長溝濕地修復工程設計方案淺析

李云龍

摘 要：濕地指天然或人工形成的沼澤地等帶有靜止或流動水體的成片淺水區，還包括在低潮時水深不超過6米的水域。濕地與森林、海洋并稱全球三大生態系統。 一方面，利用區域地質條件新建濕地，可以極大改善周邊環境，調節小氣候，涵養水源，改善周邊居民生活品質，另一面修復因人類活動而破壞的濕地，恢復水生態平衡，具有極大且十分緊迫的生態環境意義。該文介紹了北京市房山長溝濕地修復工程設計方案，以及在華北地區濕地修復方面的工程經驗。

關鍵詞：長溝 濕地修復 泉眼防護 人工湖 渠道整治

中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0097-02

長溝濕地修復工程位于房山區長溝鎮和大石窩鎮境內，由北泉水河人工湖工程和南泉水河濕地修復工程組成。北泉水河人工湖工程位于長溝鎮西甘池村東南側，北泉水河的右岸，距長溝鎮4.0 km，有通往西甘池村的軒轅路經過。南泉水河濕地修復工程位于大石窩鎮高莊村和下營村結合部，南泉水河支流泉水區域，距大石窩鎮2.4 km。根據區域經濟的發展規劃，確定長溝濕地修復工程的主要任務是恢復、保護和發展長溝濕地，形成獨特的泉水濕地景觀，改善生態環境質量，促進旅游休閑業的發展。北京市發展與改革委員會以京發改〔2009〕1690號文件對該項目進行了批復，由市政府固定資產投資全額安排，業主單位是房山區生態環境建設辦公室。

1 水文

南泉水河、北泉水河屬海河流域大清河水系北拒馬河一級支流，南泉水河發源于房山區西南大石窩鎮水頭村北，于長溝鎮南出北京市界，后經河北省涿州沿家村等，于張村南匯入北拒馬河，市界內流域面積為74.1 km2。北泉水河發源于長溝鎮三座庵村西，流經西甘池村、長溝鎮，在長溝鎮南出境后，在夾河村與南泉水河匯合，以下稱胡良河，總流域面積21.89 km2。南泉水河、北泉水河流域為季風氣候區，季節性差別顯著。南泉水河泉眼區域的7處泉眼出水量可達0.45 m3/s，長流不息。北泉水河常年有泉水出露，主要來自甘池泉群，流量為 0.25 m3/s，基流最低可達0.2 m3/s左右。

2 工程地質

長溝濕地修復工程兩地工程區地貌類型均屬山前丘陵區，總體地勢西北高，東南低。河段呈NW—SE流向，河谷開闊，河床縱向坡降較大。根據地表測繪及鉆探揭露，南泉水河、北泉水河工程區主要地層有：上部第四系堆積層，下伏薊縣系霧迷山組灰巖。工程區大地構造處于中朝準地臺燕山臺褶帶和華北斷坳分界的十渡至房山穹褶與琉璃河至涿縣迭凹陷之交界處。新構造單元位于京西隆起與北京斷陷的次級斷陷—涿縣斷凹分界帶。工程區50年超越概率10%的地震動峰值加速度為0.15 g，相應地震基本烈度為Ⅶ度。工程區地下水按其埋藏條件和含水層性質主要為第四系孔隙潛水與碳酸鹽巖巖溶裂隙水兩大類。主要補給來源為大氣降水，根據鉆孔揭露地下水位，碳酸鹽巖巖溶裂隙水具承壓性，水頭高于河水位。工程區地下水運動的總體趨勢是從山前丘陵地帶向南、北泉水河排泄。

2.1 北泉水河工程地質條件評價

人工湖西南角湖底及岸坡巖性為灰巖，其它部位為粉質粘土或粘質粉土。湖水位多在地下水位以下，環岸地下水微弱補給湖水，因此不存在湖底及湖岸的滲漏問題。人工湖湖岸天然地下水位與正常蓄水位相當，岸坡土層內地下水坡降基本未發生變化，不會引起滲透穩定問題，不會帶來浸沒影響。

2.2 南泉水河工程地質條件評價

7處自然泉水具承壓性，經勘探，泉周覆蓋層厚度4～6.0 m，由粉質粘土、砂及砂卵礫石組成，泉眼防護建筑物基礎可坐于其上，地基承載力滿足要求。在4#、7#泉眼處新建泵站，泵站覆蓋層厚度約5.5 m，蓄水池部位覆蓋層厚度1～1.5 m，基礎座于基巖上，其承載能力均能滿足建筑物要求。河道內覆蓋層厚度大于6 m，岸坡由粉質粘土組成。

