河流治理规划设计新理念与实践应用（杨毅）

  1 新中国成立后北京市河流治理历史回顾

北京地处海河北系中上游, 永定、潮白、北运三大河系贯穿全境, 另有部分支流分别汇入大清河和蓟运河。历史上, 北京地区“ 十年九灾” , 早涝交替。为了除害兴利,新中国成立后, 北京市在河道上游兴建水库85座, 不同程度地治理数十条河道, 总长度约1000km。大大提高了抵御自然灾害的能力, 为城乡发展创造了条件。自1950年起, 北京市治河大体经历了3个阶段。

(1)初步治理时期(20世纪50-60年代)。先后建成了官厅、密云等大中型水库12座, 兴建了永定河引水和京密引水等城市引水工程, 疏挖了运潮、凤港、城北等跨流域分洪减河。而对城市和郊区河湖水系和排水河道只进行了初步治理, 且标淮偏低, 排水标准仅5—10年一遇。

(2)以防洪除涝为主的大规模整治时期(20世纪70-80年代)。“63·8”海河大水后, 北京市在“ 一定要根治海河” 的号召下, 与津、冀协同作战, 先后整治了温榆河、北运河、凤河等东南郊排涝工程。修建了斋堂、大水峪、西峪等中型水库及几十座小型水库。“75·8”河南大水后, 在对水库进行防洪复核加固的同时, 进行清河治理,潮白河下游堤防的增高加固, 使其达到50年一遇防洪标准, 对直接威胁北京安全的永定河左堤按最大可能洪水进行设防。

(3)河道开发性综合整治时期(20世纪90年代)。按照统一规划、综合治理和治理与开发相结合的原则, 采取城乡结合、多方治水和服务社会的实施方针。自1991年春开始, 先后治理了潮白河、凉水河、永定河以及城区的护城河、通惠河, 并且带动了京郊20余条河道的全面整治。1998年为解决城市河湖水系水污染问题, 实现“ 三环碧水绕京城” 的宏伟目标, 城市水系建设和改造迈入综合治理的高速轨道。

2 旧的治河模式存在弊病已不适应社会、经济发展摇要

50多年来, 北京市河流治理规划设计从总体上看, 符合地区自然规律, 适应各个时期经济发展需要, 成绩很大,对城市建设和经济发展起到了重要的促进作用。但在得到防洪抗旱的相对安全保障的同时, 人们发现, 人类活动对这些自然的干扰过分严重。水系污染、河道断流、生态环境恶化、美丽的自然特征消失等重大问题相继发生。

(1)过分强调依靠工程措施抗拒和驯服洪水, 而忽略了对生态环境的破坏。纵观北京市河流治理工作, 主流是依靠各种工程措施对洪水进行约束和疏导, 其主导思想是与洪水斗争并战而胜之。人们用堤防将河流、洪水束缚在一个指定的空间, 不允许其泛滥, 从经济角度看是有利的。但由于人们在建设堤防、大坝等水利工程时, 很少考虑对生态环境的补偿措施, 于是便出现了由于水库、堤防的存在, 而破坏河流、水陆连续性, 使沿河湿地消失, 沿岸生物生存环境日益恶化, 河流自净能力不断退化等问题。

(2)盲目填没河流, 使其硬化、渠化, 导致雨洪增大。随着城市建设步伐的加快, 出现了人水争地的矛盾, 河流水面被人为侵占或缩窄, 水面积急剧减少。加上河道在治理中被裁弯取直, 河岸被硬化衬砌, 变成人工渠道。致使一方面,河流天然调蓄功能萎缩, 产汇流规律改变, 雨洪增加另一方面, 由于地下水补充减少, 地下水位下降, 引起地面沉降,加重了内涝机率的发生。

(3)河流污染严重, 生态功能遭到破坏。河流是各种水的收集归宿, 随着城市经济的迅猛发展, 河道两岸土地的开发利用, 大量工业、生活污水不经处理直接排入河道, 造成河水严重污染, 水质恶化, 致使雨虾等生物基本绝迹, 一些对人类有益的或有潜在价值的物种消失, 河流生态环境遭到破坏。

