永定河泛區(qū)廊坊段生態(tài)廊道建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

郭宏偉，傅長鋒

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，300250，天津）

一、基本情況

永定河泛區(qū)（河北省部分）位于永定河下游，上起廊坊市固安縣梁各莊，下至廊坊-天津界，項目區(qū)位優(yōu)越，距北京新機場僅10 km，距廊坊市20 km，距雄安新區(qū)70 km，半小時可達北京新機場，兩小時內(nèi)可達北京、天津、雄安。泛區(qū)河北省面積約為368.86 km2，占泛區(qū)總面積的 71%，是永定河流域防洪體系的重要組成部分，承擔(dān)著“緩洪、沉沙、削峰”和保護京山鐵路及天津市防洪安全的任務(wù)。

經(jīng)過多年治理，泛區(qū)內(nèi)逐步建成了主次堤防，制定了分級運用方案，泛區(qū)堤埝以北遙堤、新北堤、護路堤為主堤，南北小埝、南北前衛(wèi)埝、南北圍埝為次堤，主堤防御標準為抗御上游來量2 500 m3/s洪水，次堤通過分洪口門的分級運用可抗御上游來量為500～2 000 m3/s的洪水，現(xiàn)泛區(qū)已初步形成以左右大堤為外包線的分級運用防洪體系。永定河泛區(qū)總體布局見圖1。

永定河泛區(qū)跨廊坊市永清縣、廣陽區(qū)和安次區(qū)3個區(qū)縣，盡管多次進行治理，但由于受各種因素制約，河道斷流多年，水生態(tài)環(huán)境逐漸喪失，河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境單調(diào)，亟須綜合治理和生態(tài)修復(fù)。

二、項目區(qū)場地現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

永定河泛區(qū)綜合治理項目區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，春季干旱多風(fēng)沙，秋季秋高氣爽。年平均氣溫11.9℃，年平均降水554.9 mm，年平均無霜期183天，年平均日照時數(shù)在2 660小時左右。光熱資源充足，雨熱同季，有利于農(nóng)作物生長。

永定河泛區(qū)是1939年永定河大洪水時在梁各莊決堤改道后形成的，當(dāng)時并無堤防。自1941年至今，先后進行了多次治理，但仍存在河道斷流、水生態(tài)環(huán)境逐漸喪失、河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境單調(diào)、穿堤越堤道路影響防洪、混凝土硬質(zhì)護岸不滿足生態(tài)要求等問題。

如何通過生態(tài)修復(fù)將永定河打造為綠色生態(tài)河流廊道，是需要重點解決的問題。工程建成后能夠減免洪水所造成的經(jīng)濟損失，凈化水體，增加當(dāng)?shù)氐穆糜钨Y源，提供良好的生態(tài)環(huán)境空間，促進區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升廊坊市的城市形象。為改變現(xiàn)狀防洪能力不足、水環(huán)境承載力差、水生態(tài)功能退化的問題，恢復(fù)永定河原有“流動的河、綠色的河、清潔的河、安全的河”，主要設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)有：

①針對防洪能力不足問題的關(guān)鍵技術(shù)——對河道現(xiàn)狀淤積嚴重、部分堤防險工段防洪標準不達標的，采用疏挖主槽、堤防加高培厚、險工段治理等方案，將防洪與生態(tài)緊密融合。

②針對水環(huán)境承載力差問題的關(guān)鍵技術(shù)——本區(qū)域為平原郊野段，通過建設(shè)濕地和沿河駁岸植被恢復(fù)，利用濕地植物，使永定河的水可以得到來自土壤、微生物以及植物的多重凈化，改善水質(zhì)，美化環(huán)境。

③針對水生態(tài)功能退化問題的關(guān)鍵技術(shù)——在滿足城市防洪安全需求前提下，合理配置生態(tài)緩沖帶、生態(tài)濕地、生態(tài)淺灘及生態(tài)駁岸，塑造多樣化親水空間，營造豐富景觀。

④針對區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)單一問題的關(guān)鍵技術(shù)——現(xiàn)狀泛區(qū)內(nèi)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)較單一，通過本次治理將鄉(xiāng)村旅游、生態(tài)農(nóng)業(yè)、郊野運動和航空產(chǎn)業(yè)融入其中，從而打破經(jīng)濟結(jié)構(gòu)單一的壁壘。

