永定新河二期工程水土保持設(shè)計思路探析

謝遠(yuǎn)慶，肖俊和

（1.水利部海河水利委員會，天津 300170：2.中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，天津 300222）

1 項目背景

永定新河位于天津市區(qū)北側(cè)，西起北辰區(qū)屈家店，東至塘沽北塘街入渤海，其右堤是天津市城區(qū)北部的防洪屏障。河道全長66 km，沿途納入機(jī)場排水河、北京排污河、潮白新河和薊運河等，是海河北系永定河、北運河、潮白河和薊運河的共同入海尾閭河道。河口控制北四河流域面積8.3萬km2。

永定新河河道開挖于1971年，是以深槽行洪為主的復(fù)式河道，大張莊以上14.5 km 為三堤兩河，北河寬300 m，南河寬200 m；大張莊以下合并為一河，河寬500～600 m。設(shè)計深槽底寬大張莊以上南河30 m、北河130 m，大張莊以下180～200 m。河底比降26 km 以上1/13 000，以下1/9 000。屈家店處南北兩河均設(shè)進(jìn)洪閘與永定河泛區(qū)相連，南河末端建大張莊南河節(jié)制閘及永金引河閘。

永定新河自建成以來，上游下泄徑流甚少，河道受潮汐水流控制。隨潮水上溯的大量海域來沙不斷在河道內(nèi)淤積，河道行洪能力大幅度下降。據(jù)淤積情況預(yù)測，再過10年左右時間埝下河道即達(dá)淤積平衡，河道主槽基本將被淤平，屆時永定河和北三河洪水將失去出路，嚴(yán)重威脅天津市防洪安全，因此永定新河必須進(jìn)行徹底治理。

永定新河治理分二期實施，一期工程主要建設(shè)內(nèi)容包括河道清淤、復(fù)堤、交通橋復(fù)建及河口建閘等，二期為河道清淤擴(kuò)挖、堤防加高加固、穿堤建筑物和生產(chǎn)橋復(fù)建等。

為保護(hù)項目區(qū)水土資源、減少和治理工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的水土流失、保護(hù)項目區(qū)生態(tài)環(huán)境及工程的安全運行，根據(jù)《中華人民共和國水土保持法》及有關(guān)法律法規(guī)規(guī)定，中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)承擔(dān)《永定新河治理二期工程水土保持方案報告書》的編制工作，并在該項目中得以實施。

2 水土保持方案的主要內(nèi)容

2.1 對主體工程的水土保持進(jìn)行了分析和評價

主體工程設(shè)計中，已采取的水土流失防治措施主要有堤防內(nèi)側(cè)邊坡護(hù)砌、河道清淤、排泥場圍堰等工程措施，這些工程將減輕工程產(chǎn)生的水土流失影響，并起到穩(wěn)定邊坡的作用，對控制工程造成的水土流失起到積極的作用。但是，從保持水土、美化環(huán)境的要求出發(fā)還不完善。因此，必須對堤防背水坡、土料場、排泥場、施工場地等水土流失較嚴(yán)重地區(qū)進(jìn)行重點設(shè)計。為保證工程水保措施體系的完整性，需要將這些措施一并納入水保總體布局中，并從水土保持的角度對其合理性和完整性進(jìn)行評述。

2.2 對水土流失防治責(zé)任范圍及防治分區(qū)作了界定

本工程的水土流失防治責(zé)任范圍總面積2 234.75 hm2，其中包括項目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。項目建設(shè)區(qū)可分為堤防工程防治區(qū)、穿堤建筑物防治區(qū)、疏浚工程防治區(qū)、排泥場防治區(qū)、土料場防治區(qū)、施工道路防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)等直接損壞原地貌植被的區(qū)域，防治范圍面積2 179.12 hm2；直接影響區(qū)包括施工道路影響區(qū)（單側(cè)2 m）和圍堰周邊影響區(qū)（圍堰兩側(cè)外延5 m），防治責(zé)任范圍55.63 hm2。

2.3 對水土流失進(jìn)行了預(yù)測

項目區(qū)建設(shè)將擾動地表面積2 179.12 hm2，排泥、棄土量4 879.49萬m3（松方），可能造成的水土流失總量3.88 萬t，新增水土流失量2.62 萬t。水土流失主要發(fā)生在堤防工程防治區(qū)、土料場和排泥場，占新增水土流失量的91%。因此，以上地區(qū)將作為水土流失防治重點區(qū)域，也是水土流失侵蝕因子的重點監(jiān)測區(qū)。

