熊亞琪++韓瑾玨
一、研究背景
“堰”,指攔水用的堤壩。十堰,即十道攔水堤壩。十堰市城區(qū)所在地原名陳家街,清代中葉,人們在陳家街東側的百二河(河名)攔河筑壩,沿河先后筑起頭堰、二堰、三堰、四堰等共十道堰。十堰市作為地名,便由此而來。
十堰城區(qū)是沿著百二河兩側發(fā)展起來的。新中國成立以前,十堰城區(qū)所在地僅為沿百二河分布幾千人規(guī)模的小鎮(zhèn)。百二河為天然河道,河道上的十道堰主要是以農業(yè)灌溉為主(如圖1a)。上世紀六十年代,由于國家興建二汽,市政建設將河灘全部改為水泥硬化河床,只保留中間溝渠通水,水泥河灘上設臨時批發(fā)市場(如圖1b)。后來,由于市場的廢棄物污染河流,批發(fā)市場被取締,枯水季節(jié)水泥河床便成為市民休閑散步的場所(如圖1c)。為了提高城市的形象,地理實踐小組在指導教師的帶領下,通過調查研究,根據流經城區(qū)百二河的地形、河道及河流水文特征,將流經城區(qū)的河道設計以景觀為主、兼顧防洪的親水景觀,以橡膠壩的形式將十堰城區(qū)還原成真正的“十堰”。
二、研究方法
1.問卷調查
進行百二河是否應該建設親水景觀的調查時,多數市民表示:“這哪里像條河,只能叫做溝。一條穿城而過沒水的河,城市總感覺缺少那么點靈氣!”在市政府征求2014年市民最希望得到解決的問題時,“希望百二河有水”成為熱點建議。在本校高一年級的問卷調查中,高達92%的同學關注百二河的有水工程,希望百二河碧波蕩漾的一天早日到來。
2.實地調查
百二河是亞熱帶氣候區(qū)河流,發(fā)源于十堰市茅箭區(qū)大川鄉(xiāng)老龍埡,由南向北經大川、十堰匯入神定河后流入漢江,全長約25 km。其中流經十堰主城區(qū)的河段長5 km。河床最窄處有30 m,最寬達80 m。主城區(qū)河段落差25 m,河道平直,各段坡度大體一致,大部分河床深約2~3 m。河岸為壘石豎岸。流經市區(qū)的百二河水量小、河水淺。
3.資料收集
初步收集、整理建壩地區(qū)的地形、氣象、水文、工程地質、水文地質、內外交通、流域(或地區(qū))水利綜合利用規(guī)劃、社會經濟和環(huán)境評價等基本資料。如收集壩址選擇資料得出:綜合考慮地形、地質、水流、泥沙及環(huán)境影響等因素,壩址宜選在河段相對順直、水流流態(tài)平順及岸坡穩(wěn)定的河段;不宜選在沖刷和淤積變化大及斷面變化頻繁的河段。另外,壩址選擇還應考慮施工導流、交通運輸、供水供電、運行管理、壩袋檢修等條件。
三、設計方案
通過調查研究和收集資料,以及與教師進行討論后,筆者得出的設計方案為:在流經主城區(qū)5 km河道上設計橡膠壩12道,從主城區(qū)的三堰河段開始直至六堰河段,每道橡膠壩高2 m,每座壩體上下游水位落差1.8 m,總落差21.6 m。各壩之間的距離不完全相等,河床坡度小的河段,兩壩之間的距離較遠;河床坡度較大的河段,兩壩之間的距離較近(如圖2)。
蓄水后的岸線分類設計,塑造多樣性親水景觀。另外,在城市夜景設置中,市區(qū)內沿岸普通照明,推薦使用“投光加輪廓光”相結合的方式對沿岸綠化、堤岸以及步行道路進行基本亮化處理。令人欣喜的是,從十堰市政府網獲悉“有水工程”已提上議事日程,百二河綠波蕩漾不再是夢,對百二河的未來充滿深深期待!
