宋吉友
(湖北省襄陽市河道堤防管理局,湖北 襄陽 441000)
隨著城市化進程的不斷推進和社會經濟的飛速發展,水資源作為一種重要的自然資源,在社會發展過程中的地位愈加突出。而城市水系作為城市水資源的承載主體,其規劃的科學性和合理性將會直接影響到水資源的調度、配置和利用。襄陽市作為長江最大支流漢江的中游城市,得天獨厚的地理條件對城市水系的治理規劃提出更高的要求。文章在全面統籌襄陽市現有的水資源基礎上,對襄陽市水系的治理規劃進行了新的研究和思考。
襄陽市位于湖北省西北部,地處于東經110°45′~113°43′,北緯31°14′~32°37′之間。居于長江最大支流漢江的中游,市內水網眾多,漢江穿城而過,此外還有唐白河、小清河、七里河、襄水河、聯山溝、滾河、淳河、浩然河等8條河流。此9條河流對襄陽市城區防洪安全和水生態環境起到了決定性作用。近些年,襄陽市從高位起點,實行高標準建設和管理,城市服務功能不斷提升,然而飛速發展的同時也帶來了一些水系問題。因此,有必要對上述9條河流進行重新的科學規劃,從而更好地實現水系資源的最優規劃和配置。9條河流的情況如下:
漢江:長江最大支流,流域面積15.9萬km2,全長1577km,漢江流經襄陽市6城區河段長25.6km。防洪標準為100年一遇,洪峰流量為26400m3/s。
唐白河:漢江一級支流,于襄陽市匯入漢江,流域總面積24500km2,全長22.8km,其中襄陽市境內流域面積為4240km2,防洪標準為100年一遇,匯入漢江口洪峰流量為15700m3/s。
小清河:漢江一級支流,于襄陽市襄州區匯入漢江,流域面積1960km2,全長123km,其中襄陽城區段長20.3km,防洪標準為100年一遇,匯入漢江口洪峰流量為3200m3/s。
襄水河:漢江一級支流,于襄陽市襄州區匯入漢江,流域面積29.34km2,全長14.0km,防洪標準為50年一遇,匯入漢江口洪峰流量為154m3/s。
七里河:漢江二級支流,于襄陽市樊城區匯入小清河,流域面積47.3km2,全長20.0km,防洪標準為50年一遇,相應洪峰流量為105m3/s。
浩然河:漢江二級支流,全長7.4km,防洪標準為50年一遇,相應洪峰流量為206m3/s。
滾河:漢江二級支流,流域面積2824km2,全長146km,防洪標準為50年一遇,相應洪峰流量為3159m3/s。
淳河:漢江一級支流,流域面積657km2,全長71km,防洪標準為50年一遇,相應洪峰流量為1469m3/s。
聯山溝:位于襄陽市襄州區張灣鎮,上游連接三董水庫,下游連接聯山水庫,流域面積51.6km2,全長14.9km,防洪標準為50年一遇洪水,相應洪峰流量為220m3/s。
目前城區9條主要水系除漢江、七里河、小清河、襄水河和聯山溝部分河段整治外,其余河流防洪標準均偏低,不能達到原規劃要求。如遇大洪水時,將對城區防洪產生較大壓力。城市周邊外圍防洪體系尚未完全形成,防洪排水標準僅為10~20年一遇,尚不能滿足城市防洪要求。
襄陽市多年平均降雨量僅為869mm,屬水資源相對缺乏地區。隨著城區迅速發展,污染源不斷增多,現有水資源納污能力有限,城市面源污染增多致使城區水體不斷惡化。近年來,因經濟發展需求,襄陽市新建了6座污水處理廠,但由于雨污分流及截污尚未完成,導致城區水環境現狀形勢十分嚴峻。襄水河和七里河流經的市區段,其水體環境受影響較大,水環境承載能力進一步下降,如此將嚴重制約襄陽市的未來發展。
襄陽市屬大陸性季風氣候過渡區,汛期(5~10月)雨量充沛,城區各條水系水量豐沛,但非汛期除漢江、小清河、唐白河3條河流水量能夠滿足需要外,其余水系基本干涸,甚至無法保持基本生態流量要求,且水體納污能力基本消失,污染程度加劇,且城區水系連通性較差,無法形成有效的生態補給。
