梁晉芳
(山西省汾河水庫管理局)
汾河水庫地處婁煩縣杜交曲鎮(zhèn)下石家莊村北1 km處,是全省最大的水庫,省城太原最為重要的供水水源地,也是目前世界上最高的人工水中填土均質(zhì)壩。水庫1958年7月動(dòng)工興建,1961年6月投入運(yùn)行??刂屏饔蛎娣e5 268 km2,蓄水面積32 km2,是以防洪為主,兼顧供水、發(fā)電、旅游和養(yǎng)殖等綜合效益的大型水利樞紐工程。水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水設(shè)計(jì),2000年一遇洪水校核。設(shè)計(jì)洪水位 1 128.95 m,相應(yīng)庫容 3.17 億 m3,最大下泄流量1 665 m3/s;校核洪水位 1 131.36 m,相應(yīng)庫容 3.93億m3,最大下泄流量2 254 m3/s。
汾河水庫壩下濕地位于大壩下游到汾河水庫大橋的河道內(nèi),部分河段由于附近村民亂采亂挖亂棄,形成了大小不等的沖坑,加之多年來大壩的排洪沖沙,淤積厚度不斷增加,個(gè)別區(qū)域甚至出現(xiàn)了倒坡,導(dǎo)致河道的行洪能力明顯下降,給行洪安全造成了隱患。河道右岸為黃土山坡,地形破碎,土質(zhì)疏松,植被稀少,再加上當(dāng)?shù)貧夂蚋珊?,降水量少,水土流失?yán)重,更是加重了河道的淤堵。
濕地是指:“不問其為天然或人工、長久或暫時(shí)性沼澤地。濕原、泥炭地或水域地帶,帶有或靜止、或流動(dòng)、或?yàn)榈?、半咸水體者,包括低潮時(shí)不超過6 m的水域”。濕地一般具有豐富的野生動(dòng)植物資源,既是陸地上的天然蓄水庫,在蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候、控制土壤侵蝕、促淤造陸、降解環(huán)境污染物等方面起著極其重要的作用,又是眾多野生動(dòng)植物特別是珍稀水禽的繁殖和越冬場所。
結(jié)合汾河水庫水利風(fēng)景區(qū)規(guī)劃與庫區(qū)周邊的水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè),對(duì)壩下河道進(jìn)行清淤整治,對(duì)部分河段過水?dāng)嗝孢M(jìn)行基礎(chǔ)加固,在下游河道建設(shè)濕地公園,其主要作用:一是減緩水流速度,減輕水流對(duì)下游村莊耕地的沖刷;二是擴(kuò)大水面面積,調(diào)節(jié)和改善氣候;三是為水生動(dòng)植物的生存和生長發(fā)育創(chuàng)造條件,提高生物多樣性;四是豐富汾河水庫景區(qū)景觀的多樣性,促進(jìn)生態(tài)旅游業(yè)的發(fā)展。
擬建濕地公園從大壩下游的泄洪堤開始,到汾河水庫大橋下約11.5 m處止,呈西北至東南走向,為寬窄不等的長條狀,寬約70 m,長約300 m,總面積32 000 m2。濕地公園建設(shè)區(qū)域主要為天然河道,屬沙石灘地,土層薄,治理難度大。
濕地公園區(qū)域?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,四季分明。春季多風(fēng)干燥,夏季炎熱多雨,秋季涼爽濕潤,冬季寒冷少雪。年平均氣溫7.9℃,無霜期140 d左右;年降水量523 mm,6-9月降水量占全年的78.8%;蒸發(fā)量2 008 mm,全年的主導(dǎo)風(fēng)為西北風(fēng)和北風(fēng)。雖干旱缺水但有水庫蓄水保證,光照十分充足,為濕地公園建設(shè)工程實(shí)施提供了有利條件。
據(jù)資料,汾河水庫上游多年平均徑流量4.4億m3,6-9月汛期來水量占年來水量的58%;年際降水量變幅大,最大年降水量達(dá)794.5 mm,最少年降水量僅240.6 mm;年均土壤侵蝕模數(shù)4 495 t/km2,年輸入庫區(qū)的泥沙量1 940萬t,汛期來沙量占年來沙量的96%。最大斷面含沙量:汾河靜樂站605.5 kg/m3(1951年7月19日),嵐河上靜游站840 kg/m3(1963年6月18日)。從濕地公園建設(shè)角度看,水文條件優(yōu)越。
據(jù)調(diào)查,濕地公園區(qū)域植物多樣性較差,生態(tài)環(huán)境脆弱。植物群落以喬灌類植物為主,主要喬木為楊樹、柳樹、榆樹、國槐、側(cè)柏等,主要灌木有檸條、酸棗、沙棘、杠柳等,主要草種有白羊草、隱子草、蒿類、鐵掃帚、達(dá)烏里胡枝子、甘草、莧菜等。天然野生動(dòng)物主要有松鼠、野雞、灰鶴、野兔、野鴨子、黃鼠狼、蛇、蟾蜍等。水生動(dòng)物較豐富,以魚類為主,有鯽魚、鯉魚、草魚、鰱魚以及河蝦、青蛙等。通過濕地公園建設(shè),有利于提高生物的多樣性,改善生態(tài)環(huán)境脆弱狀況。
