濱州市城區河湖水系連通工程規劃

梅震偉，鞏玉成，郝玉偉，王帥奇，張競超

(1.山東省濱州市水利局，山東 濱州 256603；2.濱州市水利勘測設計研究院，山東 濱州 256600)

濱州市位于山東省北部、黃河三角洲腹地、渤海灣西南岸，地處黃河三角洲高效生態經濟區、山東半島藍色經濟區和環渤海經濟圈、濟南省會城市群經濟圈“兩區兩圈”疊加地帶，是全國水生態文明建設試點城市。濱州市規劃中心城區是濱州市的政治、經濟、文化中心，南部黃河沿邊界而過，區內河渠水系分為引黃灌排渠系工程和防洪排澇河道工程，城區水系以黃河水作為主要水源，除天然徑流外，主要依靠張肖堂引黃灌區的東、西干渠(秦皇河)引用黃河水滿足水系的用水需求。水系是城鄉經濟可持續發展和生態系統健康的重要因素[1]，水系連通可實現防洪與水資源綜合利用的協調統一[2]，是水環境改善的必要條件[3]。目前濱州城區水系尚未實現全部貫通，亟需實施濱州市城區河湖水系連通工程，提高雨洪資源利用率，改善流域生態環境，緩解城市防洪除澇壓力，為城區經濟發展和人民生活品質的提高提供強有力的基礎保障。

1 自然概況

項目區由濱州市濱城區、濱州經濟開發區與濱州高新技術產業開發區構成，地處黃河下游，為暖溫帶半干旱季風性氣候區，屬黃泛沖積平原海河流域，地形以平坦寬廣為特點，坡降平緩，自然地形由西南向東北傾斜，地面坡降為1/8000～1/10000，平地地面海拔高程在12.0～8.0m之間，微地貌屬微斜平地類型；土壤分潮土和鹽土兩種土類，以潮土為主。

項目區南北縱向河渠由西向東主要有西沙河、秦皇河(原張肖堂西干渠)、新立河、張肖堂東干渠、秦臺河及朝陽河“兩渠四河”，東西橫向河道由南向北主要有南環河、南新開河、北新開河及北環河四條河道。區域內水系退水出路均由潮河承擔，城區水系穿越北環河后均于下游匯入潮河，再經潮河干流獨流入海。黃河、潮河徑流的共同特點是，年內分配不均，70%以上集中在汛期的6—10月份，年際間差異很大，造成中心城區多旱重澇。黃河泥沙含量大，徑流量逐年減少，斷流次數增多且斷流時間長，是其又一特點，這些自然災害性特征制約著區域內國民經濟的發展。項目區水系以黃河水作為主要水源，除天然徑流外，主要依靠張肖堂引黃灌區的東、西干渠(秦皇河)引用黃河水滿足水系的用水需求。

2 水系工程現狀及主要問題

濱州市地處山東海河水系諸河及黃河、小清河下游，歷史上旱、洪、澇、潮災害頻發，自建國以來，疏挖河道，加固堤防，引黃灌溉，初步建成了引黃灌溉、調水蓄水、防洪除澇、城鄉供水、生態水利五大水利工程體系。項目區范圍內河流除黃河灘地屬黃河流域外，位于黃河北岸，均屬于海河流域。由于緊靠黃河，區內用水以引黃為主，張肖堂引黃閘位于城區水系最南端，為整個水系的水龍頭，為水系提供主要的客水水源。城區水系工程按主要功能可分為引黃灌排渠系工程、防洪排澇河道工程、湖泊水庫蓄水調蓄工程三大類[4]。

2.1 引黃灌排渠系工程

中心城區黃河河段長45.2km，引黃是本區域灌溉、工業及生活用水的主要水源。項目區主要涉及張肖堂引黃灌區，灌區位于項目區中部，控制土地面積44.25萬畝，其中耕地面積28萬畝，設計灌溉面積25萬畝。灌區隨行政區劃調整和渠道的變遷，現僅存原設計總干渠、三干渠、四干渠。為便于分辨，總干、三干改稱東干渠，四干改稱西干渠(秦皇河)。東干渠穿市區東部而過，總長37.32km，區內渠段長19.81km；張肖堂西干渠全長30.81km，區內渠段長15.3km(秦皇河)。兩渠道部分渠段淤積嚴重，急需進行綜合整治，建筑物損壞缺失，急需新建配套。

