北运河病险闸桥改造相关问题探讨（李永华,胡忙全）

摘要：通过对北运河( 含温榆河) 作为北京市排洪排污河道重要性以及北运河上病险闸、桥现状的论述, 指出对北运河病险闸、桥改造的必要性和重要性, 并对改造提出一些合理性建议。

关键词：北运河 病险闸桥 改造

中图分类号TV663+.1 文献标识码B 文章编号1673- 4637( 2006) 04- 0014- 04

Discussion on the pr oblems r elated to the defected sluices and br idges r ebuilding in the Beiyun River

LI Yong- hua HU Mang- quan

(Beijing Beiyun River Management Division, 101100, China)

Abst r act The Beiyun River (including Wenyu River) is the key drainage river in Beijing. Inthis paper, we analyzed the necessity and importance of rebuilding the defected sluices and bridges on the river. And we also give some suggestions to rebuild them.

Key wor ds Beiyun River Defected sluices and bridges rebuilding

作为北京市最主要的排洪和排污的河道, 北运河上的水利工程大都是20 世纪六七十年代修建, 经过三四十年的运行, 工程隐患和安全问题日渐突出。北运河管理处委托南京水利科学研究院材料结构研究所、水利部水工金属结构质量检测测试中心分别对北关拦河闸、北关分洪闸、榆林庄闸、杨洼闸进行了安全检测, 北关拦河闸、分洪闸被鉴定为三类病险闸, 榆林庄闸、杨洼闸被鉴定为四类病险闸。鲁疃、辛堡、苇沟3 座翻板闸的安全鉴定工作正在进行中, 初步鉴定结果为三、四类病险闸。这些水利工程, 不仅远远不能满足原设计要求, 有的已经基本失去工程效益, 并且存在严重的安全隐患。

北运河上的水工建筑物, 大多为闸桥一体, 水利工程老化的同时, 承担一定交通要求的桥梁也出现很多安全隐患。此外, 北运河上的蔺沟桥、于庄桥、二道河桥、花马沟桥等顺堤桥梁, 也都存在不同程度的病险问题, 安全隐患严重, 急需解决。

1 北运河病险闸、桥改造的重要意义

北运河承担着京城近90%的泄洪和近80%的排污任务, 是展示首都水务的行业窗口, 其工程的重要性不言而喻。安全是最高标准, 也是最低标准, 尽快对北运河上的病险闸、桥进行改造, 不仅可以排除闸、桥安全隐患, 同时可以为首都防汛、雨洪利用、缓解水资源紧张、改造通州新城水环境状况等方面提供很好的工程保证, 具有十分重要的意义。

1.1 防洪功能

工程防洪措施是一种调蓄洪水、削减洪峰、疏导水流、限制洪水泛滥的主要措施。北运河上的北关枢纽、榆林庄闸、杨洼闸等水闸工程, 自修建以来, 为北京市的防洪做出了重要贡献, 但随着时间的推移,工程已经严重老化。近年来, 北关枢纽的调度运用已远远低于原设计标准, 防洪效益大大降低; 鲁疃、辛堡、苇沟3 座翻板闸调度不便, 汛期容易造成洪峰叠加, 人为造成洪水, 由于老化严重, 闸门自身安全还存在很大风险; 榆林庄闸、杨洼闸更是敞闸度汛, 已经基本失去防洪作用。同时, 随着北京城市的发展,城区不透水面积增大, 城区河道洪水峰高流急的特点越来越突出, 使得北运河洪峰流量增大, 北运河上的防洪工程, 已经远远不能满足北运河的防洪要求, 在现状工程条件下, 一旦发生较大洪水, 后果不堪设想。所以, 必须加快改造, 提高防洪功能, 才能为河道两岸及下游兄弟省、市人民群众的生命财产安全提供必要的工程保障。

1.2 水资源调度管理功能

北运河是北京市五大水系中唯一常年不断流的河流, 是全市为数不多的有基流的河道之一, 每年有大量的雨、污水从北运河出境。北运河1961 — 1998 年多年平均出境水量达9.31 亿m3, 其中污水占50.4%,近几年北京连续干旱, 北运河出境水量也在5 亿m3左右。

北京是一座严重缺水的城市, 人均水资源不足300 m3, 而北运河作为北京的排水河道, 雨洪资源相对来说比较丰富。2004 年7 月10 日城区暴雨, 由于北运河上的水利工程老化严重无法正常启用, 一次出境雨洪量超过1 000 万m3。由于受工程条件的限制,北运河每年都有大量雨洪资源白白流走, 即使是1999— 2005 年连续干旱的年份, 每年汛期的出境雨洪量也接近1 亿m3。

