新疆頭屯河下游治理工程設(shè)計方案分析

劉雅禎

（新疆頭屯河流域管理局水利管理中心,新疆 昌吉 831100）

頭屯河下游河道是昌吉市和五家渠市重要的水源命脈,是昌吉市和五家渠市賴以生存發(fā)展的重要區(qū)域,也是該區(qū)的重點生態(tài)水體保護(hù)區(qū)。在當(dāng)前以生態(tài)文明理念為指導(dǎo)的城市發(fā)展建設(shè)過程中,對頭屯河下游恢復(fù)河道、開展綜合水生態(tài)治理,既是落實國家“河長制”的必然要求,更是促進(jìn)和諧發(fā)展、建設(shè)美麗昌吉市和五家渠市強(qiáng)有力的支撐,具有極其重要的戰(zhàn)略意義。本文基于滿足工程技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)合理性等相關(guān)要求,結(jié)合國內(nèi)有關(guān)河道治理工程較成功經(jīng)驗做法[1-6],進(jìn)行了治理工程設(shè)計方案的選取研究。

1 頭屯河下游河道現(xiàn)狀

新疆頭屯河下游河道恢復(fù)工程是猛進(jìn)水庫與沙山子水庫的泄洪、輸水和生態(tài)基流通道。其起點為昌吉市沙梁子村南部新建分水渠首,末點至沙山子水庫庫外的鄧家大溝末端沙漠,設(shè)計流量16.0 m3/s,全長45.162 km。頭屯河下游河道自起點0+000 至沙山子引水干渠匯流口7+462.12 段,其中0+000～5+638.04 段位于昌吉市境內(nèi),5+638.04 段以后河道位于五家渠市境內(nèi)?，F(xiàn)狀河道被漁塘、居民區(qū)擠占,河道內(nèi)堆滿建筑、生活垃圾,長滿雜草,導(dǎo)致河道生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞,已不具備行洪的條件。

2 存在問題

2.1 河道輸水不暢、過流能力不足

頭屯河下游河道恢復(fù)工程現(xiàn)狀70%為沒有護(hù)砌斷面,河道蜿蜒曲折,過水?dāng)嗝孑^小,底寬2.33 m～24.7 m,河深0.9 m～3.3 m,開口寬7.8 m～12.7 m。河道內(nèi)雜草叢生、長滿蘆葦,河道多處逆坡,多處淤積,輸水不暢,造成河道過流能力不足。

2.2 水體流動性差,水質(zhì)污染嚴(yán)重

河道內(nèi)多外露管線位于城區(qū)內(nèi)市政橋上下游,造成多處雍水。加之多處淤積,造成河道輸水時,水體流動緩慢。夏天隨高溫影響,微生物發(fā)生厭氧反應(yīng),導(dǎo)致水體中溶解氧降低,造成水體發(fā)黑發(fā)臭,對周邊生態(tài)環(huán)境造成不良影響。

2.3 沿線兩岸雜亂,河道生態(tài)破壞

城區(qū)段河道沿線有大量管道穿插河道內(nèi),多處建筑垃圾、廢棄土等堆置于河道兩側(cè),造成河道岸線雜亂無序,給運行管理單位管理帶來不便,特別是城區(qū)段的障礙物、管線與兩岸居民建設(shè)不協(xié)調(diào),河道生態(tài)遭受破壞,影響市民正常生活,對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展造成不良影響,河道存在問題見圖1。因此,疏通、整治河道并移除河道中現(xiàn)有的蘆葦、雜草及排污管道、輸電線路,進(jìn)行專門性河道恢復(fù)治理工程是十分有必要的。

圖1 河道現(xiàn)狀存在問題

3 治理工程設(shè)計方案分析

頭屯河全長190 km,流域面積2885 km2,流經(jīng)烏魯木齊市、昌吉市、兵團(tuán)第十二師、兵團(tuán)第六師。自1952年第六師猛進(jìn)水庫破土動工,在五家渠市南面的自然洼地上,修建成一座兼具防洪、灌溉功能的平原引水注入式水庫。猛進(jìn)水庫建成運行后,頭屯河大部分洪水被引入水庫,原古河道行洪時間愈來愈少,由于平時河道水量較少甚至干涸,而岸線具有水陸特性,利用價值高,兩岸的居民將古河床開發(fā)成魚塘或填平造房,造成頭屯河古河道斷流被完全侵占。目前頭屯河下游河道若要正常下泄生態(tài)基流和承擔(dān)泄洪任務(wù),必須進(jìn)行恢復(fù)治理。

