王引田

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西太原030024）

晉城市城東景觀水系工程治理要點分析

王引田

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西太原030024）

本文闡述了山西晉城主城區(qū)城東景觀水系工程建設的意義，水系建設與城市發(fā)展以及城市品位提高的關聯性，并提出水系規(guī)劃治理要因地制宜，同環(huán)境改善、水系建設、城市防洪、城市發(fā)展等統(tǒng)籌兼顧的原則。

景觀水系；治理要點；防洪；城市發(fā)展

1 工程概況

山西省晉城市城東景觀水系（花園頭河新市東街至北環(huán)路段）工程位于晉城市城區(qū)東部開發(fā)區(qū)，北起北環(huán)路段，南至新市東街，水系南北走向全長2.5km，東西寬100～800m，占地面積1187畝，結合地形布置形成北部、中部、南部三個水上公園，蓄水總面積17.72萬m2，綠化面積41萬m2。富士康工業(yè)園區(qū)座落于該水系南部。

依托水系，規(guī)劃建設城區(qū)東部沿花園頭河周邊區(qū)域為創(chuàng)業(yè)園區(qū)，進而推動周邊商貿物流業(yè)、現代服務業(yè)、房地產等產業(yè)的發(fā)展，使花園頭水系周邊成為一個功能完善、宜居宜業(yè)的現代化城市片區(qū)，進而提升整個城市的品位和水平。晉城市委、市政府把城市水系建設、城市規(guī)劃建設和經濟社會發(fā)展結合起來，將主城區(qū)城東景觀水系（花園頭河·新市東街-北環(huán)路段）的建設列為晉城市十二五發(fā)展的標桿項目，優(yōu)先建設開發(fā)。

2 環(huán)境分析要點

2.1 區(qū)域環(huán)境現狀

近年來，隨著城市化進程加快，城市規(guī)模擴大，人口增多，原本水草豐美的河岸被居民區(qū)擠占，使得河道行洪能力降低，對下游城區(qū)防洪構成威脅；城市基礎設施滯后，大量城市垃圾、污水直接排入河內；隨著逐年區(qū)域降水的減少，河水枯竭，失去往日的碧水清波；區(qū)域四周城市交通密集，運煤專用鐵路橫跨溝谷，使得區(qū)域內煤塵、噪音污染較嚴重。這與城市向東發(fā)展對環(huán)境的要求嚴重不符，為此需要對花園頭河以及沿河兩岸包括水、生態(tài)、噪音等綜合環(huán)境進行徹底的整治，使城市的發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的保護相協調，保證城市發(fā)展的可持續(xù)性。

2.2 地形要素分析

花園頭河水系設計秉承源于自然，尊重自然，取之自然的理念進行設計。區(qū)域南北地形高差達70多米，根據現有區(qū)域內蘭花路、運煤鐵路專線的分布，治理區(qū)域分割成北、中、南三部分。

首先，地形因素對整體水流走向及其在河谷段的塑形會產生強有力影響。北部南北走向在地勢上有著很大的落差，水流湍急很易形成河谷。而東西走向地形起伏不大，因此對水流影響較小。中部空間相對開闊，規(guī)劃為一個較大面積的人工湖。南部地勢陡峭，山谷地質風貌顯著，通過對地形作相應調整，在該區(qū)域形成較大的水面積，為城區(qū)提供相對豐富的水面積，成為城市的重要的濱水景觀區(qū)。

花園頭河區(qū)域空間多樣性、獨特性決定水體景觀設計多樣性?！耙缓?三園”規(guī)劃方案理念由此孕育而生。每個空間的獨特細節(jié)考慮都旨在創(chuàng)造一種與眾不同的空間環(huán)境氛圍。由北部區(qū)域南北高差大而形成“跳躍的水”過渡到中部開闊區(qū)域形成“靜止的水”至南部近依城市而形成“城市濱水”組合成三個不同形式的自由空間。

3 城市防洪要點

花園頭河從城市東北部入城，由北向南，穿城而過，匯入白水河。隨著晉城金匠富士康工業(yè)園區(qū)的建設，有效帶動城東片區(qū)的發(fā)展，市區(qū)范圍向東擴展，將花園頭河納入了市區(qū)范圍，因此，它必須滿足防洪標準。

3.1 防洪標準確定

根據《堤防工程設計規(guī)范》（G B 50286-2013），結合晉城市十二五發(fā)展規(guī)劃，花園頭景觀水系工程防洪標準確定為100年一遇?；▓@頭河全長6.35km，流域面積19.3km2。新市東街至北環(huán)路為河流上游段，治理長度2.75km，治理段流域面積約5.0km2。治理段控制流域內植被情況一般，由于其河谷狹窄，河道縱坡較陡，洪水來勢迅猛，尖瘦和矮胖峰型均有發(fā)生。

3.2 洪水確定

根據《山西省水文計算手冊》（2010版），由于控制斷面附近沒有水文站，故按無資料地區(qū)考慮。因工程段流域面積較小，匯流時間較短，洪水計算無法采用“手冊”中的推理公式法計算，故洪水計算采用“手冊”中的綜合單位線法進行計算。計算結果見表1。

