雙灤區(qū)牤牛河水生態(tài)治理項(xiàng)目設(shè)計簡析

□周澤濤

近年來，雙灤區(qū)不斷深入貫徹落實(shí)習(xí)近平生態(tài)文明理念，踐行“十六字”治水方針，加強(qiáng)牤牛河水生態(tài)治理，為承德打造生態(tài)文明城奠定基礎(chǔ)。牤牛河水生態(tài)治理項(xiàng)目以防洪和生態(tài)蓄水為主要任務(wù)，通過河道整治和蓄水工程建設(shè)，滿足河道行洪需求，實(shí)現(xiàn)牤牛河的蓄水滯水留水能力，保障居民生命財產(chǎn)安全的同時給雙灤區(qū)帶來了顯著生態(tài)效益。此外，蓄水工程的調(diào)度運(yùn)用為山區(qū)河道蓄水工程運(yùn)行管理提供借鑒。

1.基本情況

牤牛河屬于灤河的一級支流，發(fā)源于承德市雙灤區(qū)大廟鎮(zhèn)北梁村的黑山，貫穿雙灤區(qū)，于區(qū)政府所在地雙塔山街南1km 處注入灤河。牤牛河屬于山區(qū)河流，坡陡流急，洪水歷時較短。牤牛河山水文苑至入灤河口段長約3.9km，河道平均縱坡為9.75‰。該段河道兩岸為漿砌石重力墻護(hù)岸，現(xiàn)狀河道滲透嚴(yán)重，斷面較窄，上游無控制性工程，洪峰流量大，該段共有跨河橋梁14 座，多為樁柱基礎(chǔ)，河底埋設(shè)有燃?xì)?、雨水、供水、污水等多條管線，兩側(cè)各類排水口77 處，蓄水條件惡劣。水流對河床的沖刷較嚴(yán)重，急需對河道進(jìn)行整治，提高行洪能力。

2.設(shè)計特點(diǎn)

2.1 主要建設(shè)內(nèi)容

雙灤區(qū)牤牛河水生態(tài)治理工程設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇，設(shè)計流量為685m3/s，主要建設(shè)內(nèi)容包括：河道疏浚整理3.9km，蓄水工程建設(shè)14 座橡膠壩及河道防滲防護(hù)，更新給水管線3.9km，改建供水泵站1 座等。

2.2 河道整理設(shè)計

河道現(xiàn)狀兩側(cè)防洪墻為漿砌石結(jié)構(gòu)，河底埋設(shè)有多條管線，經(jīng)過勘測，河底各類管道埋設(shè)深度在1～3m 之間，為了防止工程施工影響河道底部管線，河道無法深挖，設(shè)計河底縱坡基本維持現(xiàn)狀，局部河段適當(dāng)微調(diào)，以清整河槽為主進(jìn)行整理。

計算現(xiàn)狀河道沖刷深度為1.59～1.97m，若不采取防護(hù)，行洪時河底管線安全無法保障，需要對河底及兩側(cè)現(xiàn)狀防洪墻采取相應(yīng)的防滲防護(hù)措施，為生態(tài)蓄水提供條件。

2.3 蓄水建筑物設(shè)計

在保證河道行洪安全的前提下，以建設(shè)環(huán)境水利的思想營造濱河景觀，在河道適當(dāng)位置修建橡膠壩擋水，形成連續(xù)蓄水面，修復(fù)河道生態(tài)，提高河道景觀效果。橡膠壩布置盡量遠(yuǎn)離橋梁。牤牛河入灤河口至山水文苑段布置橡膠壩14 座，均為單孔，壩長18～28m，采用充氣式橡膠壩擋水。

14 座橡膠壩利用自動化系統(tǒng)進(jìn)行充排氣控制，共布置5 個充排氣控制室，每2 到3 個橡膠壩共用一個控制室?？刂剖揖嘞鹉z壩最遠(yuǎn)距離不超過400m?？刂剖业某叽鐬?.74m×7.24m，內(nèi)部擺放有羅茨風(fēng)機(jī)和PLC 柜等設(shè)備。

2.4 橡膠壩調(diào)度運(yùn)用

為了確保河道行洪及橡膠壩的自身安全，橡膠壩應(yīng)在主汛期塌壩運(yùn)行。橡膠壩塌壩應(yīng)按照自下而上順序塌壩。

方案設(shè)計對牤牛河14 座橡膠壩進(jìn)行了同時塌壩、依次滯后塌壩方案泄流分析。分析時，將每一個橡膠壩段看做一座水庫，根據(jù)塌壩時間、壩高、上下游水位關(guān)系等計算泄量和入庫流量。

通過計算，隨著塌壩滯時的增加，由塌壩所形成的最大洪峰流量逐漸減小，空庫歷時逐漸加長。正常蓄水同時塌壩形成洪峰流量最大，洪峰流量為83.6m3/s，小于河道治理標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計流量，因此不會對城區(qū)造成防洪威脅。塌壩滯時1min，最大泄量72.4m3/s，塌壩滯時2min，最大泄量51.3m3/s，塌壩滯時3min，最 大 泄 量40.8m3/s，塌 壩 滯 時5min，最 大 泄 量27.6m3/s，塌 壩 滯 時10min，最大泄量15.7m3/s。

2.5 水量分析

橡膠壩蓄水后，治理段蓄水面積為10.53 萬m2，蓄水量為20 萬m3。耗 水量包括滲漏損失量和蒸發(fā)量，經(jīng)過河底及兩側(cè)岸墻防滲處理，滲漏損失量較小。

河道蓄水工程水源取自灤河水，自牤牛河與灤河交叉口下游灤河中有一眼大口井，為原新新家園橋至山水文苑段蓄水工程供水，考慮到從牤牛河入灤河口與上游山水文苑處高差較大，供水管道揚(yáng)程較大，管道壓力大，此次對原管道進(jìn)行更換，重新鋪設(shè)管道，供水管道選用鋼管，管徑500mm。大口井內(nèi)設(shè)2 臺潛水泵，出水量為400m3/h；另現(xiàn)有一條供水管道可為工程蓄水，出水量為600m3/h。若水泵24h 運(yùn)行，可保證9 天蓄滿水。

3.工程效果

承德市雙灤區(qū)牤牛河水生態(tài)治理工程的實(shí)施，提高了河道行洪能力，增強(qiáng)抵御洪水能力。蓄水工程的建設(shè)，可有效留蓄牤牛河及灤河水量，形成穿城濱河蓄水景觀帶，美化城市環(huán)境，為發(fā)展生態(tài)旅游提供寶貴的景觀資源，形成有利于人與自然和諧相處的生態(tài)環(huán)境，提升市民居住環(huán)境，提高雙灤區(qū)對外形象。同時有利于招商引資，促進(jìn)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有明顯的防洪、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益，牤牛河正逐步成為雙灤區(qū)的“幸福河”。

4.運(yùn)行建議

通過對全河段14 座蓄水橡膠壩的調(diào)度運(yùn)用分析，建議：一是山區(qū)河道較窄，水流下泄快，對于有多座蓄水建設(shè)物的河段，通過采用依次適當(dāng)延時塌壩，可有效降低塌壩造成的洪峰流量，有利于河道行洪安全。

二是蓄水建筑物自動化管理設(shè)計，可有效減少管理人員工作量，提高運(yùn)行管理效率；通過實(shí)時監(jiān)控，可有效應(yīng)對人員落水等安全狀況的發(fā)生。□