趙海濤 馬 博 劉樹玉

（河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院 河北石家莊 050021）

錫林浩特環(huán)城水系建設(shè)的經(jīng)驗與教訓(xùn)

趙海濤 馬 博 劉樹玉

（河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院 河北石家莊 050021）

近年來，水系與水環(huán)境建設(shè)日益成為城市建設(shè)中的熱點項目，同時媒體中不斷披露的各地城市內(nèi)澇災(zāi)害，暴露出我國城市排澇管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的相對滯后問題，錫林浩特市環(huán)城水系設(shè)計建造過程中，充分考慮了環(huán)城水系在城市防洪、排澇、雨水利用、景觀與文化等多方面的因素，但建設(shè)過程中也存在一些不足之處，有必要總結(jié)其普遍性規(guī)律以供同行參考。

環(huán)城水系 防洪 排澇

1 基本情況

1.1 項目區(qū)概況

錫林浩特市位于錫林郭勒草原中部，屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降雨量為290mm，多年平均蒸發(fā)量為1758.2 mm，多年平均氣溫為-19.1 ℃，歷年最低月平均氣溫為-24.7℃，多年平均汛期最大風(fēng)速為14.6 m/s，多年平均最大凍土深為2.89 m。

本地區(qū)暴雨發(fā)生突然，洪水來勢迅猛，歷時短、強度大，汛期為6～9月，7～8月為主汛期。錫林河為錫林浩特市的母親河，是本地區(qū)主要河流，全長268.1km。1964年錫林浩特市在城區(qū)上游9 km處的錫林河興建了錫林河水庫，總庫容2003萬m3，設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，年可供水量為1095萬m3。

1.2 防洪工程現(xiàn)狀情況及存在問題

錫林河從錫林浩特市城區(qū)由南至北穿城而過，近年來錫林浩特市對錫林河水庫下游段河道進(jìn)行了整治并修建了1、2、3、4號湖，形成了較為完整的防洪體系。

錫林河支流葛根敖包溝、楚古蘭溝和額木和溝均發(fā)源于城區(qū)東部和南部上游，穿過老城區(qū)后匯入錫林河，由于近年來的城市化建設(shè)，阻擋了部分錫林河支流的洪水出路，錫林浩特市主城區(qū)的防洪安全問題依然沒有徹底解決，其中楚古蘭溝和葛根敖包溝下游河道已被城市建設(shè)占用，洪水無出路，額木和溝河槽不明顯，呈漫灘行洪態(tài)勢，每遇暴雨，沿線街道洪水橫流、牧區(qū)草場受淹。尤其是東二環(huán)、南二環(huán)路建成后，因其路面高程相對較高，客觀上起到了阻擋周邊坡面洪水的作用，導(dǎo)致二環(huán)路周邊匯水較為集中，加上自然淤積等因素，一旦發(fā)生暴雨洪水，將對城區(qū)安全造成嚴(yán)重威脅。

主城區(qū)現(xiàn)狀排澇能力不足0.5年一遇，瀝水大部分通過地表排入地勢較低的柴達(dá)木淖爾（以下均稱 “瀝水湖”），瀝水湖容積因城市建設(shè)嚴(yán)重萎縮， 2012年及2013年錫林浩特市連續(xù)發(fā)生了兩次暴雨洪水，其中2012年“7.28”暴雨導(dǎo)致北部城區(qū)平均積水深40cm，部分地區(qū)積水深達(dá)1m以上，房屋被淹，交通中斷，損失慘重。

在此背景下，錫林浩特市市委、市政府在充分考察城區(qū)防洪現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，于2012年1月將沿城市東、南二環(huán)外寬100m的區(qū)域劃定為錫林浩特市城區(qū)防洪整治工程建設(shè)重點區(qū)域，通過綜合治理，與現(xiàn)有錫林河水系形成一個完整的城市水系防洪圈。