9條水系除漢江、七里河、小清河、襄水河及聯山溝部分河段進行了河道兩岸的治理及綠化,其余河段尚未進行系統的整治和綠化,河道兩岸生態環境未能有效改觀,水景觀設施缺乏,與“河長制”中的“水清、岸綠、河暢、景美”的目標尚存在一定差距。
(1)隨著襄陽市城市開發建設進程加快,區域原有水面被侵占,填埋,導致河道功能出現萎縮的現象,調蓄功能也逐漸減退。
(2)目前城市內現有河道、堤防、橋梁等工程防洪建設標準較低,不能滿足防洪需求,逢高水位時容易漫溢或漏水,成為城市防洪的薄弱環節。
(3)現狀水系規劃存在缺陷,水系河網較為復雜,統籌協調管理存在一定困難,管理時效性差,管理措施單一,合力不足。
根據GB 50201—2014《防洪標準》和《襄陽市防洪規劃報告(2011—2030)》確定漢江、唐白河、小清河3條河流防洪標準為100年一遇;襄水河、七里河、聯山溝、滾河、淳河、浩然河6條河流防洪標準為50年一遇。
針對城區漢江、唐白河、小清河、七里河、襄水河、聯山溝、滾河、淳河、浩然河這9條河流出現的問題,統籌協調,綜合整治,完善防洪體系,優化濱水景觀,實現人水和諧的舒適生態環境。
目前,襄水河、七里河、聯山溝此3條河流具備從外部引水條件,因此,可以利用現有的引水工程,從外部引水入城匯入襄水河、七里河及聯山溝,引水工程實施后形成活水入城,使襄陽市水生態品質得到提升。對于襄水河,可在上游萬山腳下,建立萬山泵站從漢江提水,遠期可從漢江上游的新集航電樞紐引水;對于七里河,可從小清河黃茅山庫區引水至白龍堰下游灌溉渠,再通過灌溉渠引水至七里河支流普陀溝,為提高引水保證率,可從紅水河水庫引水至普陀堰水庫向普陀溝補水;對于聯山溝,可從引丹工程五干渠引水至三董水水庫,通過三董水庫向聯山溝補水。如此可以充分激發這3條河流的活力,通過補水,連通水系,形成聯動機制,聯合調動其余6條河流的水資源潛力,進一步增強城區水資源承載能力,形成“九水潤城”的城市生態格局。
針對襄水河、七里河、聯山溝此3條河流,添加引水方案之后的洪水情況,利用MIKE11模型搭建水文水動力模型分析計算,以流域分區作為計算單元,以流域面降雨為數據驅動(輸入數據),通過坡面產匯流模和水動力模塊的耦合塊來模擬降水入滲、坡面產流,坡面匯流,洪水演進等過程。同時,通過不同引水方案作為邊界控制條件進行模擬計算,根據計算結果提出多個規劃方案,通過比選確定以下引水方案。
5.1.1 襄水河引水方案
根據規劃的合理性和可實施性,確定在襄水河上游萬山腳下建設萬山取水泵站,設計流量為2.2m3/s。該方案可有效增加襄水河水量,提高襄水河水質,同時也可解決護城河的水源問題,該水源可經過襄水河的泄洪閘進入護城河,可使護城河水體更新周期縮短為6d,更新水量為護城河總水量的66.7%,此方案可有效解決襄水河近期缺水問題。遠期根據漢江水資源梯級開發利用規劃,新集航電樞紐壩址位于襄陽市樊城區,距離崔家營航電樞紐40.7km,正常蓄水位76.23m,設計水位76.23m,總庫容4.218億m3,正常庫容3.012億m3。引水方案為從壩區右岸開挖引水渠道,進口底高程74m,自西向東引水至萬山腳下襄水河分洪渠,入分洪渠渠底高程為67.0m,引水線路全長21km,設計引水流量10m3/s,全線可采用明渠加隧洞引水方案。
5.1.2 七里河引水方案
