劉祥國(guó) 宋春娟

（吉林市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 吉林 132013）

1 問(wèn)題的提出

吉林市是吉林省第二大城市，第二松花江蜿蜒由南向北從吉林市城區(qū)穿過(guò)。隨著吉林市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)展和旅游業(yè)的快速發(fā)展，促使城市對(duì)生活、環(huán)境、生態(tài)提出更高的要求，生態(tài)系統(tǒng)尤其是水生態(tài)系統(tǒng)承受越來(lái)越大的壓力。

吉林市城區(qū)第二松花江江段流量主要受上游豐滿水庫(kù)發(fā)電流量控制，由于豐滿水庫(kù)主要是調(diào)峰電站，因此其泄流在時(shí)空分布上是不均勻的。經(jīng)水庫(kù)調(diào)節(jié)市區(qū)江段在非汛期過(guò)流僅為161m3/s，水面寬僅為200m左右，其余300～350m均為裸露灘地。由于受近年來(lái)第二松花江河道下切，永慶反調(diào)節(jié)水庫(kù)運(yùn)行方式的影響，吉林市區(qū)江段低水流量持續(xù)時(shí)間明顯延長(zhǎng)，導(dǎo)致水面偏窄，水體量較小，灘地裸露，影響城市景觀。

吉林市第二松花江兩岸城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)取水的主要用水單位有 29個(gè)，其中城市生活用水5個(gè)，工業(yè)用水 19個(gè)，農(nóng)業(yè)用水 5個(gè)。受江水位下降影響，達(dá)不到設(shè)計(jì)取水能力的有二水廠、沈鐵水電段、冀東水泥廠、吉化動(dòng)力廠、吉林炭素廠、吉林鐵合金廠、吉林松花江熱電廠等7戶企業(yè)，其中，吉林炭素廠、吉林鐵合金廠、冀東水泥廠3個(gè)單位，現(xiàn)狀取水困難，處于取水危機(jī)狀態(tài)。

目前，中部引調(diào)水支線工程已經(jīng)開工，每年從豐滿水庫(kù)調(diào)水10億m3，未來(lái)吉林市區(qū)流量會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)不到200 m3/s情況，灘涂裸露情況會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。而且豐滿水庫(kù)將要重建，在重建的近七年時(shí)間里，水庫(kù)蓄水進(jìn)一步減少，松花江的流量也會(huì)進(jìn)一步減少。

此外，吉林市區(qū)主江道水深大約有2m左右，靠近岸邊水深只有 20～30cm，無(wú)法行駛大型旅游船舶，影響了水上旅游項(xiàng)目和水上體育運(yùn)動(dòng)的開展。

2 規(guī)劃構(gòu)想

為解決上述問(wèn)題，根據(jù)吉林市城市建設(shè)的整體規(guī)劃及第二松花江江道實(shí)際地質(zhì)、地形條件、江道流量變化情況，結(jié)合城市景觀，提出修建攔江壅水壩、實(shí)施生態(tài)景觀項(xiàng)目的規(guī)劃構(gòu)想。

吉林市位于第二松花江中上游，豐滿水庫(kù)壩下。河道比降變化比較大，城區(qū)段永慶水庫(kù)至臨江門大橋段比降為 0.174‰；人大辦公樓至吉林熱電廠江段比降為0.24‰；吉林水文站至人大辦公樓段比降為1.34‰；龍?zhí)洞髽蛑凉埓髽蚨伪冉禐?1.2‰；哈龍大橋至秀水大橋段比降為0.63‰，比降變化較大，修建一道攔江壅水壩，不能解決所有取水困難問(wèn)題。因此，在充分考慮壅水高、回水長(zhǎng)、水面寬、不間斷、景觀效果好、對(duì)松花江江道內(nèi)清水綠帶主要景觀及重要市政設(shè)施影響最小、工程投資最少等因素的前提下，初步規(guī)劃三道攔江壅水壩。

1#壩址位于江灣大橋下游 560m處。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，考慮對(duì)沿江兩岸低洼處的臨江住戶及建筑物不產(chǎn)生浸沒影響，壅水壩正常擋水時(shí)的回水不應(yīng)頂托上游永慶水庫(kù)出流，確定回水至引松入長(zhǎng)取水口附近，回水長(zhǎng)度 9.16km。確定壅水壩壩高 5.0m，最大擋水高度為 5.2m，正常蓄水位187.00m，蓄水總量可達(dá)900萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)水量510萬(wàn)m3。壩址處水面寬440m，與松花江最小流量（161m3/s）相比，水面壅高3.4m，青年園處水面壅高2.53m，吉林大橋處水面壅高1.56m，政府門前水面壅高1.09m，臨江門大橋處水面壅高 0.92m，自來(lái)水一廠處水面壅高 0.81m，溫德河口處水面壅高0.6m。

工程修建后對(duì)江道左岸的國(guó)防園、青年園，右岸的風(fēng)帆廣場(chǎng)、音樂噴泉以及兩岸碼頭均沒有影響，可提高自來(lái)水一廠、源源熱電廠、吉林市綠化處取水保證率。同時(shí)該攔河壩回水區(qū)位于吉林市中心區(qū)，市委、市政府等黨政機(jī)關(guān)辦公區(qū)和主要商業(yè)中心均在該區(qū)域，通過(guò)壅高水位后形成一道亮麗的人工湖景觀。

