永定新河二期工程水土保持設計思路探析

謝遠慶，肖俊和

（1.水利部海河水利委員會，天津 300170：2.中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津 300222）

1 項目背景

永定新河位于天津市區北側，西起北辰區屈家店，東至塘沽北塘街入渤海，其右堤是天津市城區北部的防洪屏障。河道全長66 km，沿途納入機場排水河、北京排污河、潮白新河和薊運河等，是海河北系永定河、北運河、潮白河和薊運河的共同入海尾閭河道。河口控制北四河流域面積8.3萬km2。

永定新河河道開挖于1971年，是以深槽行洪為主的復式河道，大張莊以上14.5 km 為三堤兩河，北河寬300 m，南河寬200 m；大張莊以下合并為一河，河寬500～600 m。設計深槽底寬大張莊以上南河30 m、北河130 m，大張莊以下180～200 m。河底比降26 km 以上1/13 000，以下1/9 000。屈家店處南北兩河均設進洪閘與永定河泛區相連，南河末端建大張莊南河節制閘及永金引河閘。

永定新河自建成以來，上游下泄徑流甚少，河道受潮汐水流控制。隨潮水上溯的大量海域來沙不斷在河道內淤積，河道行洪能力大幅度下降。據淤積情況預測，再過10年左右時間埝下河道即達淤積平衡，河道主槽基本將被淤平，屆時永定河和北三河洪水將失去出路，嚴重威脅天津市防洪安全，因此永定新河必須進行徹底治理。

永定新河治理分二期實施，一期工程主要建設內容包括河道清淤、復堤、交通橋復建及河口建閘等，二期為河道清淤擴挖、堤防加高加固、穿堤建筑物和生產橋復建等。

為保護項目區水土資源、減少和治理工程建設過程中產生的水土流失、保護項目區生態環境及工程的安全運行，根據《中華人民共和國水土保持法》及有關法律法規規定，中水北方勘測設計研究有限責任公司負責承擔《永定新河治理二期工程水土保持方案報告書》的編制工作，并在該項目中得以實施。

2 水土保持方案的主要內容

2.1 對主體工程的水土保持進行了分析和評價

主體工程設計中，已采取的水土流失防治措施主要有堤防內側邊坡護砌、河道清淤、排泥場圍堰等工程措施，這些工程將減輕工程產生的水土流失影響，并起到穩定邊坡的作用，對控制工程造成的水土流失起到積極的作用。但是，從保持水土、美化環境的要求出發還不完善。因此，必須對堤防背水坡、土料場、排泥場、施工場地等水土流失較嚴重地區進行重點設計。為保證工程水保措施體系的完整性，需要將這些措施一并納入水?？傮w布局中，并從水土保持的角度對其合理性和完整性進行評述。

2.2 對水土流失防治責任范圍及防治分區作了界定

本工程的水土流失防治責任范圍總面積2 234.75 hm2，其中包括項目建設區和直接影響區。項目建設區可分為堤防工程防治區、穿堤建筑物防治區、疏浚工程防治區、排泥場防治區、土料場防治區、施工道路防治區、施工生產生活區等直接損壞原地貌植被的區域，防治范圍面積2 179.12 hm2；直接影響區包括施工道路影響區（單側2 m）和圍堰周邊影響區（圍堰兩側外延5 m），防治責任范圍55.63 hm2。

2.3 對水土流失進行了預測

項目區建設將擾動地表面積2 179.12 hm2，排泥、棄土量4 879.49萬m3（松方），可能造成的水土流失總量3.88 萬t，新增水土流失量2.62 萬t。水土流失主要發生在堤防工程防治區、土料場和排泥場，占新增水土流失量的91%。因此，以上地區將作為水土流失防治重點區域，也是水土流失侵蝕因子的重點監測區。

2.4 對水土流失的防治措施進行了布局

本方案將該項目水土流失防治劃分為堤防工程防治區、穿堤建筑物防治區、疏浚工程防治區、排泥場防治區、土料場防治區、施工道路防治區及施工生產生活區等。各部分防治措施主要工程量記述如下。

（1）復堤工程防治區。對于裸露的堤防堤坡需采取植物措施進行防護，其中迎水坡防護面積28.86萬m2、背水坡防護面積37.46 萬m2。樁號14+000—32+000 段背水坡坡面種植紫花苜蓿，種植面積12.08 hm2；在坡腳栽植一行喬木，株距按2.0 m計，需種植喬木0.90萬株。樁號32+000—58+500段在堤防坡面區域種植耐鹽堿的草種，種植面積46.87 hm2。樁號58+500—62+488 段堤防綠化標準應相應提高，需采取對堤坡進行客土、排鹽，然后種草，種植面積7.37 hm2。