2.4 對水土流失的防治措施進(jìn)行了布局

本方案將該項目水土流失防治劃分為堤防工程防治區(qū)、穿堤建筑物防治區(qū)、疏浚工程防治區(qū)、排泥場防治區(qū)、土料場防治區(qū)、施工道路防治區(qū)及施工生產(chǎn)生活區(qū)等。各部分防治措施主要工程量記述如下。

（1）復(fù)堤工程防治區(qū)。對于裸露的堤防堤坡需采取植物措施進(jìn)行防護(hù)，其中迎水坡防護(hù)面積28.86萬m2、背水坡防護(hù)面積37.46 萬m2。樁號14+000—32+000 段背水坡坡面種植紫花苜蓿，種植面積12.08 hm2；在坡腳栽植一行喬木，株距按2.0 m計，需種植喬木0.90萬株。樁號32+000—58+500段在堤防坡面區(qū)域種植耐鹽堿的草種，種植面積46.87 hm2。樁號58+500—62+488 段堤防綠化標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相應(yīng)提高，需采取對堤坡進(jìn)行客土、排鹽，然后種草，種植面積7.37 hm2。

（2）穿堤建筑物防治區(qū)。土地平整面積10.00 hm2，邊坡跡地需綠化面積3.40 hm2；針對穿堤建筑物臨時堆放地，為防止臨時堆放的土方產(chǎn)生水土流失，可采取臨時措施防護(hù)。在堆放地覆蓋防塵網(wǎng)，經(jīng)估算，需覆蓋面積11.00萬m2。

（3）疏浚工程防治區(qū)。疏浚工程主要包括河道清淤和河道擴(kuò)挖。本工程只針對河道擴(kuò)挖區(qū)采取水土保持措施。針對臨時土料堆放地，待土方運走后進(jìn)行土地平整，經(jīng)估算，平整面積95.21 hm2。

（4）排泥場防治區(qū)。沿堤外排淤場圍堰邊坡植樹造林，植樹造林面積58.67 萬m2，可采取種草方式，種草面積58.67 hm2。表土剝離需臨時防護(hù)，需防護(hù)用袋裝土量1 094 m3。

（5）土料場防治區(qū)。土料場占地分為堤外占地和河灘占地。施工結(jié)束后對其進(jìn)行場地平整，平整面積47.47 hm2。臨時存放表土可在堆砌地四周布設(shè)臨時草袋土防護(hù)。

（6）施工道路防治區(qū)。施工結(jié)束后對其進(jìn)行平整，平整面積12.70 hm2。施工期間需做好臨時防護(hù)措施，臨時開挖排水溝89 km。

（7）施工生產(chǎn)生活區(qū)。施工生產(chǎn)區(qū)在使用完畢后，需土地平整面積9.13 hm2。

2.5 對水土保持進(jìn)行監(jiān)測

為了保障工程建設(shè)安全、及時掌握工程施工過程中水土流失的動態(tài)變化、了解各項水土保持措施實施情況及防治效果、最大限度地減少新增水土流失，對工程建設(shè)區(qū)應(yīng)進(jìn)行必要的水土流失監(jiān)測。

（1）水土流失背景值監(jiān)測。主要包括水土流失本底數(shù)值監(jiān)測。

（2）水土保持生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測。主要包括建設(shè)項目占地和擾動地表面積，挖填方數(shù)量及面積，棄土、棄渣量及堆放面積，項目區(qū)植被覆蓋度等。

（3）水土流失因子監(jiān)測。主要包括項目所在地區(qū)降雨（暴雨應(yīng)加測降水強(qiáng)度、降水歷時及降水過程）、建設(shè)過程中水土流失強(qiáng)度及危害、植被及覆蓋率、水土保持設(shè)施的數(shù)量和質(zhì)量變化等。

（4）水土流失量監(jiān)測。重點監(jiān)測土料場、排泥場等產(chǎn)生的水土流失狀況。

（5）水土流失危害監(jiān)測。重點監(jiān)測工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的水土流失對河道及兩岸周圍農(nóng)田的影響和工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響。

（6）水土保持措施防治效果監(jiān)測。主要包括各類防治措施的數(shù)量和質(zhì)量，林草措施的成活率、保存率、生長情況及覆蓋率，工程措施的穩(wěn)定性、完好程度和運行情況，以及各類防治措施的攔渣保土效果和對改善生態(tài)環(huán)境等方面的作用。

（7）重大水土流失事件監(jiān)測。在工程建設(shè)期間，水土保持監(jiān)測人員應(yīng)時時做好水土流失防治工作的監(jiān)測，同時還應(yīng)做好突發(fā)水土流失事件的監(jiān)測，為預(yù)防突發(fā)事件做好準(zhǔn)備。

