武夷山“水美城市”工程中的生态水利建设

杨水才

(武夷山市水利局，福建 武夷山 354300)

水是武夷山市提升城市品质、打造宜居城市的重要载体。通过凸显城市特色水景观的城市风貌展示、体现环山抱水的城市生态体系、融入城市山水文化的公共服务设施以及水安全的城市开放空间体系，开展“水美城市”建设，构建坚实可靠的水安全设施、空间均衡的水资源利用、健康循环的水生态系统、持续发展的水环境改善、人水和谐的水景观特色，从而打造景色美、品位高、宜居的山水休闲城市[1]。

1 工程概况

武夷山市地处福建省北部，东邻浦城县，南接建阳市，西与光泽县毗连，北部与江西铅山县交界，隶属福建省南平市。崇阳溪作为武夷山市最大的溪流，穿过武夷山市区，流经景区，与九曲溪、梅溪及支流东溪、西溪、崩埂溪等相互串联，形成整个武夷山市的水系生态网络。

武夷山市水美城市工程，起点为崇阳溪干流马场洲大桥，终点为武夷大桥段，河道长度5.08 km，景观规划设计面积147.93 hm2。通过修建和加固改造堤防、河道整治、生态修复等措施，完善崇阳溪整体防洪体系，提高河道防洪排水能力，改善河流生态环境，促进区域经济、社会、生态和谐发展，为推动武夷山市经济和旅游开发创造条件[2]。

2 设计理念

设计关注“生态，业态，文态，形态”四态合一，打造“水美城市”，水美——崇阳溪，城美——武夷山的规划设计理念[3]。

“水美城市”的设计方向为：

1)充分凸显城市特色水景观的城市风貌展示；

2)充分体现环山抱水的城市生态体系；

3)充分结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务设施；

5)充分考虑水安全的城市开放空间体系。

3 功能定位

通过防洪安全体系的巩固与完善、水资源的综合利用、水生态系统的保护与修复、水环境的改善、水景观的着力打造，塑造“水美城市”独特的城市风格。将崇阳溪打造成“山水绿色之廊”、“人文景观之廊”、“康养运动之廊”的生态景观廊道，为武夷山市经济社会可持续发展提供支撑和保障，发挥项目引领示范作用[4]。

4 生态水利工程

4.1 工程等别标准

根据《防洪标准》(GB 50201-2014)4.2.1 条，堤防保护区域常住人口小于20万人，其防洪工保护等级为Ⅳ等。根据《防洪标准》(GB50201-2014)、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SLJ252-2017)和《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)及相关规划，工程防洪标准取30年一遇，相应堤防工程的级别为3级。

4.2 堤防工程

4.2.1 堤顶高程确定

根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)，堤顶高程根据各防洪控制点的设计洪水水位加堤顶超高确定。

1)堤顶超高计算公式如下：

Y=R+e+A

式中：Y为堤顶超高，m；R为设计波浪爬高，m，按《堤防工程设计规范》附录C计算确定；A为安全加高，m，3级取0.7 m，4级取0.6 m，5级取0.5 m；e为计算点的风壅水面高度，m；K为综合摩阻系数；V为设计风速，m/s，采用汛期平均多年最大风速的1.5倍；F为由计算点风区长度，m；d为水域的平均水深，m；β为风向与垂直于堤轴线的法线的夹角，°。

2)风浪要素计算按莆田实验站公式计算：

3)波长计算公式如下：

式中：L为计算波长。

4)在风作用下正向来波在单一斜坡上的波浪爬高按下式计算：

堤顶高程根据各段堤防设计洪水位和堤顶超高共同确定，堤防各设计断面堤顶高程详见表1所示。

表1 堤防堤顶高程表 m

4.2.2 堤型选择

武夷山市“水美城市”崇阳溪生态水利工程设计力求突出亲水性和生态性，并与武夷山城市整体品味相协调[5]。新建堤防主要选用斜坡式断面，根据工程实际情况，考虑到原河道岸坡均为茂密植被覆盖，且工程区洪水历时较短，洪峰流量较大，水流冲刷性强，护坡区间常年出露水面需有一定景观要求的特点，护坡应选用较生态的护坡材料[6]。

根据堤线布置和堤型选择，共设计5种堤防断面，分别如下。

1)A型堤防。A型堤防采用斜坡式，河道内已形成稳定的河滩地，设计中保留河滩地，在坡顶新建堤防以满足防洪要求。斜坡防护结构根据防护高程不同分为两段，平台上部斜坡主要采用水土保护毯+植草护坡，平台下部斜坡主要采用生态石笼+水土保护毯+植草护坡[7](见图1)。

图1 A型堤防典型断面图

2)B型堤防。B型堤防采用多阶式堤型，坡面防护结构根据防护高程不同分为两段，以5年一遇洪水位+超高50 cm为界。堤防斜坡上设置4～8级坡台，每级坡台之间高差为1～2 m，坡台与坡台之间采用不小于1∶5的斜坡连接。每级坡台设置钢筋混凝土挡墙用来挡土(见图2)。

图2 B型堤防典型断面图

3)C型堤防。C型堤防采用两级直立式挡墙+装卸式防汛墙。上级采用钢筋混凝土悬臂式挡墙，墙身高6 m，宽0.5 m，底板宽5 m，厚0.6 m。墙身外设砌石装饰，防汛墙顶预埋装卸式防汛墙底座。下级采用钢筋混凝土挡墙，墙顶高程为5年一遇洪水位加1 m超高。挡墙底板宽2.8 m，墙身外设砌石装饰。挡墙坡脚处采用5 m生态石笼排防冲。装卸式防汛墙采用轻型铝合金材料预制，汛期可在现场快速安装到位，抵御洪水。洪水退去后，可以卸除后存放于仓库(见图3)。

4)D型堤防。D型堤防采用斜坡式。坡面防护结构根据防护高程不同分为两段，以5年一遇洪水位+超高50 cm为界，中间平台设4.0 m宽园路，上部坡面主要采用水土保护毯+植草护坡；下部坡面主要采用生态石笼+水土保护毯+植草护坡(见图4)。

5)E型堤防。E型堤防采用斜坡式。堤顶设置人行道，坡面防护结构主要采用生态石笼+水土保护毯+植草护坡(见图5)。

武夷山市“水美城市”崇阳溪生态水利工程堤型分布如表2。

图3 C型堤防典型断面图

图4 D型堤防典型断面图

图5 E型堤防典型断面图

表2 堤型布置成果表 m

5 结 语

武夷山市“水美城市”崇阳溪生态水利工程立足于武夷山打造“水美城市”的建设需求与愿景，从“水、景、城”三方面“水美城市”要求，并结合武夷山理学文化名片，追求“生态”、“业态”、“文态”、“形态”的“四态合一”的理念，打造集形象展示、文旅体验、休闲育乐、文化展示于一身，城水共融的水美城市景观示范窗口，在同类型“水美城市”设计中具有借鉴意义。