長溝濕地修復(fù)工程設(shè)計(jì)方案淺析

李云龍

摘 要：濕地指天然或人工形成的沼澤地等帶有靜止或流動(dòng)水體的成片淺水區(qū)，還包括在低潮時(shí)水深不超過6米的水域。濕地與森林、海洋并稱全球三大生態(tài)系統(tǒng)。 一方面，利用區(qū)域地質(zhì)條件新建濕地，可以極大改善周邊環(huán)境，調(diào)節(jié)小氣候，涵養(yǎng)水源，改善周邊居民生活品質(zhì)，另一面修復(fù)因人類活動(dòng)而破壞的濕地，恢復(fù)水生態(tài)平衡，具有極大且十分緊迫的生態(tài)環(huán)境意義。該文介紹了北京市房山長溝濕地修復(fù)工程設(shè)計(jì)方案，以及在華北地區(qū)濕地修復(fù)方面的工程經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：長溝 濕地修復(fù) 泉眼防護(hù) 人工湖 渠道整治

中圖分類號：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0097-02

長溝濕地修復(fù)工程位于房山區(qū)長溝鎮(zhèn)和大石窩鎮(zhèn)境內(nèi)，由北泉水河人工湖工程和南泉水河濕地修復(fù)工程組成。北泉水河人工湖工程位于長溝鎮(zhèn)西甘池村東南側(cè)，北泉水河的右岸，距長溝鎮(zhèn)4.0 km，有通往西甘池村的軒轅路經(jīng)過。南泉水河濕地修復(fù)工程位于大石窩鎮(zhèn)高莊村和下營村結(jié)合部，南泉水河支流泉水區(qū)域，距大石窩鎮(zhèn)2.4 km。根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)劃，確定長溝濕地修復(fù)工程的主要任務(wù)是恢復(fù)、保護(hù)和發(fā)展長溝濕地，形成獨(dú)特的泉水濕地景觀，改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)旅游休閑業(yè)的發(fā)展。北京市發(fā)展與改革委員會(huì)以京發(fā)改〔2009〕1690號文件對該項(xiàng)目進(jìn)行了批復(fù)，由市政府固定資產(chǎn)投資全額安排，業(yè)主單位是房山區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)辦公室。

1 水文

南泉水河、北泉水河屬海河流域大清河水系北拒馬河一級支流，南泉水河發(fā)源于房山區(qū)西南大石窩鎮(zhèn)水頭村北，于長溝鎮(zhèn)南出北京市界，后經(jīng)河北省涿州沿家村等，于張村南匯入北拒馬河，市界內(nèi)流域面積為74.1 km2。北泉水河發(fā)源于長溝鎮(zhèn)三座庵村西，流經(jīng)西甘池村、長溝鎮(zhèn)，在長溝鎮(zhèn)南出境后，在夾河村與南泉水河匯合，以下稱胡良河，總流域面積21.89 km2。南泉水河、北泉水河流域?yàn)榧撅L(fēng)氣候區(qū)，季節(jié)性差別顯著。南泉水河泉眼區(qū)域的7處泉眼出水量可達(dá)0.45 m3/s，長流不息。北泉水河常年有泉水出露，主要來自甘池泉群，流量為 0.25 m3/s，基流最低可達(dá)0.2 m3/s左右。

2 工程地質(zhì)

長溝濕地修復(fù)工程兩地工程區(qū)地貌類型均屬山前丘陵區(qū)，總體地勢西北高，東南低。河段呈NW—SE流向，河谷開闊，河床縱向坡降較大。根據(jù)地表測繪及鉆探揭露，南泉水河、北泉水河工程區(qū)主要地層有：上部第四系堆積層，下伏薊縣系霧迷山組灰?guī)r。工程區(qū)大地構(gòu)造處于中朝準(zhǔn)地臺燕山臺褶帶和華北斷坳分界的十渡至房山穹褶與琉璃河至涿縣迭凹陷之交界處。新構(gòu)造單元位于京西隆起與北京斷陷的次級斷陷—涿縣斷凹分界帶。工程區(qū)50年超越概率10%的地震動(dòng)峰值加速度為0.15 g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。工程區(qū)地下水按其埋藏條件和含水層性質(zhì)主要為第四系孔隙潛水與碳酸鹽巖巖溶裂隙水兩大類。主要補(bǔ)給來源為大氣降水，根據(jù)鉆孔揭露地下水位，碳酸鹽巖巖溶裂隙水具承壓性，水頭高于河水位。工程區(qū)地下水運(yùn)動(dòng)的總體趨勢是從山前丘陵地帶向南、北泉水河排泄。