加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督，對施工期的水土流失量、水土保持措施等進(jìn)行監(jiān)測，并分析水土保持措施的防治效果，對需補(bǔ)充水土保持措施的地方提出要求，并制定相應(yīng)的治理方案。

要委托具有水土保持監(jiān)測資質(zhì)的單位對工程建設(shè)實施水土保持監(jiān)測。監(jiān)測單位應(yīng)編制《水土保持監(jiān)測實施方案》，監(jiān)測成果應(yīng)按時向建設(shè)單位、水行政主管部門匯報。監(jiān)測單位在監(jiān)測結(jié)束后應(yīng)編制監(jiān)測報告。

3 水土保持方案的特點及創(chuàng)新點

3.1 體現(xiàn)了水土流失治理與生態(tài)改善并重的新理念、新思路

2008年4月，天津市政府下發(fā)《天津濱海新區(qū)生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)規(guī)劃（2007—2020）的批復(fù)》。按照規(guī)劃，濱海新區(qū)將建成“三橫兩縱”5條生態(tài)廊道，其中永定新河生態(tài)保護(hù)廊道作為其中一條重要建設(shè)生態(tài)廊道具有重要意義。本條生態(tài)廊道建設(shè)目標(biāo)是通過建立河岸保護(hù)帶、保護(hù)緩沖帶以及同景觀公園相結(jié)合的防護(hù)體系，將河流及沿線土壤的生態(tài)恢復(fù)與景觀建設(shè)結(jié)合起來。此外，緊鄰項目區(qū)的中新天津生態(tài)城作為世界上第一個國家間合作開發(fā)建設(shè)的生態(tài)城市，將為中國乃至世界其他城市可持續(xù)發(fā)展提供樣板，成為展示濱海新區(qū)“經(jīng)濟(jì)繁榮、社會和諧、環(huán)境優(yōu)美的宜居生態(tài)型新城區(qū)”的重要載體和形象標(biāo)志。

本項目采取有效的水土流失防治措施，防止工程建設(shè)對周邊環(huán)境造成的水土流失，消除了對永定新河沿岸生態(tài)環(huán)境造成的不利影響，并結(jié)合項目開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相互促進(jìn)、共同發(fā)展。

本項目符合濱海新區(qū)的生態(tài)發(fā)展理念，結(jié)合緊鄰的中新天津生態(tài)城建設(shè)目標(biāo)，由原來簡單的“水土流失治理”轉(zhuǎn)向“治理與生態(tài)改善并重”，充分體現(xiàn)新時期生態(tài)建設(shè)的新思路。

3.2 符合水土保持的新規(guī)范，適應(yīng)新形勢下水土保持發(fā)展的新趨勢

本方案符合《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》（GB50433－2008）和《開發(fā)建設(shè)項目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》（GB50434－2008）兩項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，充分體現(xiàn)新形勢下水土保持發(fā)展理念，將主體工程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行了充分評價。根據(jù)規(guī)范要求，該區(qū)域水保綠化標(biāo)準(zhǔn)沒有簡單考慮僅恢復(fù)原有地貌，而是依據(jù)項目所在天津濱海新區(qū)、緊鄰的中新天津生態(tài)城對該區(qū)域生態(tài)格局的要求適當(dāng)提高了綠化標(biāo)準(zhǔn)，使該項目的水土保持綠化與中新天津生態(tài)城更加協(xié)調(diào)，體現(xiàn)了新時期水土流失治理的新思路，適應(yīng)新形勢下水土保持發(fā)展的新趨勢。

3.3 因地制宜，針對性強(qiáng)，措施切實可行

制定永定新河治理二期工程水土保持方案的目的旨在確定水土流失防治重點，制定水土保持監(jiān)測和防治方案，實施水土流失防治保障措施，為下一步水土保持工程和國家宏觀決策設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。

為摸清永定新河治理二期工程所在區(qū)域現(xiàn)狀，提出有針對性的水土流失預(yù)測和水土保持措施布局，降低對區(qū)域生態(tài)的破壞影響，設(shè)計人員對緊鄰的中新天津生態(tài)城及項目所在位置范圍內(nèi)進(jìn)行了細(xì)致的現(xiàn)場查勘和廣泛的調(diào)查研究，與涉及區(qū)縣水務(wù)部門等有關(guān)人員座談，并咨詢有關(guān)專家，傾聽他們對項目的設(shè)想和建議，在掌握大量的第一手資料的基礎(chǔ)上，提出有針對性的、切實可行的水土流失防治措施，為主體工程設(shè)計和施工提出改進(jìn)和完善意見，使主體工程建設(shè)與水土保持工作達(dá)到有機(jī)結(jié)合；結(jié)合區(qū)域水土保持規(guī)劃，采用沿海地區(qū)植物措施新技術(shù)，使工程新增的水土流失得到有效控制，使水土流失產(chǎn)生的危害降到最低程度，滿足濱海新區(qū)可持續(xù)發(fā)展的要求。

