1 项目背景

永定新河位于天津市区北侧,西起北辰区屈家店,东至塘沽北塘街入渤海,其右堤是天津市城区北部的防洪屏障。河道全长66 km,沿途纳入机场排水河、北京排污河、潮白新河和蓟运河等,是海河北系永定河、北运河、潮白河和蓟运河的共同入海尾闾河道。河口控制北四河流域面积8.3万km2。

永定新河河道开挖于1971年,是以深槽行洪为主的复式河道,大张庄以上14.5 km 为三堤两河,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。设计深槽底宽大张庄以上南河30 m、北河130 m,大张庄以下180~200 m。河底比降26 km 以上1/13 000,以下1/9 000。屈家店处南北两河均设进洪闸与永定河泛区相连,南河末端建大张庄南河节制闸及永金引河闸。

永定新河自建成以来,上游下泄径流甚少,河道受潮汐水流控制。随潮水上溯的大量海域来沙不断在河道内淤积,河道行洪能力大幅度下降。据淤积情况预测,再过10年左右时间埝下河道即达淤积平衡,河道主槽基本将被淤平,届时永定河和北三河洪水将失去出路,严重威胁天津市防洪安全,因此永定新河必须进行彻底治理。

永定新河治理分二期实施,一期工程主要建设内容包括河道清淤、复堤、交通桥复建及河口建闸等,二期为河道清淤扩挖、堤防加高加固、穿堤建筑物和生产桥复建等。

为保护项目区水土资源、减少和治理工程建设过程中产生的水土流失、保护项目区生态环境及工程的安全运行,根据《中华人民共和国水土保持法》及有关法律法规规定,中水北方勘测设计研究有限责任公司负责承担《永定新河治理二期工程水土保持方案报告书》的编制工作,并在该项目中得以实施。

2 水土保持方案的主要内容

2.1 对主体工程的水土保持进行了分析和评价

主体工程设计中,已采取的水土流失防治措施主要有堤防内侧边坡护砌、河道清淤、排泥场围堰等工程措施,这些工程将减轻工程产生的水土流失影响,并起到稳定边坡的作用,对控制工程造成的水土流失起到积极的作用。但是,从保持水土、美化环境的要求出发还不完善。因此,必须对堤防背水坡、土料场、排泥场、施工场地等水土流失较严重地区进行重点设计。为保证工程水保措施体系的完整性,需要将这些措施一并纳入水保总体布局中,并从水土保持的角度对其合理性和完整性进行评述。

2.2 对水土流失防治责任范围及防治分区作了界定

本工程的水土流失防治责任范围总面积2 234.75 hm2,其中包括项目建设区和直接影响区。项目建设区可分为堤防工程防治区、穿堤建筑物防治区、疏浚工程防治区、排泥场防治区、土料场防治区、施工道路防治区、施工生产生活区等直接损坏原地貌植被的区域,防治范围面积2 179.12 hm2;直接影响区包括施工道路影响区(单侧2 m)和围堰周边影响区(围堰两侧外延5 m),防治责任范围55.63 hm2。

2.3 对水土流失进行了预测

项目区建设将扰动地表面积2 179.12 hm2,排泥、弃土量4 879.49万m3(松方),可能造成的水土流失总量3.88 万t,新增水土流失量2.62 万t。水土流失主要发生在堤防工程防治区、土料场和排泥场,占新增水土流失量的91%。因此,以上地区将作为水土流失防治重点区域,也是水土流失侵蚀因子的重点监测区。

2.4 对水土流失的防治措施进行了布局

本方案将该项目水土流失防治划分为堤防工程防治区、穿堤建筑物防治区、疏浚工程防治区、排泥场防治区、土料场防治区、施工道路防治区及施工生产生活区等。各部分防治措施主要工程量记述如下。

(1)复堤工程防治区。对于裸露的堤防堤坡需采取植物措施进行防护,其中迎水坡防护面积28.86万m2、背水坡防护面积37.46 万m2。桩号14+000—32+000 段背水坡坡面种植紫花苜蓿,种植面积12.08 hm2;在坡脚栽植一行乔木,株距按2.0 m计,需种植乔木0.90万株。桩号32+000—58+500段在堤防坡面区域种植耐盐碱的草种,种植面积46.87 hm2。桩号58+500—62+488 段堤防绿化标准应相应提高,需采取对堤坡进行客土、排盐,然后种草,种植面积7.37 hm2。

