通惠河(通州段)河道生態(tài)治理探析

凌玉梅 黎國(guó)文

(北京市北運(yùn)河管理處,北京 101100)

通惠河位于北京市城區(qū)東部,西起東便門(mén),流經(jīng)朝陽(yáng)區(qū),于永通橋(俗稱(chēng)八里橋)入城市副中心,向東至北關(guān)閘上,與溫榆河、小中河、運(yùn)潮減河、北運(yùn)河形成“五河交匯”,是北京市的主要排水河道,擔(dān)負(fù)著城區(qū)及東部地區(qū)的排洪排澇、排污任務(wù)[1]。

通惠河屬北運(yùn)河水系,河道全長(zhǎng)20.1km,流域總面積264km2,其中通州段河道長(zhǎng)4.3km,流域面積3.46km2,起點(diǎn)為永通橋,終點(diǎn)為向東入北運(yùn)河河口,河段內(nèi)有7座橋,分別為新八里橋(永通橋)、舊八里橋、京承鐵路橋、篩子莊橋、通惠橋、北關(guān)大道跨通惠河橋、通濟(jì)橋(臥虎橋)。全部位于城市副中心155km2范圍內(nèi)。

1 通惠河(通州段)河道治理歷史

新中國(guó)成立后,水行政主管部門(mén)對(duì)通惠河(通州段)進(jìn)行過(guò)多次治理,包括清淤疏浚及結(jié)合河道現(xiàn)狀進(jìn)行功能強(qiáng)化與提升方面進(jìn)行的工程措施治理。1949年后,針對(duì)河道泄洪排水不暢狀況,通過(guò)多次疏浚及整治——疏浚清淤、加擴(kuò)河床、打通卡口、增大排水泄洪能力等,提高了河流整體排洪排澇能力[2]。1997—1998年,重點(diǎn)疏挖治理了通惠河通州段,共開(kāi)挖土方36萬(wàn)m3,回填土方20萬(wàn)m3,河道清淤5萬(wàn)m3,該次治理全段采用硬質(zhì)護(hù)砌,基本解決了流域的防洪排水問(wèn)題,為抵御歷次洪水發(fā)揮了重要作用;從2012年5月開(kāi)始,實(shí)施通惠河水環(huán)境綜合整治一期工程,即通州段部分的通惠橋至臥虎橋段共1.2km的整治工程。整治后,河道防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到50年一遇。

2 河道現(xiàn)狀亟須修復(fù)與治理的問(wèn)題

通惠河(通州段)自新中國(guó)成立以來(lái)歷經(jīng)了多次疏浚、截污、護(hù)砌、環(huán)境整治,承擔(dān)著排洪、排澇、排污任務(wù),成為北京城市副中心的城市內(nèi)河,在多年的控制運(yùn)用中,因歷史條件的局限性和現(xiàn)階段新的功能定位的需要,現(xiàn)狀河段在排水、水資源生態(tài)利用、周邊環(huán)境協(xié)調(diào)性、水韻文化傳承與發(fā)揚(yáng)等諸多方面存在著不同程度的問(wèn)題,結(jié)合新的北京城市副中心規(guī)劃要求,亟須工程與非工程措施相結(jié)合的符合現(xiàn)代發(fā)展趨勢(shì)標(biāo)準(zhǔn)要求的生態(tài)化治理與修復(fù)。

a.20世紀(jì)90年代的河床、岸、坡的硬化護(hù)砌阻隔了河水下滲,破壞了水的自然循環(huán);而通州段處于通惠河的下段,上段調(diào)控調(diào)度的水量下泄后又受入北運(yùn)河河口處北關(guān)攔河閘的調(diào)度制約,因此河道水體流動(dòng)性較差,淤積較嚴(yán)重。

b.河床、岸、坡的硬化護(hù)砌阻礙了地下水補(bǔ)給,破壞了河流自然環(huán)境,水體不能稀釋凈化,淤泥中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放到水中,使水體污染;河道和河岸、堤、坡硬質(zhì)護(hù)砌減弱了水體與濱河區(qū)域陸地之間的空氣環(huán)流,加劇了“城市熱島效應(yīng)”。

c.通惠河濱河路距常水位18.9m高差近5m,沿河景觀(guān)綠化單一,景觀(guān)效果差,現(xiàn)狀河道整體環(huán)境存在弱生態(tài)、親水性差、功能單一的問(wèn)題,與規(guī)劃中的北京城市副中心的標(biāo)準(zhǔn)要求不適應(yīng)。

