魏艷秀，武佳

（1.河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250；2.河北省水文水資源勘測局，石家莊 050031）

媯水河兩側(cè)重要地表水源區(qū)生態(tài)建設(shè)工程設(shè)計

魏艷秀1，武佳2

（1.河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津 300250；2.河北省水文水資源勘測局，石家莊 050031）

媯水河是官廳水庫三大入庫河流之一，是官廳水庫的重要水源之一。由于常年污染，上游水庫補水不足，水質(zhì)較差。根據(jù)媯水河水源保護區(qū)的環(huán)境狀況和存在問題，對媯水河地表水源區(qū)開展生態(tài)治理工程，以實現(xiàn)媯水河“水清、岸綠、游暢”的生態(tài)環(huán)境目的。

地表水源區(qū)；生態(tài)建設(shè)；河道防護；濕地建設(shè)；污水處理；綜合整治

1 流域狀況

媯水河發(fā)源于大吉祥村南，自東向西橫貫延慶川區(qū)盆地，在康莊鎮(zhèn)大路村北入官廳水庫，是我國為數(shù)不多的自東向西流的河流之一。河道彎曲，河長57.2km，河寬5～250m，流域面積1064.7km2，多年平均年徑流量1.18億m3，汛期徑流量0.58億m3，枯水期最小流量0.3m3/s。

媯水河沿途有10條主要支流匯入，其中古城河是其較大支流，上游建有香村營攔河閘、古城水庫、玉渡山水庫。

2 工程地質(zhì)

工程區(qū)位于延慶盆地之內(nèi)，沖洪積平原河谷地貌類型，地勢呈東北高、西南低。媯水河兩側(cè)為堆積階地，場區(qū)地形較平坦，河流呈“U”型。工程所在位置區(qū)域構(gòu)造屬延懷斷陷盆地內(nèi)，屬構(gòu)造相對穩(wěn)定區(qū)。工程區(qū)地震動峰值加速度0.20g，相對應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度。

工程區(qū)勘探揭露的地層主要為第四系更新統(tǒng)和全新統(tǒng)松散堆積物，更新統(tǒng)地層主要分布在兩岸階地部位和河床下部，全新統(tǒng)地層主要分布在河床表層。兩岸階地部位地層巖性主要為上更新統(tǒng)（Q3）黃土狀粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂、卵礫石；河床部位地層巖性主要為全新統(tǒng)（Q4）填土、砂質(zhì)粉土、中砂。場區(qū)地下水埋藏類型為第四系孔隙潛水。

3 工程設(shè)計

媯水河生態(tài)建設(shè)工程主要包括干流上游段、中游段及中游段的永寧河、清泉鋪河、古城河3條支流的綜合治理。工程建設(shè)包括金牛湖生態(tài)濕地、孔化營生態(tài)濕地，以及部分橋位結(jié)合景觀建設(shè)部分濕地；新建寶林寺人工濕地處理污水系統(tǒng)，新建井莊污水處理廠，改建永寧污水處理廠。

3.1 設(shè)計原則

設(shè)計過程中貫徹“以人為本，生態(tài)優(yōu)先，協(xié)調(diào)可持續(xù)”原則，做到既確保不影響河道行洪安全，又有利于流域生態(tài)建設(shè)及水源保護。

對河道岸線的布置充分保持原河道自然狀態(tài)，在充分利用現(xiàn)有綠化和植物的基礎(chǔ)上，水、林、草、濕地結(jié)合，改善生態(tài)環(huán)境。按照“清障疏淤、除險加固，險工段護砌、維持原有河道走向”的設(shè)計原則對河道進行整治，以全面提高河道的行洪能力。

3.2 河道工程

3.2.1 工程布置

媯水河干流上游段發(fā)源地大吉祥村南至劉斌堡段，長15km，沒有成型的主槽、灘地，且一側(cè)沿延琉公路，局部河段穿村，路基、村基高程不滿足設(shè)計防洪標(biāo)準。本次設(shè)計維持現(xiàn)有河道走勢形態(tài)開挖主槽，主槽為復(fù)式或梯形斷面形式，設(shè)計邊坡1∶1.5。大吉祥村南至紅果寺段，長3km，主槽斷面底寬5m，深1m，縱坡為2.82%。紅果寺至周四溝段，長2km，主槽斷面底寬5m，深2m，縱坡為1.46%。周四溝至劉斌堡段，長10km，主槽斷面底寬8m，深2m，其中周四溝至大觀頭段，長5km，縱坡為0.9%，大觀頭至劉斌堡段，長5km，縱坡為1.03%。

干流中游段聶莊至天鵝湖入湖口段，長18.94km，主槽、灘地明顯，主槽寬度8～20m；設(shè)計不改變河道走勢及流態(tài)，沿河道全線進行清淤、疏浚，對兩岸邊坡進行修整。聶莊至清泉鋪河匯入口前，長7.59km，主槽斷面底寬9m；清泉鋪河匯入口至古城河匯入口段，長4.8km，主槽斷面底寬12m；古城河匯入口至天鵝湖入湖口，長6.55km，主槽斷面底寬20m。設(shè)計邊坡均為1∶1.5，縱坡根據(jù)現(xiàn)狀河道走勢，采用分段縱坡，綜合縱坡為0.138%。

