晋祠大循环水生态修复治理工程思考

王晓敏

（太原市水利工程质量与安全中心，山西 太原 030025）

晋祠是我省著名的旅游胜地，有灿烂悠久的历史和丰富的文化遗产，是国务院公布的全国重点文物保护单位。历代修筑的亭、台、楼、阁与优美的自然风景浑然一体，其中尤以难老泉最负盛名。

为解决难老泉景观的长期水源，恢复晋祠自然景观，晋祠博物馆于2002—2003 年实施了恢复晋祠景观大循环水工程。大循环水工程建成后，满足了晋祠公园水系统功能需要，至今仍发挥作用。但由于运行将近20 年，博物馆内浆砌石渠道出现不同程度的渗漏问题，难老泉出流处水流有时会偏浑浊，影响晋祠博物馆自然景观，也造成地下水资源浪费。因此，为解决博物馆内渠道渗漏及水质问题，保护晋祠的生态环境，拟进行晋祠大循环水生态修复治理工程。

1 修复工程

1.1 原则

根据确定的修复主要任务，结合现场地形，确定以下修复原则：

一是晋祠博物馆内文物古迹众多，为保护晋祠博物馆内自然与生态环境，工程设计以修复为主，避免大规模开挖，博物馆内工程以人工完成为主，避免大型机械进入。

二是晋祠博物馆内渠系周边树木花草繁多，渠道修复设计需同时考虑周边植物需水和渠道防渗要求，在减少渗漏的同时不影响植物生长环境。

三是晋祠博物馆内的渠道和泉井修复，以不影响景观欣赏、与周围建筑风格相一致为原则，遵循修旧如旧、自然古朴的原则。

四是在工程设计中本着节约用水的原则，注重提高水的重复利用率。

五是设计范围：水源工程；晋祠博物馆治理范围，包括博物馆内渠道、出水泉井的防渗护砌工程。

1.2 目的

晋祠大循环水生态修复工程，由汇水源井修复工程和博物馆水生态修复工程两部分组成。

汇水源井修复工程主要是对目前正在运行的井群进行清洗。彻底清理井内淤堵，在地下水允许开采量下，保证水量，兼顾水质。

博物馆水生态修复工程主要是博物馆内水景、渠道修复，本次修复主要包括：难老泉、善利泉、鱼沼飞梁、金沙滩、智伯渠、鸳鸯渠、陆堡河、北玉带河、南玉带河、鸳智管等。减少博物馆内水系渗漏，节约水资源，更好地体现晋祠的自然景观与生态风光。

1.3 布置

晋祠博物馆现状工程布局比较合理，本次修复设计对现状工程格局位置不作调整。根据现场情况对博物馆渠道、水景及出水井群进行修复。

工程布置主要为汇水源井修复、晋祠博物馆渠道修复、晋祠博物馆水景修复。

汇水源井修复布置为：出水井群修复。通过压酸洗井、钢刷刷洗及空压机冲洗等措施，对现状水源地井群进行清洗，清除井内堵塞物，使来水通畅。

晋祠博物馆渠道修复布置为：对晋祠博物馆内的渠道进行治理，包括渠底防渗和渠壁修复，局部浆砌石破损重新修筑以及鸳鸯渠末端到智伯渠下游管道拆除新建。

晋祠博物馆水景布置：难老泉、善利泉、鱼沼飞梁、金沙滩四处水景进行渠底防渗。对难老泉、善利泉、金沙滩井壁渠壁进行清理修复，局部浆砌石破损进行修筑。

2 水源供给地日需水量及博物馆水系调度运行方案

2.1 水源供给地日需水量

日需水量由灌溉、蒸发、渗漏水量及公园补水组成。

2.1.1 绿化用水量

晋祠博物馆内草坪、花卉、育苗地、树木等绿化面积约6.8 万m2，参照《室外给水设计标准》（GB 50013-2018）及《山西省用水定额第3 部分：服务业用水定额》（DB 14/T 1049.3-2021），结合实际情况，计算绿化用水量。

2.1.2 西湖及其它水池和渠系内蒸发量

晋祠博物馆西湖湖面面积约2 040 m2，其他水池和渠系水面面积约4 100 m2。根据根据太原站1980—2000 年实测蒸发资料，将20 cm 蒸发皿观测值换算至E601 蒸发皿观测值，作为本工程区水面蒸发量，其中非冰期折算系数为0.63，冰期折算系数为0.61。太原站水面蒸发量及本系统蒸发量计算见表1。

表1 太原站水面蒸发量表

据此估算，博物馆水系平均蒸发量为0.64 万m3/年（全年日平均蒸发量为17.8 m3/d）。

2.1.3 渗漏损失量

博物馆整个水系的渗漏是客观存在的，即使是渠道、水景采取减渗措施后，也不可避免地存在少量渗漏，且一些古老建筑物如鱼沼飞梁等侧壁不宜全面防渗。渗漏损失量采用渠系水利用系数计算，博物馆渠系水利用系数按0.9 考虑，据此计算渠系内水的损失量。