3 治理措施

3.1 通惠河(通州段)全河段疏浚清淤

3.1.1 河道淤積致典型暴雨泄洪不暢

根據(jù)《北京市防洪排澇規(guī)劃》,通惠河功能定位為城市排洪排澇河道,主要承接本流域內(nèi)澇水,本段河道排澇標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn),通惠河通州段河道接北運(yùn)河入河口,其防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿(mǎn)足北運(yùn)河入河口100年一遇洪水不漫溢的要求,堤防頂高程不低于北運(yùn)河入河口100年一遇洪水位[3]。通惠河通州段(除一期整治1.2km通惠橋至臥虎橋段)現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計(jì),50年一遇洪水校核。而下游北運(yùn)河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水設(shè)計(jì),100年一遇洪水校核。通惠河現(xiàn)狀功能狀態(tài)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)用需要。

20世紀(jì)90年代期間該段河段的疏浚治理采用河道連鎖板護(hù)砌2.8萬(wàn)m2,河坡六角磚護(hù)砌4.2萬(wàn)m2,直墻混凝土澆筑1.8萬(wàn)m3。這些硬質(zhì)護(hù)砌成為河水下滲的完全阻隔層,并且河槽與原有的自然河岸應(yīng)有的橫向水文聯(lián)系被破壞,河流的水文特征和流量也改變了[3],垂直又高深的河槽使水體的徑流量、流速和泥沙量都顯著增加,雨洪裹挾著泥沙流向下游,有關(guān)部門(mén)曾于2011年、2017年、2019年幾次對(duì)河道不同位置進(jìn)行了釬探,河道兩側(cè)護(hù)坡坡腳處大部分淤積0.25～0.45m,河道中心地帶高程低而淤泥較厚,普遍淤積0.6～1.2m,最大厚度超過(guò)2m。

對(duì)“2012·7·21”和“2016·7·20”兩次暴雨洪水下泄過(guò)程的對(duì)比暴露出來(lái)淤積河泥嚴(yán)重影響了河道排洪排澇能力。通惠河(通州段)洪峰流量成果見(jiàn)表1。

表1 通惠河八里橋—北運(yùn)河入河口段(通州段)洪峰流量成果

“2012·7·21”大雨,北運(yùn)河流域平均降雨量179.1mm,北關(guān)攔河閘最高水位20.48m,已接近10年一遇洪水位20.50m,閘門(mén)工況為全部提出水面泄洪,通惠河最大流量516m3/s;而4年后在“2016·7·20”暴雨河道泄洪過(guò)程中卻突出顯現(xiàn)了河道淤積致泄洪不暢的問(wèn)題。這次暴雨北運(yùn)河流域平均降雨量254.3mm,通惠河(通州段)入北運(yùn)河河口處攔河閘上游最高水21.18m,已超過(guò)20年一遇設(shè)計(jì)洪水位21.00m,閘門(mén)工況也同樣提出水面泄洪。通州段20年一遇設(shè)計(jì)排洪泄流量為611m3/s,而實(shí)際最大下泄流量只有507m3/s,該河段左岸中上游京承鐵路橋下面堤路積水點(diǎn)因河面壅水導(dǎo)致道路積水不能順利排入河中,緊急調(diào)度應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍用水泵抽取道路積水排入河道,從而避免了因道路交通阻塞和路面積水過(guò)深而導(dǎo)致的危險(xiǎn)情況。