3條支流永寧河河道底寬8m，縱坡0.138%；清泉鋪河河道底寬8～10m，綜合縱坡0.364%；古城河河道底寬20m，縱坡0.03%。

3.2.2 河道防護

河道工程治理范圍為媯水河發(fā)源地大吉祥村至劉斌堡鄉(xiāng)段，在維持現(xiàn)有河道走勢形態(tài)基礎(chǔ)上進行整治，不改變河道走勢及流態(tài)，沿河道全線進行清淤、疏浚，對兩岸邊坡進行修整，主槽基本為復(fù)式或梯形斷面形式。

岸邊植被良好，上游新開挖河段，采用植草護坡。中游河段過水?dāng)嗝鎯?nèi)，清淤除草整治斷面；對于沖刷嚴重，岸坡直立，有塌岸危險的河段，采用石籠護腳，生態(tài)袋護岸；對于彎道及易沖刷河段，采用椰毯與植草結(jié)合護坡；對局部高陡岸坡河段，進行削坡處理并適當(dāng)種植灌、草植物護岸；橋位上、下游，適當(dāng)采用生態(tài)石籠護腳，生態(tài)袋護岸；其他平順河段均采用植草護坡。治理后的岸坡形成草皮、矮植生態(tài)防護，真正實現(xiàn)河道“水清、岸綠、游暢”的目的。

3.2.3 景觀綠化工程

綠化遵循生態(tài)原則、生物多樣性原則、景觀原則，以河道治理范圍內(nèi)河道兩側(cè)現(xiàn)有植物為基礎(chǔ)，設(shè)計多種植物并存的生態(tài)植物群落，以形成高低起伏的林冠線，強調(diào)灌木和地被植物的色彩搭配，勾勒出曲折流暢的林緣線，以落葉樹為基調(diào)，將花色及高度不同的喬木灌木逐層結(jié)合，形成顏色豐富多彩、層次錯落有致的植物景觀效果。水體綠化做到觀賞與生態(tài)、常綠與落葉、喬木與灌木合理配置，形成高大喬木與生態(tài)濕地共生的生態(tài)景觀。

3.2.3.1 廣場綠化

沿岸居民集中地，結(jié)合人文景觀、風(fēng)土民俗建立起涼亭、汀步、石子路、小品設(shè)計等，并提供石“凳”、木“椅”供人休憩。以各種不同的植物并結(jié)合水道作為主要景點，形成多季節(jié)自然景觀，同時利用部分人造植物與自然植物相結(jié)合的形式營造水景植物群落，體現(xiàn)喬木、灌木、地被、水生植物的共生生態(tài)系統(tǒng)，使附近居民在工作學(xué)習(xí)之余有休閑娛樂的環(huán)境，形成“人水相親，自然和諧”的河道生態(tài)系統(tǒng)。

3.2.3.2 路橋綠化

在跨河橋梁兩側(cè)植樹，與道路景觀相結(jié)合，選用不同樹種、草種、花種，采取分段分區(qū)分層的種植方式，結(jié)合部分別具特色的小品設(shè)計，形成獨特的道路綠化景觀。

3.2.3.3 水體綠化

在跨河橋上下游通過自然堆石，壅抬水面，并對其進行水體綠化。河道淺水部分主要種植荷花、睡蓮、鳶尾草等耐濕觀賞性植物，在岸邊的不同高程處，從低到高依次種植適宜的草本植物、灌木、喬木，高低錯落有致，形成由低地到高地的綠色植物群落網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成綠色屏障。水體綠化工程一方面可以降低水溫，增加水體的含氧量，對水體進一步的過濾凈化；另一方面還可美化河道環(huán)境，并起到生態(tài)護坡作用。

3.3 濕地工程

3.3.1 天然濕地

濕地建設(shè)結(jié)合河道現(xiàn)狀沖洪積形成漫灘布置，新建有孔化營濕地。結(jié)合橋位景觀布設(shè)，對橋位上下游水面灘地進行小區(qū)域濕地設(shè)計。對金牛湖濕地進行特色建設(shè)（上磨民俗村）及系統(tǒng)完善保護。濕地中除種植常規(guī)凈水植物蘆葦、香蒲、茭白等功能區(qū)外，還種植景觀植物和沉水植物，如荷花、睡蓮、水蔥、狐尾藻、金魚藻等，構(gòu)建一個物質(zhì)循環(huán)、能量流動、物種遷移，具有較高的生態(tài)多樣性、物種多樣性、物產(chǎn)多樣性的生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化器、物種資源庫和物產(chǎn)能源基地。

孔化營濕地面積6.3hm2，金牛湖濕地面積13hm2，橋位合計1.77hm2。

3.3.2 人工濕地

為了確保排放到媯水河的水質(zhì)，按生態(tài)化治理思路，采用人工濕地，對井莊污水廠出水進一步深度處理。

人工濕地污水處理系統(tǒng)是由在濕地中生長的植物、微生物和細菌等各種濕地生物的共同參與下，將進入濕地系統(tǒng)的污染物質(zhì)——同時也是濕地生物的營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)的“新陳代謝”，包括物理過濾、生物吸收和化學(xué)合成與分解等，將生活和生產(chǎn)污水中的污染物和有毒物質(zhì)吸收、分解或轉(zhuǎn)化，使?jié)竦厮w得到凈化。

