晋城市城东景观水系工程治理要点分析

王引田

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原030024）

晋城市城东景观水系工程治理要点分析

王引田

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原030024）

本文阐述了山西晋城主城区城东景观水系工程建设的意义，水系建设与城市发展以及城市品位提高的关联性，并提出水系规划治理要因地制宜，同环境改善、水系建设、城市防洪、城市发展等统筹兼顾的原则。

景观水系；治理要点；防洪；城市发展

1 工程概况

山西省晋城市城东景观水系（花园头河新市东街至北环路段）工程位于晋城市城区东部开发区，北起北环路段，南至新市东街，水系南北走向全长2.5km，东西宽100～800m，占地面积1187亩，结合地形布置形成北部、中部、南部三个水上公园，蓄水总面积17.72万m2，绿化面积41万m2。富士康工业园区座落于该水系南部。

依托水系，规划建设城区东部沿花园头河周边区域为创业园区，进而推动周边商贸物流业、现代服务业、房地产等产业的发展，使花园头水系周边成为一个功能完善、宜居宜业的现代化城市片区，进而提升整个城市的品位和水平。晋城市委、市政府把城市水系建设、城市规划建设和经济社会发展结合起来，将主城区城东景观水系（花园头河·新市东街-北环路段）的建设列为晋城市十二五发展的标杆项目，优先建设开发。

2 环境分析要点

2.1 区域环境现状

近年来，随着城市化进程加快，城市规模扩大，人口增多，原本水草丰美的河岸被居民区挤占，使得河道行洪能力降低，对下游城区防洪构成威胁；城市基础设施滞后，大量城市垃圾、污水直接排入河内；随着逐年区域降水的减少，河水枯竭，失去往日的碧水清波；区域四周城市交通密集，运煤专用铁路横跨沟谷，使得区域内煤尘、噪音污染较严重。这与城市向东发展对环境的要求严重不符，为此需要对花园头河以及沿河两岸包括水、生态、噪音等综合环境进行彻底的整治，使城市的发展与生态环境的保护相协调，保证城市发展的可持续性。

2.2 地形要素分析

花园头河水系设计秉承源于自然，尊重自然，取之自然的理念进行设计。区域南北地形高差达70多米，根据现有区域内兰花路、运煤铁路专线的分布，治理区域分割成北、中、南三部分。

首先，地形因素对整体水流走向及其在河谷段的塑形会产生强有力影响。北部南北走向在地势上有着很大的落差，水流湍急很易形成河谷。而东西走向地形起伏不大，因此对水流影响较小。中部空间相对开阔，规划为一个较大面积的人工湖。南部地势陡峭，山谷地质风貌显著，通过对地形作相应调整，在该区域形成较大的水面积，为城区提供相对丰富的水面积，成为城市的重要的滨水景观区。

花园头河区域空间多样性、独特性决定水体景观设计多样性。“一河-三园”规划方案理念由此孕育而生。每个空间的独特细节考虑都旨在创造一种与众不同的空间环境氛围。由北部区域南北高差大而形成“跳跃的水”过渡到中部开阔区域形成“静止的水”至南部近依城市而形成“城市滨水”组合成三个不同形式的自由空间。

3 城市防洪要点

花园头河从城市东北部入城，由北向南，穿城而过，汇入白水河。随着晋城金匠富士康工业园区的建设，有效带动城东片区的发展，市区范围向东扩展，将花园头河纳入了市区范围，因此，它必须满足防洪标准。

3.1 防洪标准确定

根据《堤防工程设计规范》（G B 50286-2013），结合晋城市十二五发展规划，花园头景观水系工程防洪标准确定为100年一遇。花园头河全长6.35km，流域面积19.3km2。新市东街至北环路为河流上游段，治理长度2.75km，治理段流域面积约5.0km2。治理段控制流域内植被情况一般，由于其河谷狭窄，河道纵坡较陡，洪水来势迅猛，尖瘦和矮胖峰型均有发生。

3.2 洪水确定

根据《山西省水文计算手册》（2010版），由于控制断面附近没有水文站，故按无资料地区考虑。因工程段流域面积较小，汇流时间较短，洪水计算无法采用“手册”中的推理公式法计算，故洪水计算采用“手册”中的综合单位线法进行计算。计算结果见表1。