3.1.2 河道未來(lái)規(guī)劃匯水流量

2016年水利部審查通過(guò)的《北京市防洪排澇規(guī)劃》中,根據(jù)河道現(xiàn)狀及規(guī)劃雨水管網(wǎng)匯水范圍、2020年規(guī)劃下墊面以及雨水管道排水標(biāo)準(zhǔn)提高至3～5年一遇等因素,采用多點(diǎn)入流匯流法,以及基于SWMM軟件建立的降雨產(chǎn)匯流模型等方法,對(duì)通惠河河道的規(guī)劃流量進(jìn)行復(fù)核分析,復(fù)核后,通惠河干流各斷面20年一遇流量增加18%～32%,50年一遇流量增加10%～24%,100年一遇流量增加3%～19%[3]。

3.1.3 河道疏浚治理措施

上述河道運(yùn)行和調(diào)度情況及規(guī)劃流量增加數(shù)據(jù)都充分表明河道淤積使雨洪下泄流速減緩、流量減小、河道水位升高,一定程度上增加了區(qū)域排洪壓力。

因此對(duì)河道進(jìn)行疏浚、擴(kuò)挖、清淤并按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)填筑堤防等工程措施已經(jīng)成為此河段治理首先面臨的問(wèn)題,而且在河道常年調(diào)度控制運(yùn)用的過(guò)程中,應(yīng)將此項(xiàng)工作常態(tài)化開(kāi)展,要定期巡查、觀(guān)測(cè)、匯總、分析,及時(shí)實(shí)施,通過(guò)疏挖整治及兩岸堤防填筑,盡可能拓寬行洪斷面,進(jìn)一步增加過(guò)流能力,從而提高河道行洪排水能力,以確保河道排洪排澇的安全。

3.1.4 部分河段整塑恢復(fù)自然形態(tài)

對(duì)于篩子莊橋上下游河道以及臥虎橋部分河段因原來(lái)局限于占地問(wèn)題導(dǎo)致狹窄而陡直的過(guò)流斷面位置,利用兩岸規(guī)劃防護(hù)綠帶拓寬河道上口寬度,盡可能地將河道由原“裁彎取直”變?yōu)閺澢鲬B(tài),以騰出更多的空間容納水體,避免淤積形成;同時(shí)將河道設(shè)計(jì)與規(guī)劃綠帶融為一體,對(duì)河岸形態(tài)進(jìn)行自然整塑,使河道與河岸空間相互協(xié)調(diào)。

3.2 大力推進(jìn)并加強(qiáng)實(shí)施“海綿城市建設(shè)”技術(shù)

3.2.1 規(guī)劃實(shí)施河段流域性“海綿城市”系統(tǒng)建設(shè)

通惠河(通州段)是通州新城內(nèi)河,生態(tài)修復(fù)與治理應(yīng)首先建設(shè)城市海綿網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并使之與社會(huì)化生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)緊密結(jié)合。在通州城小流域的層面把河道和沿河流域范圍內(nèi)環(huán)境設(shè)施聯(lián)系起來(lái),從周邊住宅社區(qū)、單位等社會(huì)小單元的雨水花園、街心小花園到道路綠化帶和水系景觀(guān)再到城市大公園和林帶,全面建設(shè)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng),形成“海綿城市”生態(tài)網(wǎng)絡(luò)并統(tǒng)一調(diào)控管理。由此促進(jìn)河道周邊城市區(qū)域的雨水利用和生態(tài)環(huán)境改善。

3.2.2 拆除硬質(zhì)護(hù)砌,建設(shè)生態(tài)河道、岸、坡

河岸與河床的硬質(zhì)護(hù)砌阻礙且大大減少了地下水的補(bǔ)給,硬化襯砌的駁岸阻隔了河道與河畔植被的水和氣的相互循環(huán),使岸上的植物和大多數(shù)的水生動(dòng)物失去了生存空間,自然環(huán)境遭到了破壞。同時(shí)淤積的河泥吸附了大量污水中的物質(zhì),當(dāng)泄洪量大時(shí)河中淤泥擾動(dòng)泛起而污染物質(zhì)被釋放到水里,使水體渾濁并惡化造成污染。

