武夷山“水美城市”工程中的生態(tài)水利建設(shè)

楊水才

(武夷山市水利局，福建 武夷山 354300)

水是武夷山市提升城市品質(zhì)、打造宜居城市的重要載體。通過(guò)凸顯城市特色水景觀的城市風(fēng)貌展示、體現(xiàn)環(huán)山抱水的城市生態(tài)體系、融入城市山水文化的公共服務(wù)設(shè)施以及水安全的城市開(kāi)放空間體系，開(kāi)展“水美城市”建設(shè)，構(gòu)建堅(jiān)實(shí)可靠的水安全設(shè)施、空間均衡的水資源利用、健康循環(huán)的水生態(tài)系統(tǒng)、持續(xù)發(fā)展的水環(huán)境改善、人水和諧的水景觀特色，從而打造景色美、品位高、宜居的山水休閑城市[1]。

1 工程概況

武夷山市地處福建省北部，東鄰浦城縣，南接建陽(yáng)市，西與光澤縣毗連，北部與江西鉛山縣交界，隸屬福建省南平市。崇陽(yáng)溪作為武夷山市最大的溪流，穿過(guò)武夷山市區(qū)，流經(jīng)景區(qū)，與九曲溪、梅溪及支流東溪、西溪、崩埂溪等相互串聯(lián)，形成整個(gè)武夷山市的水系生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

武夷山市水美城市工程，起點(diǎn)為崇陽(yáng)溪干流馬場(chǎng)洲大橋，終點(diǎn)為武夷大橋段，河道長(zhǎng)度5.08 km，景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)面積147.93 hm2。通過(guò)修建和加固改造堤防、河道整治、生態(tài)修復(fù)等措施，完善崇陽(yáng)溪整體防洪體系，提高河道防洪排水能力，改善河流生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)和諧發(fā)展，為推動(dòng)武夷山市經(jīng)濟(jì)和旅游開(kāi)發(fā)創(chuàng)造條件[2]。

2 設(shè)計(jì)理念

設(shè)計(jì)關(guān)注“生態(tài)，業(yè)態(tài)，文態(tài)，形態(tài)”四態(tài)合一，打造“水美城市”，水美——崇陽(yáng)溪，城美——武夷山的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念[3]。

“水美城市”的設(shè)計(jì)方向?yàn)椋?/p>

1)充分凸顯城市特色水景觀的城市風(fēng)貌展示；

2)充分體現(xiàn)環(huán)山抱水的城市生態(tài)體系；

3)充分結(jié)合城市水旅游的城市公共交通；

4)充分融入城市山水文化的公共服務(wù)設(shè)施；

5)充分考慮水安全的城市開(kāi)放空間體系。

3 功能定位

通過(guò)防洪安全體系的鞏固與完善、水資源的綜合利用、水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)、水環(huán)境的改善、水景觀的著力打造，塑造“水美城市”獨(dú)特的城市風(fēng)格。將崇陽(yáng)溪打造成“山水綠色之廊”、“人文景觀之廊”、“康養(yǎng)運(yùn)動(dòng)之廊”的生態(tài)景觀廊道，為武夷山市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供支撐和保障，發(fā)揮項(xiàng)目引領(lǐng)示范作用[4]。

4 生態(tài)水利工程

4.1 工程等別標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201-2014)4.2.1 條，堤防保護(hù)區(qū)域常住人口小于20萬(wàn)人，其防洪工保護(hù)等級(jí)為Ⅳ等。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014)、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SLJ252-2017)和《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-2013)及相關(guān)規(guī)劃，工程防洪標(biāo)準(zhǔn)取30年一遇，相應(yīng)堤防工程的級(jí)別為3級(jí)。

4.2 堤防工程

4.2.1 堤頂高程確定

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-98)，堤頂高程根據(jù)各防洪控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)洪水水位加堤頂超高確定。

1)堤頂超高計(jì)算公式如下：

Y=R+e+A

式中：Y為堤頂超高，m；R為設(shè)計(jì)波浪爬高，m，按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C計(jì)算確定；A為安全加高，m，3級(jí)取0.7 m，4級(jí)取0.6 m，5級(jí)取0.5 m；e為計(jì)算點(diǎn)的風(fēng)壅水面高度，m；K為綜合摩阻系數(shù)；V為設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s，采用汛期平均多年最大風(fēng)速的1.5倍；F為由計(jì)算點(diǎn)風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m；d為水域的平均水深，m；β為風(fēng)向與垂直于堤軸線的法線的夾角，°。