（2）穿堤建筑物防治區。土地平整面積10.00 hm2，邊坡跡地需綠化面積3.40 hm2；針對穿堤建筑物臨時堆放地，為防止臨時堆放的土方產生水土流失，可采取臨時措施防護。在堆放地覆蓋防塵網，經估算，需覆蓋面積11.00萬m2。

（3）疏浚工程防治區。疏浚工程主要包括河道清淤和河道擴挖。本工程只針對河道擴挖區采取水土保持措施。針對臨時土料堆放地，待土方運走后進行土地平整，經估算，平整面積95.21 hm2。

（4）排泥場防治區。沿堤外排淤場圍堰邊坡植樹造林，植樹造林面積58.67 萬m2，可采取種草方式，種草面積58.67 hm2。表土剝離需臨時防護，需防護用袋裝土量1 094 m3。

（5）土料場防治區。土料場占地分為堤外占地和河灘占地。施工結束后對其進行場地平整，平整面積47.47 hm2。臨時存放表土可在堆砌地四周布設臨時草袋土防護。

（6）施工道路防治區。施工結束后對其進行平整，平整面積12.70 hm2。施工期間需做好臨時防護措施，臨時開挖排水溝89 km。

（7）施工生產生活區。施工生產區在使用完畢后，需土地平整面積9.13 hm2。

2.5 對水土保持進行監測

為了保障工程建設安全、及時掌握工程施工過程中水土流失的動態變化、了解各項水土保持措施實施情況及防治效果、最大限度地減少新增水土流失，對工程建設區應進行必要的水土流失監測。

（1）水土流失背景值監測。主要包括水土流失本底數值監測。

（2）水土保持生態環境變化監測。主要包括建設項目占地和擾動地表面積，挖填方數量及面積，棄土、棄渣量及堆放面積，項目區植被覆蓋度等。

（3）水土流失因子監測。主要包括項目所在地區降雨（暴雨應加測降水強度、降水歷時及降水過程）、建設過程中水土流失強度及危害、植被及覆蓋率、水土保持設施的數量和質量變化等。

（4）水土流失量監測。重點監測土料場、排泥場等產生的水土流失狀況。

（5）水土流失危害監測。重點監測工程建設過程中產生的水土流失對河道及兩岸周圍農田的影響和工程建設對生態環境的影響。

（6）水土保持措施防治效果監測。主要包括各類防治措施的數量和質量，林草措施的成活率、保存率、生長情況及覆蓋率，工程措施的穩定性、完好程度和運行情況，以及各類防治措施的攔渣保土效果和對改善生態環境等方面的作用。

（7）重大水土流失事件監測。在工程建設期間，水土保持監測人員應時時做好水土流失防治工作的監測，同時還應做好突發水土流失事件的監測，為預防突發事件做好準備。

加強技術監督，對施工期的水土流失量、水土保持措施等進行監測，并分析水土保持措施的防治效果，對需補充水土保持措施的地方提出要求，并制定相應的治理方案。

要委托具有水土保持監測資質的單位對工程建設實施水土保持監測。監測單位應編制《水土保持監測實施方案》，監測成果應按時向建設單位、水行政主管部門匯報。監測單位在監測結束后應編制監測報告。

3 水土保持方案的特點及創新點

3.1 體現了水土流失治理與生態改善并重的新理念、新思路

2008年4月，天津市政府下發《天津濱海新區生態建設與環境保護規劃（2007—2020）的批復》。按照規劃，濱海新區將建成“三橫兩縱”5條生態廊道，其中永定新河生態保護廊道作為其中一條重要建設生態廊道具有重要意義。本條生態廊道建設目標是通過建立河岸保護帶、保護緩沖帶以及同景觀公園相結合的防護體系，將河流及沿線土壤的生態恢復與景觀建設結合起來。此外，緊鄰項目區的中新天津生態城作為世界上第一個國家間合作開發建設的生態城市，將為中國乃至世界其他城市可持續發展提供樣板，成為展示濱海新區“經濟繁榮、社會和諧、環境優美的宜居生態型新城區”的重要載體和形象標志。

本項目采取有效的水土流失防治措施，防止工程建設對周邊環境造成的水土流失，消除了對永定新河沿岸生態環境造成的不利影響，并結合項目開發與生態環境保護相互促進、共同發展。

