高 珍,張 云

(中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司，西安 710065)

1 工程概況

漢中市興漢新區(qū)城市水系綜合治理及生態(tài)環(huán)境提升工程所涉及的區(qū)域由馬寨片、興元湖片和李家灣片3個組團(tuán)組成，北至城褒一級公路連接的108國道為界，南至陽安鐵路，西至108國道與陽安鐵路交匯處，東至城褒一級公路與陽安鐵路交匯處，規(guī)劃區(qū)總面積為27.7 km2[1]。

整個水系工程由西至東分為3部分(見圖1)，天漢大道以西為西區(qū);天漢大道與天臺路之間為中區(qū)(包括興元湖公園和漢源湖公園);天臺路以東為東區(qū)。3部分水域通過水深不小于3 m的可通航水道連接，形成的水域面積180.4萬m2，正常蓄水位以下庫容498.6萬m3[2]。

圖1 漢中市興漢新區(qū)水系規(guī)劃圖

該工程是將興漢新區(qū)內(nèi)原有的7個小水庫整理聯(lián)通，形成貫通區(qū)內(nèi)的新的水庫水域。該水庫水域具有城市防洪排澇、生態(tài)凈化、水上巴士通航、景觀美化及休閑娛樂等綜合功能。

興漢新區(qū)城市水系水庫工程等別為Ⅳ等小(1)型，主要建筑物等級為4級。

新區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)為30年，水庫擋水、泄水建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。防洪保護(hù)對象為興漢新區(qū)及以南漢中市主城區(qū)。

2 設(shè)計重點分析

(1) 興漢新區(qū)水系設(shè)計內(nèi)容龐雜，需將城市防洪排澇與生態(tài)、景觀及休閑娛樂等功能很好地結(jié)合起來。

(2) 規(guī)劃區(qū)排洪渠道均需穿過南部陽安鐵路、西城高鐵，進(jìn)入漢中市排洪體系。水系設(shè)計須保障洪水期運行時，下游排洪能力與鐵路涵洞相匹配。

(3) 新水系設(shè)計按照現(xiàn)狀各支溝水流進(jìn)入規(guī)劃區(qū)域考慮，但洪水進(jìn)入規(guī)劃區(qū)后將增加本區(qū)域排洪壓力，并對水質(zhì)產(chǎn)生一定影響。

(4) 設(shè)計中考慮盡可能將原有的良好自然景觀融入設(shè)計，將工程建設(shè)對周邊環(huán)境的影響降到最低。

(5) 項目水系建筑物繁多，位置分散又相互影響，設(shè)計中應(yīng)綜合考慮，并考慮后期運行管理的便捷。

3 區(qū)域洪水分析

漢中興漢新區(qū)內(nèi)沒有大的河流穿過，主要是一些支溝，其中較大的有獅子河、李子溝。工程區(qū)南邊為漢江，西邊為漢江支流褒河。

漢中市屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，夏無酷暑，冬無微寒。多年平均氣溫14.7 ℃。流域內(nèi)雨量充沛，年平均降水量在800～1 000 mm之間；其中6—9月降雨量占全年降雨量的80%左右，冬季11月——次年2月占全年降雨量的5%～8%。

新區(qū)北側(cè)共有8條支溝匯入新區(qū)水系。水系各支溝及不同設(shè)計斷面設(shè)計洪水成果見表1[3-4]。

4 水系規(guī)劃

興漢新區(qū)城市水系是將原規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)7座小水庫整理聯(lián)通，形成貫通區(qū)內(nèi)的新的水庫水域。興漢新區(qū)規(guī)劃總水域面積180.4萬m2，占規(guī)劃區(qū)總面積的6.5%?？紤]到城市發(fā)展，設(shè)計水域面積按照SL431—2008《城市水系規(guī)劃導(dǎo)則》對Ⅱ類城市提出規(guī)劃水域面積5%≤SA<10%設(shè)計。

表1 工程區(qū)各設(shè)計斷面設(shè)計洪水成果表

圖2 漢中興漢新區(qū)各進(jìn)水口、泄洪口位置示意圖

4.1 水系規(guī)劃原則

(1) 由于漢中市北部截洪工程尚未實施，新水系仍然保持原新區(qū)以北各支溝水流進(jìn)入規(guī)劃區(qū)域，保持天然補水和滿足安全行洪要求。

(2) 規(guī)劃區(qū)排洪基本按照原區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀小水庫的排洪途徑和方式，以保證進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)的洪水(澇水)能夠沿較短路徑盡快排出規(guī)劃區(qū)外，安全接入漢中市已有的各排洪渠內(nèi)。新水系調(diào)洪遵循原有行洪途徑排洪、分區(qū)域調(diào)洪的方式[5]。

