王曉敏

（太原市水利工程質(zhì)量與安全中心，山西 太原 030025）

晉祠是我省著名的旅游勝地，有燦爛悠久的歷史和豐富的文化遺產(chǎn)，是國(guó)務(wù)院公布的全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。歷代修筑的亭、臺(tái)、樓、閣與優(yōu)美的自然風(fēng)景渾然一體，其中尤以難老泉最負(fù)盛名。

為解決難老泉景觀的長(zhǎng)期水源，恢復(fù)晉祠自然景觀，晉祠博物館于2002—2003 年實(shí)施了恢復(fù)晉祠景觀大循環(huán)水工程。大循環(huán)水工程建成后，滿足了晉祠公園水系統(tǒng)功能需要，至今仍發(fā)揮作用。但由于運(yùn)行將近20 年，博物館內(nèi)漿砌石渠道出現(xiàn)不同程度的滲漏問(wèn)題，難老泉出流處水流有時(shí)會(huì)偏渾濁，影響晉祠博物館自然景觀，也造成地下水資源浪費(fèi)。因此，為解決博物館內(nèi)渠道滲漏及水質(zhì)問(wèn)題，保護(hù)晉祠的生態(tài)環(huán)境，擬進(jìn)行晉祠大循環(huán)水生態(tài)修復(fù)治理工程。

1 修復(fù)工程

1.1 原則

根據(jù)確定的修復(fù)主要任務(wù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形，確定以下修復(fù)原則：

一是晉祠博物館內(nèi)文物古跡眾多，為保護(hù)晉祠博物館內(nèi)自然與生態(tài)環(huán)境，工程設(shè)計(jì)以修復(fù)為主，避免大規(guī)模開(kāi)挖，博物館內(nèi)工程以人工完成為主，避免大型機(jī)械進(jìn)入。

二是晉祠博物館內(nèi)渠系周邊樹(shù)木花草繁多，渠道修復(fù)設(shè)計(jì)需同時(shí)考慮周邊植物需水和渠道防滲要求，在減少滲漏的同時(shí)不影響植物生長(zhǎng)環(huán)境。

三是晉祠博物館內(nèi)的渠道和泉井修復(fù)，以不影響景觀欣賞、與周圍建筑風(fēng)格相一致為原則，遵循修舊如舊、自然古樸的原則。

四是在工程設(shè)計(jì)中本著節(jié)約用水的原則，注重提高水的重復(fù)利用率。

五是設(shè)計(jì)范圍：水源工程；晉祠博物館治理范圍，包括博物館內(nèi)渠道、出水泉井的防滲護(hù)砌工程。

1.2 目的

晉祠大循環(huán)水生態(tài)修復(fù)工程，由匯水源井修復(fù)工程和博物館水生態(tài)修復(fù)工程兩部分組成。

匯水源井修復(fù)工程主要是對(duì)目前正在運(yùn)行的井群進(jìn)行清洗。徹底清理井內(nèi)淤堵，在地下水允許開(kāi)采量下，保證水量，兼顧水質(zhì)。

博物館水生態(tài)修復(fù)工程主要是博物館內(nèi)水景、渠道修復(fù)，本次修復(fù)主要包括：難老泉、善利泉、魚(yú)沼飛梁、金沙灘、智伯渠、鴛鴦渠、陸堡河、北玉帶河、南玉帶河、鴛智管等。減少博物館內(nèi)水系滲漏，節(jié)約水資源，更好地體現(xiàn)晉祠的自然景觀與生態(tài)風(fēng)光。

1.3 布置

晉祠博物館現(xiàn)狀工程布局比較合理，本次修復(fù)設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)狀工程格局位置不作調(diào)整。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)博物館渠道、水景及出水井群進(jìn)行修復(fù)。

工程布置主要為匯水源井修復(fù)、晉祠博物館渠道修復(fù)、晉祠博物館水景修復(fù)。

匯水源井修復(fù)布置為：出水井群修復(fù)。通過(guò)壓酸洗井、鋼刷刷洗及空壓機(jī)沖洗等措施，對(duì)現(xiàn)狀水源地井群進(jìn)行清洗，清除井內(nèi)堵塞物，使來(lái)水通暢。

晉祠博物館渠道修復(fù)布置為：對(duì)晉祠博物館內(nèi)的渠道進(jìn)行治理，包括渠底防滲和渠壁修復(fù)，局部漿砌石破損重新修筑以及鴛鴦渠末端到智伯渠下游管道拆除新建。

晉祠博物館水景布置：難老泉、善利泉、魚(yú)沼飛梁、金沙灘四處水景進(jìn)行渠底防滲。對(duì)難老泉、善利泉、金沙灘井壁渠壁進(jìn)行清理修復(fù)，局部漿砌石破損進(jìn)行修筑。