灌區建成以來，除利用區內天然徑流外，主要依靠張肖堂東、西干渠引用黃河水滿足水系的用水需求。引黃必引沙，由于張肖堂渠首無沉沙設施，致使排澇河道淤積，排澇能力降低，不但增加了城市防洪壓力，而且影響生態景觀效果，同時渾水進入南海水庫，造成作為工業居民生活用水水源的南海水庫庫容逐年減少，嚴重影響到供水安全。

2.2 防洪排澇河道工程

城區內現狀主要排澇河道有西沙河、新立河、秦臺河、朝陽河，四河同屬潮河支流，沿線流域退水匯入潮河獨流入渤海。東西橫向河道主要有北環河、南環河，主要起貫通作用。6條主要河道水系基本成型，但仍然存在制約水系貫通的“瓶頸”因素，主要體現為：

(1)部分河段淤積嚴重，水流不暢。

(2)北環河尚未連通，存在多處“實心”公路橋。

(3)南環河東段靠近工農水庫河床淤高，多處開辟為“小徑”，中段尚未打通，西端與西環河的連接尚未建立。

(4)新立河、秦皇河、秦臺河等市區河道出北環后向下游的通道均靠“土壩”控制。

2.3 湖泊水庫調蓄工程

現狀城區水系較大規模水庫主要有中海、北海、南海及工農水庫，由于多年運行且未進行清淤，北海、南海、工農水庫等需清淤整治，恢復原設計蓄水規模。另外，尚有按照“取土筑路、挖土成湖”的原則，結合城市自身洼地，建設的以如意湖、彩虹湖等為代表的72個人工湖泊，其中部分零星水體約61處缺乏連通管道與附近水體相連，無法實現互通，急需建設連通管道及建筑物。

3 工程規劃

3.1 規劃原則

水系連通工程是一項系統工程，必須從全過程視角進行全面考慮[5]，遵循客觀與自然規律、降低工程負面影響、重視生態平衡[6]，進行統籌規劃設計。本工程按如下原則工程規劃設計，保障水系連通工程效益發揮。

(1)因地制宜原則。充分利用現有工程，盡量減少占地，結合城市、市政、交通等部門規劃內容[7]，開展水系整治，擴大蓄水面積及容量，提高城市排澇抗洪、抗旱供水的功能。

(2)生態型原則。結合水系的整治，配合園林、林業的種植，培育良好的城市生態環境，構筑新型的城市大環境生態綠地。

(3)可持續發展原則。在充分發揮工程公共性和安全性[8]的基礎上，通過水資源的優化配置、城市綠化、污染防治、結構調整，促進城市環境保護、生態建設、循環經濟的可持續發展。

3.2 規劃目標

規劃期內構建合理的碧水系統，河湖互聯互通，形成“四環五海”的大環境綠化景觀構架，體現秀水綠脈環繞的現代化城市特色。

3.3 規劃內容

濱州市城區河湖水系連通工程擬以區內西環河、新立河、秦臺河、東環河、北環河、南環河等6條主要排澇河道及張肖堂東、西干渠為脈絡，以中海、南海、北海等調蓄水庫及星羅棋布的七十二湖為中心，通過工程措施，完成城區水系清淤拓挖護砌治理、節制控水建筑物配套、水系水質控制修復和保護工程建設、水利信息化建設，實現城區水系縱橫貫通、河湖水系連通如圖1所示。

圖1 濱州市城區河湖水系連通工程布置

3.3.1引黃灌排渠系工程

(1)新建張肖堂渠首庫容100萬m3沉沙池，設計水位13.5m，內設6m寬隔堤880m，隔堤上設有流量5m3/s的聯通涵洞一座，將沉沙池劃分東、西兩條沉沙條渠，沉沙條渠輪流使用可提高城市水系供水保證率；工程布置于距引水口較近的南海水庫南側，可保障良好的沉沙引水條件，實現南海水庫清水入庫，同時提升周邊南海景區及獅子劉景區生態景觀。

(2)張肖堂東干渠治理18.96km，其中，渤海十一路上游8.34km渠段清淤疏浚、護砌；渤海十一路至北外環以北10.62km渠段清淤疏浚，大部分渠段設計水深1.72m，邊坡控制坡比1∶1.75、1∶1.5。護砌部分按照“利于輸沙、防止滲漏、節省投資、方便施工并適當結合城區建設”原則，采用水位以下25cm厚漿砌石、以上8cm厚砼預制板護砌，既滿足了渠道的冬季凌期抗凍要求，又提升了渠道節水效果，縮短了部分工期。