表1 各区域洪水计算成果表

3.3 调洪计算

根据各区间洪水过程特性，以及中部、南部湖区各自库容曲线、各自的泄流特征进行调洪计算，成果见表2。

表2 洪水调节计算成果表

4 工程布置

4.1 工程布置原则

跟据前述要点，晋城市城区城东花园头景观水系工程布置要坚持“因地制宜、综合治理、景观与生态相结合”的原则。

①城市水系治理工程要紧紧围绕防洪、生态、景观、休闲等多个方面综合整治；

②岸线布置原则上维持现有河堤走向，并考虑与城市路网规划的一致性，根据行洪能力和景观需求，对岸线作局部调整。

4.2 工程总体布置

工程布置尽可能因地制宜。根据前述“一河·三园”规划方案，工程布置上以花园头河为主轴，连通北部、中部、南部三部分水域。

4.2.1北部公园布置

北部公园南北长1090m，地形高差约30m，为了形成跳跃的水体，顺公园走向在兰花路西侧、崇实路以北的区域布置11道跌水，跌水布置宽度为40～150m，跌水堰高0.3～3.7m，水面宽度为30～70m，形成10个亲水区域。

水流通过穿越兰花路、太岳路下的管道输送至中部公园湖区。为了实现“跳跃的水”的理念。利用布置于中部公园浅水区域的提水泵站输水至北部公园北侧广场，来循环整个北部、中部公园水系。

为了增加北部公园观赏和游玩性，亲水区域采用近自然和人工手法分为各有特色的绿色水花园、水中石园和戏水园。亲水区域西侧以林荫景观道为水的界限，东侧景观以自然式风景为特点，场地地势平坦，坡度非常缓，水深较浅，可生长着各种水生植物，水边界外围生长草本植物。

4.2.2中部公园布置

中部公园蓄水湖位于兰花路以东，太岳路以南，运煤铁路线以北。该处原为一处相对开阔的低洼地带，地形高程西南相对较低，东北相对较高，湖的西侧、南侧可利用现有公路、铁路路基作为蓄水坝挡水，东侧、北侧利用较高地形拦蓄。中部公园作为花园头水系公园中重要的生态公园组成部分，水系湖面较大，蓄水面积7.6万m2，蓄水量26万m3，称为静止水域。湖底设计高程西部约为745m，湖面高程752m，水深最大达7.0m；中部考虑作为水生态游园，布置有沙滩、游园微地形小岛，水深相对较浅，湖底高程750～751m，水深1～2m。因中部公园地形相对开阔，岸堤在南侧、东侧采用生态岸坡；西侧、北侧因地形高差较大，采用复式岸堤型式，即下部从堤基高程向湖底采用不陡于1∶5的斜坡过渡，上部布置重力式混凝土岸墙，墙高不超过4.0m。

中部公园考虑洪水调蓄，在湖靠近南部铁路一侧中部布置一泄水溢流竖井，竖井顶高程752.00m，底高程736.50m，井深15.5m。井口为圆形，直径2m。竖井与现有穿铁路涵洞连通。涵洞出口与下游的南部公园部分水域相连，在连接处加设防冲设施。

公园的娱乐。中部公园北侧湖岸林荫道是公园最吸引人、最热闹的区域。这里与众不同的造型元素沿着湖边的林荫道清晰可见，样式完美契合湖岸造型，因地制宜的设计将园区的亲水性充分体现。提供多功能服务的园区咖啡厅、水上游船、水上娱乐场设施等，增加了景区的娱乐性。带有沙滩酒吧的沙滩海湾，象征沙滩贝壳的座椅此供游人休憩或享受阳光。最低势的区域位于靠近湖岸东侧及南侧，遵循自然的设计手法，将这里规划为安静的休闲场所，犹如置身于自然空间。与北面湖岸硬质铺装处理相对比，这里驳岸采取软质生态化处理。水深较浅，大部分地区很容易抵达湖边，只有少部分地点设有芦苇丛不可亲近。大面积的芦苇区为喜水鸟类提供迁徙地，同时也为景区游人展现别样的风景体验兼可净化公园水质。通过对湖水边缘疏密交替变化来带来游人不同体验和感受。

4.2.3南部公园布置

南部公园顺河道紧接中部公园下游布置。该水域特点相对紧靠城市交通干道，区域对外交通方便，便于游人进出，该湖定义为城市滨河水域。南部公园蓄水湖位于兰花路以西，太岳路以南，新市东街以北。该处地势陡峭，山谷地质风貌显著，通过对地形作相应调整，在该区域形成较大的水域，为城区提供相对丰富的水面积。该湖面蓄水面积8.32万m2，蓄水量33.3万m3。