3.4 結(jié)合景觀綠化，把水土保持和美化環(huán)境結(jié)合起來

水土保持是一項通過保護(hù)、改良與合理利用水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，減輕洪水、干旱、風(fēng)沙災(zāi)害，以利于充分發(fā)揮水土資源的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，建立良好的生態(tài)環(huán)境，支撐經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的社會公益事業(yè)。隨著人們對土壤侵蝕和水土保持認(rèn)識的不斷深入，水土保持概念也由初期的土壤保持發(fā)展為今天的水與土的保持同時并舉，從單一強(qiáng)調(diào)土壤侵蝕引起的土地生產(chǎn)力退化到同時強(qiáng)調(diào)土壤侵蝕環(huán)境與全球生態(tài)環(huán)境的聯(lián)系，水土保持涉及的內(nèi)容除了防治水土資源的流失外，還賦予了利用水土資源、綠化美化環(huán)境等。

天津濱海新區(qū)海岸線長153 km，陸地面積2 270 km2，其中各類鹽堿地面積1 958.9 km2，占土地總面積的68.3%。濱海新區(qū)生態(tài)綠化建設(shè)難點區(qū)域占到總面積的53.5%，均為重度鹽堿化土壤。本項目所在地大部分作為典型的濱海鹽堿土地區(qū)，限制植物生長的主要因素為“三高一低”，即土壤含鹽量高（堤防土質(zhì)易溶鹽含量為1.97%～1.20%）、地下水位高、地下水礦度高、海拔低。本工程綠化重點部位為永定新河左、右堤防堤坡、堤肩，方案設(shè)計中通過探索和研究濱海新區(qū)的生態(tài)種植經(jīng)驗，提出土壤排鹽技術(shù)，加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)，合理設(shè)計并培育本土耐鹽植物，有效地解決了濱海新區(qū)鹽堿環(huán)境下的綠化問題。

本設(shè)計按照以人為本、因地制宜的原則，融入生態(tài)化理念，順應(yīng)水土保持發(fā)展趨勢，著重突出在鹽堿化程度較高區(qū)域?qū)嵤┧帘３种参锎胧?。從河道周邊區(qū)域總體規(guī)劃、景觀布局及植物配置等方面，體現(xiàn)景觀生態(tài)型堤防總體設(shè)計，為天津濱海新區(qū)生態(tài)建設(shè)特別是永定新河生態(tài)保護(hù)廊道建設(shè)作出了貢獻(xiàn)。

3.5 對鹽堿化程度較高區(qū)域水土流失及水土保持效果進(jìn)行了科學(xué)預(yù)測

本項目的水土保持方案從項目調(diào)查及項目區(qū)基礎(chǔ)資料出發(fā)，對項目區(qū)土壤侵蝕背景值、原生土壤侵蝕量、施工期可造成的水土流失總量、新增水土流失量及水土保持防治措施實施后自然恢復(fù)期的水土流失量等進(jìn)行了預(yù)測和測算，分析出施工過程中應(yīng)該重點加強(qiáng)防護(hù)的區(qū)域以及施工過程中重點防護(hù)的時段，對有針對性的積極預(yù)防水土流失發(fā)生起到了指導(dǎo)作用，有效地防護(hù)了區(qū)域的水土資源。

4 結(jié)語

（1）河流生態(tài)系統(tǒng)的破壞和退化有自然和人為兩方面的因素。對于開發(fā)項目，若不注意水土保持和防治水土流失，將破壞河流的生態(tài)。

（2）生態(tài)文明是人類價值觀的必然選擇，必須重新認(rèn)識并構(gòu)建人與自然的關(guān)系。在治水過程中，只有做到人和河流和諧相處，才能獲得真正可持續(xù)的健康的功利和幸福。

（3）水土保持、景觀設(shè)計、綠化美化、生態(tài)修復(fù)，只有把這些措施綜合在一起，才能有效地構(gòu)建起人與自然的和諧關(guān)系，這才是當(dāng)前建設(shè)生態(tài)文明的具體體現(xiàn)。