3 工程建設必要性

在《北京城市總體規劃（2004～2020年）》中將全市18個區縣從總體上劃分為首都功能核心區、城市功能拓展區、城市發展新區和生態涵養保護區四大功能區。密云、門頭溝、房山、平谷、懷柔、延慶六個遠郊區縣被定位為綠肺生態涵養保護區，該工程區域處于該規劃明確的西部生態涵養帶。在《房山新城規劃（2005～2020年）》中，按新城規劃的城鎮類型劃分，為獨立發展城鎮，屬山前淺山丘陵區生態恢復帶。在《北京市濕地保護與恢復規劃研究》（2004年）中，明確將房山區拒馬河水系的泉水河列為河流型保護濕地。

實施長溝濕地修復工程可以改善北京西南部區域的生態環境質量，可以調節區域小氣候、降低氣溫、增加空氣濕度和降雨量。南泉水河濕地修復工程可以將河道周圍農村生活用水和養殖、灌溉污水在濕地區進行深化處理，減少入河污染物負荷，保護水質。北泉水河人工湖工程將有效加強北泉水河河道的蓄水功能，在洪水期，可起到調節徑流和均化洪水的作用。

4 工程布置

4.1 北泉水河新開挖人工湖

北泉水河新開挖人工湖工程由人工湖、進水渠、進水涵閘、穿路涵、退水涵閘和環湖路等建筑物組成。

（1）人工湖

人工湖開挖邊界，北側以北泉水河右岸路和西北角的基本農田為界，西側以西甘池村東側排洪溝為界，西南角開挖邊界以高程52～56 m坡腳為界，湖邊水面線以該處基巖面為界，東側及南側以基本農田為界，保留湖中軒轅路。湖底高程45.20 m，水面高程46.00 m，水深0.8 m，平均挖深5.3 m。在現狀基本農田與新挖人工湖之間局部狹窄地段和苗圃突入湖邊界處采用擋墻型生態磚護坡，坡比1：0.3；與進水渠相鄰側、與北泉水河堤防側和與東側基本農田相接處設計邊坡1：5，采用植草護坡；湖的西南端角開挖坡比緩于1：7，坡腳采用擋墻型生態磚護坡，坡比1：0.3；軒轅路兩側以行道林外側2.0 m為界，設計邊坡1：2，采用平鋪型植物生長磚護坡。開挖面積14.94萬m2，湖水水面面積10萬m2，綠化面積5.75萬m2。endprint

（2）進水渠

進水渠由西甘池村東側的排洪溝疏浚、防護治理后兼用，該次設計只對工程區范圍內排洪溝進行了治理，以入河口公路橋為起點，至人工湖西南角，長度380 m，起點高程46 m，縱坡1/500，底寬5.5 m，渠深3 m，內邊坡坡比1：2。邊坡采用平鋪型植物生長生態磚，坡面植草綠化。排洪溝過流能力48 m3/s，滿足防洪要求。

（3）進水涵閘

進水涵閘布置在進水渠0+260 m樁號處，軒轅路的南側，閘底高程46.8 m，閘門寬度1 m，高度1 m，上游設置胸墻，閘門后設 1.6 m深的跌水井與涵管連接，涵管底高程與湖底同高為45.2 m，涵管直徑1 m，涵管長度21 m，閘門選用鑄鐵門，螺桿啟閉機啟閉。最大過流能力為1 m3/s。

（4）穿路涵

在軒轅路設3處設置穿路涵，底高程45.2 m，直徑為0.8 m。

（5）退水涵閘

在人工湖的北側修建退水閘，閘底高程45.20 m，閘室孔口寬度確定為1 m，高度1 m。上游設置胸墻，閘門后設1：4斜坡與涵管連接，涵管底高程為45m，直徑1 m，長度6m，閘門選用鑄鐵門，螺桿啟閉機啟閉，最大過流能力1 m3/s。