在濱河區(qū)域因水陸下墊面不同,對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收和反射程度不同,開(kāi)敞河面的水體能夠吸收和存儲(chǔ)大量的太陽(yáng)輻射能,而熱容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比濱河區(qū)域陸地大,升降溫度很慢,由此水體與兩岸陸地之間會(huì)形成空氣環(huán)流,而混凝土硬質(zhì)護(hù)砌切斷了河堤、岸、坡的土體與其上部空間的水氣交換和循環(huán),一定程度上減弱了空氣環(huán)流[4],從而加劇了區(qū)域內(nèi)的“城市熱島效應(yīng)”。

根據(jù)通惠河(通州段)的河道、岸坡、巡河堤路及濱河空間的實(shí)際,削減上述不利因素的治理措施首先是拆除河道、河坡、駁岸的硬質(zhì)護(hù)砌,使河水能夠自由侵蝕和滲漏,在一定程度上恢復(fù)河水的自?xún)裟芰?在堤防、河岸和河坡的護(hù)砌工程中采用泥土、卵石、塊石或石材等天然材料,以便于臨河地帶水生植物生長(zhǎng),恢復(fù)其應(yīng)有的自然生態(tài)環(huán)境。另外還可以采用近年來(lái)日本研制的一種可生長(zhǎng)水草和其他植物的新型環(huán)保混凝土,以恢復(fù)自然生態(tài)和保護(hù)環(huán)境[5]。通過(guò)岸坡生態(tài)改造、濱水景觀(guān)提升等措施,營(yíng)造水綠共融的親水空間,為河道兩岸城市建設(shè)創(chuàng)造良好的水生態(tài)環(huán)境。

3.2.3 運(yùn)用“海綿城市”技術(shù)生態(tài)治河,減少“城市熱島效應(yīng)”

通惠河(通州段)河水源于雨水和上游來(lái)水,如果河水因上段水資源不足而不能充分稀釋,或人為亂扔垃圾等原因而使水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)滲入地下污染地下水,就得不償失了。通惠河(通州段)沿河北岸京承鐵路橋下游因有八里橋大型農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng),橋下水面經(jīng)常有大量垃圾堆積,水環(huán)境差,嚴(yán)重影響兩岸居民生活環(huán)境。沿岸居民是通惠河(通州段)的水環(huán)境主要惠及對(duì)象和主力維護(hù)者,但由于現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境的制約和發(fā)展的相對(duì)滯后而加劇了河岸生態(tài)破壞,而且受上游來(lái)水影響通惠河水質(zhì)總體呈總氮、總磷較高的狀況。因此為進(jìn)一步提高河道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)河流親水性,就應(yīng)把“海綿城市建設(shè)”的理念融匯落實(shí)到“生態(tài)治河”的工程實(shí)踐中,借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)推進(jìn)“海綿城市建設(shè)”,盡快恢復(fù)河流生態(tài),使河道服務(wù)社會(huì)?！昂＞d城市建設(shè)”是國(guó)際國(guó)內(nèi)都大力提倡的一種預(yù)防城市內(nèi)澇、緩解水資源短缺、加強(qiáng)雨洪管理的城市建設(shè)新模式,推進(jìn)海綿城市建設(shè)早已成為我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的重點(diǎn)[6]。

針對(duì)通惠河(通州段)現(xiàn)狀實(shí)際情況以及河道生態(tài)治理建設(shè)的需要,可在河段上游新、舊八里橋(永通橋)兩岸開(kāi)闊灘地和篩子莊橋下游自然彎道處以及坡腳低洼處建設(shè)人工濕地,種植一些如鳳眼蓮和空心蓮子草、風(fēng)車(chē)草、燈芯草、水燭等吸收氮磷較強(qiáng)的水生植物;也可以在河底自然土質(zhì)較好的河段灘地處建設(shè)天然濕地,種植蘆葦、菖蒲和睡蓮、苦草、軟水草、鳶尾等吸收水中營(yíng)養(yǎng)物較強(qiáng)且自然繁衍能力較快的水生植物以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。同時(shí)大力挖掘區(qū)域土地資源潛力,在岸上、堤外原建筑房屋騰退后有可利用空地的條件下,還可以建設(shè)濱河公園和小型人工濕地[7],加強(qiáng)水體與兩岸陸地之間的空氣環(huán)流,加速水氣交換和循環(huán),一定程度上減輕“城市熱島效應(yīng)”,改善濱河兩岸區(qū)域居民社區(qū)和商業(yè)辦公聚集區(qū)的環(huán)境,正可謂一舉多得。