3 河流治理规划设计新理念

随着人们生活水平的提高, 对河流提出了许多新的要求。除了防洪、抗旱的安全保障外, 自90年代起人们开始关注水域的景观, 进入21世纪人们又开始关注水域的生态系统。由此, 在水利建设的同时如何改善水域的景观和生态环境, 成为现代水利事业发展的主流。为顺应这一需求, 首先在河流治理规划设计中引入了新理念。

(1)规划设计应体现多方需求、多目标和多功能。根据促进人与水和谐相处的治水思路, 在河流治理规划设计方面从单一目标治理逐步过渡到区域性多目标治理。在建设方面, 强调在流域生态系统重建的大框架下, 部署河道建设, 其核心是以水利工程为载体, 推动促进生态环境的修复或改善。在实现原有防洪、水资源合理开发利用等目标的基础上, 增加恢复自然丰富的河流, 确保清澈、丰富的水质和水, 恢复当地特有动物和植物的生境、提高河流的自净功能等生态目标。做到防洪减灾、水资源配置、生态环境三者的统一。

(2)营造水景, 建立滨水环境, 体现个性化河流治理。在北京高度城市化和城乡一体化的背景下, 河流治理规划设计工作的传统内容应随之扩展。由于河道既是城乡基础设施也是城乡景观组成的一个相关部分, 所以, 当河道流经有特殊开发需求地区时(如旅游、休闲地等), 就应及时将河道景观设计融合在水利规划设计中。根据特定的河道形态, 营造水景, 建立滨水环境, 以突出不同地区的不同功能要求, 塑造各有千秋, 各有特性的河道形象。

(3)应用雨洪调蓄技术, 保护水面, 还河流以空间。作为防洪对策措施, 在国际上非常重视“ 疏堵结合, 蓄泄并重” 的治水理念。面对不断抬高的水位, 一味加高加固堤防, 已不能得到社会赞同, 取而代之的是河流治理由单纯的防洪减灾, 向水资源的合理利用方向转变。为此, 在规划设计中给河流以空间, 增加河流的过水断面, 尽可能保留沿河现有水塘、鱼池、低洼地, 对它们进行改造和疏挖, 给洪水以出路, 不仅能增加调蓄能力,还可改善城市景观和城市生态环境。特别是对于北方缺水城市, 建立完整的雨洪收集、净化、蓄积和循环系统,还可增加水资源可利用。

(4)标本兼治, 控制河流污染。河流的生态功能在一定程度上依赖于河流水质的清洁, 河流不应是工业、生活污水的纳污之地。河流污染一定要全流域共同治理, 下游治理, 上游我行我素, 则白费工夫。治理河流污染要标本兼治, 治本为主, 从源头抓起, 提倡清洁生产, 减少污水排放。只有重视污染源治理, 加强截污工程建设力度, 才是根本出路。

(5)由各方专家协作创新多学科支持。为使河流能更充分的体现人与自然协调、自然与技术的平衡, 河流治理规划设计的焦点不再仅局限于追求水力指标的合理。对构成河道的河床、边坡、岸线、堤防等要素都有造型设计要求, 其中“ 亲水” 、“ 有绿” 的布局是河道设计的新内容,顾及河道及其相关环境的生态要求, 更是重点注入的新原则。一个河流治理的规划设计是市政、文物、风景园林、雕塑、生物学、植物学、水利工程等多学科支持的产物。

4 新理念在工程实践中的应用

河流治理规划设计新理念在北京地区的水利工程中已开始实践及应用。如：筒子河治理工程、菖蒲河治理工程和官厅水库流域水体修复工程等。

4.1 筒子河治理工程

筒子河是一条环绕故宫紫禁城的人造护城河, 始建于明代永乐十八年, 至今已有579年的历史, 是故宫的重要组成部分。筒子河治理工程的设计特点主要表现在：

(1)是一项重点文物保护工程。筒子河治理工程是一项重大文物保护工程, 它的设计必须要体现城市历史的延续和文物的保护, 必须严格按照《中华人民共和国文物保护法》规定的, 古建筑修缮整旧如旧, 力求做到不改变原有时代特征, 不改变原有传统工艺手法, 选用原材料或与原材料相同或相近材料, 尽可能恢复历史原貌的修复原则进行。