南部蓄水公园水面根据地形特点水面窄而长，最窄处仅36m，最宽处170m，湖区长度达930多米且上下游高差较大，在湖区中部布置5道跌水堰，每阶高差1.0m，将湖区分为上、下游两片水域。首级堰顶宽3.7m，方便湖区两岸交通，其余四级堰顶宽0.5m。上游湖底设计高程729.00m，水面高程733.0m；下游湖底724.0m，水面高程728.0m，上、下游湖区水深均为4.0m。南部公园考虑作为滨水游园，堤线布置围绕地形走向布设。北侧、西侧布置按现状沟谷边缘线布设，采用重力式直立岸墙，东侧采用生态岸坡；南侧布置有微型广场，用直立式岸墙。

南部公园考虑洪水调蓄，布置两处溢流泄洪设施。一处位于5级跌水堰上游，连通南部公园上下游湖区。溢流竖井口为方形，井口尺寸3m×3m；竖井顶高程734.00m，溢流口高程733.0m，底高程723.0m，井深11m，溢流井底部为连通下游的箱涵，箱涵上、下游进出口高程均724.0m，涵长38m，箱涵尺寸2.5m×2.0m。箱涵出口处加设防冲。另一处溢流泄洪设施在下游湖区靠近南侧岸堤中部布置，连通南部公园下游湖区与下游花园头河道而泄洪。该处溢流竖井断面尺寸跟上游湖区竖井相同，竖井顶高程728.00m，底高程715.7m，井深12.3m。竖井底部下游侧与现有新市东街路基底部涵洞相连。

亲水性。南部公园北岸设有公园主入口，岸线采用更趋于城市的、人工硬质驳岸，加强亲水、戏水功能，使游人能更多时间在此驻足游玩，享受阳光和简洁现代的滨水生活。伴随在湖区南部是柔软而碧绿的生态软质驳岸。一些可以让游人踏足其上的小岛，紧紧依偎在湖岸的旁边，特别是其中的一些较为平缓的区域，特别适合于人们与湖水的亲密接触。

综上所述，各个公园布置无论是从流水方式或水域面积结构，还是铺装材质处理以及种植配置规划上都与每个区域的各自风格保持一致。

5 效果分析

通过对城东花园头河水系的综合治理，使城东区域的防洪标准达到100年一遇，对保护晋城城东人民生命财产的安全发挥了重要的作用。

工程的实施对晋城主城区城东片区区域的水土保持起到重要作用，同时花园头河治理段为新规划城区的发展区域，紧临富士康建设中的金匠工业园区，对改善本区的自然环境和人居环境起到积极作用。

随着城东自然环境的改善，也改善了投资环境，吸引更多投资者到晋城来开发建设，促进了晋城的经济增长，同时也推动了旅游事业的发展。

［1］刘树玉.水文化在城市水系规划中的体现—谈河北省行唐县环城水系规划［J］.水利规划与设计，2014（12）.

［2］G B 50286-2013.堤防工程设计规范［S］.的影响较大，初值取值偏差较大时也可能导致计算结果不收敛。牛顿下山法在牛顿法的基础上通过引入下山因子使收敛域大幅加大，提高了能量法计算水面线的可靠性。经笔者在多个工程项目中对比，牛顿下山法较普通迭代法确有更强的适应性。

参考文献

［1］周斌，王义帮.天然河道水面线计算的一种改进方法［J］.广东水利水电，2006（03）：50-60.

［2］刘珉，周斌.分段计算的渠道恒定非均匀流能量方程稳定性探讨及验证［J］.广东水利水电，2014（03）：22-24.

［3］李炜，赵昕，李大美，等.水力计算手册［M］.北京：中国水利水电出版社，2006.

［4］李庆扬，王能超，易大义，等.数值分析［M］.武汉：华中科技大学出版社，1982.

［5］吴持恭，等.水力学［M］.北京：高等教育出版社，2008.

［3］中国水利文学艺术协会.中华水文化概论［M］.郑州：黄河水利出版社，2008.

［4］朱党生.水资源保护规划理论及技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2001.

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王引田（1969年—），男，高级工程师。