（6）環湖路

除利用原有公路外，沿開挖湖邊線新修建瀝青混凝土路面公路，長度1627 m，路面寬度5.0 m。

4.2 南泉水河濕地修復工程

南泉水河濕地修復工程由泉眼防護工程、泉眼水源保護工程、旁側表流濕地保護工程、旁側表流濕地恢復工程和河流濕地整治工程等組成。

（1）泉眼防護工程

泉水區有7處泉，對出水條件較好的3處泉，進行簡單清理和維護。重點對其他4處泉進行清淤、圍護和綠化等綜合治理，對2號、3號和4號泉拆除重建，并使三處泉路通水通，對7號泉在現狀的基礎上進行改建。4處泉池設計水位分別為60.9 m、60.6 m、60.0 m和59.1 m，泉池采用漿砌石結構，迎水面抹2 cm厚砂漿，環泉池的鵝卵石混凝土路面寬1.0 m。

2號泉：鄰近田間路一側即泉池西側泉池頂高程62.40 m，采取漢白玉欄桿防護，北側區域為近水區，池頂高程61.30 m，設溢流口，下接40 m混凝土管通至3號泉調節池，泉眼出水處挖至58.9 m，近水側2 m范圍內池底挖至60.2 m，其他處挖至59.80 m，形成泉池水面積187 m2，綠化面積105 m2。

3號泉：位于泉群的中部，拆除南側與東側的廢棄魚塘，在西北角和東南角布置兩個水面，另兩個方位角布置綠化休閑區域。西北角的水面為泉眼出水池，設計池內水位60.60 m，東南角的水面為調節水池，池內正常蓄水水位60.60 m，最低水位59.60 m，兩池之間設近水路，高程61.20 m，寬度1.20 m，設溢流口，兩池其他周邊池頂高程61.20 m，并設漢白玉欄桿防護。調節池東側池壁設置放水閘，下接混凝土管通至4號泉調節池。泉眼出水處挖至58.60 m，近水路兩側2 m范圍內池底挖至59.90 m，其他處挖至59.60 m。形成泉池水面積1737 m2，其中泉眼出水池水面903 m2，調節池水面834 m2，可供調節水量834 m3，綠化面積1060 m2。

4號泉：4號泉位于泉群的東側，南側是個坑塘。該次設計分南北兩池，北池為泉水出水池，南池為調節池。泉眼出水池，設計池內水位60.00 m，調節水池內正常蓄水水位60.00 m，最低水位59.50 m，兩池之間設近水路，高程60.40 m，設溢流口，兩池其他周邊池頂高程60.50 m，并設漢白玉欄桿防護。調節池南側池壁下游設置進/出水閘門，承擔調節池水退入河道和河道水進入調節池，同時防止洪水期河道洪水進入調節池，下接混凝土管通至北溝河道。出水池泉眼出水處挖至58.00 m，近水路兩側2m范圍內池底挖至59.30 m，其他處挖至59.00 m。形成泉池水面積904 m2，其中泉眼出水池水面434 m2，調節池水面470 m2，可調節水量235 m3，綠化面積115 m2。

7號泉：位于下營村的北側，將7號泉池作為上池，其下游側的較為開闊的水面改為下池，對現有池壁上部結構簡單維修，頂部設置漢白玉欄桿防護，在上、下池內以流線形套裝新的池壁，上、下池間設近水路。上池設計水位59.10 m，新建池壁高程、兩池之間設近水路高程59.50 m，近水路中部設置溢流口，向下池設兩級臺階跌水。下池水位58.50 m，新建池壁高程58.90 m，下池下游側池壁設溢流口。上池泉眼出水處挖至57.00 m，池周2 m范圍內池底挖至58.40 m，下池挖至57.80 m。改建形成水面768 m2，其中上池水面403 m2，下池水面365㎡，綠化面積720 m2。

（2）泉眼水源保護工程

利用拆養漁場空間和南側支溝新建人工湖，北側、西側以南側支溝左岸為界，南側以現有的小路為界，東側以石水路西側的排洪溝為界，為河道型。設計蓄水位為58.00 m，人工湖中間即主河道部分約5 m寬的湖底高程56.50 m，其他部位湖底高程57.20 m，人工湖水流入口處和出口處各布設1座人行拱橋。形成水面面積5600 m2，綠化面積800 m2。

（3）旁側表流濕地保護工程

建設主要內容是拆除原有的3座泵站，與恢復濕地統一考慮建設提水泵站，對灌溉主干渠改建為管道輸水，清理濕地周邊及渠系中垃圾；對部分水流不暢的濕地進行整理，重點是1～4號泉間區域地塊以及上游地塊進行平整，整修灌排渠系；修建田間路。新建田間路3600 m，路邊種植灌木迎春，綠化面積8400 m2。