北关枢纽是北京城市雨洪利用三号工程的重要组成部分, 在适当条件下, 可通过开启分洪闸向潮白河的于辛庄、兴各庄2 座橡胶坝分泄雨洪, 为其补水, 但由于北关枢纽属于三类病险闸, 运行标准大大降低, 不仅增加了洪水管理和雨洪利用的风险,而且大大减少了可调蓄的水量, 降低了雨洪利用的效益。

榆林庄、杨洼闸敞闸度汛; 鲁疃、辛堡、苇沟3座翻板闸随蓄水位升高自动翻倒, 并且自身存在安全隐患; 曹碾橡胶坝因坝袋老化不能正常蓄水; 师姑庄闸因老化严重已经拆除。由于上述工程不能正常发挥应有的工程效益, 无法进行洪水管理, 北运河( 含温榆河、运潮减河) 的蓄水能力由原设计的2 900 万m3下降到目前的1 100 万m3 ( 不含昌平区和通州区管理的橡胶坝蓄水量) 。

随着北京市对城市污水处理力度的加大, 随着上游及支流污水处理厂的建成使用和温榆河排污口治理工程的完成, 温榆河、清河、通惠河以及凉水河都将得到全面治理, 北运河的水质将必然会逐步改善。届时, 北运河将为北京市提供丰富的水资源特别是再生水资源。温榆河规划水质为Ⅳ类水体, 可为沿河区县提供大量的工农业用水和娱乐、景观和生态用水。但是如果没有对北运河上的病险闸进行改造, 就无法实现北运河水资源的有效调度, 只能让宝贵的雨洪资源和再生水资源白白流走。

根据有关部门的估算预测, 北运河流域在2010 年P=75%和P=95%时将分别缺水2.12 亿m3和4.32 亿m3。缺水的形势十分严峻。为实现首都的可持续发展, 一是必须要把北京建成节水型城市; 二是必须要充分利用雨洪和城市污水, 这样才能立足于现有的水资源, 做到城市建设与经济的可持续发展。因此必须尽快对上述工程进行改造, 增加河道槽蓄能力。改造后, 初步估计共可蓄水3 000 万m3 ( 另外,昌平区和通州区管理的橡胶坝也可蓄水780 万m3) 。这样才能充分拦蓄雨洪发挥工程效益, 也可以通过科学调度进行水资源管理, 在一定程度上缓解首都水资源紧缺的现状。

1.3 生态及文化功能

2002 年6 月, 北京市政府批准通过了《温榆河绿色生态走廊规划》, 同年市政府专题会议决定, 将温榆河绿色生态走廊规划的外延进一步向上、下游扩展, 下游延伸至北运河。同时, 北运河水系作为北京外环水系环绕城市最长的河道, 对北京市东部的生态环境起着非常重要的作用。对北运河上的病险闸进行全面改造, 可利用改造后的闸( 坝) 工程拦蓄起广阔的水面, 大大改善当地的生态环境、人居环境和投资环境。

通州区是2005 年1 月7日国务院批复的《北京城市总体规划》中规划的北京3个重点新城之一, 是北京参与环渤海湾区域合作发展的重要基地。据此, 《通州区“十一五”规划纲要》也将通州区定位为区域服务中心、文化产业基地、滨水宜居城市。通州区在《运河文化产业带发展规划》中, 决定以运河源头为依托, 充分发掘大运河的文化底蕴, 体现大运河的文化价值, 带动沿岸经济、社会、文化发展。所以, 通过对运河上的水闸工程进行改造,特别是对大运河之首北关分洪枢纽的改造, 可改善运河周边及通州新城环境, 并为恢复大运河的通航功能创造条件, 重现运河历史辉煌, 推动运河产业带的快速发展。

1.4 交通功能

北运河上的几座闸桥都有一定的交通要求, 特别是北关枢纽、榆林庄闸和杨洼闸, 交通流量较大, 经常有大型车辆通过, 虽然对部分闸桥已经进行了限行措施, 但是以牺牲交通效益为代价的, 并且不能完全排除行人车辆的通行风险。

蔺沟桥、于庄桥、二道河桥、花马沟桥等顺堤桥梁, 建设年代较长, 均已出现不同程度的老化, 有的主梁、横梁甚至出现裂缝, 而这些桥的交通密度和荷载均较大, 严重威胁到人民群众的出行安全, 限制了交通运输的畅通和发展。