2 環(huán)城水系規(guī)劃設(shè)計3

針對錫林浩特市城市水系特性及現(xiàn)狀存在問題，按照統(tǒng)一規(guī)劃、全面安排、綜合治理、綜合利用的原則，綜合考慮防洪、景觀、雨洪利用等各方面因素，確定工程總體規(guī)劃方案：確保在規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)不出險，超過標(biāo)準(zhǔn)時有對策。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，錫林浩特市城市防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，環(huán)城水系工程總體上分為水源工程、東二環(huán)水系工程、南二環(huán)水系工程，加上現(xiàn)有錫林河水系工程，形成三面環(huán)水的草原生態(tài)宜居城市，工程布置詳見圖1。

圖1 工程布置圖

2.1 水源工程

本工程景觀蓄水主要水源為中水及水庫水。通過泵站及管道分別將中水及水庫水提升至本工程高位水池，再由高位水池經(jīng)瀑布分流至東二環(huán)與南二環(huán)，因現(xiàn)場縱坡較陡，不易形成水面，故在瀑布下沿東、南二環(huán)各布置500m長小溪，由小溪銜接?xùn)|、南二環(huán)水系。

2.2 東二環(huán)水系工程

起自高位水池北側(cè)500m小溪末端，向北至S307段為行洪兼景觀蓄水河段，繼續(xù)向北過S307后為純泄洪渠道，泄洪渠道洪水流量較小時進(jìn)入城北人工濕地，由城北人工濕地進(jìn)入蓄水池；洪水流量較大時可直接進(jìn)入蓄水池。整治總長度11.59km。

2.3 南二環(huán)水系工程

起自高位水池西側(cè)500m小溪末端，向西至分洪口以西720m段渠道為行洪兼蓄水河段，本段渠道的洪水通過楚谷蘭溝分洪至G303西北的額木和流域，其景觀水則通過管道進(jìn)入福華景觀湖，再由福華景觀湖通過管道進(jìn)入南二環(huán)加氣站以西的行洪兼景觀蓄水渠道，本段景觀渠道在市門橋上游納入額木和溝匯入的洪水后，在通過市門橋下游的泄洪渠道匯入錫林河。整治總長度14.80km。

東、南二環(huán)水系景觀渠道斷面型式均為梯形，河槽底寬8～60m，邊坡1:3～1:5，通過藝術(shù)堰擋水形成景觀水面，河道采用格賓網(wǎng)石籠防護，石籠上覆土綠化形成自然的濱水岸線。環(huán)城水系工程自2012年5月正式開工，經(jīng)過近兩年的建設(shè)，現(xiàn)處于試通水階段。

3 水系設(shè)計建造過程中的經(jīng)驗

3.1 防洪優(yōu)先、兼顧排澇

城市河流整治過程中，防洪問題永遠(yuǎn)是不可忽視的重大課題，設(shè)計中貫徹了“防洪第一”的設(shè)計理念，緊密結(jié)合錫林浩特市城市防洪工程現(xiàn)狀，按照國家城市防洪標(biāo)準(zhǔn)建立穩(wěn)固的防洪工程體系，提高城市防洪能力，不但考慮了設(shè)計洪水，而且考慮了超標(biāo)準(zhǔn)洪水的出路，更進(jìn)一步根據(jù)錫林浩特市內(nèi)澇災(zāi)害情況，較為徹底的解決了城市澇水出路的問題，主要體現(xiàn)在以下三方面：

（1）嚴(yán)格依據(jù)法律規(guī)范要求進(jìn)行防洪規(guī)劃設(shè)計，依據(jù)《中華人民共和國防洪法》、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）及《城市防洪工程設(shè)計規(guī)范》（GB/T50805-2012）要求，設(shè)計中城市二環(huán)路邊渠道設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。設(shè)計中我們將規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)防洪流量作為最低設(shè)計要求，嚴(yán)格控制河道斷面寬度，防止河道防洪過流能力不足的情況發(fā)生。

（2）在設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，為預(yù)防超標(biāo)準(zhǔn)洪水，分別在S307南段泄洪渠末端、額木和溝末端布置了沉砂池以削減洪峰，并在東二環(huán)水系末端北二環(huán)以北設(shè)置了100萬m3的蓄水池，以減輕特大洪水損失；南二環(huán)水系末端與錫林河連通，最終通過現(xiàn)有的1、2、3、4號湖流向城市下游，確保城市防洪安全。