三、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

1.區(qū)域文化的提升

主要從河道外形、泛區(qū)生態(tài)、區(qū)域文化以及所處區(qū)位等方面考慮設(shè)計理念。

①河道外形——永定河泛區(qū)（河北省部分）河道蜿蜒曲折。

②泛區(qū)生態(tài)——充分挖掘永定河泛區(qū)的生態(tài)服務(wù)功能。

③區(qū)域文化——廊坊市歷史上就是龍文化的發(fā)祥地之一。

④所處區(qū)位——緊鄰北京新機場，有很強的區(qū)位優(yōu)勢。

結(jié)合以上分析，最終將“龍騰九霄”作為整個泛區(qū)生態(tài)廊道建設(shè)的設(shè)計理念，設(shè)計時以“防洪安全、生態(tài)和諧”為目標、“以水為脈，以綠為韻，以文為魂”為主題，打造“一河、兩區(qū)、六節(jié)點”，在充分考慮河道原有形態(tài)的前提下，既符合廊坊市的歷史文化，同時寓意與首都新機場一起騰飛，進一步彰顯區(qū)域文化特色。

圖1 永定河泛區(qū)總體布局圖

2.防洪安全的提升

主要從河道疏浚、堤防加高培厚、險工治理等方面入手，全面提升永定河泛區(qū)的防洪安全。

①河道疏浚：對梁各莊至安次區(qū)與武清區(qū)交界段45.15km河道主槽淤積嚴重河段進行疏挖清淤，平整河道邊坡，不改變原河道走向，河底縱坡與上下游河道順接，對主槽彎道段進行防護。

主槽采用深淺槽相結(jié)合的斷面形式，深槽主要是為了配合生態(tài)功能和景觀要求而設(shè)置的常水位部分，淺槽和灘地是為了滿足河道防洪需要。

②堤防加高培厚：對項目區(qū)內(nèi)南小埝、南前衛(wèi)埝、南圍埝、北小埝、北前衛(wèi)埝、北圍埝中部分不滿足防洪要求的堤段進行加高培厚和堤頂路硬化，滿足項目區(qū)防洪要求。

③險工段治理：對項目區(qū)未治理險工段進行生態(tài)混凝土護坡防護。

④穿堤、越堤路及過水路改造：對穿堤和越堤路口需新建上堤路。

結(jié)合現(xiàn)狀條件，對通行量較大的過水路改建為橋，對于通行量較小且位于生態(tài)公園內(nèi)的漫水路，結(jié)合生態(tài)過水堰設(shè)計改造為生態(tài)通行兩用設(shè)施。

3.生態(tài)環(huán)境的提升

現(xiàn)狀部分河道采砂嚴重，存在混凝土硬質(zhì)護岸，灘地上缺乏親水設(shè)施，植被退化嚴重。本次設(shè)計在河道疏挖和堤防加高過程中，對河道及堤防兩側(cè)邊坡進行生態(tài)修復(fù)，同時在堤防兩側(cè)實施防護林帶建設(shè)，讓永定河泛區(qū)呈現(xiàn)“高大喬木—灌木—草坪—水生植物”高矮疏密錯落有致的立體化綠化效果，并結(jié)合平原郊野段總體布局打造6個不同主題的郊野濕地公園，利用貫穿整個泛區(qū)的永定河主河道將6個不同主題的公園串聯(lián)在一起，增加整個泛區(qū)的趣味性和觀賞性，同時在公園設(shè)計中融入慢行、照明、種植、鋪裝、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)過水堰等多種輔助設(shè)計，達到生態(tài)平衡和生態(tài)系統(tǒng)的良性、高效循環(huán)。

4.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的提升

以本次設(shè)計理念為依托，將整個永定河泛區(qū)打造為 “一脈、兩區(qū)、六園”的平原郊野段新生態(tài)格局（見圖2、圖1）?！皟蓞^(qū)”主要為航空產(chǎn)業(yè)示范園和康養(yǎng)田園綜合體，航空產(chǎn)業(yè)示范園毗鄰北京新機場，建設(shè)以航空飛行為主題的產(chǎn)業(yè)示范園，以多點發(fā)展為支撐的通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，著力打造通用航空制造、通航運營服務(wù)、航空文化旅游三大產(chǎn)業(yè)板塊，建設(shè)完整的通航產(chǎn)業(yè)體系。體現(xiàn)航空旅游、航空培訓(xùn)的產(chǎn)業(yè)特色，著力提高市民的幸福感和獲得感；康養(yǎng)田園綜合體是以泛區(qū)現(xiàn)狀村鎮(zhèn)密集區(qū)為依托，重點發(fā)展鄉(xiāng)村旅游，同時將鄉(xiāng)村土地資源與企業(yè)的科技、金融資源有機地融合為一體。“六園”指六個以“龍”為主題的濕地或森林公園，設(shè)計時以當(dāng)?shù)氐匦苇h(huán)境為依托，根據(jù)自身特點打造成不同的主題公園。永定河泛區(qū)新生態(tài)格局形成后，將鄉(xiāng)村旅游、生態(tài)農(nóng)業(yè)、郊野運動與通用航空產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，從而改變經(jīng)濟結(jié)構(gòu)單一的不足。