2.1 北泉水河工程地質(zhì)條件評價(jià)

人工湖西南角湖底及岸坡巖性為灰?guī)r，其它部位為粉質(zhì)粘土或粘質(zhì)粉土。湖水位多在地下水位以下，環(huán)岸地下水微弱補(bǔ)給湖水，因此不存在湖底及湖岸的滲漏問題。人工湖湖岸天然地下水位與正常蓄水位相當(dāng)，岸坡土層內(nèi)地下水坡降基本未發(fā)生變化，不會(huì)引起滲透穩(wěn)定問題，不會(huì)帶來浸沒影響。

2.2 南泉水河工程地質(zhì)條件評價(jià)

7處自然泉水具承壓性，經(jīng)勘探，泉周覆蓋層厚度4～6.0 m，由粉質(zhì)粘土、砂及砂卵礫石組成，泉眼防護(hù)建筑物基礎(chǔ)可坐于其上，地基承載力滿足要求。在4#、7#泉眼處新建泵站，泵站覆蓋層厚度約5.5 m，蓄水池部位覆蓋層厚度1～1.5 m，基礎(chǔ)座于基巖上，其承載能力均能滿足建筑物要求。河道內(nèi)覆蓋層厚度大于6 m，岸坡由粉質(zhì)粘土組成。

3 工程建設(shè)必要性

在《北京城市總體規(guī)劃（2004～2020年）》中將全市18個(gè)區(qū)縣從總體上劃分為首都功能核心區(qū)、城市功能拓展區(qū)、城市發(fā)展新區(qū)和生態(tài)涵養(yǎng)保護(hù)區(qū)四大功能區(qū)。密云、門頭溝、房山、平谷、懷柔、延慶六個(gè)遠(yuǎn)郊區(qū)縣被定位為綠肺生態(tài)涵養(yǎng)保護(hù)區(qū)，該工程區(qū)域處于該規(guī)劃明確的西部生態(tài)涵養(yǎng)帶。在《房山新城規(guī)劃（2005～2020年）》中，按新城規(guī)劃的城鎮(zhèn)類型劃分，為獨(dú)立發(fā)展城鎮(zhèn)，屬山前淺山丘陵區(qū)生態(tài)恢復(fù)帶。在《北京市濕地保護(hù)與恢復(fù)規(guī)劃研究》（2004年）中，明確將房山區(qū)拒馬河水系的泉水河列為河流型保護(hù)濕地。

實(shí)施長溝濕地修復(fù)工程可以改善北京西南部區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，可以調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候、降低氣溫、增加空氣濕度和降雨量。南泉水河濕地修復(fù)工程可以將河道周圍農(nóng)村生活用水和養(yǎng)殖、灌溉污水在濕地區(qū)進(jìn)行深化處理，減少入河污染物負(fù)荷，保護(hù)水質(zhì)。北泉水河人工湖工程將有效加強(qiáng)北泉水河河道的蓄水功能，在洪水期，可起到調(diào)節(jié)徑流和均化洪水的作用。

4 工程布置

4.1 北泉水河新開挖人工湖

北泉水河新開挖人工湖工程由人工湖、進(jìn)水渠、進(jìn)水涵閘、穿路涵、退水涵閘和環(huán)湖路等建筑物組成。

（1）人工湖

人工湖開挖邊界，北側(cè)以北泉水河右岸路和西北角的基本農(nóng)田為界，西側(cè)以西甘池村東側(cè)排洪溝為界，西南角開挖邊界以高程52～56 m坡腳為界，湖邊水面線以該處基巖面為界，東側(cè)及南側(cè)以基本農(nóng)田為界，保留湖中軒轅路。湖底高程45.20 m，水面高程46.00 m，水深0.8 m，平均挖深5.3 m。在現(xiàn)狀基本農(nóng)田與新挖人工湖之間局部狹窄地段和苗圃突入湖邊界處采用擋墻型生態(tài)磚護(hù)坡，坡比1：0.3；與進(jìn)水渠相鄰側(cè)、與北泉水河堤防側(cè)和與東側(cè)基本農(nóng)田相接處設(shè)計(jì)邊坡1：5，采用植草護(hù)坡；湖的西南端角開挖坡比緩于1：7，坡腳采用擋墻型生態(tài)磚護(hù)坡，坡比1：0.3；軒轅路兩側(cè)以行道林外側(cè)2.0 m為界，設(shè)計(jì)邊坡1：2，采用平鋪型植物生長磚護(hù)坡。開挖面積14.94萬m2，湖水水面面積10萬m2，綠化面積5.75萬m2。endprint