(3)秦皇河清淤護砌4.8km，其中，渠首節制閘-南海中段2.3km河段設計水深2m；黃河十二路-北環河2.5km河段設計水深3.0m。按照城市“大水面、大綠化、大空間”的規劃原則和“岸線彎曲自然，水面與景觀協調，水生態良好，節省投資、方便施工，管理方便”的河道治理原則，邊坡采用漿砌石重力式擋土墻，具有較強抗沖刷能力和美觀外形。在與南環河交匯處、中海出口處、北環河以北新建3處橡膠壩，壩高分別為1.5、2、3m，控制水位9.5、9、7m，在發揮攔蓄功能的同時，充分發揮水面景觀功能。

3.3.2防洪排澇河道工程

(1)南環河西段7km河段清淤拓挖，新建雙面節制閘3座，交通橋3座；中段渤海九路以上5.77km河段清淤拓挖，新建雙面節制閘2座，交通橋3座；東段黃河一路以南、渤海五路以東新開河段1.24km，新建配套交通橋2座，增強城區水系調蓄能力緩解城市防洪除澇壓力，增加水體流動性。

(2)北環河河道清淤拓挖護砌14.4km，邊坡采用漿砌石重力式擋土墻，新建南岸漫步道14.4km，新建跨北環河交通橋3座，為市民提供近距離觀水、親水平臺；西環河、新立河、東環河清淤疏浚29.77km，各新建橡膠壩1座；秦臺河上布置3處橡膠壩，均為壩長20m，壩高1.8m。

(3)北新開河清淤拓挖3.0km，建設橡膠壩2座；開挖南新開河2.20km，設計水深3m，邊坡1∶3，河口寬50m，實現全部水系工程的互聯互通，構建完善的城市生態水網。

3.3.3湖泊水庫調蓄工程

南海、北海、工農水庫庫區進行清淤至原設計；擬采用壁厚80mm DN1200預應力砼管的飲水管線，實現項目區內除太陽湖、彩虹湖外其余63處人工湖泊與鄰近河渠水系的貫通。通過工程措施，提升水庫、湖泊蓄水能力，增強河湖水系循環流動，改善水庫、湖泊水質，強化“七十二湖”等湖泊的生態性、觀賞性。

3.3.4其它工程

工程的規范良性運行，對水系連通工程實現水資源有效開發利用有意義[9]，在實施以上工程措施的同時，采取如下措施，確保工程良性運行。

(1)實施生態修復工程，對西沙河、北環河、七十二湖生態公園進行生態修復，建設城區河岸帶植被，形成完整而富有特色的城市綠地系統。

(2)開展水源地保護，在飲用水源地建立隔離防護、綜合整治、修復保護體系，營造水源地良性生態系統。

(3)建設水質水系控制工程，配套建設渠系水質、地下水水質及水生態監測設施，實現自動化監測，保障飲水安全，保持良好生態環境。

(4)完善水利信息平臺，實現信息采集系統的匯聚整合，優化規范工作流程。

4 工程實施效果分析

水系連通工程實施具備實現洪水相機轉移、改善生態環境等重要功用[10]，這些功能的實現需要項目實施后效果評估進行驗證分析，以保障工程效益的長效發揮。截止目前，新建張肖堂渠首沉沙池工程、南環河中段河道清淤及生態治理工程、北環河治理工程已完工。通過建設張肖堂渠首沉沙池，項目區每年可減少清淤費用636萬元，河道清淤壓力大大降低，結束了城區渾水入城的歷史；南環河、北環河的建設使縱向水系得以連通，進一步實現了城區雨洪資源與水系景觀用水的綜合利用；濱州市順利通過全國水生態文明城市建設試點驗收，進一步印證并肯定了水系連通工程及其產生的效益。

根據城區水系供需平衡分析結果，估算水系連通工程建成后，水系蓄水中有1200萬m3可用于下游農業灌溉，可改善灌溉面積10萬畝，糧食作物畝均增產160kg，每年水綜合利用效益可達1280萬元；工程實施將改善城區小氣候，凈化空氣，水系周邊生態環境將持續改善；水系貫通可改善水系流動性，增加水生動植物多樣性，實現生態治污，減少治污投入。

5 結語

本文提出的水系連通規劃設計方案，結合水系工程現狀及存在問題，按照因地制宜、生態保護、可持續發展的原則進行規劃設計，在提升水系防洪除澇能力的同時實現了河湖水系連通與城市規劃協調，促進了水資源合理配置，發揮了巨大的社會經濟效益和環境效益。但規劃設計中，對由于城鎮化發展而填埋的部分細小末級渠系未予考慮，在今后的河湖水系連通建設工程中，將進一步充分考慮末級渠系的改善循環能力，完善水系連通工程的連通循環體系，實現更加顯著的社會、經濟、生態、環境等綜合效益。