郑州黄河湿地公园生态补水方案研究

摘要：郑州黄河湿地公园园内水系缺乏连通，水面面积较小，水源不足。

本文通过研究，提出结合花园口引黄闸前引水渠道的改扩建，为湿地公园内水系提供水源，完善湿地公园建设，对实现生态保护、开展生态旅游、建设生态郑州具有非常重要的意义。

关键词：湿地；补水；水系
中图分类号：tv85 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2016）03-0220-02
0 引言
郑州黄河国家湿地公园是国家批准的20个湿地公园试点之一，位于郑州市惠济区的黄河浮桥和黄河公路大桥之间的黄河河道南侧，紧邻花园口引水闸。

湿地公园示范园于2012年建成免费开放，但由于示范园内没有联通水系，园内水面面积较少，尚未形成真正的湿地公园，急需对湿地公园内水系寻找水源。

为湿地公园内水系提供水源，完成湿地公园建设，实现生态保护、开展生态旅游、建设生态郑州具有非常重要的意义。

1 工程区附近现状水利工程情况
1.1 邙山输水干渠工程
邙山输水干渠始建于1970年，1972年10月开始启用，原为农业灌溉用水渠道，1979年起兼作柿园水厂供水水源输水渠道。

几经完善形成具有综合功能的输水工程，整个输水系统有引水、沉沙、泵站、输水、二次沉沙、蓄水等几部分组成。

邙山干渠提灌站至枯河分水井使用双线路进行供水，设计流量14m3/s，其中原有线路6m3/s，正在进行建设的复线扩建工程8m3/s。

1.2 岗李水利枢纽工程
该工程是黄河下游干流上兴建的一座拦河工程，始建于1958年，1960年6月建成投入使用。

工程有拦河土坝及十八孔泄洪闸组成，在十八孔闸上游建有五孔闸，穿黄河大堤，与下游东风渠相连。

主要功能是：抬高黄河水位，防止河床下切，保证北岸共产主义渠、人民胜利渠和南岸东风渠三灌区2500万亩农田的灌溉引水，并供给天津用水，保证京广铁路黄河大桥的安全，联系南北水陆交通，促进物资交流。

由于设计、技术原因，建成后的拦水大坝于1963年大水时又被迫炸掉。

仅余十八孔闸桥、消力池（俗称岗李水库）和河中一段的残坝（俗称南裹头及北裹头河洲孤岛）。

1.3 花园口引黄闸
花园口引黄闸位于黄河大堤桩号10+915处，始建于1955年，1980年10月进行改建。

现状闸底板88.271m（黄海高程）。

闸后西干渠经闸后提灌站，沿黄河大堤淤背区外侧输水至常庄和李西河沉沙池，提灌站泵站前池底高程87.60m，泵站吸程7m，现状进出口高差为3.5m。

该闸为三孔钢筋混凝土箱形涵洞式水闸，设计引水流量正常为20m3/s，加大35m3/s。

近年来，黄河下游水沙条件发生变化，加之主流摆动，造成现花园口引黄闸所处堤段脱河，致使该闸引水困难，目前通过在闸前滩地开挖引渠引水，已不能完全发挥设计功能。

同时，小浪底水库建成后，黄河水位下切约1.5m，花园口引黄闸现状闸底高程较高，引水能力不足，为了能够为郑州市龙湖及北部四河提供水源，需对引黄闸及进水渠进行改造。

除此之外，花园口引黄闸自身也存在一定的安全隐患，2007年8月，由黄委审定了花园口引黄闸的安全类别，鉴定该闸为三类闸，需要进行除险加固，已被列入国家基本建设投资项目。

目前，花园口引黄闸承担着向郑州市区生态水系和下游灌区供水的任务，为了改善灌区的用水条件，郑州市正在积极对灌区进行改造，以改善下游灌区灌溉用水条件和市区生态环境，并为向下游水库调水提供备用水源。

2 初拟供水方案
本次初步拟订三个方案向郑州黄河国家湿地公园提供水源。

2.1 方案一：利用邙山输水干渠工程向湿地公园及花园口闸供水。

自邙山提灌站起，经邙山输水干渠复线引水至枯河分水井，利用邙山输水干渠复线长度5.73km，再经枯河河道引水至十八孔闸处，利用枯河河道长度8.4km，闸后新建引水渠1.3km，进入黄河湿地公园水系，水系进口新建进水闸一座，末端进入花园口引水闸。