(2)是采用古建修缮技术设计的水利工程。筒子河现状两岸宇墙与泊岸大部分已不能满足结构安全, 但作为文物不能全部新建, 而是修复。所以, 首先对原有建筑的修建年代、工艺、技术的历史进行挖掘, 然后根据破损及结构安全情况, 按照古建修缮技术设计修复方案。设计方案完成后, 经古建、文物等专家论证批准, 然后在工程中实施。

4.2 菖蒲河治理工程

菖蒲河治理工程是以水景为轴线的菖蒲河遗址公园的重要组成部分, 它将被封盖了40余年的古河道重见天日,不仅解决了该流域的洪涝排水问题, 亦兼顾了蓄水、绿化、美化环境。使菖蒲河成为一条充满活力和文化的、多姿多彩的公园化河流。其设计特点主要体现在：

(1)先立意、先景观, 再结构的设计理念。以往河道的设计, 是在满足河道功能的前提下, 着重于河道的结构设计, 很少考虑河道与周边历史环境、社会环境、生态环境及人文环境的统一。所以, 往往治理后的河道与周围的环境不相协调, 有一种“ 孤立” 的感觉, 从而形成了河道设计与园林绿化完全脱节的局面。在菖浦河治理工程设计中, 我们改变了以往河道设计的思路, 在满足河道防洪功能的前提下, 采取先立意、先景观、再结构的设计理念, 由水利、园林、雕塑等工程师共同完成。

(2)水工建筑与景观设计有机结合。位于菖浦河入御河暗沟进口处有一座节制、泄洪闸。该闸平常关闸蓄水, 维持河道一定的常水位, 汛期开闸泄洪。若采用传统的直板闸, 其地上部分的闸室和机架桥影响公园整体景观效果,所以设计选用了闸室在地下的蝶阀闸。同时, 为紧扣古时菖蒲河经天妃闸流入下游御河的历史文脉, 使河道景观向前延伸, 在闸室以上设计了一景观水池。并将水池与河道顺接处的池壁设计成由龙头口衔的铜制闸板, 水池内的水经此闸板溢流跌入菖蒲河, 形成人造瀑布景观。该设计做到了水工建筑物与景观设计的有机结合, 起到了画龙点睛的作用。

(3)河床断面既能保证常年有水又能应付汛期洪水流量。营蒲河平时河道水量很小, 而汛期排水时, 加上超高后的水位高于常水位1.5-2.0m,从防洪角度出发需要较宽的河道断面。但一年内, 在河道常水位以上大部分时间河道无水, 景观很差。为解决这种矛盾, 菖蒲河采用多层台阶式断面结构, 堤岸分内、外两道。内堤岸为河道规划上开口线, 高程为正常水位加0.3m超高, 在低水位时河道是一条连续的蓝带, 能够为鱼类生存提供基本条件；外堤岸距河道中心线有宽有窄无确定边界, 高程在不低于设计最高洪水位加超高范围内起伏变化, 在此范围内可根据滨河带景观设计要求进行设计。当河道通过汛期设计流量时, 允许洪水水位超过内堤岸(规划河上开口线),淹没滨河带内某些设施, 但不漫溢外堤岸。

4.3 官厅水岸流域水体修复工程

“综合治理官厅水库, 恢复官厅水库饮用水源功能” 是国务院批复的《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》的重要任务。在编制官厅水库流域水体修复工程规划中,其新理念主要体现在：

(1)是多目标治理规划。官厅水库流域水体修复工程规划兼顾防洪、水资源利用、生态景观和当地经济建设的发展, 近期是为缓解北京市水资源紧缺状况、提高地表水供水保证率；远期是逐步恢复流域的生态系统, 构筑流域的生态走廊, 带动周边地区生态农业、旅游经济的发展。

