李亞鵬
(山東省威海市水利勘測設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司,山東 威海264299)
威海市位于山東省東部,南北東三面均瀕臨黃海,北邊與遼東半島隔海相望,西邊與煙臺(tái)市接壤,東西最大距離135km,南北最大距離8km??偯娣e5436km2,其中市區(qū)面積731km2。威海市下轄榮成市、文登市、乳山市、環(huán)翠區(qū)及威?;鹁娓呒夹g(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)和威海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)[2]。
石家河發(fā)源于榮成市橋頭鎮(zhèn)鄧南山,流域面積204km2,河道全長28.72km。河道干流平均坡度0.0041,屬季節(jié)性河流。石家河有東西兩大支流。一條支流是大貞河,長7.2km,流域面積28.64km2,于教里村匯入石家河;另一條支流是產(chǎn)里河,長6.5km,流域面積23.428.64km2,于孟家莊村匯入石家河。河流沿岸多為丘陵地帶,中下游有小型沖積平原分布,南高北低。石家河是威海市重要的防洪排澇河道,也是東部濱海新城最大的水系、主要的通風(fēng)廊道。本文對(duì)泊于水庫起始向北至下游濱海大道入海段著重進(jìn)行了研究。
石家河入海段地形地勢相對(duì)平整,中間段局部地區(qū)有緩丘地形,上游段為地形高程相對(duì)較高、山體與河流距離較近成夾持空間。規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的水體可分為主干河、天然形成的支流、邊界規(guī)則的魚塘及一些自然水塘。區(qū)域內(nèi)水系由周圍的山體地形匯水得以補(bǔ)充,季節(jié)性特征明顯。干流河寬在20~150m之間,中游段局部出現(xiàn)斷流,被雜草所覆蓋,沿河道有不連續(xù)土堤,岸線凌亂,行洪能力較弱,駁岸較為荒蕪且缺乏親水性。河灘地多為散軟淤泥,生態(tài)本底較好。部分支流水質(zhì)較差,岸邊散步垃圾。外圍高地內(nèi)散布有多處水塘,水質(zhì)條件較好,水塘內(nèi)存在自然蘆葦叢?,F(xiàn)狀堤防建設(shè)時(shí)期較早,堤頂不連續(xù),多數(shù)不能滿足現(xiàn)狀防洪需求。
石家河上游的泊于水庫主要以工業(yè)供水和防洪為主,兼顧下游生態(tài)補(bǔ)水需求,設(shè)計(jì)庫容3005萬m3,日供水量2.56萬m3。
除河道內(nèi)存在雜草和沿河外圍水塘內(nèi)的蘆葦叢外,規(guī)劃范圍內(nèi)有69hm2的黑松林,其主要分布在石家河西岸,成大路以北地區(qū)。黑松林在沿海區(qū)域防風(fēng)固沙、水土保持、水土涵養(yǎng)等方面起著十分重要的作用。
規(guī)劃區(qū)域地貌類型主要有低丘陵、臺(tái)地、河床和河漫灘、剝蝕—海蝕平原等,總體坡度比較緩。
(1)隨著威海市開發(fā)建設(shè)的加速前進(jìn),區(qū)域原有部分河道水面被侵占,填埋,河道出現(xiàn)不同程度的萎縮,調(diào)蓄功能減退。
(2)現(xiàn)狀石家河部分河段連續(xù)性較差,中游出現(xiàn)斷流,水體缺乏活力,無法形成有效水生態(tài)環(huán)境。
(3)河道堤防建設(shè)時(shí)期較早,如今僅保留土質(zhì)堤防,且堤頂不連續(xù),行洪能力較差,不能滿足防洪要求,存在較大的淹沒風(fēng)險(xiǎn)。
針對(duì)河流特點(diǎn),構(gòu)建以河道堤防、防潮堤為主的洪水防御體系,構(gòu)建保障行洪安全的河流空間——以水帶綠、量水治河,豐水多蓄、水少多綠。
4.1.1 上游(南段)
上游(南段)為治理起點(diǎn)(泊于水庫)至成大路河段,南段為水庫出口河道,由于受水庫放水出流影響較大,故應(yīng)以滿足泄洪為主,重新劃定洪泛區(qū),設(shè)置安全堤,保證泄洪安全。