(2)穿堤建筑物防治区。土地平整面积10.00 hm2,边坡迹地需绿化面积3.40 hm2;针对穿堤建筑物临时堆放地,为防止临时堆放的土方产生水土流失,可采取临时措施防护。在堆放地覆盖防尘网,经估算,需覆盖面积11.00万m2。

(3)疏浚工程防治区。疏浚工程主要包括河道清淤和河道扩挖。本工程只针对河道扩挖区采取水土保持措施。针对临时土料堆放地,待土方运走后进行土地平整,经估算,平整面积95.21 hm2。

(4)排泥场防治区。沿堤外排淤场围堰边坡植树造林,植树造林面积58.67 万m2,可采取种草方式,种草面积58.67 hm2。表土剥离需临时防护,需防护用袋装土量1 094 m3。

(5)土料场防治区。土料场占地分为堤外占地和河滩占地。施工结束后对其进行场地平整,平整面积47.47 hm2。临时存放表土可在堆砌地四周布设临时草袋土防护。

(6)施工道路防治区。施工结束后对其进行平整,平整面积12.70 hm2。施工期间需做好临时防护措施,临时开挖排水沟89 km。

(7)施工生产生活区。施工生产区在使用完毕后,需土地平整面积9.13 hm2。

2.5 对水土保持进行监测

为了保障工程建设安全、及时掌握工程施工过程中水土流失的动态变化、了解各项水土保持措施实施情况及防治效果、最大限度地减少新增水土流失,对工程建设区应进行必要的水土流失监测。

(1)水土流失背景值监测。主要包括水土流失本底数值监测。

(2)水土保持生态环境变化监测。主要包括建设项目占地和扰动地表面积,挖填方数量及面积,弃土、弃渣量及堆放面积,项目区植被覆盖度等。

(3)水土流失因子监测。主要包括项目所在地区降雨(暴雨应加测降水强度、降水历时及降水过程)、建设过程中水土流失强度及危害、植被及覆盖率、水土保持设施的数量和质量变化等。

(4)水土流失量监测。重点监测土料场、排泥场等产生的水土流失状况。

(5)水土流失危害监测。重点监测工程建设过程中产生的水土流失对河道及两岸周围农田的影响和工程建设对生态环境的影响。

(6)水土保持措施防治效果监测。主要包括各类防治措施的数量和质量,林草措施的成活率、保存率、生长情况及覆盖率,工程措施的稳定性、完好程度和运行情况,以及各类防治措施的拦渣保土效果和对改善生态环境等方面的作用。

(7)重大水土流失事件监测。在工程建设期间,水土保持监测人员应时时做好水土流失防治工作的监测,同时还应做好突发水土流失事件的监测,为预防突发事件做好准备。

加强技术监督,对施工期的水土流失量、水土保持措施等进行监测,并分析水土保持措施的防治效果,对需补充水土保持措施的地方提出要求,并制定相应的治理方案。

要委托具有水土保持监测资质的单位对工程建设实施水土保持监测。监测单位应编制《水土保持监测实施方案》,监测成果应按时向建设单位、水行政主管部门汇报。监测单位在监测结束后应编制监测报告。

3 水土保持方案的特点及创新点

3.1 体现了水土流失治理与生态改善并重的新理念、新思路

2008年4月,天津市政府下发《天津滨海新区生态建设与环境保护规划(2007—2020)的批复》。按照规划,滨海新区将建成“三横两纵”5条生态廊道,其中永定新河生态保护廊道作为其中一条重要建设生态廊道具有重要意义。本条生态廊道建设目标是通过建立河岸保护带、保护缓冲带以及同景观公园相结合的防护体系,将河流及沿线土壤的生态恢复与景观建设结合起来。此外,紧邻项目区的中新天津生态城作为世界上第一个国家间合作开发建设的生态城市,将为中国乃至世界其他城市可持续发展提供样板,成为展示滨海新区“经济繁荣、社会和谐、环境优美的宜居生态型新城区”的重要载体和形象标志。

本项目采取有效的水土流失防治措施,防止工程建设对周边环境造成的水土流失,消除了对永定新河沿岸生态环境造成的不利影响,并结合项目开发与生态环境保护相互促进、共同发展。