（3）針對城區(qū)北部地勢低洼、內(nèi)澇嚴(yán)重的問題，在城區(qū)北部自然地勢低洼處修建了瀝水湖，且在瀝水湖西側(cè)修建了排澇泵站，通過管道將瀝水湖不能容納的多余瀝水排至北二環(huán)濕地，最終進(jìn)入100萬m3蓄水池。

3.2 水資源的可持續(xù)利用

根據(jù)錫林浩特市的現(xiàn)狀水資源條件，供水工程可以利用的水源為豐水年水庫水、中水及雨水。錫林河水庫平均年可供水量為1095萬m3，其中有875萬m3分配給當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活使用，剩余可用水量為220萬m3，中水現(xiàn)狀年可供水量為730萬m3，而水系年需水量為214萬m3，可見當(dāng)?shù)厮畮焖盟笜?biāo)較為緊張，應(yīng)在優(yōu)先利用中水的情況下，綜合利用雨洪資源，盡量減少對地表水的取用。為綜合利用中水及雨洪資源，本工程主要考慮了以下四個方面的措施：

（1）在東二環(huán)水系瀝水湖與中水廠之間（瀝水湖與中水廠相距僅50m，污水廠與中水廠廠區(qū)緊鄰）建一多功能泵站，其功能為平常情況下將中水及瀝水湖瀝水揚至高位水池，以供水系使用；洪水時將瀝水湖收集的瀝水用大流量低揚程水泵通過管道揚至北二環(huán)濕地，經(jīng)濕地凈化后進(jìn)入北二環(huán)100萬m3蓄水池，另外蓄水池亦作為東二環(huán)水系的末端可收集洪水，經(jīng)進(jìn)一步沉淀后可用作城市工業(yè)和綠化用水。

（2）通過重建一樞紐閘涵，在錫林河水庫至一樞紐之間形成蓄滯洪區(qū)，此區(qū)域現(xiàn)為錫林河濕地，亦為錫林浩特的水源保護地，通過收集水庫下泄洪水既可補充其地下水，多余洪水經(jīng)錫林河濕地凈化后又可補充城區(qū)1、2、3、4號湖。

（3）進(jìn)行地面集雨，一是水系建設(shè)過程中最大限度減少地面硬化面積，人行道、停車場均做成透水地面，加大雨水入滲；二是加大地面綠化面積，利用草坪使雨水減少徑流時間和徑流量，延長雨水徑流與地面土壤接觸時間，增加地下水入滲量。

（4）植物種類選擇上以抗旱、抗寒、適應(yīng)性強的鄉(xiāng)土樹種為主，設(shè)計中以樟子松、云杉、楊樹、垂柳等為主要樹種，搭配丁香、紅瑞木、金葉榆等低矮灌木。灌溉設(shè)計上采用微噴技術(shù)，大大減少灌溉水的應(yīng)用，節(jié)約寶貴的水資源。

圖2 水平衡示意圖

3.3 因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件進(jìn)行設(shè)計

氣候方面，錫林浩特屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，歷年最低月平均氣溫為-24.7 ℃，多年平均降雨量290mm，屬資源性缺水城市。針對以上氣候的突出特點，設(shè)計中的主要建筑材料如：混凝土與漿砌石均按照設(shè)計規(guī)范采用了適合當(dāng)?shù)貒?yán)寒氣候的材料規(guī)格；河流寬度設(shè)計上未照搬某些城市水系一味的采用寬大水面，而是寬窄結(jié)合，保持有淺水區(qū)、深水區(qū)等，并以“因勢利導(dǎo)、隨灣就勢、人水相親、和諧自然”理念為指導(dǎo)設(shè)計岸線，結(jié)合瀑布、小溪的設(shè)計，遵從國際治河理念中倡導(dǎo)的“自然型河流”設(shè)計思想，努力營造出一種“小橋流水人家”的整體景觀效果。