3.1 工程等級及標(biāo)準(zhǔn)

本工程屬于河道治理工程,保護(hù)五家渠市人口14.3 萬人,昌吉市沙梁子村人口0.22 萬人,保護(hù)耕地32.4 萬畝,本工程屬于河道治理工程,防洪標(biāo)準(zhǔn)為10～50年一遇,洪水流量為16.0 m3/s,根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2017）工程等別為Ⅲ等,中型工程。其主要建筑物為3 級,次要建筑物為4 級。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50476-2019）混凝土耐久性設(shè)計要求,本工程使用年限為30年。

頭屯河下游河道恢復(fù)工程岸線治理線路較長,根據(jù)每段河道沿岸的保護(hù)對象不同,設(shè)置不同的防洪標(biāo)準(zhǔn),具體情況見表1。

表1 頭屯河各河段左右岸各防護(hù)對象設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計表

3.2 工程選址及選線

3.2.1 選線原則

為落實“河長制”相關(guān)政策,恢復(fù)古河道水生態(tài),改善五家渠市人居環(huán)境,本著“尊重歷史,照顧現(xiàn)實”的基本方針,按以下原則恢復(fù)頭屯河下游河道,確定河道恢復(fù)線路：①充分利用頭屯河老河床、現(xiàn)有輸水通道和沖溝；②盡量少占耕地或不占耕地,對耕地占用的部分,需進(jìn)行占地賠償；③充分結(jié)合《新疆頭屯河防洪規(guī)劃（2013 版）》和《頭屯河水域岸線保護(hù)利用規(guī)劃報告》；④充分考慮恢復(fù)河道兩岸的生態(tài)環(huán)境；⑤對恢復(fù)河道穿越的渠系、道路等交叉建筑物,需考慮穿越方式。

3.2.2 線路比選

通過項目區(qū)現(xiàn)場踏勘、詢問當(dāng)?shù)鼐用瘛⒉樵冺椖繀^(qū)九十年代的地形圖,初步探明頭屯河古河道從現(xiàn)有末點向東北穿過烏五公路,從沙梁子村莊東側(cè)向北穿過五家渠市迎賓路后,在豐橋駕?，F(xiàn)址處形成灘地,然后向東北接入現(xiàn)在的沙山子水庫引水干渠,沿沙山子水庫引水干渠在101 團(tuán)5 連附近投入二桐枯溝,消沒于古爾班通古特沙漠。

本工程根據(jù)頭屯河古河道現(xiàn)狀情況,綜合考慮方案可行性,提出兩個線路方案進(jìn)行比選。

方案一：城外線路方案

本工程根據(jù)頭屯河《頭屯河水域岸線保護(hù)利用規(guī)劃報告》和《新疆頭屯河防洪規(guī)劃修編報告》提出頭屯河下游河道恢復(fù)工程城外線路方案,該線路總長44.11 km,起點位于現(xiàn)狀頭屯河沙梁子村南1 km 處,此處新建引水渠首,河道向東北穿過沙梁子村的魚塘然后向西北方向,穿過耕地接入下三工干枯溝。河道沿干枯溝行進(jìn)2.0 km 后,向北跨過耕地,在十三戶村西北側(cè)接入二桐枯溝。河道沿二桐枯溝向北,在樁號13+454 處,與沙山子引水干渠匯合。沿沙山子引水干渠向北穿過甘莫公路,利用已建防滲渠,在梅花工業(yè)園北側(cè)彎道25+547 處,新建渠首分水閘,向沙山子水庫分水,恢復(fù)河道向北利用枯溝并占用部分耕地,在沙山子水庫西側(cè)接入水庫泄洪渠,利用泄洪渠流入鄧家大溝,再沿鄧家大溝向北8.82 km,到達(dá)恢復(fù)終點。該方案位于昌吉市河道長度約13.46 km,位于五家渠市河道長度約30.65 km。該方案全線共新建建筑物40 座,其中渠首閘2 座,橋涵38 座。