表1 各區(qū)域洪水計算成果表

3.3 調洪計算

根據各區(qū)間洪水過程特性，以及中部、南部湖區(qū)各自庫容曲線、各自的泄流特征進行調洪計算，成果見表2。

表2 洪水調節(jié)計算成果表

4 工程布置

4.1 工程布置原則

跟據前述要點，晉城市城區(qū)城東花園頭景觀水系工程布置要堅持“因地制宜、綜合治理、景觀與生態(tài)相結合”的原則。

①城市水系治理工程要緊緊圍繞防洪、生態(tài)、景觀、休閑等多個方面綜合整治；

②岸線布置原則上維持現有河堤走向，并考慮與城市路網規(guī)劃的一致性，根據行洪能力和景觀需求，對岸線作局部調整。

4.2 工程總體布置

工程布置盡可能因地制宜。根據前述“一河·三園”規(guī)劃方案，工程布置上以花園頭河為主軸，連通北部、中部、南部三部分水域。

4.2.1北部公園布置

北部公園南北長1090m，地形高差約30m，為了形成跳躍的水體，順公園走向在蘭花路西側、崇實路以北的區(qū)域布置11道跌水，跌水布置寬度為40～150m，跌水堰高0.3～3.7m，水面寬度為30～70m，形成10個親水區(qū)域。

水流通過穿越蘭花路、太岳路下的管道輸送至中部公園湖區(qū)。為了實現“跳躍的水”的理念。利用布置于中部公園淺水區(qū)域的提水泵站輸水至北部公園北側廣場，來循環(huán)整個北部、中部公園水系。

為了增加北部公園觀賞和游玩性，親水區(qū)域采用近自然和人工手法分為各有特色的綠色水花園、水中石園和戲水園。親水區(qū)域西側以林蔭景觀道為水的界限，東側景觀以自然式風景為特點，場地地勢平坦，坡度非常緩，水深較淺，可生長著各種水生植物，水邊界外圍生長草本植物。

4.2.2中部公園布置

中部公園蓄水湖位于蘭花路以東，太岳路以南，運煤鐵路線以北。該處原為一處相對開闊的低洼地帶，地形高程西南相對較低，東北相對較高，湖的西側、南側可利用現有公路、鐵路路基作為蓄水壩擋水，東側、北側利用較高地形攔蓄。中部公園作為花園頭水系公園中重要的生態(tài)公園組成部分，水系湖面較大，蓄水面積7.6萬m2，蓄水量26萬m3，稱為靜止水域。湖底設計高程西部約為745m，湖面高程752m，水深最大達7.0m；中部考慮作為水生態(tài)游園，布置有沙灘、游園微地形小島，水深相對較淺，湖底高程750～751m，水深1～2m。因中部公園地形相對開闊，岸堤在南側、東側采用生態(tài)岸坡；西側、北側因地形高差較大，采用復式岸堤型式，即下部從堤基高程向湖底采用不陡于1∶5的斜坡過渡，上部布置重力式混凝土岸墻，墻高不超過4.0m。

中部公園考慮洪水調蓄，在湖靠近南部鐵路一側中部布置一泄水溢流豎井，豎井頂高程752.00m，底高程736.50m，井深15.5m。井口為圓形，直徑2m。豎井與現有穿鐵路涵洞連通。涵洞出口與下游的南部公園部分水域相連，在連接處加設防沖設施。

公園的娛樂。中部公園北側湖岸林蔭道是公園最吸引人、最熱鬧的區(qū)域。這里與眾不同的造型元素沿著湖邊的林蔭道清晰可見，樣式完美契合湖岸造型，因地制宜的設計將園區(qū)的親水性充分體現。提供多功能服務的園區(qū)咖啡廳、水上游船、水上娛樂場設施等，增加了景區(qū)的娛樂性。帶有沙灘酒吧的沙灘海灣，象征沙灘貝殼的座椅此供游人休憩或享受陽光。最低勢的區(qū)域位于靠近湖岸東側及南側，遵循自然的設計手法，將這里規(guī)劃為安靜的休閑場所，猶如置身于自然空間。與北面湖岸硬質鋪裝處理相對比，這里駁岸采取軟質生態(tài)化處理。水深較淺，大部分地區(qū)很容易抵達湖邊，只有少部分地點設有蘆葦叢不可親近。大面積的蘆葦區(qū)為喜水鳥類提供遷徙地，同時也為景區(qū)游人展現別樣的風景體驗兼可凈化公園水質。通過對湖水邊緣疏密交替變化來帶來游人不同體驗和感受。

