絳縣城西生態(tài)公園蓄水工程方案簡(jiǎn)述

李國(guó)培

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030024）

0 引言

絳縣城西生態(tài)公園的西溝內(nèi)常年有水流，為了提高絳縣生態(tài)公園的生態(tài)效應(yīng)，在西溝河內(nèi)筑壩蓄水，形成水面景觀，既給公園增添了“靈氣”，又給居民提供了一個(gè)休閑娛樂(lè)的去處。

水不僅是人類(lèi)生存與發(fā)展不可替代的物質(zhì)條件，也是環(huán)境優(yōu)美不可或缺的重要組成部分。為進(jìn)一步提高生態(tài)公園的綜合品味，應(yīng)按照生態(tài)理念建設(shè)生態(tài)公園水系，使水面與岸邊的生態(tài)系統(tǒng)相連接，改善公園的生態(tài)環(huán)境。

1 設(shè)計(jì)背景

絳縣位于山西省南部，運(yùn)城市東北隅，中條山西北麓，東部和東北部與翼城縣毗鄰，西部和西南部與聞喜縣接壤。南跨中條山與垣曲縣相連，北枕絳山，可俯瞰曲沃、侯馬兩地。絳縣被史學(xué)家稱(chēng)為“古絳”、冠以“天下第一縣”之盛譽(yù)。

絳縣城西生態(tài)公園蓄水工程位于絳縣城西1 km處涑水河一級(jí)支流西溝河上，南眺中條山，東望絳縣城區(qū)；東面為城內(nèi)村，西臨溝西村，北面接印堡村，南面靠沁東線。

政府對(duì)城市綠化系統(tǒng)規(guī)劃的重視，加快了絳縣生態(tài)公園建設(shè)的步伐。

2 工程任務(wù)

采用生態(tài)工程手法，在確保防洪安全的基礎(chǔ)上，在生態(tài)公園的西溝河上建壩蓄水，形成水面景觀。

2.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)和級(jí)別

本工程的防護(hù)對(duì)象主要為絳縣縣城。絳縣城區(qū)人口為5萬(wàn)人，屬于Ⅳ等城市，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）并結(jié)合城市發(fā)展的防洪要求，確定工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-2013）確定堤防等級(jí)為2級(jí)。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）確定壅水建筑物等級(jí)為Ⅴ等5級(jí)。

2.2 工程任務(wù)

工程的主要任務(wù)是：防洪、生態(tài)蓄水。

首先，對(duì)西溝蓄水區(qū)進(jìn)行疏浚、清障，加固兩岸堤防，庫(kù)區(qū)兩岸堤線防護(hù)材料采用仿木樁，與生態(tài)公園周?chē)坝^相協(xié)調(diào)。

其次，在西溝內(nèi)設(shè)壩蓄水，同時(shí)讓水動(dòng)起來(lái)，讓水響起來(lái)，形成水面景觀和跌水景觀，努力把公園打造成“林水相依、人水和諧”的生態(tài)公園。

最后，在蓄水區(qū)修建景觀園路和景觀綠化帶：讓廣大市民感受到走進(jìn)水、親近水、感受水，享受水帶來(lái)的樂(lè)趣和便利。

3 設(shè)計(jì)目標(biāo)

在滿(mǎn)足防洪安全的基礎(chǔ)上，打造“林水相依、人水和諧”的生態(tài)公園，具體目標(biāo)分解為：

1）安全：提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)兩岸公園設(shè)施安全；

2）海綿流域；通過(guò)滲、滯、蓄、凈等工程和生物措施，以“一片天對(duì)應(yīng)一片地”為核心，就地筑壩蓄水，不僅形成水面景觀和跌水景觀，最大限度地利用水資源，更給生態(tài)公園增加了“靈氣”；

3）生態(tài)：建設(shè)生態(tài)河道，實(shí)現(xiàn)山清水秀，人水和諧。

4 方案設(shè)計(jì)

4.1 總體布置

根據(jù)本工程的實(shí)際地形條件及縣委縣政府的戰(zhàn)略部署，采用“源頭治理”和“生態(tài)蓄水”相結(jié)合的原則，進(jìn)一步提高生態(tài)公園的綜合品味，按照生態(tài)理念建設(shè)生態(tài)公園水系，使水面與岸邊的生態(tài)系統(tǒng)相連接，改善公園的生態(tài)環(huán)境。