(2)是流域全面统筹的系统工程规划。官厅水库流域水体修复工程规划是在官厅水库上游河北、山西等地区进行污染源治理的同时, 将官厅水库、永定河官厅山峡区间河道、三家店水库3个区域作为一个整体, 针对不同流域的气象、水文、水质及地质条件进行的系统工程规划。

(3)是环境工程与水利工程有机整合的规划。官厅水库流域水体修复工程规划运用系统分析理论, 将永定河流域边界条件复杂、牵涉面广、中间环节多、气温、泥沙及维护管理等诸多因素不宜控制的水库和河道作为天然净化水厂系统, 采用水利、水保、治污等工程和人工湿地、生物接触氧化、渗滤、曝气等水体生物—生态修复技术, 予以集成创新, 进行了系统工程规划。走出了环境科学与水利工程规划相互交融、有机整合的新路。创立了通过利用水体生物—生态修复技术强化水体自身净化能力, 修复受污染水体, 增加首都城市可利用水资源的成功典范。

5 启示

通过在几项工程中对河流治理规划设计新理念的实践应用, 有以下几点体会：

(1)规划设计思路要有创新并科学合理。河流治理的规划设计是随着社会、经济的发展而不断完善和发展的,一成不变的规划设计不可能是一个科学合理的规划设计。在社会、经济发展水平十分低下的时候, 只能考虑河流的防洪功能, 而其资源功能和环境功能往往被忽视、被淡化。这一过程的长时间持续, 导致水环境严重恶化, 水循环异常, 最后由于生态环境的严重破坏而加剧了水灾和旱灾的频繁发生。随着北京市社会经济的快速发展, 人们对水生态环境的要求越来越高。我们治水的规划设计思路必须进行重大调整并有所创新, 做到从单一的防洪转变到“ 安全” 、“ 资源” 、“ 环境” 的有机结合, 水生态环境的建设, 在未来河流治理的规划设计中将成为人们关注的焦点。

(2)注重管理、服务等软科学研究。塑造河流新形象并不是一蹴而就的单一建设工作, 河道的管理和以人为本的服务宗旨也是急需开拓提高的工作。在规划设计工作中不能只注重有形工程, 而忽视管理、服务等软科学的研究,使其浮于表面, 成为规划设计报告的摆设。应该系统总结河道管理服务的知识体系, 分析河道管理服务的对象及内容, 使河道管理服务快速走上可持续发展的道路。

(3)以可持续发展的观念全面规划, 统筹兼顾, 标本兼治, 综合治理。河流治理的规划设计不能仅仅以单纯的经济观念、单纯的防汛排涝需要为取舍标准, 而应统一思想, 明确重点和方向, 以可持续发展的观念全面考虑、统筹权衡。要兼顾防洪、水资源合理利用和生态环境建设三方面, 把治理开发与环境保护和资源的可持续利用紧密结合起来, 坚持兴利除害结合、开源节流并重、防洪抗旱并举；坚持涵养水源、节约用水、防止水污染相结合；坚持以改善生态环境为根本, 以节水为关键, 进行综合治理：坚持从长计议, 全面考虑, 科学比选, 周密计划, 合理安排水利工程。

(4)新理念的应用要实事求是、因地制宜。河流治理新理念在规划设计中的应用应遵循自然界的客观规律, 在对河流历年来气象、水文、地质、地理及地貌等各方面因素综合考虑后, 再确定具体采用方案。这样才能避免走弯路或造成决策失误, 从而达到事半功倍的效果。

(5)对水利专业设计人员提出新的要求和挑战。河流治理新理念的应用, 它的复杂性和综合性就更加要求设计人员多角度、多层次地去思考和发现, 并运用多学科的知识, 从更广阔的视野范围来综合分析。特别是做为水利专业人员, 也要掌握诸如市政、建筑、环境、植物等有关专业的基本知识和技能, 还要提高美学方面的知识和素质。

作者简介：杨毅（1968-）, 女, 工程师。

来源：《北京水利》2005年第2期