5.景觀功能的提升

現(xiàn)狀永定河泛區(qū)森林質(zhì)量不高、分布不均、防護功能不足，局部河段河床沙化、河岸植被退化，且缺少環(huán)境優(yōu)美、植物品種豐富的綠色空間和休憩游樂健身的活動場所，未能體現(xiàn)出以人為本的理念。

生態(tài)修復(fù)所采用的主要工程措施包括堤防和主槽岸坡生態(tài)修復(fù)、防護林帶建設(shè)、植被修復(fù)、濕地郊野公園建設(shè)等。設(shè)計時以“綠地景觀和生態(tài)環(huán)境”為主題，打造“濱水景觀、文化景觀、鄉(xiāng)村振興景觀、生態(tài)農(nóng)業(yè)景觀、濕地森林景觀”，融合本地區(qū)自然景觀和人文景觀；完善水系系統(tǒng)、慢行系統(tǒng)以及服務(wù)性設(shè)施，將所采用的工程措施有機地融合在一起；增加游客和周邊居民的參與性及互動性，將休閑運動、科普教育、生態(tài)觀光、森林度假等元素植入生態(tài)建設(shè)中，使景觀功能得到提升，體現(xiàn)其綜合效益。

6.生物多樣性的提升

生態(tài)修復(fù)工程主要是通過鄉(xiāng)土植物的混播，形成濱水濕地植物帶、防護林帶、森林公園帶、隔離綠帶等與不同微環(huán)境相適應(yīng)的鄉(xiāng)土自然群落。利用植物資源與凈化功能的水生態(tài)環(huán)境，改良水土，提高區(qū)域生物多樣性。其中防護林帶工程以保證泛區(qū)行洪安全為首要前提條件，不單獨新建防護林帶，與園區(qū)建設(shè)相結(jié)合，以保留現(xiàn)狀泛區(qū)內(nèi)林帶為依托，進行移栽補栽，對項目區(qū)植物多樣性進行優(yōu)化。項目區(qū)所涉及的植物主要包括大喬木、小喬木、灌木、草木花卉、地被植物、水生及濕生植物。

表1 各園區(qū)面積統(tǒng)計

圖2 工程總體布局示意圖

7.水質(zhì)的提升

現(xiàn)狀永定河泛區(qū)部分河道出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，河流納污能力降低，并且隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，河道沿線點源、面源污染得不到完全處理，造成河道水質(zhì)污染。針對水質(zhì)問題，采用“沿河生態(tài)駁岸+人工濕地”雙重水質(zhì)凈化模式。主要采取的措施包括：

①在主河槽兩側(cè)實施生態(tài)護岸工程，采用“水生植物、草地、灌木”的基本配置模式，通過人工和自然方式進行駁岸植被恢復(fù)，營造生態(tài)濕地，具有水體修復(fù)、固土護岸、生境營造等作用，同時栽植水生植物，起到柔化岸線、凈化水體的作用。

②根據(jù)本區(qū)域平原郊野段的總體布局，建設(shè)加強型人工濕地也是本區(qū)域生態(tài)修復(fù)的重點工程，濕地生態(tài)系統(tǒng)是介于水、陸生態(tài)系統(tǒng)之間的一類生態(tài)單元，徑流在濕地生態(tài)系統(tǒng)中停留時間較長，且其中豐富的植物群落能夠有效地吸收水中氮、磷、鉀以及其他一些有機物質(zhì)、有毒物質(zhì)，起到凈化水質(zhì)的作用。