2#壩址位于松江大橋下游 200m 處，壩高5.2m，蓄水水位 184.07m，蓄水總量可達(dá) 1600萬(wàn)m3，可調(diào)節(jié)水量720萬(wàn)m3，回水至1#壩址處，回水長(zhǎng) 9.10km，不會(huì)頂托 1#壅水壩的出流。壩址處水面寬 570m，水面壅高 3.87m，長(zhǎng)白島處水面壅高2.3m，清源橋處水面壅高2.17m，龍?zhí)洞髽蛱幩孥崭?1.57m，三水廠處水面壅高0.94m。

工程修建后可提高東關(guān)熱電廠、沈鐵水電段及自來(lái)水二廠、三廠、吉化動(dòng)力廠、吉林熱電廠等企業(yè)的取水保證率?；厮畬⒀蜎]松江大橋至清源大橋之間的長(zhǎng)白島。長(zhǎng)白島俗稱野鴨島，是松花江上的一處重要景觀，工程修建后，島上的甬道和護(hù)鳥房會(huì)受到影響，淹沒長(zhǎng)度大約1300m，淹沒深度在0.5～0.8m左右，但可結(jié)合壅水壩工程的實(shí)施，通過(guò)采取一定的工程措施對(duì)長(zhǎng)白島進(jìn)行修繕改造。

3#壩址位于秀水大橋下游 400m 處，壩高7.5m，蓄水水位 180.75m，蓄水總量可達(dá) 1800萬(wàn)m3，可調(diào)節(jié)水量800萬(wàn)m3，回水至2#壩址處，回水長(zhǎng) 7.68km，不會(huì)頂托 2#壅水壩的出流。壩址處水面寬 490m，水面壅高 3.79m。松花江熱電取水戽頭處水面壅高3.78m，吉化化肥廠取水戽頭處水面壅高2.68m，鐵合金、炭素取水戽頭處水面壅高2.20m，哈龍橋處水面壅高1.51m。

工程修建后對(duì)左右岸的清水綠帶景觀沒有影響，可提高晨鳴紙業(yè)、冀東水泥廠、鐵合金廠、炭素廠、吉化化肥廠、松花江熱電等企業(yè)的取水保證率。

3 壩型選擇

作為江道景觀壅水建筑物，通?？晒┻x擇的結(jié)構(gòu)形式有鋼壩、翻板閘、橡膠壩。鋼壩、翻板閘運(yùn)行方便，鋼壩景觀效果較好，但造價(jià)偏高；橡膠壩最經(jīng)濟(jì)，但運(yùn)行較麻煩。

松花江是全國(guó)重要的大江大河，江道常年有161m3/s基礎(chǔ)環(huán)境流量，且壅水壩非汛期擋水運(yùn)行期間，豐滿水電站每天有不同的發(fā)電出流，具有一定的特殊性。而橡膠壩正常擋水時(shí)，根據(jù)國(guó)內(nèi)已建工程的長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，壩頂過(guò)流水深不宜大于 0.5m，過(guò)流能力受限，因此雖然橡膠壩較經(jīng)濟(jì)，但其無(wú)法適應(yīng)流量經(jīng)常性變化的實(shí)際運(yùn)行工況，所以需采用閘壩組合方案。

由于橡膠壩正常擋水時(shí)過(guò)流能力有限，江道流量需經(jīng)鋼閘下泄，從運(yùn)行安全角度講，豐滿發(fā)電流量大于鋼閘設(shè)計(jì)流量時(shí)，橡膠壩應(yīng)坍袋運(yùn)行，鋼閘長(zhǎng)度取決于橡膠壩坍袋前的江道最大流量。由于鋼閘的單價(jià)遠(yuǎn)高于橡膠壩單價(jià)，選定的鋼閘設(shè)計(jì)流量越大，所需鋼閘的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，投資也越高。如選取的鋼閘設(shè)計(jì)流量小，雖然可降低工程投資，但橡膠壩需頻繁坍袋以適應(yīng)流量變化，運(yùn)行比較麻煩。根據(jù)2005～2011年永慶水庫(kù)投入運(yùn)行后吉林市水文站實(shí)測(cè)各月最大、最小流量統(tǒng)計(jì)分析，確定鋼閘設(shè)計(jì)流量為800m3/s 。

根據(jù)以上分析，我們考慮1#壅水壩和2#壅水壩采用橡膠壩和鋼壩組合方案，既解決了投資大的問(wèn)題，同時(shí)又能滿足過(guò)流需要。3#壅水壩由于壩高太高，目前國(guó)內(nèi)還沒有成熟的設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)，需引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，可采用從美國(guó) OHI公司引進(jìn)的氣動(dòng)盾形閘門技術(shù)。該技術(shù)具有無(wú)中間閘墩、過(guò)流能力強(qiáng)、環(huán)保性能好、氣動(dòng)閘頂部可溢流、操作簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)、景觀效果好等優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)建成的案例有北京市大興區(qū)新鳳河水環(huán)境治理工程（30m×2.5m），北京市朝陽(yáng)區(qū)清河氣動(dòng)盾形閘門工程（45m×2.5m）。

4 結(jié)論

通過(guò)以上分析論證可以看出，在吉林市城區(qū)第二松花江上修建攔江壅水壩，實(shí)施生態(tài)景觀項(xiàng)目，可使主城區(qū)段水面拓寬，水體量增大，可以改善水生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置和水生態(tài)系統(tǒng)的有效保護(hù)，維護(hù)松花江河道水生態(tài)系統(tǒng)的健康，逐步實(shí)現(xiàn)水功能區(qū)的保護(hù)目標(biāo)和水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，可利用寬闊的水面開展一些水上旅游項(xiàng)目和水上體育運(yùn)動(dòng)，提高市民的生活質(zhì)量。因此，本項(xiàng)目的實(shí)施既美化了環(huán)境又提高了城市品位。