為保證安全泄洪,應(yīng)當(dāng)設(shè)置2處溢流壩,壩址應(yīng)當(dāng)適當(dāng)靠近成大路為宜。
4.1.2 中游(中段)
中段為成大路和松澗路之間河段,兩條道路中間河段考慮河流流速已減緩,且該段為居民活動(dòng)頻繁區(qū)域,故應(yīng)以滿足公園的親水、觀水、存水要求為主。
設(shè)置溢流建筑物,根據(jù)河道情況和地形條件,設(shè)置2處溢流壩最為合適,通過此2處溢流壩對(duì)中段水位進(jìn)行調(diào)控,以保證區(qū)域水體景觀效果及生物多樣性。
4.1.3 下游(北段)
北段為松澗路至入??诤佣?,屬于潮汐漲落主要區(qū)域,多為河海水交換帶,水中餌料和營養(yǎng)物較豐富,為維護(hù)河道生態(tài)安全,應(yīng)以滿足自然生境保護(hù)和水交換為主,出海主要區(qū)域不建設(shè)攔蓄工程,不新設(shè)堤防,保留現(xiàn)狀自然洪泛區(qū)。此外,應(yīng)當(dāng)采用最小化的工程處理與人工干預(yù),尊重現(xiàn)狀主河槽,延續(xù)灘、灣、塘等原生景觀[3-4]。
4.2.1 水庫出口河道
為保證安全泄洪,水庫出口河道設(shè)置2處溢流壩,壩址適當(dāng)靠近成大路為宜。
4.2.2 成大路和松澗路之間河段
設(shè)置溢流建筑物,根據(jù)河道情況和地形條件,設(shè)置2處溢流壩,通過溢流壩對(duì)中段水位進(jìn)行調(diào)控,以保證區(qū)域水體景觀效果及生物多樣性。
4.2.3 近海主要區(qū)域
為維護(hù)河道生態(tài)安全,近海主要區(qū)域不建設(shè)攔蓄工程。
在進(jìn)行攔蓄規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),因石家河入海段屬于河水和海水的交匯水域,因此水文計(jì)算時(shí)要考慮河水與海水的疊加效應(yīng)。
(1)由于治理規(guī)劃的起點(diǎn)位于水庫出口,因此河水流量由泊于水庫50年一遇 (威海市該河段城市防洪標(biāo)準(zhǔn)) 溢洪道下泄流量和石家河流域下游區(qū)間來水組成。
(2)潮位根據(jù)威海市駐軍海洋觀測站數(shù)據(jù)確定,計(jì)算最不利工況組合為50年一遇設(shè)計(jì)洪水遭遇50年一遇高潮位。
根據(jù)南、中、北段的不同河道功能特性,在南段和中段設(shè)置安全堤,防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。安全堤采用隱形生態(tài)河堤,主河槽駁岸采用硬質(zhì)駁岸、格賓石籠駁岸、生態(tài)袋駁岸、置石駁岸等4種處理方式。
(1)由于南段為水庫出口,考慮流速較大,沖刷明顯,宜采用硬質(zhì)駁岸。
(2)中段可采用格賓石籠駁岸,因格賓石籠駁岸是一種柔性做法,既可滿足工程強(qiáng)度需要,也可給生物提供充分生存生境,且可較好地適應(yīng)不同水流特性,洪水與常水位不同工況。
(3)北段為河海水流交匯區(qū)域,水流情況較為復(fù)雜,采用生態(tài)袋駁岸和置石駁岸組合的方式。在成大路以北的不含入海兩側(cè)及溢流壩區(qū)域,可采用生態(tài)駁岸,生態(tài)駁岸從堤頂沿坡向下為草灌木、水生植物、生態(tài)袋和格賓石籠基礎(chǔ),其中后三者均在河道常水位以下;在石家河入海處可采用置石駁岸,在入海處原有直立駁岸的內(nèi)側(cè)采用自然拋石的景觀處理方式,并種植蘆葦?shù)冗m宜河流入海區(qū)域生長的植被,豐富此區(qū)域的生態(tài)多樣性及特色景觀效果。
針對(duì)沿海城市河流入海段的水流特點(diǎn),以威海市石家河入海段的水系生態(tài)治理為例,從洪泛區(qū)設(shè)計(jì)、攔蓄規(guī)劃設(shè)計(jì)、駁岸設(shè)計(jì)等方面分析,提出了治理思考和建議。