（2）進(jìn)水渠

進(jìn)水渠由西甘池村東側(cè)的排洪溝疏浚、防護(hù)治理后兼用，該次設(shè)計(jì)只對工程區(qū)范圍內(nèi)排洪溝進(jìn)行了治理，以入河口公路橋?yàn)槠瘘c(diǎn)，至人工湖西南角，長度380 m，起點(diǎn)高程46 m，縱坡1/500，底寬5.5 m，渠深3 m，內(nèi)邊坡坡比1：2。邊坡采用平鋪型植物生長生態(tài)磚，坡面植草綠化。排洪溝過流能力48 m3/s，滿足防洪要求。

（3）進(jìn)水涵閘

進(jìn)水涵閘布置在進(jìn)水渠0+260 m樁號處，軒轅路的南側(cè)，閘底高程46.8 m，閘門寬度1 m，高度1 m，上游設(shè)置胸墻，閘門后設(shè) 1.6 m深的跌水井與涵管連接，涵管底高程與湖底同高為45.2 m，涵管直徑1 m，涵管長度21 m，閘門選用鑄鐵門，螺桿啟閉機(jī)啟閉。最大過流能力為1 m3/s。

（4）穿路涵

在軒轅路設(shè)3處設(shè)置穿路涵，底高程45.2 m，直徑為0.8 m。

（5）退水涵閘

在人工湖的北側(cè)修建退水閘，閘底高程45.20 m，閘室孔口寬度確定為1 m，高度1 m。上游設(shè)置胸墻，閘門后設(shè)1：4斜坡與涵管連接，涵管底高程為45m，直徑1 m，長度6m，閘門選用鑄鐵門，螺桿啟閉機(jī)啟閉，最大過流能力1 m3/s。

（6）環(huán)湖路

除利用原有公路外，沿開挖湖邊線新修建瀝青混凝土路面公路，長度1627 m，路面寬度5.0 m。

4.2 南泉水河濕地修復(fù)工程

南泉水河濕地修復(fù)工程由泉眼防護(hù)工程、泉眼水源保護(hù)工程、旁側(cè)表流濕地保護(hù)工程、旁側(cè)表流濕地恢復(fù)工程和河流濕地整治工程等組成。

（1）泉眼防護(hù)工程

泉水區(qū)有7處泉，對出水條件較好的3處泉，進(jìn)行簡單清理和維護(hù)。重點(diǎn)對其他4處泉進(jìn)行清淤、圍護(hù)和綠化等綜合治理，對2號、3號和4號泉拆除重建，并使三處泉路通水通，對7號泉在現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行改建。4處泉池設(shè)計(jì)水位分別為60.9 m、60.6 m、60.0 m和59.1 m，泉池采用漿砌石結(jié)構(gòu)，迎水面抹2 cm厚砂漿，環(huán)泉池的鵝卵石混凝土路面寬1.0 m。

2號泉：鄰近田間路一側(cè)即泉池西側(cè)泉池頂高程62.40 m，采取漢白玉欄桿防護(hù)，北側(cè)區(qū)域?yàn)榻畢^(qū)，池頂高程61.30 m，設(shè)溢流口，下接40 m混凝土管通至3號泉調(diào)節(jié)池，泉眼出水處挖至58.9 m，近水側(cè)2 m范圍內(nèi)池底挖至60.2 m，其他處挖至59.80 m，形成泉池水面積187 m2，綠化面積105 m2。

3號泉：位于泉群的中部，拆除南側(cè)與東側(cè)的廢棄魚塘，在西北角和東南角布置兩個(gè)水面，另兩個(gè)方位角布置綠化休閑區(qū)域。西北角的水面為泉眼出水池，設(shè)計(jì)池內(nèi)水位60.60 m，東南角的水面為調(diào)節(jié)水池，池內(nèi)正常蓄水水位60.60 m，最低水位59.60 m，兩池之間設(shè)近水路，高程61.20 m，寬度1.20 m，設(shè)溢流口，兩池其他周邊池頂高程61.20 m，并設(shè)漢白玉欄桿防護(hù)。調(diào)節(jié)池東側(cè)池壁設(shè)置放水閘，下接混凝土管通至4號泉調(diào)節(jié)池。泉眼出水處挖至58.60 m，近水路兩側(cè)2 m范圍內(nèi)池底挖至59.90 m，其他處挖至59.60 m。形成泉池水面積1737 m2，其中泉眼出水池水面903 m2，調(diào)節(jié)池水面834 m2，可供調(diào)節(jié)水量834 m3，綠化面積1060 m2。