由于小浪底水库建成后，造成黄河河道下切，现状花园口闸引水能力不能满足要求，需对花园口闸拆除重建，同时对泵站进行改造。

该方案总投资1350万元。

2.2 方案二：在南裹头东侧、黄河南岸新建引水渠及防沙闸，在黄河滩地内新建沉砂池，沉砂池范围西距南裹头土坝1000m，北至黄河河面南侧50-100m（做为隔离堤），沉砂池南北方向长度2200m、东西方向宽度200m。

利用沉砂池沉砂后，水采用泵站抽送至郑州黄河湿地公园水系内，利用湿地公园规划水系末端进入花园口引水闸。

该方案总投资1210万元。

2.3 方案三：现状花园口闸进水渠渠首新建防沙闸，对花园口闸现状引水渠两侧扩挖成湖。

成湖范围西至现状引水渠西侧生产路，东至黄河桥，北至黄河河面南侧50-100m（做为隔离堤），南至黄河大堤。

考虑后期清淤影响，设计仅开挖不护砌。

北侧临黄河岸线处湖面小，南侧临大堤处湖面开阔。

湖既可以扩大水面，也可以起到沉砂池的作用，总面积湖面660亩，平均挖深4.5m，边坡1：5。

水经沉砂后在沉砂池右岸新建提水泵站，通过管道提水至郑州黄河国家湿地公园水系上游，管材采用900mm钢筋混凝土管，输水管道总长4.0km。

使湿地公园内水系连通，末端退水至沉砂池。

花园口闸及提水泵站改造后可直接经花园口闸由提水泵站向东风渠输水。

该方案总投资1050万元。

3 方案比选
方案一的优点是邙山输水干渠输送的水已经经过黄河滩区沉砂池及大刘沟沉砂池沉砂，水中砂含量已经较低，不需再建新的沉砂池，可直接输送至湿地公园水系。

缺点有：①邙山输水干渠提水泵站扬程达26.5m，运行费用较高；②邙山输水干渠复线工程建成后（目前正在施工）设计输水能力为14m3/s，若向郑东新区龙湖补水10m3/s，则剩下的4m3/s满足不了原有向贾鲁河、金水河、十七里河、十八里河、潮河等河道提供水源的要求；③邙山输水干渠以下枯河未经治理，上游有江南春度假中心、思念果岭山水、丰乐葵园等房地产及度假中心，下游有绿源山水等房地产开发项目，沿河及上游河道排污较多，如利用此段河道，此段河道必须进行治理，且需进行截污，工程投资较大。

方案二的优点是输水线路相对较近，泵站扬程相对较低，运行费用也较低。

缺点有：①进入湿地公园后流速较慢，水中剩余泥沙将沉降，导致湿地公园内河道淤积，湿地公园水系建成后，清淤及运行管理费用高；②由于规划的引水渠及沉砂池位于规划的郑州黄河国家湿地公园内，根据计算沉砂池面积为660亩，面积较大，需占用湿地公园内土地，湿地公园规划需进行调整，由于湿地公园规划已经国家林业局进行了批复，调整难度较大；③湿地公园属于市林业部门管理，而沉砂池及花园口闸属于市水务部门管理，分属不同单位，管理协调难度较大。

方案三的优点是输水线路最近，水泵扬程较小，工程费用及运行费用均较低，且由于湿地公园内水面由下游沉砂池回水形成，水中泥沙含量较少，对湿地公园内水系影响较小，便于湿地公园的运行管理。

缺点是：需新建泵站及管道输水至湿地公园上游，输水管道长4.0km。

4 结论
通过以上三种方案比选，方案三投资低、实施条件好、后期运行管理方便，推荐采用方案三。

根据黄河水位与引水闸引水流量关系，将花园口引黄闸闸底板高程下降1.5m至86.771m，进行重建，对闸后泵站前池进行改造，降低池底高程至86.00m，将泵吸水管下延1.6m，泵站机组维持原状。

由于该河段河道属典型游荡性河道，加之黄河下游河道整治工程尚未完全布设到位，方案三沉砂池位于黄河滩区内，进水渠及渠首应做适当防护措施，防止黄河对沉砂池破坏。