2 对北运河病险闸、桥改造的几点建议

2.1 提高工程防洪设计标准

随着北京及其周边地区经济社会的发展, 北运河两岸防洪保护的经济产值也大大提高。同时由于城市化进程的加快, 城市建设使得不透水面积增大, 北运河洪峰流量逐年增加, 承担的泄洪任务也不断增加。所以水利工程建设的洪水设计标准也应适当提高, 特别是北关分洪枢纽、榆林庄闸、杨洼闸等大型水工建筑物的设计洪水应由原20 a 一遇洪水设计提高为50 a一遇洪水设计。北运河50 a 一遇洪峰流量变化详见表1。由表中可以看出洪峰流量增幅明显的是通惠河, 错频汇入的洪峰流量增加336%; 凉水河汇入的洪峰流量增加54.2%。

2.2 工程建设要突出自身功能特色

北运河作为京杭大运河的首段, 有深厚的文化底蕴, 北运河上水利工程的建设也要与大运河文化紧密结合起来, 要与大运河的文化功能结合起来, 使得二者互为依托、相得益彰。

北关闸是京杭大运河的起点, 北关分洪枢纽又是北运河的控制性工程, 也是北京城市排水的关键性工程, 在建设中应将工程功能和文化功能有机结合。可结合通州新城建设与燃灯塔景观协调起来,作为通州和北运河的一个标志性的工程, 既推动通州大运河的文化影响力也提升北关水利枢纽的自身品牌形象。

21 世纪的北关枢纽工程应该具有较高程度的现代化, 信息化系统、自动控制系统等都是其重要建设内容。北关枢纽的建设要做到“ 外古内新”, 即外貌与古运河文化、燃灯塔景观协调, 要体现“古风”; 同时又要加强信息化、自动化等现代化建设,将工程的“ 古貌” 和新世纪的现代化特色有机结合, 将北关建设成为北京市一座现代化的大型枢纽, 并且作为北京水务现代化建设的一个窗口展示给世人。

杨洼闸是北运河的出境控制闸, 既需要及时掌握上游雨情、水情、工情信息, 还要及时向下游省市传达水情信息, 并且要统计好出境水量等信息, 所以要突出其水文信息功能, 为整个北运河流域和全市提供重要的信息资源。

总之, 北运河干流河道建筑物的建设要与当地景观、社区建设协调一致, 力争自然合谐, 水闸型式和启闭机型式要与功能紧密结合, 利于发挥工程效益。此外, 考虑到北运河当前为劣Ⅴ类水体, 在新建闸门的选材和防腐上要充分考虑水质对闸门的影响。

2.3 改变部分水闸建设形式

2.3.1 闸桥分开建设

北运河上的现状水闸多为闸桥一体, 桥是闸的附属建筑物, 是为方便水闸的日常维护管理而建, 设计荷载较小, 但在现实生活中却逐步成为社会交通桥,并且随着社会的发展, 交通流量和荷载量日益增大,对闸、桥的安全运行造成很大安全隐患, 同时也很不利于水闸管理单位进行日常维护管理。所以在病险闸进行改造时, 应将水闸和桥梁分开建设, 专门设计满足当地交通运输的桥梁, 并由交通部门管理, 这样可使闸、桥互不影响, 水利部门和交通部门也可各司其职、各负其责, 利于水利工程和桥梁工程的日常维护管理, 既能更好地发挥水利工程的效益, 又能更好地保证当地交通运输安全畅通。

2.3.2 淘汰翻板闸形式

由于翻板闸不能适应任意运行条件下操作, 不能调节水位和流量, 不能很好地进行防洪和水流调度,在改造时, 应该淘汰温榆河上游的鲁疃、辛堡、苇沟3 座翻板闸, 改为可控闸门或橡胶坝形式, 有利于蓄水和调度。

3 结语

北运河作为北京市重要的排水河道, 承担着京城近90%的泄洪和80%的排污任务, 危闸的改造关系到首都的安全防汛排洪, 关系到人民群众的出行安全。尽快对北运河上的病闸危桥进行改造, 不仅可以保证人民群众的生命财产安全, 而且有利于实现“防洪标准高、供水保证率高、水环境质量高以及水经济效益高”水利目标, 为实现北运河“安全通道、绿色生态走廊、再生水源地、文化产业带”的功能定位提供工程保障。

参考文献

[1] 北京市北运河管理处, 北京市城市河湖管理处. 北运河水旱灾害[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2003.

作者简介: 李永华( 1962 — ) , 男, 管理处副主任。

来源：《北京水务》2006.4

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