(3) 正常運行時由于各支溝天然徑流多年平均流量之和僅為0.5 m3/s，無法保證興漢新區(qū)城市水系的補水和水質(zhì)要求，因此，為保證新水域水庫正常水位和汛限水位正常運行，考慮由石門水庫南干渠供水，最大供水流量4.2 m3/s。

(4) 為保證區(qū)域內(nèi)水系可由西向東貫通通航，水系正常運行時水位為527.00 m。

(5) 為滿足行洪要求，在汛期(6—9月)時，將水位由527.00 m降至526.50 m運行，留出庫容以便蓄洪、調(diào)洪。

(6) 為滿足換水保證水質(zhì)要求，以及方便運行管理，水系泄洪建筑物各工況運行方式盡量考慮采用自流或溢流的方式運行；經(jīng)調(diào)蓄后，若不滿足泄洪要求時，再考慮設(shè)置泄洪閘等設(shè)施[6]。

(7) 為滿足功能水域?qū)λ|(zhì)的要求(達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))，除采用生態(tài)凈化、正常運行不間斷補水、換水的方式外，宜考慮采用工程控制措施。如埋設(shè)在溢流堰(壩)底部的放水管等設(shè)施[7]。

4.2 水系正常運行規(guī)劃

(1) 石門水庫南干渠供水

興漢新區(qū)城市水系正常運行時，由于上游天然支溝來水量較小(多年平均流量僅0.5 m3/s)，主要依靠石門南干渠供水。為保證規(guī)劃功能區(qū)水質(zhì)質(zhì)量(要求達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))，經(jīng)計算分析需要15 d左右時間完成一次水量更換。考慮蒸發(fā)和其他水量損失，確定南干渠最大供水量為4.2 m3/s。

(2) 進(jìn)水方式及水量

整個水系進(jìn)水均由南干渠分水閘引水至靠近天漢大道的藍(lán)綠源東區(qū)引水池，設(shè)計引水流量4.2 m3/s。

(3) 出水方式

正常運行時，水系從南干渠最大引水流量4.2 m3/s，考慮蒸發(fā)及其他水量損失，下泄水量按照3.7 m3/s設(shè)計。

為保證水系水域正常運行(527.00 m水位)和汛期運行(526.50 m水位)，共設(shè)置11個一級壅水、泄水建筑物。各建筑物在正常運行時的作用為：

(1) 壅高水位至527.00 m，以保證水域通航和功能要求；

(2) 保持一定的下泄流量，為下游景觀提供水源；同時，保障水系水體不斷更換。

4.3 水系汛期運行規(guī)劃

(1) 石門水庫南干渠供水

興漢新區(qū)水系汛期運行時，供水流量、供水方式與正常運行時相同。

(2) 進(jìn)水方式及水量分配

進(jìn)水方式與水量分配同正常運行。

(3) 出水方式

汛期運行時，庫水位降至汛限水位526.50 m，各出水口溢流堰由槽孔溢流滿足下游景觀最小流量需求，但無法滿足換水要求。因此，需開啟各溢流堰底部鋼管閘閥以及興元湖泄洪閘過流，控制水系水位。各建筑物總下泄流量與正常運行時相同。

4.4 水系排洪運行規(guī)劃

(1) 入庫洪水、澇水

興漢新區(qū)汛期排洪、排澇主要來水分為2個部分：① 規(guī)劃區(qū)以北天然溝道匯入規(guī)劃區(qū)的洪水；② 規(guī)劃區(qū)內(nèi)部因暴雨形成的澇水。

(2) 水系排洪原則

為保障興漢新區(qū)內(nèi)及其以南漢中市主城區(qū)防洪(排澇)安全，新規(guī)劃水系的排洪(澇)原則依然按照原區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀小水庫的排洪途徑和方式，以保證進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)的洪水(澇水)能夠沿較短路徑盡快排出規(guī)劃區(qū)外，安全接入漢中市已有的各排洪渠內(nèi)。

各下端排洪渠排洪能力不得大于鐵路涵洞過流能力，西區(qū)通過新增鐵路涵洞，解決排洪與鐵路安全之間的矛盾。

洪水判別標(biāo)準(zhǔn)：初期運行時擬按興元湖水庫泄洪閘門前水位漲幅情況來指導(dǎo)開啟閘門的時機，當(dāng)水位超過汛限水位接近正常水位527.00 m時，立即開啟泄洪閘泄水并維持水位不超過526.50 m，或直至閘門處于全開狀態(tài)。

