吉林省城市景觀水系設計研究

韓冬梅 許經(jīng)宇

（吉林省水利水電勘測設計研究院 吉林長春 130021）

“水是生命之源”，喜歡與水親近是人類的本性。隨著城市發(fā)展進程的加快，許多城市都將濱水景觀的營造作為提升城市形象、拉動經(jīng)濟增長、改善城市生活環(huán)境的重要手段。在我國南方，城市景觀水系居多，景觀水系設計發(fā)展較快，而在北方地區(qū)由于經(jīng)濟發(fā)展等因素的影響，濱水城市景觀設計相對較少。但是在近幾年，隨著吉林省經(jīng)濟突飛猛進的發(fā)展，城市發(fā)展迅速，濱水城市景觀水系的發(fā)展勢在必行。本文以前郭縣新城區(qū)景觀水系規(guī)劃設計為例探討北方城市景觀水系設計需要注意的問題及相應啟示。

1 項目區(qū)概況

吉林省前郭爾羅斯蒙古族自治縣（簡稱前郭縣），位于吉林省西北部，松嫩平原南部，隸屬于吉林省松原市，縣城與松原市共處一城，是松原市政治、經(jīng)濟、文化的中心。地處東經(jīng)123°35′—125°18′，北緯 44°17′—45°28′之間，全縣幅員面積6979.42平方公里。

新城區(qū)規(guī)劃最大特色和優(yōu)勢就是擁有豐富的水資源，依托第二松花江，打造以濱江水系為核心，集商貿(mào)居住、旅游休閑、公共文化服務、濱江景觀于一體的濱江城市綜合區(qū)。從新城區(qū)總體規(guī)劃考慮，新城區(qū)景觀水系規(guī)劃是十分必要的，是新城區(qū)規(guī)劃基礎建設的重要組成部分。

新城區(qū)景觀水系從前郭灌區(qū)二總引干引水，經(jīng)引水線路進入新城區(qū)內(nèi)水系線路，引水方式為自流。引水線路樁號0+000-4+318段為前郭灌區(qū)的零引干，樁號4+318-5+181為新建渠道。

城區(qū)水系排水通過泄水線路將水排入第二松花江，泄水線路樁號0+000-0+593.18段為新建河道，樁號0+593.18-1+062.76段為前郭灌區(qū)的糧窩泄干。

考慮當?shù)诙苫ń惠^高，城區(qū)內(nèi)水系因暴雨形成的雨水無法從第二松花江防洪涵閘自流排出，在泄水線路末端建立1座排澇站，啟動排澇站實行強排，以保證城區(qū)內(nèi)的防洪安全。

2 工程規(guī)模及總體布局

前郭縣新城區(qū)景觀水系規(guī)劃主要包括零引干及糧窩泄干的整治，引水線路、泄水線路、新城區(qū)內(nèi)水系線路和人工湖的規(guī)劃設計。

新城區(qū)景觀水系規(guī)劃年引水總水量約為280萬m3，景觀水系在每年的灌溉間歇期4-5月份及8-9月份換水，每次換水量為140萬m3，天數(shù)為5-7天。新城區(qū)內(nèi)水系線路設計流量為2.83 m3/s。新城區(qū)景觀水系規(guī)劃參數(shù)見表1。

水系線路、人工湖及建筑物總體布局見圖1。新城區(qū)規(guī)劃水面控制面積為 0.70km2，水面周邊控制集水面積為10.5km2，確定排澇站排澇流量為 4.99m3/s。

表1 新城區(qū)景觀水系規(guī)劃參數(shù)表

3 工程設計

3.1 引水線路設計

引水線路比降利用零引干現(xiàn)有的比降，為1/10000，渠底寬為5m，邊坡為1:2。渠道采用6cm厚的PP纖維混凝土板塊襯砌，混凝土板塊下鋪設無紡布。為使渠坡穩(wěn)定，在坡腳處設一道梯形混凝土底梁，底梁深40cm，上底寬20cm，下底寬25cm；渠坡頂部設一道長方形混凝土梁封頂，梁深20cm，寬15cm。

混凝土板塊尺寸為 1m×1m，塊與塊之間均設縫，梁順水流方向每 8m設一道橫縫?？p寬均為1cm，縫間嵌聚乙烯泡沫板。

3.2 泄水線路設計

（1）泄水線路比降1/10000，渠底寬為5m，邊坡為1:2。渠道底換填粘土0.5m厚，邊坡采用0.8m厚粘土，為使渠坡穩(wěn)定，采用生態(tài)袋的護坡形式。

（2）末端涵洞渠底高程為131.75，低于現(xiàn)有涵洞底高程，故涵洞需重建。

3.3 人工湖設計

新城區(qū)內(nèi)人工湖共6個，分別為圣祖廣場處圣湖、黨政廣場處月亮湖、和林湖、煙霞湖、郭爾羅斯湖、賽罕湖。湖面面積分別為 72453m2，55195m2，60827m2，193883m2，8271m2，9112m2。

湖底采用粘土回填，厚 0.5m；湖設計邊坡為1:2，采用生態(tài)袋護坡，厚0.8m。生態(tài)袋護坡頂高程為湖面高程加0.4m超高。

六個人工湖均與各個水系線路相連通，人工湖與水系連通的進出口處均采用0.1m厚的pp纖維混凝土板護砌，PP纖維混凝土板下采用天然鈉基膨潤土防水毯防滲，以防沖刷破壞，護砌長度20m。

3.4 新城區(qū)內(nèi)水系線路設計

（1）流量設計

根據(jù)新城區(qū)規(guī)劃用水量約為140萬m3，從原灌區(qū)每年的灌溉供水日期及不影響灌溉等方面考慮，確定灌溉水系天數(shù)為 5-7天，從而確定水系流量為 2.83m3/s。