4.2.3南部公園布置

南部公園順河道緊接中部公園下游布置。該水域特點相對緊靠城市交通干道，區(qū)域對外交通方便，便于游人進出，該湖定義為城市濱河水域。南部公園蓄水湖位于蘭花路以西，太岳路以南，新市東街以北。該處地勢陡峭，山谷地質風貌顯著，通過對地形作相應調整，在該區(qū)域形成較大的水域，為城區(qū)提供相對豐富的水面積。該湖面蓄水面積8.32萬m2，蓄水量33.3萬m3。

南部蓄水公園水面根據地形特點水面窄而長，最窄處僅36m，最寬處170m，湖區(qū)長度達930多米且上下游高差較大，在湖區(qū)中部布置5道跌水堰，每階高差1.0m，將湖區(qū)分為上、下游兩片水域。首級堰頂寬3.7m，方便湖區(qū)兩岸交通，其余四級堰頂寬0.5m。上游湖底設計高程729.00m，水面高程733.0m；下游湖底724.0m，水面高程728.0m，上、下游湖區(qū)水深均為4.0m。南部公園考慮作為濱水游園，堤線布置圍繞地形走向布設。北側、西側布置按現狀溝谷邊緣線布設，采用重力式直立岸墻，東側采用生態(tài)岸坡；南側布置有微型廣場，用直立式岸墻。

南部公園考慮洪水調蓄，布置兩處溢流泄洪設施。一處位于5級跌水堰上游，連通南部公園上下游湖區(qū)。溢流豎井口為方形，井口尺寸3m×3m；豎井頂高程734.00m，溢流口高程733.0m，底高程723.0m，井深11m，溢流井底部為連通下游的箱涵，箱涵上、下游進出口高程均724.0m，涵長38m，箱涵尺寸2.5m×2.0m。箱涵出口處加設防沖。另一處溢流泄洪設施在下游湖區(qū)靠近南側岸堤中部布置，連通南部公園下游湖區(qū)與下游花園頭河道而泄洪。該處溢流豎井斷面尺寸跟上游湖區(qū)豎井相同，豎井頂高程728.00m，底高程715.7m，井深12.3m。豎井底部下游側與現有新市東街路基底部涵洞相連。

親水性。南部公園北岸設有公園主入口，岸線采用更趨于城市的、人工硬質駁岸，加強親水、戲水功能，使游人能更多時間在此駐足游玩，享受陽光和簡潔現代的濱水生活。伴隨在湖區(qū)南部是柔軟而碧綠的生態(tài)軟質駁岸。一些可以讓游人踏足其上的小島，緊緊依偎在湖岸的旁邊，特別是其中的一些較為平緩的區(qū)域，特別適合于人們與湖水的親密接觸。

綜上所述，各個公園布置無論是從流水方式或水域面積結構，還是鋪裝材質處理以及種植配置規(guī)劃上都與每個區(qū)域的各自風格保持一致。

5 效果分析

通過對城東花園頭河水系的綜合治理，使城東區(qū)域的防洪標準達到100年一遇，對保護晉城城東人民生命財產的安全發(fā)揮了重要的作用。

工程的實施對晉城主城區(qū)城東片區(qū)區(qū)域的水土保持起到重要作用，同時花園頭河治理段為新規(guī)劃城區(qū)的發(fā)展區(qū)域，緊臨富士康建設中的金匠工業(yè)園區(qū)，對改善本區(qū)的自然環(huán)境和人居環(huán)境起到積極作用。

隨著城東自然環(huán)境的改善，也改善了投資環(huán)境，吸引更多投資者到晉城來開發(fā)建設，促進了晉城的經濟增長，同時也推動了旅游事業(yè)的發(fā)展。

［1］劉樹玉.水文化在城市水系規(guī)劃中的體現—談河北省行唐縣環(huán)城水系規(guī)劃［J］.水利規(guī)劃與設計，2014（12）.

［2］G B 50286-2013.堤防工程設計規(guī)范［S］.的影響較大，初值取值偏差較大時也可能導致計算結果不收斂。牛頓下山法在牛頓法的基礎上通過引入下山因子使收斂域大幅加大，提高了能量法計算水面線的可靠性。經筆者在多個工程項目中對比，牛頓下山法較普通迭代法確有更強的適應性。

參考文獻

［1］周斌，王義幫.天然河道水面線計算的一種改進方法［J］.廣東水利水電，2006（03）：50-60.

［2］劉珉，周斌.分段計算的渠道恒定非均勻流能量方程穩(wěn)定性探討及驗證［J］.廣東水利水電，2014（03）：22-24.

［3］李煒，趙昕，李大美，等.水力計算手冊［M］.北京：中國水利水電出版社，2006.

［4］李慶揚，王能超，易大義，等.數值分析［M］.武漢：華中科技大學出版社，1982.

［5］吳持恭，等.水力學［M］.北京：高等教育出版社，2008.

［3］中國水利文學藝術協會.中華水文化概論［M］.鄭州：黃河水利出版社，2008.

［4］朱黨生.水資源保護規(guī)劃理論及技術［M］.北京：中國水利水電出版社，2001.

T V 82

：B

：1672-2469（2015）09-0032-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.09.011

王引田（1969年—），男，高級工程師。