4號泉：4號泉位于泉群的東側(cè)，南側(cè)是個(gè)坑塘。該次設(shè)計(jì)分南北兩池，北池為泉水出水池，南池為調(diào)節(jié)池。泉眼出水池，設(shè)計(jì)池內(nèi)水位60.00 m，調(diào)節(jié)水池內(nèi)正常蓄水水位60.00 m，最低水位59.50 m，兩池之間設(shè)近水路，高程60.40 m，設(shè)溢流口，兩池其他周邊池頂高程60.50 m，并設(shè)漢白玉欄桿防護(hù)。調(diào)節(jié)池南側(cè)池壁下游設(shè)置進(jìn)/出水閘門，承擔(dān)調(diào)節(jié)池水退入河道和河道水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，同時(shí)防止洪水期河道洪水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，下接混凝土管通至北溝河道。出水池泉眼出水處挖至58.00 m，近水路兩側(cè)2m范圍內(nèi)池底挖至59.30 m，其他處挖至59.00 m。形成泉池水面積904 m2，其中泉眼出水池水面434 m2，調(diào)節(jié)池水面470 m2，可調(diào)節(jié)水量235 m3，綠化面積115 m2。

7號泉：位于下營村的北側(cè)，將7號泉池作為上池，其下游側(cè)的較為開闊的水面改為下池，對現(xiàn)有池壁上部結(jié)構(gòu)簡單維修，頂部設(shè)置漢白玉欄桿防護(hù)，在上、下池內(nèi)以流線形套裝新的池壁，上、下池間設(shè)近水路。上池設(shè)計(jì)水位59.10 m，新建池壁高程、兩池之間設(shè)近水路高程59.50 m，近水路中部設(shè)置溢流口，向下池設(shè)兩級臺階跌水。下池水位58.50 m，新建池壁高程58.90 m，下池下游側(cè)池壁設(shè)溢流口。上池泉眼出水處挖至57.00 m，池周2 m范圍內(nèi)池底挖至58.40 m，下池挖至57.80 m。改建形成水面768 m2，其中上池水面403 m2，下池水面365㎡，綠化面積720 m2。

（2）泉眼水源保護(hù)工程

利用拆養(yǎng)漁場空間和南側(cè)支溝新建人工湖，北側(cè)、西側(cè)以南側(cè)支溝左岸為界，南側(cè)以現(xiàn)有的小路為界，東側(cè)以石水路西側(cè)的排洪溝為界，為河道型。設(shè)計(jì)蓄水位為58.00 m，人工湖中間即主河道部分約5 m寬的湖底高程56.50 m，其他部位湖底高程57.20 m，人工湖水流入口處和出口處各布設(shè)1座人行拱橋。形成水面面積5600 m2，綠化面積800 m2。

（3）旁側(cè)表流濕地保護(hù)工程

建設(shè)主要內(nèi)容是拆除原有的3座泵站，與恢復(fù)濕地統(tǒng)一考慮建設(shè)提水泵站，對灌溉主干渠改建為管道輸水，清理濕地周邊及渠系中垃圾；對部分水流不暢的濕地進(jìn)行整理，重點(diǎn)是1～4號泉間區(qū)域地塊以及上游地塊進(jìn)行平整，整修灌排渠系；修建田間路。新建田間路3600 m，路邊種植灌木迎春，綠化面積8400 m2。

（4）旁側(cè)表流濕地恢復(fù)工程

是指對西山腳下現(xiàn)有的旱田恢復(fù)成水稻田，面積200畝，按高程大體可分4塊，近似四級梯田。屬下營村的土地平整后，一級梯田高程63.00 m，二級梯田高程65.50 m，三級梯田高程68.00 m，四級梯田高程70.50 m；屬高莊村的土地平整后，一級梯田高程63.40 m，二級梯田高程65.00 m，三級梯田高程70.00 m。地堰頂布置寬1.0 m的人行道。改建碎石路面道路長420 m，寬3.5 m，綠化面積2200 m2。endprint