2)風(fēng)浪要素計(jì)算按莆田實(shí)驗(yàn)站公式計(jì)算：

3)波長(zhǎng)計(jì)算公式如下：

式中：L為計(jì)算波長(zhǎng)。

4)在風(fēng)作用下正向來(lái)波在單一斜坡上的波浪爬高按下式計(jì)算：

堤頂高程根據(jù)各段堤防設(shè)計(jì)洪水位和堤頂超高共同確定，堤防各設(shè)計(jì)斷面堤頂高程詳見(jiàn)表1所示。

表1 堤防堤頂高程表 m

4.2.2 堤型選擇

武夷山市“水美城市”崇陽(yáng)溪生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)力求突出親水性和生態(tài)性，并與武夷山城市整體品味相協(xié)調(diào)[5]。新建堤防主要選用斜坡式斷面，根據(jù)工程實(shí)際情況，考慮到原河道岸坡均為茂密植被覆蓋，且工程區(qū)洪水歷時(shí)較短，洪峰流量較大，水流沖刷性強(qiáng)，護(hù)坡區(qū)間常年出露水面需有一定景觀要求的特點(diǎn)，護(hù)坡應(yīng)選用較生態(tài)的護(hù)坡材料[6]。

根據(jù)堤線布置和堤型選擇，共設(shè)計(jì)5種堤防斷面，分別如下。

1)A型堤防。A型堤防采用斜坡式，河道內(nèi)已形成穩(wěn)定的河灘地，設(shè)計(jì)中保留河灘地，在坡頂新建堤防以滿足防洪要求。斜坡防護(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)防護(hù)高程不同分為兩段，平臺(tái)上部斜坡主要采用水土保護(hù)毯+植草護(hù)坡，平臺(tái)下部斜坡主要采用生態(tài)石籠+水土保護(hù)毯+植草護(hù)坡[7](見(jiàn)圖1)。

圖1 A型堤防典型斷面圖

2)B型堤防。B型堤防采用多階式堤型，坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)防護(hù)高程不同分為兩段，以5年一遇洪水位+超高50 cm為界。堤防斜坡上設(shè)置4～8級(jí)坡臺(tái)，每級(jí)坡臺(tái)之間高差為1～2 m，坡臺(tái)與坡臺(tái)之間采用不小于1∶5的斜坡連接。每級(jí)坡臺(tái)設(shè)置鋼筋混凝土擋墻用來(lái)?yè)跬?見(jiàn)圖2)。

圖2 B型堤防典型斷面圖

3)C型堤防。C型堤防采用兩級(jí)直立式擋墻+裝卸式防汛墻。上級(jí)采用鋼筋混凝土懸臂式擋墻，墻身高6 m，寬0.5 m，底板寬5 m，厚0.6 m。墻身外設(shè)砌石裝飾，防汛墻頂預(yù)埋裝卸式防汛墻底座。下級(jí)采用鋼筋混凝土擋墻，墻頂高程為5年一遇洪水位加1 m超高。擋墻底板寬2.8 m，墻身外設(shè)砌石裝飾。擋墻坡腳處采用5 m生態(tài)石籠排防沖。裝卸式防汛墻采用輕型鋁合金材料預(yù)制，汛期可在現(xiàn)場(chǎng)快速安裝到位，抵御洪水。洪水退去后，可以卸除后存放于倉(cāng)庫(kù)(見(jiàn)圖3)。

4)D型堤防。D型堤防采用斜坡式。坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)防護(hù)高程不同分為兩段，以5年一遇洪水位+超高50 cm為界，中間平臺(tái)設(shè)4.0 m寬園路，上部坡面主要采用水土保護(hù)毯+植草護(hù)坡；下部坡面主要采用生態(tài)石籠+水土保護(hù)毯+植草護(hù)坡(見(jiàn)圖4)。

5)E型堤防。E型堤防采用斜坡式。堤頂設(shè)置人行道，坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用生態(tài)石籠+水土保護(hù)毯+植草護(hù)坡(見(jiàn)圖5)。

武夷山市“水美城市”崇陽(yáng)溪生態(tài)水利工程堤型分布如表2。

圖3 C型堤防典型斷面圖

圖4 D型堤防典型斷面圖

圖5 E型堤防典型斷面圖

表2 堤型布置成果表 m

5 結(jié) 語(yǔ)

武夷山市“水美城市”崇陽(yáng)溪生態(tài)水利工程立足于武夷山打造“水美城市”的建設(shè)需求與愿景，從“水、景、城”三方面“水美城市”要求，并結(jié)合武夷山理學(xué)文化名片，追求“生態(tài)”、“業(yè)態(tài)”、“文態(tài)”、“形態(tài)”的“四態(tài)合一”的理念，打造集形象展示、文旅體驗(yàn)、休閑育樂(lè)、文化展示于一身，城水共融的水美城市景觀示范窗口，在同類型“水美城市”設(shè)計(jì)中具有借鑒意義。