本项目符合滨海新区的生态发展理念,结合紧邻的中新天津生态城建设目标,由原来简单的“水土流失治理”转向“治理与生态改善并重”,充分体现新时期生态建设的新思路。

3.2 符合水土保持的新规范,适应新形势下水土保持发展的新趋势

本方案符合《开发建设项目水土保持技术规范》(GB50433-2008)和《开发建设项目水土流失防治标准》(GB50434-2008)两项技术标准的要求,充分体现新形势下水土保持发展理念,将主体工程设计内容进行了充分评价。根据规范要求,该区域水保绿化标准没有简单考虑仅恢复原有地貌,而是依据项目所在天津滨海新区、紧邻的中新天津生态城对该区域生态格局的要求适当提高了绿化标准,使该项目的水土保持绿化与中新天津生态城更加协调,体现了新时期水土流失治理的新思路,适应新形势下水土保持发展的新趋势。

3.3 因地制宜,针对性强,措施切实可行

制定永定新河治理二期工程水土保持方案的目的旨在确定水土流失防治重点,制定水土保持监测和防治方案,实施水土流失防治保障措施,为下一步水土保持工程和国家宏观决策设计提供技术依据。

为摸清永定新河治理二期工程所在区域现状,提出有针对性的水土流失预测和水土保持措施布局,降低对区域生态的破坏影响,设计人员对紧邻的中新天津生态城及项目所在位置范围内进行了细致的现场查勘和广泛的调查研究,与涉及区县水务部门等有关人员座谈,并咨询有关专家,倾听他们对项目的设想和建议,在掌握大量的第一手资料的基础上,提出有针对性的、切实可行的水土流失防治措施,为主体工程设计和施工提出改进和完善意见,使主体工程建设与水土保持工作达到有机结合;结合区域水土保持规划,采用沿海地区植物措施新技术,使工程新增的水土流失得到有效控制,使水土流失产生的危害降到最低程度,满足滨海新区可持续发展的要求。

3.4 结合景观绿化,把水土保持和美化环境结合起来

水土保持是一项通过保护、改良与合理利用水土资源,维护和提高土地生产力,减轻洪水、干旱、风沙灾害,以利于充分发挥水土资源的生态效益、经济效益和社会效益,建立良好的生态环境,支撑经济社会可持续发展的社会公益事业。随着人们对土壤侵蚀和水土保持认识的不断深入,水土保持概念也由初期的土壤保持发展为今天的水与土的保持同时并举,从单一强调土壤侵蚀引起的土地生产力退化到同时强调土壤侵蚀环境与全球生态环境的联系,水土保持涉及的内容除了防治水土资源的流失外,还赋予了利用水土资源、绿化美化环境等。

天津滨海新区海岸线长153 km,陆地面积2 270 km2,其中各类盐碱地面积1 958.9 km2,占土地总面积的68.3%。滨海新区生态绿化建设难点区域占到总面积的53.5%,均为重度盐碱化土壤。本项目所在地大部分作为典型的滨海盐碱土地区,限制植物生长的主要因素为“三高一低”,即土壤含盐量高(堤防土质易溶盐含量为1.97%~1.20%)、地下水位高、地下水矿度高、海拔低。本工程绿化重点部位为永定新河左、右堤防堤坡、堤肩,方案设计中通过探索和研究滨海新区的生态种植经验,提出土壤排盐技术,加强后期养护,合理设计并培育本土耐盐植物,有效地解决了滨海新区盐碱环境下的绿化问题。

本设计按照以人为本、因地制宜的原则,融入生态化理念,顺应水土保持发展趋势,着重突出在盐碱化程度较高区域实施水土保持植物措施。从河道周边区域总体规划、景观布局及植物配置等方面,体现景观生态型堤防总体设计,为天津滨海新区生态建设特别是永定新河生态保护廊道建设作出了贡献。

3.5 对盐碱化程度较高区域水土流失及水土保持效果进行了科学预测

本项目的水土保持方案从项目调查及项目区基础资料出发,对项目区土壤侵蚀背景值、原生土壤侵蚀量、施工期可造成的水土流失总量、新增水土流失量及水土保持防治措施实施后自然恢复期的水土流失量等进行了预测和测算,分析出施工过程中应该重点加强防护的区域以及施工过程中重点防护的时段,对有针对性的积极预防水土流失发生起到了指导作用,有效地防护了区域的水土资源。

4 结语

(1)河流生态系统的破坏和退化有自然和人为两方面的因素。对于开发项目,若不注意水土保持和防治水土流失,将破坏河流的生态。

(2)生态文明是人类价值观的必然选择,必须重新认识并构建人与自然的关系。在治水过程中,只有做到人和河流和谐相处,才能获得真正可持续的健康的功利和幸福。

(3)水土保持、景观设计、绿化美化、生态修复,只有把这些措施综合在一起,才能有效地构建起人与自然的和谐关系,这才是当前建设生态文明的具体体现。

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