七里河可分別從小清河黃茂山電站庫區及紅水河水庫引水,黃茅山電站位于小清河河口上游33.9km處,電站庫區正常蓄水位84.0m,可從庫區右岸開挖7.41km的引水隧洞將水引至白龍堰水庫下游灌溉渠,再通過疏通白龍堰水庫下游灌溉渠引水至七里河支流普陀溝,設計引水流量結合水源保證并按照生態流量要求,最終確定為3.0m3/s,隧洞進口底高程82.0m,出口底高程79.0m。紅水河水庫為大(2)型水庫,總庫容1.61億m3,壩址集雨面積190km2,多年平均流量為0.95m3/s,水庫正常蓄水位117.0m,溢洪道為有閘控制的寬頂堰。紅水河水庫灌溉渠道可向下游普陀堰水庫補水,渠道全長26.7km,渠道底寬2.5m,設計引水流量3.0m3/s。遠期情況,七里河可從新集電站庫區左岸引水,設計引水流量為10m3/s,渠道進口底高程74.0m,自西向東明渠引水。
5.1.3 聯山溝引水方案
聯山溝位于襄陽區,上游連接三董水庫,下游連接聯山水庫,聯山溝在下游有兩條排洪通道,東支匯入唐白河,西支匯入小清河,總流域面積為51.6km2。引丹灌區可以通過干渠向三董水庫引水,進而向聯山溝引水,引水渠道長3.5km,設計引水流量1.5m3/s。
“九水潤城”的方案是充分調動漢江、唐白河、小清河、七里河、襄水河、聯山溝、滾河、淳河、浩然河等9條河流的水資源潛力,針對每條合理的河流特性,以問題為導向,因河制宜,采用針對性的治理規劃方案,充分激發河流活力,從而打造良好的城市水生態環境。
對于重要性最強的漢江,應當按照漢江“1964年洪水”標準(相當于100年一遇洪水標準),進行堤防加固,確保防洪安全。此外,在堤防加固的基礎上,在防洪大堤內側預留寬綠化景觀帶,在城區適當河段設計江灘人工濕地,改善灘地環境,打造親水場所,優化水體景觀;對于唐白河、小清河、滾河、淳河、浩然河此5條河流,應嚴格按照相應河段的防洪標準,將未建堤防、已建但不滿足防洪標準的堤防進行加高加固處理,同時進行沿岸防護坡岸綠化,留設綠化景觀帶,設置沿河道綠地,臨水設步行道,觀景臺,修整岸線,打造生態良好的濱水環境;對于襄水河、七里河和聯山溝,因沿岸城區工業生產活動較多,工業廢水未經處理直排,造成水體嚴重污染,本次方案擬將沿線兩岸排污口全部截流至排污干管后引至污水處理廠進行凈化處理,嚴禁污水入河。因為此3條河流具備從周邊引水的優勢,除進行河道整治提高防洪標準和預留綠化景觀帶之外,還需通過引水工程進行水體更新,改善河流水質情況,進而改善水生態和水環境現狀。
工程規劃和建設是治理河流的基礎,但良好的基礎需要通過科學的管理方案才能發揮出最大效益。因此,管理方案作為城市水系規劃建設的有機組成部分之一,是促進城市水系工程防洪、親水及生態景觀功能充分發揮的保障,尤其是在超標準洪水情況下,管理方案更是保證防洪安全、減輕洪澇損失的關鍵因素。針對“九水潤城”的規劃方案,提出相應的管理方案。
(1)建立高效、及時、可靠的防汛指揮系統,包括洪澇信息采集及預報系統、通信網絡和決策支持系統,以便于全面綜合地掌握水情、工情、災情實況,并對其發展趨勢做出及時預報和預測,最大限度減小災害損失。
(2)對于市內的超標準洪水制定蓄排結合的防洪預案,優先利用開發程度較低的區域進行調蓄,起到避重就輕,風險轉移的目的。同時,加強防汛隊伍的建設、防汛物資的儲備和日常防汛管理和搶險準備工作。
(3)結合“河長制”相關內容,實行地方黨政領導防汛責任制,層層落實各層各段“河長”的職責,做到責任到人,同時不定期進行考核。
通過對襄陽市水系情況進行整體分析并重新思考,結合9條河流各自存在的問題和河流特性,因河制宜,提出了引水方案和治理規劃相結合的“九水潤城”治理方案,并用MIKE11進行了驗證分析,以期為襄陽市未來更好地發展提供優良的水資源基礎和“人水和諧”的水環境條件。