以上運行方式應(yīng)結(jié)合初期運行情況進(jìn)行修正，確定合理的運行方式。

4.5 水系建筑物設(shè)計

根據(jù)景觀布置原則，天漢大道以西為興漢新區(qū)西區(qū)，天漢大道以東、天臺路以西為興漢新區(qū)的中區(qū)，天臺路以東為興漢新區(qū)的西區(qū)。

(1) 西區(qū)水系建筑物

西區(qū)水系建筑物主要由藍(lán)綠源分水池、溪畔果園渠道、進(jìn)水口2分流涵洞、導(dǎo)流渠道、漢源港水域水堰、飛瀑水域水堰及蒼鷺公園水域水堰等及部分組成。

(2) 中區(qū)水系建筑物

中區(qū)水系主要由生態(tài)廊道、體育廊道、植物園、南方河谷、流水杉林、飛鳥湖淵、都市運河、公園之心、水園操場幾部分組成。

(3) 東區(qū)水系建筑物

東區(qū)水系主要由生態(tài)體育公園和慶典瀑布2部分組成。

5 生態(tài)環(huán)境提升工程設(shè)計

5.1 濱水景觀設(shè)計

(1) 西 區(qū)

以南北走向的天漢大道為界東西劃分，天漢大道西側(cè)為興元湖西區(qū)，結(jié)合連續(xù)的水域分為藍(lán)綠源、溪畔果園、朱鹮公園、漢源港、石頭記、茶香梯田、激流峽谷、聞櫻水岸、連珠群島、興元新天地、朱鹮湖12個主題區(qū)域，各個區(qū)塊相互聯(lián)系和滲透，以各自的主題形成功能中心，規(guī)劃組織連續(xù)的線性景觀，以不同主題營造特色景觀廊道，聯(lián)系各個點狀景觀節(jié)點。① 主要景觀節(jié)點圍繞現(xiàn)狀水庫、水系打造各個功能中心和景觀節(jié)點，內(nèi)設(shè)市民休閑、娛樂活動設(shè)施，沿湖岸設(shè)置主題景觀節(jié)點，如星級酒店、商業(yè)街等，并設(shè)置湖心景觀視覺焦點。② 次要景觀節(jié)點200～500 m分散布置，包括廣場、公園、主要出入口、城市雕塑、標(biāo)志性建(構(gòu))筑物等，豐富景觀內(nèi)容和層次。

(2) 中部核心區(qū)

天臺路和天漢大道2條主要城市道路之間圍合區(qū)域，北側(cè)至城褒一級公路，南側(cè)至陽安鐵路，整個區(qū)域由儻駱路自然劃分為興元湖公園和漢源湖公園2個部分。

中部為整個興元新區(qū)的核心部分，也是整個景觀規(guī)劃的精華所在。兩大公園互相呼應(yīng)，串聯(lián)起整個南北與東西水道，大面積的水面景觀結(jié)合岸邊與之呼應(yīng)的人文歷史建筑，形成了整個區(qū)域景觀樂章的高潮。

興元湖公園屬于規(guī)劃系統(tǒng)中原自然生態(tài)條件較成熟的區(qū)域。城市原有公園，植被條件較好，但由于目前保護(hù)不夠，整體水質(zhì)情況亟待改善。因此本區(qū)域的規(guī)劃主要從改善水環(huán)境入手，在北部進(jìn)水口處設(shè)置水質(zhì)凈化走廊，從源頭上解決水質(zhì)問題。

由于整體環(huán)境的改善，從而再次激活整個興元湖周圍的生機與活力。打造與紐約中央公園、北京奧林匹克公園等世界知名城市公園定位相同的城市“綠肺”。同時帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)提升，打造環(huán)境與自然中心、興元嶺茶舍、表演藝術(shù)中心、眺望臺、自然科學(xué)博物館、原生態(tài)村落、別墅度假酒店、綜合運動與拓展區(qū)等一系列有漢中地域文化特色的，也符合漢中未來發(fā)展需要的大型綜合性中央公園。

漢源湖公園位于中央?yún)^(qū)的東部，是一處重點突出漢文化主題的文化性公園。整個公園的設(shè)計以漢宮為中心，漢源湖為水景載體，運用了大山大水的設(shè)計理念，人工湖與串聯(lián)的島嶼形成整個漢文化公園景觀的重要載體，由大小33座橋梁連接。漢源湖公園分為若干不同地塊，中心主島上修建有漢宮、漢樂府、城市規(guī)劃展覽館。西部2個半島為漢源書院和漢街。東北部半島為高端開發(fā)地塊，規(guī)劃預(yù)留了商業(yè)開發(fā)用地。東南部為蜀道樂園。整個景區(qū)建筑采用仿漢代風(fēng)格，漢宮氣勢恢宏，漢樂府婉轉(zhuǎn)低沉，漢街體現(xiàn)漢代民間建筑文化和生活場景，漢源書院映襯出漢中濃濃的文化教育歷史。