2 水源供給地日需水量及博物館水系調(diào)度運(yùn)行方案

2.1 水源供給地日需水量

日需水量由灌溉、蒸發(fā)、滲漏水量及公園補(bǔ)水組成。

2.1.1 綠化用水量

晉祠博物館內(nèi)草坪、花卉、育苗地、樹(shù)木等綠化面積約6.8 萬(wàn)m2，參照《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50013-2018）及《山西省用水定額第3 部分：服務(wù)業(yè)用水定額》（DB 14/T 1049.3-2021），結(jié)合實(shí)際情況，計(jì)算綠化用水量。

2.1.2 西湖及其它水池和渠系內(nèi)蒸發(fā)量

晉祠博物館西湖湖面面積約2 040 m2，其他水池和渠系水面面積約4 100 m2。根據(jù)根據(jù)太原站1980—2000 年實(shí)測(cè)蒸發(fā)資料，將20 cm 蒸發(fā)皿觀測(cè)值換算至E601 蒸發(fā)皿觀測(cè)值，作為本工程區(qū)水面蒸發(fā)量，其中非冰期折算系數(shù)為0.63，冰期折算系數(shù)為0.61。太原站水面蒸發(fā)量及本系統(tǒng)蒸發(fā)量計(jì)算見(jiàn)表1。

表1 太原站水面蒸發(fā)量表

據(jù)此估算，博物館水系平均蒸發(fā)量為0.64 萬(wàn)m3/年（全年日平均蒸發(fā)量為17.8 m3/d）。

2.1.3 滲漏損失量

博物館整個(gè)水系的滲漏是客觀存在的，即使是渠道、水景采取減滲措施后，也不可避免地存在少量滲漏，且一些古老建筑物如魚(yú)沼飛梁等側(cè)壁不宜全面防滲。滲漏損失量采用渠系水利用系數(shù)計(jì)算，博物館渠系水利用系數(shù)按0.9 考慮，據(jù)此計(jì)算渠系內(nèi)水的損失量。

2.1.4 公園補(bǔ)水量

為保證難老泉出流水質(zhì)，以及考慮到晉祠公園的需水量，博物館循環(huán)系統(tǒng)需定期更換循環(huán)水，將水排入晉祠公園循環(huán)水系。博物館渠系循環(huán)水量約1 000 m3（渠系蓄水平均深度按0.25 m 計(jì)）。循環(huán)水質(zhì)與周邊環(huán)境、天氣狀況、管理水平均直接相關(guān)，結(jié)合目前晉祠博物館內(nèi)的水系循環(huán)情況，本次設(shè)計(jì)設(shè)置兩種博物館循環(huán)水更換方案。4 月份至9 月，每2 d 更換博物館渠系循環(huán)水，10 月份至次年3 月份，每3 d 更換博物館渠系循環(huán)水。

全年逐月日均需補(bǔ)充綠化、蒸發(fā)、滲漏、公園補(bǔ)水水量估算見(jiàn)表2。

表2 全年逐月日均補(bǔ)水量 單位：m3

經(jīng)統(tǒng)計(jì)匯總，按博物館目前的綠化面積及渠系和水面規(guī)模，水源地各月日均補(bǔ)充水量見(jiàn)表2 合計(jì)欄，水源地日均最大補(bǔ)水量為992 m3/d，日均最小補(bǔ)水量為799 m3/d。

2.2 博物館水系調(diào)度運(yùn)行方案

水從難老泉出流后，分別經(jīng)過(guò)各渠系，流經(jīng)博物館內(nèi)各景點(diǎn)后流到智伯渠下游閘前，進(jìn)入循環(huán)泵站循環(huán)出流。當(dāng)博物館更換循環(huán)水流入晉祠公園，循環(huán)水無(wú)法保證博物館內(nèi)需水要求時(shí)，利用水源向難老泉供水，滿足博物館蓄水要求后關(guān)閉。

3 博物館水生態(tài)修復(fù)工程

3.1 明渠渠道修復(fù)

晉祠博物館內(nèi)智伯渠等主要明渠目前渠底淤泥較多，渠壁漿砌石砂漿脫落，影響渠道水系運(yùn)行和景觀效果。本次擬設(shè)計(jì)通過(guò)鋪設(shè)復(fù)合土工膜和渠壁重新勾縫修復(fù)。明渠渠道修復(fù)包括：智伯渠251 m、鴛鴦西渠214 m，鴛鴦東渠210 m，陸堡河185 m、鴛鴦渠二堰口至博物館圍墻段70 m、北玉帶河20 m。因智伯渠碧瀾橋至清華亭下游段90 m 現(xiàn)狀為混凝土渠壁且結(jié)構(gòu)完好，此次設(shè)計(jì)暫不作處理，保持原狀。