污水處理系統(tǒng)的植物選擇是根據(jù)耐污性能、生長能力、根系發(fā)達程度及經(jīng)濟價值和美觀等因素來確定，有蘆葦、席草、大米草、水葫蘆、水花生等，插植密度為1～3株/m2，采用碎石作基質(zhì)。

3.4 井莊污水處理廠

新建井莊污水處理廠設(shè)計規(guī)模1000t/d。出水經(jīng)寶林寺人工濕地污水處理系統(tǒng)后進入媯水河，執(zhí)行一級標(biāo)準的A標(biāo)準。

針對污水水質(zhì)特點及污水處理設(shè)備的環(huán)境要求，本工程推薦無機管式動態(tài)膜生物法。污水處理系統(tǒng)的構(gòu)筑物包括：厭氧穩(wěn)定池、缺氧池、調(diào)節(jié)池、好氧生物池、曝氣升流膜池；主要設(shè)備有：膜組件、格柵機、污水提升泵、排泥泵、水下推流攪拌器、鼓風(fēng)機、抽吸泵、吸附除磷系統(tǒng)、膜加藥再生系統(tǒng)、污泥回流泵。

污水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程

3.5 永寧污水處理廠工藝改造

永寧污水處理廠改造，原污水處理工藝為生化處理，本次為處理工藝改造，要求處理水達到《北京市水污染物排放標(biāo)準》二級標(biāo)準，直接外排。

針對目前污水處理現(xiàn)狀和北京市農(nóng)村當(dāng)?shù)靥攸c，推薦采用“集水池+兩段接觸氧化+NAR”為主體的處理工藝：污水經(jīng)過村鎮(zhèn)管網(wǎng)收集后首先經(jīng)格柵去除較大懸浮物，再進入集水池；集水池的出水進到生物接觸氧化池中，采用兩段生物接觸氧化法（簡稱二段法：吸附合成階段和氧化分解階段）；氧化池出水進入斜管沉淀池中進行泥水分離，部分污泥回流，剩余污泥排放入集泥坑，定期抽走；最后處理水進入清水池。

4 結(jié)語

（1）通過疏浚河道、岸橋建設(shè)、濕地及周邊綠化工程的建設(shè)，大大提高了河道的防洪標(biāo)準，使媯水河滿足流域防洪規(guī)劃要求。

（2）對河道流域進行綜合整治，體現(xiàn)“以水為魂、以綠為體、以人為本”的新河道治理理念，改善和提高城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境和質(zhì)量，完善河道生態(tài)系統(tǒng)，為人們度假、休閑等活動創(chuàng)造優(yōu)美的環(huán)境，加快實現(xiàn)延慶縣宜居新城的目標(biāo)，促進生態(tài)水環(huán)境的建設(shè)及整個延慶縣的經(jīng)濟發(fā)展。

（3）從整個媯水河流域的實際情況出發(fā)，從根本上緩解、控制現(xiàn)存的環(huán)境污染對媯水河流域的水環(huán)境污染，提高媯水河的入庫水質(zhì)，進而提高官廳水庫的水質(zhì)，促進官廳水庫飲用水源功能的恢復(fù)工作，緩解首都水資源短缺的矛盾。

［1］GB 50707—2011，河道整治設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］SL386—2007，水利水電工程邊坡設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］HJ 2005—2010，人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］湯振宇，張德，城市河道景觀設(shè)計［M］.北京：中國建材工業(yè)出版社，2006.

［5］段文忠.河道治理與防洪工程［M］.武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

［6］蔡金麗.汾河河道生態(tài)治理思路與措施［J］.水利建設(shè)與管理，2011（1）.

［7］張航.談灌河下游河道治理措施［J］.河南水利與南水北調(diào)，2011（8）.

Ecological Construction Engineering Design for Important Surface Water Source Area on both Sides of Guishui River

WEI Yan-xiu1，WU Jia2
（1.Hebei Research Institute of Investigation&Design of Water Conservancy&Hydropower,Tianjin 300250，China；2.Hydrology and Water Resources Bureau of Hebei Province,Shijiazhuang 050051,China）

Guishui River is one of the three largest river systems flowing into the Guanting Reservoir and also one of the important water sources.Because of perennial pollution and insufficient filling water on the upstream reservoir，the water quality is not well.According to environmental conditions and existing problems in water source protection area of Guishui River，the ecological control projects on the surface water source area of Guishui River have been done to realize the purpose of the ecological environment for“clear water，green riverbank，nice sight seeing”in Guishui River.

surface water source area；ecological construction；river course protection；wetland construction；sewage treatment；comprehensive improvement

X21

B

1672-9900（2014）03-0060-03

2013-08-13

魏艷秀（1972-），女（漢族），河北盧龍人，高級工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計工作，（Tel）13752792258。