本項目符合濱海新區的生態發展理念，結合緊鄰的中新天津生態城建設目標，由原來簡單的“水土流失治理”轉向“治理與生態改善并重”，充分體現新時期生態建設的新思路。

3.2 符合水土保持的新規范，適應新形勢下水土保持發展的新趨勢

本方案符合《開發建設項目水土保持技術規范》（GB50433－2008）和《開發建設項目水土流失防治標準》（GB50434－2008）兩項技術標準的要求，充分體現新形勢下水土保持發展理念，將主體工程設計內容進行了充分評價。根據規范要求，該區域水保綠化標準沒有簡單考慮僅恢復原有地貌，而是依據項目所在天津濱海新區、緊鄰的中新天津生態城對該區域生態格局的要求適當提高了綠化標準，使該項目的水土保持綠化與中新天津生態城更加協調，體現了新時期水土流失治理的新思路，適應新形勢下水土保持發展的新趨勢。

3.3 因地制宜，針對性強，措施切實可行

制定永定新河治理二期工程水土保持方案的目的旨在確定水土流失防治重點，制定水土保持監測和防治方案，實施水土流失防治保障措施，為下一步水土保持工程和國家宏觀決策設計提供技術依據。

為摸清永定新河治理二期工程所在區域現狀，提出有針對性的水土流失預測和水土保持措施布局，降低對區域生態的破壞影響，設計人員對緊鄰的中新天津生態城及項目所在位置范圍內進行了細致的現場查勘和廣泛的調查研究，與涉及區縣水務部門等有關人員座談，并咨詢有關專家，傾聽他們對項目的設想和建議，在掌握大量的第一手資料的基礎上，提出有針對性的、切實可行的水土流失防治措施，為主體工程設計和施工提出改進和完善意見，使主體工程建設與水土保持工作達到有機結合；結合區域水土保持規劃，采用沿海地區植物措施新技術，使工程新增的水土流失得到有效控制，使水土流失產生的危害降到最低程度，滿足濱海新區可持續發展的要求。

3.4 結合景觀綠化，把水土保持和美化環境結合起來

水土保持是一項通過保護、改良與合理利用水土資源，維護和提高土地生產力，減輕洪水、干旱、風沙災害，以利于充分發揮水土資源的生態效益、經濟效益和社會效益，建立良好的生態環境，支撐經濟社會可持續發展的社會公益事業。隨著人們對土壤侵蝕和水土保持認識的不斷深入，水土保持概念也由初期的土壤保持發展為今天的水與土的保持同時并舉，從單一強調土壤侵蝕引起的土地生產力退化到同時強調土壤侵蝕環境與全球生態環境的聯系，水土保持涉及的內容除了防治水土資源的流失外，還賦予了利用水土資源、綠化美化環境等。

天津濱海新區海岸線長153 km，陸地面積2 270 km2，其中各類鹽堿地面積1 958.9 km2，占土地總面積的68.3%。濱海新區生態綠化建設難點區域占到總面積的53.5%，均為重度鹽堿化土壤。本項目所在地大部分作為典型的濱海鹽堿土地區，限制植物生長的主要因素為“三高一低”，即土壤含鹽量高（堤防土質易溶鹽含量為1.97%～1.20%）、地下水位高、地下水礦度高、海拔低。本工程綠化重點部位為永定新河左、右堤防堤坡、堤肩，方案設計中通過探索和研究濱海新區的生態種植經驗，提出土壤排鹽技術，加強后期養護，合理設計并培育本土耐鹽植物，有效地解決了濱海新區鹽堿環境下的綠化問題。

本設計按照以人為本、因地制宜的原則，融入生態化理念，順應水土保持發展趨勢，著重突出在鹽堿化程度較高區域實施水土保持植物措施。從河道周邊區域總體規劃、景觀布局及植物配置等方面，體現景觀生態型堤防總體設計，為天津濱海新區生態建設特別是永定新河生態保護廊道建設作出了貢獻。

3.5 對鹽堿化程度較高區域水土流失及水土保持效果進行了科學預測

本項目的水土保持方案從項目調查及項目區基礎資料出發，對項目區土壤侵蝕背景值、原生土壤侵蝕量、施工期可造成的水土流失總量、新增水土流失量及水土保持防治措施實施后自然恢復期的水土流失量等進行了預測和測算，分析出施工過程中應該重點加強防護的區域以及施工過程中重點防護的時段，對有針對性的積極預防水土流失發生起到了指導作用，有效地防護了區域的水土資源。

4 結語

（1）河流生態系統的破壞和退化有自然和人為兩方面的因素。對于開發項目，若不注意水土保持和防治水土流失，將破壞河流的生態。

（2）生態文明是人類價值觀的必然選擇，必須重新認識并構建人與自然的關系。在治水過程中，只有做到人和河流和諧相處，才能獲得真正可持續的健康的功利和幸福。

（3）水土保持、景觀設計、綠化美化、生態修復，只有把這些措施綜合在一起，才能有效地構建起人與自然的和諧關系，這才是當前建設生態文明的具體體現。