工程總體布置分為三部分：

1）岸線防護(hù)和河道疏浚：岸線防護(hù)長(zhǎng)度約620 m，疏浚長(zhǎng)約285 m。

2）筑壩蓄水：攔水壩分為實(shí)體壩段和液壓壩，攔水壩長(zhǎng)71.9 m，實(shí)體壩段61.9 m，液壓壩段長(zhǎng)10 m，工程實(shí)施后形成蓄水面積1.86萬(wàn)m2，蓄水量2.79萬(wàn)m3。液壓壩在非汛期立壩與實(shí)體壩段共同蓄水形成水面景觀，在液壓壩段形成跌水景觀；液壓壩在汛期蹋壩，宣泄洪水。

3）園路和景觀綠化：環(huán)繞蓄水區(qū)修建景觀園路，園路長(zhǎng)度620 m。

4.2 堤防設(shè)計(jì)

4.2.1 河道斷面設(shè)計(jì)

為保證堤防行洪安全，且盡可能減少工程投資，同時(shí)增加平臺(tái)綠化面積和人們休閑活動(dòng)空間，河道斷面型式為復(fù)式斷面，形成開(kāi)敞式河道空間，總寬30～100 m。

為了保持生態(tài)系統(tǒng)的完整性，營(yíng)造動(dòng)物的良好棲息地，不阻礙水體與周?chē)鷳B(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)能量交換，建設(shè)生態(tài)蓄水工程，建立健康的生態(tài)系統(tǒng)，堤防采用斜坡式生態(tài)土堤，結(jié)合蓄水要求，防護(hù)高程按照設(shè)計(jì)蓄水位+0.8 m確定。在水位變化區(qū)采用仿木樁進(jìn)行防護(hù)，仿木樁直徑為300 mm，樁長(zhǎng)為3500 mm，與生態(tài)公園的景觀融為一體，形成一個(gè)和諧的生態(tài)系統(tǒng)，也順應(yīng)了現(xiàn)代人回歸自然的心態(tài)。

讓游人親水的同時(shí)，也得保證游人的安全，在庫(kù)線2 m的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)為淺水區(qū)，淺水區(qū)的范圍內(nèi)可以種植水生植物，通過(guò)自然景觀和水生植物的分層設(shè)計(jì)，達(dá)到綠地與水體的自然銜接，也給城市居民營(yíng)造了近距離接觸濕地野生生物的場(chǎng)所，讓更多人了解濕地景觀的幽靜秀野之美。河道斷面標(biāo)準(zhǔn)橫剖面見(jiàn)圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)橫剖面圖

4.2.2 河道疏浚

對(duì)河道蓄水區(qū)進(jìn)行清障、疏浚，保證蓄水區(qū)最淺水深為0.3 m。

4.2.3 園路和景觀綠化

圍繞蓄水區(qū)設(shè)計(jì)了寬3 m的園路和景觀綠化帶，景觀綠化帶、園路與景觀融為一體的仿木樁護(hù)岸和蓄水區(qū)與周?chē)纳剿?、建筑及植物等景觀緊密結(jié)合形成了不同的景觀區(qū)，都給人以美的享受。

4.3 蓄水工程

4.3.1 壅水建筑物的選型

在天然河道上設(shè)置壅水建筑物，首先要考慮的問(wèn)題是滿(mǎn)足防洪要求，既能滿(mǎn)足洪水期塌落行洪，還要滿(mǎn)足平時(shí)抬高蓄水。目前，在河道蓄水工程中，國(guó)內(nèi)外采用橡膠壩和鋼壩閘做為壅水建筑物者居多，但近年來(lái)我國(guó)自主研發(fā)的液壓升降壩也很受歡迎。液壓升降壩是我國(guó)針對(duì)傳統(tǒng)的活動(dòng)壩自主研發(fā)的一種新型的活動(dòng)壩。運(yùn)用這些壩的主要原因是：1）對(duì)河道行洪影響?。?）運(yùn)行方便；3）單跨長(zhǎng)，需要的混凝土隔墩少，對(duì)景觀的不利影響小。