方案二：城內(nèi)線路方案

本工程根據(jù)頭屯河古河道現(xiàn)狀情況,結(jié)合《五家渠市防洪規(guī)劃報告》和《五家渠市水系景觀專項規(guī)劃》提出頭屯河下游河道恢復(fù)工程城內(nèi)線路方案,該線路總長45.162 km,起點位于現(xiàn)狀頭屯河沙梁子村南1 km 處,此處新建引水渠首?；謴?fù)河道向東北向穿過魚塘后,沿耕地邊緣和古河道布置,穿過多座魚塘后,達(dá)到迎賓路。沿古河道線路,穿過多座彩鋼房后連接至7+462.12 處沙山子引水干渠,利用現(xiàn)有渠線,行進(jìn)7.2 km 后在樁號14+457.95 處,與二桐枯溝匯合后,之后線路與方案一相同。該方案位于昌吉市河道長度約5.6 km,位于五家渠市河道長度約39.56 km。該方案全線建筑物共50座,其中渠首閘2 座,涵洞19 座,公路橋4 座,氣盾壩11 座,過路通道14 座,兩條線路方案比選見圖2。

圖2 頭屯河下游河道恢復(fù)工程線路方案比選圖

3.2.3 方案比選

（1）占地情況分析：方案一占地面積總計122.0 hm2：其中荒地68.54 hm2,耕地41.80 hm2,林草地4.95 hm2,魚塘5.55 hm2,交通用地0.52 hm2,占房屋1.06 hm2,見表2。

表2 方案一占地統(tǒng)計表 單位：hm2

方案二占地面積總計126.65 hm2：其中荒地74.73 hm2,耕地19.22 hm2,林草地12.56 hm2,魚塘10.28 hm2,交通用地2.23 hm2,占房屋7.04 hm2,見表3。

表3 方案二占地統(tǒng)計表 單位：hm2

由表2、表3統(tǒng)計表分析,方案一占耕地面積過多,涉及基本農(nóng)田,實施難度大。

（2）投資對比

經(jīng)估算方案一（城外線路方案）總投資估算為38678.64萬元 ,方案二（城內(nèi)線路方案）總投資估算為39233.72 萬元,經(jīng)比較方案一比方案二稍經(jīng)濟(jì)。

（3）利用老河床和沖溝的情況

方案一線路利用古河道1.1 km、沖溝6.26 km、現(xiàn)有輸水通道26.08 km,總長33.437 km,占恢復(fù)河道的75.5%；方案二線路利用古河道7.98 km、現(xiàn)有輸水通道26.08 km,總長34.06 km,占恢復(fù)河道的76.16%。

兩方案中,方案一利用并恢復(fù)古河道長1.1 km,但方案二利用并恢復(fù)古河道長7.98 km。因此,方案二不僅在線路上更加還原古道,并且對沖溝和輸水通道的利用率也大于方案一。

（4）對河道兩岸的生態(tài)影響

兩方案均在14 km 左右匯入二桐枯溝,后段線路相同,因此對前14 km 的生態(tài)影響比較。

方案一占用耕地5.75 hm2,荒地4.36 hm2,林、草地0.23 hm2,占用平房1.23 hm2,漁塘4.23 hm2,交通用地0.97 hm2。方案二占用耕地3.69 hm2,荒地5.35 hm2,林、草地1.62 hm2,占用平房1.48 hm2,漁塘2.52 hm2,交通用地1.18 hm2,見表4。

表4 兩方案二占地對比表 單位：hm2

因此,方案一對現(xiàn)狀生態(tài)平衡破壞更嚴(yán)重,占用耕地較多,而方案二從五家渠市內(nèi)穿過,不但利用古道和現(xiàn)有輸水通道,而且通過本工程可以消除現(xiàn)狀通道“臟、亂、臭”的問題,改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境,達(dá)到“清四亂”和恢復(fù)生態(tài)基流的治理目標(biāo)。

（5）推薦線路

綜上所述,方案二占用耕地面積少,對現(xiàn)狀區(qū)域生態(tài)環(huán)境破壞?。环桨付€路更加還原古河道,更貼合實際并且符合五家渠市城市規(guī)劃,按此線路恢復(fù)河道后,可以顯著改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境,發(fā)揮良好的生態(tài)效益,因此選擇方案二作為推薦方案。

4 結(jié)語

本次項目通過對頭屯河下游河道岸線恢復(fù)、防洪治理、生態(tài)修復(fù)實施“岸線恢復(fù)、防洪治理、生態(tài)修復(fù)”等綜合治理措施,從而提高了河道泄洪、輸水能力,改善城市水生態(tài)環(huán)境,提升項目區(qū)水安全保障能力,為昌吉市和五家渠市水生態(tài)文明建設(shè)和社會環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。河道治理工程的實施是一個惠民生、創(chuàng)發(fā)展、保護(hù)人民生命財產(chǎn)安全的水利及生態(tài)恢復(fù)工程,工程技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理,能產(chǎn)生較大的生態(tài)效益、防洪效益和社會效益。