2.1.4 公园补水量

为保证难老泉出流水质，以及考虑到晋祠公园的需水量，博物馆循环系统需定期更换循环水，将水排入晋祠公园循环水系。博物馆渠系循环水量约1 000 m3（渠系蓄水平均深度按0.25 m 计）。循环水质与周边环境、天气状况、管理水平均直接相关，结合目前晋祠博物馆内的水系循环情况，本次设计设置两种博物馆循环水更换方案。4 月份至9 月，每2 d 更换博物馆渠系循环水，10 月份至次年3 月份，每3 d 更换博物馆渠系循环水。

全年逐月日均需补充绿化、蒸发、渗漏、公园补水水量估算见表2。

表2 全年逐月日均补水量 单位：m3

经统计汇总，按博物馆目前的绿化面积及渠系和水面规模，水源地各月日均补充水量见表2 合计栏，水源地日均最大补水量为992 m3/d，日均最小补水量为799 m3/d。

2.2 博物馆水系调度运行方案

水从难老泉出流后，分别经过各渠系，流经博物馆内各景点后流到智伯渠下游闸前，进入循环泵站循环出流。当博物馆更换循环水流入晋祠公园，循环水无法保证博物馆内需水要求时，利用水源向难老泉供水，满足博物馆蓄水要求后关闭。

3 博物馆水生态修复工程

3.1 明渠渠道修复

晋祠博物馆内智伯渠等主要明渠目前渠底淤泥较多，渠壁浆砌石砂浆脱落，影响渠道水系运行和景观效果。本次拟设计通过铺设复合土工膜和渠壁重新勾缝修复。明渠渠道修复包括：智伯渠251 m、鸳鸯西渠214 m，鸳鸯东渠210 m，陆堡河185 m、鸳鸯渠二堰口至博物馆围墙段70 m、北玉带河20 m。因智伯渠碧澜桥至清华亭下游段90 m 现状为混凝土渠壁且结构完好，此次设计暂不作处理，保持原状。

为避免大型机械对博物馆内树木及建筑物造成伤害，本次设计渠底清淤全部由人工完成，开挖至原土层或原渠底混凝土底板防护层，转运至博物馆外后再由汽车运至规定地存放。基地整平后铺设5 cm 找平层，找平层上铺复合土工膜（两布一膜），土工膜上铺设混凝土底板进行防渗。渠壁修复需先清理原浆砌石内砂浆及杂物，再水泥砂浆勾凹缝，以避免破坏渠道整体景观性。对浆砌石破损严重的部位进行重新砌筑。

修复完成后再将原渠内淤泥回覆，上铺粒径为30~80 mm 的卵石，有利于渠道内植物生长，重现长生萍景观，再现回归自然之感。

3.2 暗渠渠道修复

南玉带河渠首自鱼沼飞梁东南角，向南至金沙滩龙头处，长22 m。现状为浆砌石砌护，上有砂岩板覆盖。此次设计拟打开砂岩板，对渠道进行清淤防渗处理。渠底防渗及渠壁修复与明渠修复方式一致。修复完成后盖回原砂岩板，渠底淤泥不再回覆。

3.3 暗管修复

鸳智管起自鸳鸯渠末端终至智伯渠下游，长300 m。现状为DN500 混凝土管，此次设计沿鸳智管进行开挖，拆除现状混凝土管道，更换为D500PE（1mpa）管道。回填后恢复原青石路面及绿化草坪。

3.4 博物馆水景修复

博物馆水景修复涉及：难老泉、善利泉、鱼沼飞梁、金沙滩4 处。此4 处水景原均为泉水出流处，目前晋水虽已断流，但考虑到未来晋泉复流的可能，此次4 处工程并未在此底部设计混凝土底板，仅铺设复合土工膜对底部进行防渗。

难老泉井及善利泉井现状井底有泥沙淤积，人工清淤后铺设5 cm 找平层，找平层上铺复合土工膜（两布一膜），在土工膜边缘处浇筑混凝土条带，用以对土工膜与井壁接触处进行防渗。土工膜上覆10cm 砂垫层，以防石块穿透。砂垫层上部回复淤泥，点缀30~80 mm粒径卵石。浆砌石井壁自井底以上1 m 范围内重新做一次清理，水泥砂浆勾缝。

金沙滩位于难老泉泉水出流处，连接鸳鸯渠与智伯渠，采用复合土工膜（两布一膜）对池底进行防渗，底部防渗做法与难老泉井相同。金沙滩处渠壁需清理原浆砌石内砂浆及杂物，再用水泥砂浆勾凹缝，以避免破坏渠道整体景观性。对浆砌石破损严重的部位进行重新砌筑。

鱼沼飞梁位于晋祠博物馆重要建筑物圣母殿前，采用复合土工膜（两布一膜）对池底进行防渗，底部防渗做法与难老泉井相同，只做池底防渗，池壁保持现状。另外，鱼沼飞梁东南角出水口处现状为一处9 m2平台，高出地面约40 cm，上覆混凝土盖板，与周围景观极不协调。此次设计拟拆除其地面以上部分，上覆砂岩板，使其与地面平齐，确保鱼沼飞梁景观整体性与一致性。

4 结语

工程修建完成后，将进一步提升晋祠博物馆的自然风光，提升了晋祠博物馆的旅游价值，社会效益明显。金沙滩、智伯渠、鸳鸯渠、陆堡河等渠系水分循环更加充足，将增加周围空气含水量，对改善周边小气候和植物生长条件起到积极作用，有利于保护博物馆内的古树和古建筑。