通過(guò)三種壩型的比較：1）鋼壩閘的投資最大，液壓升降壩次之，橡膠壩投資最?。?）鋼壩閘景觀效果最好，液壓升降壩次之，橡膠壩景觀效果差；3）鋼壩閘和液壓升降壩立壩和塌壩時(shí)間快、防洪壓力小、不需要地下廠房結(jié)構(gòu)、使用壽命均較長(zhǎng)，橡膠壩次之。

結(jié)合本工程情況，經(jīng)工程投資、運(yùn)行靈活、外形美觀、適合河道、人群集中等方面的綜合考慮，本次擬采用液壓壩壩型。

4.3.2 壅水建筑物布置

壅水壩分為實(shí)體壩段和液壓壩壩段。壅水壩的平面布置見(jiàn)圖2。

圖2 壅水壩平面布置圖

4.3.2.1 實(shí)體壩設(shè)計(jì)

為了減少投資，形成水面景觀和跌水景觀，壅水建筑物分為實(shí)體壩段和液壓壩段。

實(shí)體壩段內(nèi)部采用鋼筋混凝土懸臂式擋墻，高5.8 m，立墻上頂寬0.5 m，底板寬8 m，為滿(mǎn)足壩體滲透穩(wěn)定在懸臂式擋墻道齒墻前端布置了一道，防滲帷幕采用水泥土地連墻，水泥土地連墻深入第四系全新統(tǒng)低液限黏土層，考慮到生態(tài)效果，在懸臂式擋墻上下游填土，上游壩坡 1∶1.5，下游壩坡 1∶2，壩頂路寬度為8 m。

由于地基存在不均勻沉降問(wèn)題，基礎(chǔ)處理采用碎石樁擠密處理，樁徑0.6 m，間距2.4 m，深8 m，梅花型布置，樁頂設(shè)200 mm厚碎石墊層。

4.3.2.2 液壓壩設(shè)計(jì)

液壓壩布置在攔河壩的中部，為單孔，孔口寬度為10 m，液壓壩高度為4 m。液壓壩順?biāo)鞣较蛴射伾w段、底板段、消力池、海漫等組成，順?biāo)鞣较蚩傞L(zhǎng)度為43 m。液壓壩剖面見(jiàn)圖3。

1）鋪蓋段

鋪蓋段布置于液壓壩上游，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度為10m，寬度與閘孔同寬。鋪蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度為1.3 m。

2）底板段

液壓壩段順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)10 m，其閘孔凈寬10 m。液壓壩段采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度為1.5～2.04 m。閘室底板順?biāo)鞣较虻纳炜s縫，縫寬20 mm，縫內(nèi)填充聚乙烯閉孔泡沫板，并用橡膠止水帶止水。

3）液壓壩壩體設(shè)計(jì)

壩體為寬度10 m道單扇閘板。壩面材料采用Q345B主要材料進(jìn)行加工焊接。液壓升降壩工作原理主要是利用壩后液壓缸啟閉機(jī)，實(shí)現(xiàn)升壩攔水，降壩行洪的目的。

4）消力池段

消力池段位于液壓壩段下游部分，消力池池長(zhǎng)為18 m。與液壓鋼壩孔口同寬。消力池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度為1.5 m。

5）邊墻設(shè)計(jì)

液壓壩邊墻采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與底板澆成一個(gè)整體。頂寬0.8 m，邊墻高6.34 m。

消力池和鋪蓋段邊墻采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，頂寬0.6 m，與底板澆成一個(gè)整體，邊墻高3.5～9.5 m。

6）海漫段

消力池末端接25.0 m長(zhǎng)海漫，海漫采用格網(wǎng)石籠，厚度為1.0 m，結(jié)構(gòu)由上至下依次為格網(wǎng)石籠厚1000 mm，基礎(chǔ)夯實(shí)。

圖3 液壓壩剖面圖

5 結(jié)語(yǔ)

本工程實(shí)施后，使治理段達(dá)到50年一遇設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)了沿岸生態(tài)公園的設(shè)施安全。

工程建成后不僅可以改善公園的生態(tài)環(huán)境，還給公園增添了“靈氣”，又給居民提供了一個(gè)休閑娛樂(lè)的去處，建議盡快實(shí)施。