3.3 融匯歷史、生態(tài)、人文,打造綠色生態(tài)水環(huán)境景觀(guān)河段

3.3.1 通惠河(通州段)水環(huán)境規(guī)劃

根據(jù)《通州區(qū)綠地系統(tǒng)規(guī)劃》,未來(lái)通州新城行政轄區(qū)綠地布局結(jié)構(gòu)為“一城四區(qū)、二河多廊、五片四鎮(zhèn)”。其中通惠河(通州段)位于多廊規(guī)劃范圍內(nèi),沿通惠河建立通州區(qū)綠色生態(tài)廊道[8]。

3.3.2 通惠河(通州段)水環(huán)境現(xiàn)狀

通惠河(通州段)兩岸住宅密集,分布著近20個(gè)住宅小區(qū)和多家商業(yè)店鋪,且毗鄰?fù)ㄖ萑f(wàn)達(dá)廣場(chǎng)和國(guó)泰百貨大型商業(yè)場(chǎng)所,人口相對(duì)較為集中,且河岸附近的居民有對(duì)良好環(huán)境的渴望,但由于基礎(chǔ)建設(shè)的缺失,使得每天與他們朝夕相處的通惠河現(xiàn)狀堪憂(yōu),水體和水環(huán)境不能成為人們休閑納涼、親水宜人的樂(lè)游之地。如果生態(tài)治理和綠色生態(tài)廊道建設(shè)能夠早日實(shí)施,河流附近的棚戶(hù)區(qū)改造在政府政策支持下加快進(jìn)度,必將大大提升河流周邊環(huán)境,為居民提供一個(gè)高大上的親水休閑娛樂(lè)場(chǎng)所,增加沿河居民的生活幸福指數(shù)。

3.3.3 通惠河(通州段)水環(huán)境生態(tài)治理措施

通惠河(通州段)處在運(yùn)河核心區(qū),地理位置優(yōu)越而關(guān)鍵,其4.3km河道在未來(lái)北京城市副中心建設(shè)中將會(huì)成為通州新城的城市內(nèi)河河道,河道的功能定位在滿(mǎn)足區(qū)域防洪排水的要求前提下,兼具休閑、景觀(guān)、生態(tài)及文化教育等功能[9]。因此河道景觀(guān)的設(shè)計(jì),應(yīng)從利于人們親近自然、親近水流的思路出發(fā),把河岸堤路、構(gòu)筑物、濕地小花園、綠化帶、親水空間等有機(jī)結(jié)合,最大限度實(shí)現(xiàn)河岸自然化形態(tài);將千年古河的漕運(yùn)文化、水利文化、歷史文化古韻融入其中,并充分考慮河流與通州新城相融相益、相輔相成、相得益彰,統(tǒng)籌實(shí)施水環(huán)境、水資源、水生態(tài)治理,充分發(fā)揮“水生態(tài)效益”和“水環(huán)境效益”,切實(shí)做到生態(tài)打底、文化筑基、產(chǎn)業(yè)興城,使河道融入并服務(wù)于城市,成為新城核心區(qū)的亮麗景觀(guān)河。

4 結(jié) 語(yǔ)

近年來(lái)國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)于受損傷河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)研究日益廣泛且成果顯著。本文結(jié)合該研究領(lǐng)域的理論觀(guān)點(diǎn)并從實(shí)際出發(fā),基于通惠河(通州段)河道嚴(yán)重淤積、水體污染、水環(huán)境生態(tài)的現(xiàn)狀成因分析和對(duì)其控制運(yùn)用產(chǎn)生的不利影響,探討了在現(xiàn)階段河道新的功能定位條件下進(jìn)行生態(tài)修復(fù)與治理的設(shè)計(jì)思路與技術(shù)實(shí)施措施,以期能夠在通惠河(通州段)河道整治工程中提供參考,并希望引起社會(huì)各方對(duì)河道生態(tài)修復(fù)與治理的關(guān)注,建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)水環(huán)境,讓綠水青山成為金山銀山。