地形方面，錫林浩特市處于低山丘陵區(qū)，東南高，西北低。設(shè)計建造中，將水源工程布置在城市東二環(huán)與南二環(huán)交匯處的低山上，此方案有三大優(yōu)勢：一是可使東二環(huán)、南二環(huán)水系的人工開挖河道沿地形自然流動；二是其高位水池的高程剛好滿足沿線綠化微噴作業(yè)所需的管道壓力要求；三是山腳處靠近東二環(huán)、南二環(huán)路交叉口有一10m高峭壁，天然適合建造瀑布，且便于水源分別向東二環(huán)、南二環(huán)水系分流，分流后根據(jù)上游段地形地勢較陡，不適合建蓄水工程的特點，瀑布兩側(cè)各設(shè)置了500m小溪，以供附近居民及游人嬉戲游玩。從實際效果看，取得了不錯的景觀效果。

文化方面，錫林郭勒草原歷史上作為“蒙元文化”發(fā)源地之一，是古代蒙族主要聚集地，民族文化極為豐富。錫林浩特環(huán)城水系景觀作為錫林浩特市的歷史文化載體之一，景觀布置上展現(xiàn)了當(dāng)代的城市生活及審美觀，更多地展現(xiàn)了地域文化特色。在項目的具體設(shè)計中，在高位水池瀑布下方設(shè)置“駿馬廣場”，廣場以蒙族特有的吉祥紋樣為輪廓，上設(shè)6匹駿馬奔騰的雕塑與瀑布遙相呼應(yīng)，使之成為水系中主要的標(biāo)志性節(jié)點。由瀑布分別向東、南二環(huán)水系延展，臨水設(shè)置“融合廣場”、“贊歌廣場”、“柳影廣場”“綠野廣場”，結(jié)合雕塑、石刻、景墻、石塑等，在整體設(shè)計理念中因地制宜的融入了當(dāng)?shù)孛袼孜幕?，增加了?dāng)?shù)鼐用竦奈幕J(rèn)同感，為“馬都文化”增光添彩。

4 水系設(shè)計建造過程中存在的問題

4.1 基本建設(shè)程序方面

錫林浩特水系建設(shè)程序中值得注意的問題主要有：①受工期及氣候等原因影響，前期工作中未進(jìn)行障礙物等的勘測，主要為地上占地范圍內(nèi)的電桿、鐵塔等建筑物，地下光纜、供熱管道等建筑物的勘測與協(xié)調(diào)未能在施工準(zhǔn)備前進(jìn)行，導(dǎo)致補測障礙物影響了工期，增加了設(shè)計變更。②由于建設(shè)工期短（考慮到氣候及降雨等因素，近兩年錫林浩特每年施工期不足5個月），本工程實行邊拆遷邊施工的建設(shè)方式，再加上線路長，建構(gòu)筑物多，導(dǎo)致項目前期階段形成的設(shè)計理念與設(shè)計方案，由于上述種種原因未達(dá)到預(yù)期效果。

4.2 工程質(zhì)量方面

本工程實際施工時間10個月，遠(yuǎn)小于計劃的3年工期，導(dǎo)致工程完工后出現(xiàn)了一些質(zhì)量缺陷，主要表現(xiàn)為：①部分漿砌石施工過程中，二級配混凝土振搗不實、養(yǎng)護不足、強度未達(dá)設(shè)計要求；②部分藝術(shù)堰壩肩兩側(cè)土體壓實不達(dá)標(biāo)等原因造成部分壩肩滲漏；③部分苗木種植后由于養(yǎng)護不足，造成岸坡草地成活率較低；部分鋪裝材料未按圖紙尺寸施工，園路鋪裝樣式雜亂，未能達(dá)到預(yù)期效果。

1. 史源,郝敏.現(xiàn)代城市濱水景觀設(shè)計研究[J].山西水利，2008,(2):81-82.

2. 向雷等.淺論城市濱水區(qū)域的生態(tài)駁岸設(shè)計[J].北方園藝，2010(2):135-138.

3. 康英，北方城市人工水系規(guī)劃案例研究，北京建筑工程學(xué)院，2010

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.08.003

TV87

B

1672-2469（2014）08-0010-03

趙海濤（1982年—），男，工程師。