保護(hù)和修復(fù)旁側(cè)表流濕地總面積550畝，其中高莊村濕地425畝，下營村濕地125畝。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，確定水稻田灌溉定額為700 m3/畝，下營泵站設(shè)計(jì)流量100 m3/h，揚(yáng)程25.0 m，選用2臺50 m3/h潛水電泵，高莊泵站設(shè)計(jì)流量300 m3/h，揚(yáng)程22.0 m，選用2臺150 m3/h潛水電泵。輸水管線布置采用溝埋式，管材采用PVC。下營泵站輸水線路長480 m，管徑DN200；高莊泵站輸水線路長550 m，管徑DN300。蓄水池布置在路的西側(cè)，下營泵站蓄水池直徑9.0 m，容積200 m3，高莊泵站蓄水池直徑12.6 m，容積400 m3。

（5）河流濕地整治工程

河流濕地整治工程包括工程區(qū)內(nèi)北溝、南溝和南泉水河支流的河道整治，整治河道長度1297 m。對河道清淤疏浚，岸坡分段采取不同的生態(tài)護(hù)坡，在南、北溝匯合處分別建壅水閘。

對樁號0+000～0+830 m河道進(jìn)行疏挖，兩岸筑堤兼做田間路，對岸坡采取不同組合的生態(tài)護(hù)坡防護(hù)，樁號0+830 m以上河段僅進(jìn)行岸坡清理平整，局部采用賓格網(wǎng)箱防護(hù)。樁號0+830 m以下河段縱坡為0.4%，河道開挖底寬5.0 m，深2.0 m，水深1.7 m，最大過流能力25 m3/s。樁號0+000～0+160 m河段，臨公路側(cè)在現(xiàn)狀的墻頂設(shè)置漢白玉欄桿防護(hù)，另一側(cè)采用堆砌型生態(tài)磚砌護(hù)。樁號0+160～0+356 m河段采用堆砌型生態(tài)磚砌護(hù)，堤頂為碎石路面，兼做田間路，堤頂外側(cè)種植灌木迎春，外坡植草綠化。樁號0+356～0+830 m河段采用賓格網(wǎng)箱防護(hù)，堤頂為碎石路面，兼做田間路，堤頂外側(cè)種植灌木迎春，外坡植草綠化。在樁號0+356、0+478和0+703 m處布置人行拱橋，橋面寬1.5 m，跨度5.0 m，橋面兩側(cè)設(shè)置漢白玉欄桿防護(hù)。疏挖治理河段河底鋪設(shè)30 cm厚的卵礫石防護(hù)。

南溝河道治理范圍為7號泉下池出口至人工湖入口，長度132 m，開挖寬度6.0～9.0 m。該文設(shè)計(jì)對該段河道進(jìn)行清淤，岸坡采取賓格網(wǎng)箱防護(hù)，厚度40 cm，坡度1：1，在人工湖入口處設(shè)人行橋。

石水路橋下游至南泉水河支流河段，進(jìn)行河道疏挖、岸坡防護(hù)整治。治理長度335 m，寬度30～50 m，岸坡防護(hù)采取復(fù)式梯形斷面，中間平臺高程56.40 m，寬度2.0 m，平臺以下采用漿砌石護(hù)坡，平臺以上采用混凝土網(wǎng)格護(hù)坡。

為在南、北溝各自形成水面，分別設(shè)置壅水閘，采用自動(dòng)控制水力翻板閘門，流量小于0.7 m3/s時(shí)，為門頂溢流。北溝壅水閘，閘寬5.0 m，壅水高度1.70 m，底檻高程57.00 m。南溝壅水閘，閘寬5.0 m，壅水高度1.20 m，底檻高程56.80 m。

5 結(jié)語

2013年，該工程已經(jīng)通過房山區(qū)發(fā)改委組織的竣工驗(yàn)收，達(dá)到了預(yù)期的生態(tài)和環(huán)境整治目的，得到了業(yè)主單位和當(dāng)?shù)鼐用竦囊恢抡J(rèn)可，并成為當(dāng)?shù)鼐用裥蓍e生活的一個(gè)去處。通過該工程實(shí)踐，積累了一些華北農(nóng)村地區(qū)濕地生態(tài)修復(fù)的工程經(jīng)驗(yàn)，供后續(xù)工程借鑒。

參考文獻(xiàn)

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