為避免大型機(jī)械對(duì)博物館內(nèi)樹(shù)木及建筑物造成傷害，本次設(shè)計(jì)渠底清淤全部由人工完成，開(kāi)挖至原土層或原渠底混凝土底板防護(hù)層，轉(zhuǎn)運(yùn)至博物館外后再由汽車運(yùn)至規(guī)定地存放?；卣胶箐佋O(shè)5 cm 找平層，找平層上鋪復(fù)合土工膜（兩布一膜），土工膜上鋪設(shè)混凝土底板進(jìn)行防滲。渠壁修復(fù)需先清理原漿砌石內(nèi)砂漿及雜物，再水泥砂漿勾凹縫，以避免破壞渠道整體景觀性。對(duì)漿砌石破損嚴(yán)重的部位進(jìn)行重新砌筑。

修復(fù)完成后再將原渠內(nèi)淤泥回覆，上鋪粒徑為30~80 mm 的卵石，有利于渠道內(nèi)植物生長(zhǎng)，重現(xiàn)長(zhǎng)生萍景觀，再現(xiàn)回歸自然之感。

3.2 暗渠渠道修復(fù)

南玉帶河渠首自魚(yú)沼飛梁東南角，向南至金沙灘龍頭處，長(zhǎng)22 m?，F(xiàn)狀為漿砌石砌護(hù)，上有砂巖板覆蓋。此次設(shè)計(jì)擬打開(kāi)砂巖板，對(duì)渠道進(jìn)行清淤防滲處理。渠底防滲及渠壁修復(fù)與明渠修復(fù)方式一致。修復(fù)完成后蓋回原砂巖板，渠底淤泥不再回覆。

3.3 暗管修復(fù)

鴛智管起自鴛鴦渠末端終至智伯渠下游，長(zhǎng)300 m?，F(xiàn)狀為DN500 混凝土管，此次設(shè)計(jì)沿鴛智管進(jìn)行開(kāi)挖，拆除現(xiàn)狀混凝土管道，更換為D500PE（1mpa）管道?；靥詈蠡謴?fù)原青石路面及綠化草坪。

3.4 博物館水景修復(fù)

博物館水景修復(fù)涉及：難老泉、善利泉、魚(yú)沼飛梁、金沙灘4 處。此4 處水景原均為泉水出流處，目前晉水雖已斷流，但考慮到未來(lái)晉泉復(fù)流的可能，此次4 處工程并未在此底部設(shè)計(jì)混凝土底板，僅鋪設(shè)復(fù)合土工膜對(duì)底部進(jìn)行防滲。

難老泉井及善利泉井現(xiàn)狀井底有泥沙淤積，人工清淤后鋪設(shè)5 cm 找平層，找平層上鋪復(fù)合土工膜（兩布一膜），在土工膜邊緣處澆筑混凝土條帶，用以對(duì)土工膜與井壁接觸處進(jìn)行防滲。土工膜上覆10cm 砂墊層，以防石塊穿透。砂墊層上部回復(fù)淤泥，點(diǎn)綴30~80 mm粒徑卵石。漿砌石井壁自井底以上1 m 范圍內(nèi)重新做一次清理，水泥砂漿勾縫。

金沙灘位于難老泉泉水出流處，連接鴛鴦渠與智伯渠，采用復(fù)合土工膜（兩布一膜）對(duì)池底進(jìn)行防滲，底部防滲做法與難老泉井相同。金沙灘處渠壁需清理原漿砌石內(nèi)砂漿及雜物，再用水泥砂漿勾凹縫，以避免破壞渠道整體景觀性。對(duì)漿砌石破損嚴(yán)重的部位進(jìn)行重新砌筑。

魚(yú)沼飛梁位于晉祠博物館重要建筑物圣母殿前，采用復(fù)合土工膜（兩布一膜）對(duì)池底進(jìn)行防滲，底部防滲做法與難老泉井相同，只做池底防滲，池壁保持現(xiàn)狀。另外，魚(yú)沼飛梁東南角出水口處現(xiàn)狀為一處9 m2平臺(tái)，高出地面約40 cm，上覆混凝土蓋板，與周圍景觀極不協(xié)調(diào)。此次設(shè)計(jì)擬拆除其地面以上部分，上覆砂巖板，使其與地面平齊，確保魚(yú)沼飛梁景觀整體性與一致性。

4 結(jié)語(yǔ)

工程修建完成后，將進(jìn)一步提升晉祠博物館的自然風(fēng)光，提升了晉祠博物館的旅游價(jià)值，社會(huì)效益明顯。金沙灘、智伯渠、鴛鴦渠、陸堡河等渠系水分循環(huán)更加充足，將增加周圍空氣含水量，對(duì)改善周邊小氣候和植物生長(zhǎng)條件起到積極作用，有利于保護(hù)博物館內(nèi)的古樹(shù)和古建筑。