（4）旁側表流濕地恢復工程

是指對西山腳下現有的旱田恢復成水稻田，面積200畝，按高程大體可分4塊，近似四級梯田。屬下營村的土地平整后，一級梯田高程63.00 m，二級梯田高程65.50 m，三級梯田高程68.00 m，四級梯田高程70.50 m；屬高莊村的土地平整后，一級梯田高程63.40 m，二級梯田高程65.00 m，三級梯田高程70.00 m。地堰頂布置寬1.0 m的人行道。改建碎石路面道路長420 m，寬3.5 m，綠化面積2200 m2。endprint

保護和修復旁側表流濕地總面積550畝，其中高莊村濕地425畝，下營村濕地125畝。根據經驗，確定水稻田灌溉定額為700 m3/畝，下營泵站設計流量100 m3/h，揚程25.0 m，選用2臺50 m3/h潛水電泵，高莊泵站設計流量300 m3/h，揚程22.0 m，選用2臺150 m3/h潛水電泵。輸水管線布置采用溝埋式，管材采用PVC。下營泵站輸水線路長480 m，管徑DN200；高莊泵站輸水線路長550 m，管徑DN300。蓄水池布置在路的西側，下營泵站蓄水池直徑9.0 m，容積200 m3，高莊泵站蓄水池直徑12.6 m，容積400 m3。

（5）河流濕地整治工程

河流濕地整治工程包括工程區內北溝、南溝和南泉水河支流的河道整治，整治河道長度1297 m。對河道清淤疏浚，岸坡分段采取不同的生態護坡，在南、北溝匯合處分別建壅水閘。

對樁號0+000～0+830 m河道進行疏挖，兩岸筑堤兼做田間路，對岸坡采取不同組合的生態護坡防護，樁號0+830 m以上河段僅進行岸坡清理平整，局部采用賓格網箱防護。樁號0+830 m以下河段縱坡為0.4%，河道開挖底寬5.0 m，深2.0 m，水深1.7 m，最大過流能力25 m3/s。樁號0+000～0+160 m河段，臨公路側在現狀的墻頂設置漢白玉欄桿防護，另一側采用堆砌型生態磚砌護。樁號0+160～0+356 m河段采用堆砌型生態磚砌護，堤頂為碎石路面，兼做田間路，堤頂外側種植灌木迎春，外坡植草綠化。樁號0+356～0+830 m河段采用賓格網箱防護，堤頂為碎石路面，兼做田間路，堤頂外側種植灌木迎春，外坡植草綠化。在樁號0+356、0+478和0+703 m處布置人行拱橋，橋面寬1.5 m，跨度5.0 m，橋面兩側設置漢白玉欄桿防護。疏挖治理河段河底鋪設30 cm厚的卵礫石防護。

南溝河道治理范圍為7號泉下池出口至人工湖入口，長度132 m，開挖寬度6.0～9.0 m。該文設計對該段河道進行清淤，岸坡采取賓格網箱防護，厚度40 cm，坡度1：1，在人工湖入口處設人行橋。

石水路橋下游至南泉水河支流河段，進行河道疏挖、岸坡防護整治。治理長度335 m，寬度30～50 m，岸坡防護采取復式梯形斷面，中間平臺高程56.40 m，寬度2.0 m，平臺以下采用漿砌石護坡，平臺以上采用混凝土網格護坡。

為在南、北溝各自形成水面，分別設置壅水閘，采用自動控制水力翻板閘門，流量小于0.7 m3/s時，為門頂溢流。北溝壅水閘，閘寬5.0 m，壅水高度1.70 m，底檻高程57.00 m。南溝壅水閘，閘寬5.0 m，壅水高度1.20 m，底檻高程56.80 m。

5 結語

2013年，該工程已經通過房山區發改委組織的竣工驗收，達到了預期的生態和環境整治目的，得到了業主單位和當地居民的一致認可，并成為當地居民休閑生活的一個去處。通過該工程實踐，積累了一些華北農村地區濕地生態修復的工程經驗，供后續工程借鑒。

參考文獻

[1] 北京市規劃委員會.北京城市總體規劃（2004～2020年）[R].

[2] 房山區規劃局.房山新城規劃（2005～2020年）[R].

[3] 北京市園林綠化局.北京市濕地保護與恢復規劃研究（2004年）[R].endprint