8.泛區(qū)智慧化管理的提升

2016年水利部審議通過了《全國水利信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，其內(nèi)容明確要求水利工程建設(shè)要緊緊圍繞防災(zāi)減災(zāi)、水資源配置、水生態(tài)文明建設(shè)、水利工程管理等水利中心工作，深化信息技術(shù)與各項水利工作的融合，積極研究大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等技術(shù)應(yīng)用，強化信息化對水利各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的服務(wù)與支撐，推進各類信息化資源的整合共享?，F(xiàn)狀永定河泛區(qū)缺乏統(tǒng)一的智慧化管理體系，為順應(yīng)水利現(xiàn)代化管理的潮流，本次設(shè)計本著構(gòu)筑永定河泛區(qū)現(xiàn)代化智慧管理體系，建立防洪、水源、能源等安全隱患防控體系，從智慧管理系統(tǒng)、智慧景觀系統(tǒng)和智慧服務(wù)系統(tǒng)三方面全方位打造永定河泛區(qū)的智慧河道管理系統(tǒng)。

（1）智慧管理系統(tǒng)

通過自動采集、人工上報及與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換獲得各類信息。采用智能自動監(jiān)測和人工巡檢、比測相結(jié)合的方式進行堤防監(jiān)測信息采集；通過通信系統(tǒng)實現(xiàn)工情信息的發(fā)送、傳輸；通過閘門監(jiān)控系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集、傳輸各監(jiān)測點的工情信息，使各級管理部門能及時、準確地了解本工程的工情信息以及工程運行狀況。通過建立水雨情自動測報系統(tǒng)，對泛區(qū)內(nèi)實時雨水情進行監(jiān)測和上報傳輸，同時將數(shù)據(jù)傳輸至防洪調(diào)度及洪水預(yù)報系統(tǒng)，利用上傳的數(shù)據(jù)進行泛區(qū)的洪水預(yù)報，同時制定泛區(qū)的防洪調(diào)度方案。在重要節(jié)點布置水質(zhì)自動監(jiān)測站，打造一個集數(shù)據(jù)存儲、管理、交換、預(yù)警、服務(wù)等功能于一體的水質(zhì)自動監(jiān)測及預(yù)報平臺，實時監(jiān)控水質(zhì)，進行水質(zhì)預(yù)警。

（2）智慧景觀系統(tǒng)

以“游客為本、網(wǎng)絡(luò)支持、感知互動和高效服務(wù)”為核心，全面打造智慧景觀系統(tǒng)。通過建立各子系統(tǒng)如智慧灌溉、智慧健身、智慧保潔、智慧停車、智慧互動、環(huán)境控制系統(tǒng)等，可以對景區(qū)全面、透徹、及時地告知和了解，實現(xiàn)景區(qū)的即時調(diào)度和現(xiàn)場管理。

（3）智慧服務(wù)系統(tǒng)

永定河泛區(qū)生態(tài)廊道設(shè)計實現(xiàn)免費Wi-Fi、智能導(dǎo)游、電子講解、在線預(yù)訂、信息推送等功能全覆蓋，全面打造智慧景區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)+旅游鄉(xiāng)村。重點打造6個子系統(tǒng)：全媒體一體化門戶系統(tǒng)、移動終端應(yīng)用系統(tǒng)（App、微信）、智能語音導(dǎo)游導(dǎo)覽系統(tǒng)、游客個性化行程設(shè)計系統(tǒng)、全景虛擬VR展示系統(tǒng)、旅游電子商務(wù)管理系統(tǒng)，不僅讓游客更直觀地了解景區(qū)，也讓景區(qū)服務(wù)更加智慧化。

四、結(jié) 語

在永定河泛區(qū)綜合治理項目實施過程中，應(yīng)貫徹落實京津冀協(xié)同發(fā)展重要戰(zhàn)略要求、依據(jù)《永定河綜合治理與生態(tài)修復(fù)總體方案》、符合《廊坊市城市總體規(guī)劃》（2016—2030年），因地制宜，從國家政策、前期規(guī)劃、泛區(qū)生態(tài)、區(qū)域文化以及所處區(qū)位多方面著手確定治理的思路，以防洪安全為核心，針對現(xiàn)狀泛區(qū)存在的問題，制定有針對性的關(guān)鍵技術(shù)，將防洪與生態(tài)統(tǒng)籌兼顧，全面提升泛區(qū)防洪效益、旅游效益、生態(tài)及環(huán)境效益，將永定河恢復(fù)為“流動的河、綠色的河、清潔的河、安全的河”。