四、問題分析及解決途徑
1.水量水質問題
通過實地調查,對百二河的兩大突出問題:水質差、水量小,有了基本認識。
由于十堰地區(qū)降水季節(jié)變化大,枯水期水量很小,1953年,百二河流經城區(qū)的上游修筑了一座百二河水庫,起到調節(jié)河流豐枯的作用。如果在河道上修建橡膠壩,枯水期蓄水,則水量少的問題便可迎刃而解。
關于水質問題,表1為小組收集的百二河沿線主要污染性工廠及污染源。
據向污水處理廠了解:十堰市神定河污水處理廠(位于百二河下游)是國家南水北調中線前期主要準備工程之一。該工程將城區(qū)污水全部匯入管網,直接排入河道的污水幾乎為零。工程設計規(guī)模為日處理污水16.5萬m3,該工程使城區(qū)95%以上的污水得到凈化處理,采用目前國際上先進的A/O法生物處理工藝,既改善城市的生態(tài)環(huán)境和投資環(huán)境,又有效地保護下游南水北調中線源頭丹江口水庫的水質。
2.泥沙淤積問題
泥沙淤積是各類水壩建設需要考慮的重要問題,泥沙淤積小則危害壩體安全,大則喪失蓄水功能。
百二河流域為亞熱帶山區(qū),多海拔在800m以下的低山,年降水總量豐富,植被覆蓋率高,且經過水源地退耕還林保護措施的實施,水土流失少,河流泥沙含量小。流經城區(qū)的上游還建有百二河水庫,通過水庫的調節(jié)作用,可以大大減少泥沙淤積。另外,流經城區(qū)河道的兩岸多為基巖,河床底部全部水泥硬化平整,泥沙不易淤積。橡膠壩的建設還可以通過泄洪沖沙解決泥沙淤積問題。
3.橡膠壩技術可行性問題
通過上網查詢得知,橡膠壩,又稱橡膠水閘,是用高強度合成纖維織物做受力骨架,內外涂敷橡膠作保護層,加工成膠布,再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋,通過充排管路用水(氣)將其充脹形成的袋式擋水壩,壩頂可以溢流,并可根據需要調節(jié)壩高,控制上游水位。1957年世界首座橡膠壩誕生于美國洛杉磯。我國于1965年下半年開始進行橡膠壩的研制建設工作并推廣。1966年6月我國建成第一座橡膠壩——北京右安門橡膠壩,壩高3.4 m,壩頂長37.6 m,該橡膠壩曾兩次更換壩袋,至今運行正常。隨著新材料、新技術的應用,橡膠壩適合十堰城區(qū)的親水景觀建設。
4.經濟投入問題
通過查閱資料,橡膠壩運用條件與水閘相似,與常規(guī)閘壩相比又有以下特點:一是造價低,可減少投資30%~70%,可節(jié)省鋼材30%~50%,水泥50%左右,木材60%以上。二是施工期短,壩袋只需3~15天即可安裝完畢,多數橡膠壩工程當年施工當年受益。三是維修少,管理方便,橡膠壩袋的使用壽命一般為15~25年。四是壩體為柔性軟殼結構,能抵抗地震、波浪等沖擊,且止水效果好,跨度大,汛期不阻水,可用于城區(qū)園林美化。
五、收獲及反思
“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”。在歷時一個假期的百二河調查活動中,從課題的提出到研究實踐,再到最后的定稿成文,學習和收獲的不僅僅是教材上的知識,更多的是“社會”這本大書的精華?!坝兄菊?,事竟成”,思考并行動著,盼望也等待著百二河能夠像余秋雨筆下的阿勒河一樣,成為十堰城市的“血脈”,是十堰靈氣、活力和品質之源。
此外,這段時間的共同調查與實踐,增進了生生之間、師生之間的感情,拉近了師生之間的距離。同時,培養(yǎng)學生的動手實踐能力與探索能力,增強了學生的責任感與主人翁意識。