(3) 東 區(qū)

以南北走向的天臺路為界劃分，天臺路東側(cè)為興元湖東區(qū)，結(jié)合連續(xù)的水域分為明月入水口、濱水遠(yuǎn)眺、興元灘、噴泉中心、水道城市、白鷺瀑布6個主題區(qū)域，各個區(qū)塊相互聯(lián)系和滲透，以各自的主題形成功能中心，規(guī)劃組織連續(xù)的線性景觀，串聯(lián)起各個點狀景觀節(jié)點。① 主要景觀節(jié)點圍繞現(xiàn)狀水庫、水系打造各個功能中心和景觀節(jié)點，設(shè)置便于市民休閑、娛樂活動的相關(guān)設(shè)施，設(shè)置湖心島狀的主題景觀節(jié)點，如星級酒店、商業(yè)街等。② 次要景觀節(jié)點包括廣場、眺望臺、噴泉、茶室餐廳、沙灘等，豐富景觀內(nèi)容和層次。

5.2 水環(huán)境治理工程

規(guī)劃區(qū)內(nèi)部分現(xiàn)狀水體水質(zhì)為劣V類，水體的化學(xué)需氧量、總氮及總磷3項超標(biāo)嚴(yán)重，需采取水質(zhì)保障措施對流入新水系的水體進(jìn)行處理，使規(guī)劃區(qū)內(nèi)水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類。

作為圍繞水系建設(shè)為主的景觀項目，水質(zhì)是否得到提升和維護(hù)是衡量本項目設(shè)計是否成功的重要因素。為達(dá)到以上目標(biāo)，提出3種解決方法。

(1) 各天然支溝來水進(jìn)入場地時通過若干水質(zhì)處理渠道進(jìn)行生物和物理方法處理[8](礫石濾床、生態(tài)濕地等)，見圖3。

圖3 礫石濾床剖面圖

進(jìn)水口采用生態(tài)濾床進(jìn)行過濾、吸附，再經(jīng)過多個人工濕地、種植池、退水口濕地等層層凈化處理后進(jìn)入市區(qū)[9]。

(2) 沿主要道路實施低沖擊開發(fā)(Low-Impact Development簡稱LID)技術(shù)，控制雨水對水路的污染程度[10]。

低沖擊開發(fā)技術(shù)是一種暴雨管理和面源污染處理技術(shù)，是綜合采用入滲、過濾、蒸發(fā)和蓄流等方式減少徑流排水量，延長雨水聚集時間，減緩雨水流速，且吸收部分雨水，使城市開發(fā)區(qū)域的水文功能盡量接近開發(fā)之前的狀況[11-12]。

結(jié)合本工程特點，可采用雨水花園及雨水滯留處理、綠色街道、滲透路面等措施[13-14]。

(3) 在雨水排水點對雨水進(jìn)行額外的水質(zhì)處理，即凈雨出水口[15]。

除上述3種措施外，為保證景區(qū)水質(zhì)(要求達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))，防止水系富營養(yǎng)化，要求利用石門水庫15 d左右時間完成一次水量更換。考慮蒸發(fā)后，汛期(6—9月)換水量約335萬m3，進(jìn)/出水口引水/放水平均流量約為2.6 m3/s；其他月份換水量約為410萬m3，進(jìn)/出水口引水/放水平均流量約為3.2 m3/s，考慮其他水量損失，最大換水量為4.2 m3/s；并保持全年均勻進(jìn)/出水。

6 結(jié) 語

興漢新區(qū)城市水系綜合治理及生態(tài)環(huán)境提升工程是漢中市城市總體發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分，項目的實施可改善漢中市北城區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施落后的現(xiàn)狀，完善市政設(shè)施，改善居民生活環(huán)境，加快城市化進(jìn)程，建成集生態(tài)、綠色、文化，旅游、安居為一體的現(xiàn)代化智慧新城。同時，可拉動內(nèi)需，增加就業(yè)崗位，將漢中市建設(shè)成特色鮮明的文化名市、生態(tài)良好的宜居城市，中華漢源的尋根地、世界漢人回老家探親訪祖之城、漢文化集中展示的窗口，將漢族、漢人、漢語、漢文化在漢中的古跡遺存和景觀濃縮為一體，使世界了解漢中、漢中走向世界。