（2）縱斷面設計

圖1 水系線路、人工湖及建筑物總體布局

由于水系線路地面高程變化較大，為控制整個水系內(nèi)水面與地面高差，使整個水系內(nèi)水面形成落差，滿足城市景觀的需要，設置攔河閘及跌水；每段縱斷面設計結(jié)合河道所在地塊的土壤條件和地形變化情況，在滿足不沖不淤流速要求，并能保證自流的情況下，設計河道比降為1:1600—1:2000。

（3）橫斷面設計

本次水系線路橫斷面的設計以確保水系線路行洪安全為主，同時考慮新城區(qū)的規(guī)劃情況，兼顧景觀水利、生態(tài)水利的要求，使道路交叉建筑物更經(jīng)濟實用，進行水系橫斷面設計。設計斷面為梯形斷面，設計水面寬為12m，水深0.8m，邊坡為 1:2。其中水系線路 1的圣湖及月亮湖之間的連接部分為九曲河，考慮圣祖廣場處的景觀設計需要，設計水面寬為5m-20m，水深0.8m，邊坡為1:2。

水系線路多為挖方河道，少數(shù)為半挖半填河道。根據(jù)地質(zhì)條件，河底巖性為第四系全新統(tǒng)沖積堆積的中砂〔2-2〕層，較松散，屬中等透水層，存在渠道滲透問題，需要采取防滲措施。水系線路河底采用換粘土 0.5m厚的防滲措施，邊坡?lián)Q粘土厚0.8m，采用生態(tài)袋護坡以防滑坡。

4 水系設計的重點

由于北方冬季溫度極低，水系斷面及相關建筑物的美觀及防凍脹設計成為水系設計的重點。項目區(qū)氣候分區(qū)為嚴寒，為保證建筑物安全運行和應有的工程壽命，必須對建筑物進行抗冰凍設計或采取必要的防冰凍措施。

4.1 設計原則

（1）建筑物混凝土采用抗凍等級，具體等級的確定：處在水位變動區(qū)部位，抗凍等級為F300，而常年在水上部位采用F200，水下和不凍土層以下為F50。

（2）優(yōu)先采用有利于抗凍脹的結(jié)構型式：消力池寬度在10～15m以內(nèi)的，優(yōu)先采用“U”槽結(jié)構型式；擋土墻采用懸臂式。

（3）擋土墻

擋土墻廣泛地存在各種建筑物中，也是建筑物最易受凍害的結(jié)構，是寒冷地區(qū)抗冰凍設計的重點。

根據(jù)擋土墻所在建筑物中的位置及墻體各部位的不同，分別采用以下措施：冬季水位變動區(qū)部位，采用抗凍等級為 F300；常年在水上部位，采用抗凍等級 F200，水下和不凍土層以下部位，采用抗凍等級為 F50。在挖方的擋土墻基礎埋深2.0m和在填方的埋深1.0～1.5m處，墻后采用聚苯乙烯泡沫板保溫，墻體設排水管，墻后設反濾以減輕墻后的水平凍脹力；另外墻后及基礎也可以采用換砂的形式，有效減輕凍脹力。

4.2 具體設計及措施

（1）新城區(qū)內(nèi)水系線路、泄水線路及人工湖護砌工程

本工程多處于挖方地段，地下水位較高，冬天依舊存水以保證城市景觀，由于粘土在凍脹產(chǎn)生裂縫后可自行恢復，生態(tài)袋護坡對凍脹產(chǎn)生的不均勻沉降的適應性較強，河底采用粘土防滲形式，邊坡采用生態(tài)袋護坡形式，以解決凍脹問題。

（2）引水線路工程

引水線路多為現(xiàn)有渠道，護砌段采用 PP纖維混凝土板型式，以適應輕微凍脹產(chǎn)生的不均勻沉降，由于冬季運行水位低，PP纖維混凝土板的抗凍等級采用F200。

（3）排澇站工程

排澇站所處位置地下水位較高，且進水口及前池擋土墻都布置在水系中，屬水位變動區(qū)，最易產(chǎn)生凍害，按上面敘述的原則采取措施即可；由于施工采用大開挖型式，故閘室段回填砂性土即可減輕對邊墩及后墻的凍脹力，而底板處于水下，基礎不會產(chǎn)生凍脹力。

5 結(jié)束語

通過以上實例得出，在經(jīng)濟迅速發(fā)展的北方城市景觀水系工程規(guī)劃設計需要注意以下幾點：

（1）景觀水系規(guī)劃應充分考慮與城市總體規(guī)劃的銜接，充分發(fā)揮人水和諧的理念，維持生態(tài)平衡。遵循設計依從自然的規(guī)劃設計原則才能營造出與自然和諧統(tǒng)一的、美麗的、穩(wěn)定安全的水系生態(tài)景觀。

（2）水系景觀設計不僅要注重美觀，更要注重景觀的可持續(xù)性，耐久性，在北方城市注意凍脹對景觀水系的影響。實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，需要建立在環(huán)境生態(tài)、安全、健康的基礎上。水系作為不可或缺的自然元素，水系景觀規(guī)劃設計首先要保證水系景觀的生態(tài)安全。

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2 尹建華, 黃曼莉. 景觀水系整治中的生態(tài)規(guī)劃—以深圳茅洲河綜合治理規(guī)劃為例[J]. 中國城市林業(yè),2006.4(02),17-21.

3 譚顯英, 陳祖軍. 區(qū)域水資源保護中景觀水系功能的研究—以上海市景觀水系的發(fā)展為例[J]. 水資源保護,2004. 20(06),35-45.