在汾河水庫大橋下游11.5 m處新建溢流壩,距離大橋上游現(xiàn)有滾水壩水平距離約88 m,該段河床高差0.45-0.47 m。溢流壩距離下游水文測流標(biāo)準(zhǔn)斷面處約116 m,建壩后可實(shí)現(xiàn)大橋兩側(cè)均有水面。
溢流壩呈東西走向,漿砌石砌筑,壩長70 m,壩高 0.9 m(地面以上);采用梯形斷面,壩頂寬 0.6 m,基礎(chǔ)寬 2.4 m;迎水面垂直,背水坡比 1∶1,向外延伸0.6 m,設(shè)0.3 m寬帶消能齒墻。當(dāng)流量為30 m3/s、50 m3/s、100 m3/s和 300 m3/s時(shí),經(jīng)水力計(jì)算,溢流壩前最高水頭分別為 0.35 m、0.53 m、0.83 m 和 1.21 m,最大水深分別為 0.95 m、1.13 m、1.43 m 和 1.81 m。
右側(cè)堤岸在滾水壩處的安全超高為0.9 m,距測算,剛剛滿足下游無溢流壩時(shí)的泄流能力。若下游新建溢流壩,則會(huì)引起水位區(qū)間(河床)壅高,故需培高護(hù)堤0.5 m(理論值),考慮安全超高,設(shè)計(jì)護(hù)堤培高1.0 m。現(xiàn)有舊護(hù)堤150 m,新建護(hù)堤20 m,護(hù)堤全長170 m。新建護(hù)堤工程規(guī)格同舊護(hù)堤。
順壩下水流方向,按水流逐步發(fā)散規(guī)劃湖心島。以不阻撓水流的側(cè)向流動(dòng)為依托,順勢引導(dǎo),適時(shí)變向,就地利用河道內(nèi)堆棄的石渣,合理確定湖心島的位置及形態(tài)。設(shè)計(jì)2座圓形湖心島,一大一小,兩島間相距41 m。大湖心島直徑56 m,小湖心島直徑42 m。湖心島外砌筑上寬50 cm、下寬80 cm、高1.12 m的毛石擋土墻。為增加觀賞效果,擋土墻外安裝高1.8 m、半徑20 cm的半圓木。湖心島上鋪70 cm厚活土層,隨湖心島形狀栽植兩圈垂柳,第一圈垂柳距湖心島邊緣1.5 m,第二圈垂柳距湖心島邊緣4 m,行距2.5 m,株距為4 m。同時(shí),在島上各鋪筑2條1.5 m寬的十字交叉通道(墊層厚10 cm,紋形砼面層厚12 cm),并放置石桌與石凳,供游人休憩。其余面積為草坪。
為滿足安全泄流時(shí)對(duì)河道行洪的監(jiān)測以及日常游覽,設(shè)計(jì)棧道連接兩個(gè)湖心島與河岸,設(shè)休息平臺(tái)多處。棧道支撐為鋼筋砼門架梁結(jié)構(gòu),鋼筋砼柱,梁結(jié)構(gòu),離地面 2.1 m,長度 234 m,寬度 1.8 m,下挖0.9 m 深、下寬 3.2 m、上寬 4.64 m 的梯形基礎(chǔ),用混凝土澆筑。每隔4.2 m一跨,跨與跨之間澆筑鋼筋混凝土圈梁,上鋪木地板,木地板間留細(xì)縫,可透過細(xì)縫看到河水。棧道兩邊安裝木欄桿。
針對(duì)河道植物種類稀少的現(xiàn)狀,在建設(shè)改造過程中,依托原有的生態(tài)環(huán)境和自然群落,保持自然生態(tài)不受破壞,對(duì)土壤、地形、地勢、水體、動(dòng)植物等狀況進(jìn)行分類,與濕地原生態(tài)結(jié)合,科學(xué)配置,建設(shè)河道水生植物群落,使人與自然融洽共存。
在植物配置上,主要考慮三個(gè)方面:一是植物種類多樣性,二是盡量栽植本地植物,三是在現(xiàn)有植被基礎(chǔ)上適度增加新的植物品種。這樣配置后,相互襯托,不僅形成了錯(cuò)落有致的視覺效果,而且與濕地群落的生態(tài)功能相匹配。從生態(tài)功能、沉降泥沙、吸收水系污染物角度考慮,模擬自然濕地中各種植物的組成及分布狀態(tài),將挺水(如蘆葦、香蒲)、浮水(如睡蓮)等類根系發(fā)達(dá)植物進(jìn)行合理搭配,形成多層次的水生植物景觀。
右岸山坡坡度較陡,水肥條件差,根據(jù)水庫周邊環(huán)境區(qū)域發(fā)展和需要,本著因地制宜、因害設(shè)防的原則,科學(xué)進(jìn)行綠化。栽植樹種以油松喬木為主,魚鱗坑整地,規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm。同時(shí),搭配低矮灌木和花卉,使春夏兩季有花,一年四季常綠,做到觀賞性和防護(hù)性雙羸。