巢湖市中心城區(qū)自流活水方案探討

李曉明, 李晨揚

(1. 合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 合肥 238000;2. 巢湖管理局河道和工程管理處,安徽 合肥 238000;3. 南京大學(xué),江蘇 南京 210093)

巢湖市位于安徽省中部、江淮丘陵南部、巢湖之濱,巢湖市中心城區(qū)(以下簡稱城區(qū)),由巢湖、裕溪河、雙橋河、西撇洪溝、東撇洪溝、抱書河及北部崗地圍合而成,現(xiàn)狀面積約18.95 km2;城區(qū)依山臨水、崗圩交錯、河道縱橫。從城市活水的角度來看,現(xiàn)狀存在的主要問題有:容量有限自凈能力弱、水系封閉內(nèi)外溝通少、抽排換水活水效果差等,西壩、東橋站、東(西)撇洪溝堤防等阻斷了巢湖、裕溪河、周邊山水與內(nèi)河水系的天然聯(lián)系,封閉的城區(qū)內(nèi)部水系與周邊外部水系隔斷明顯、溝通不暢;目前主要采取機排換水方式改善城區(qū)內(nèi)河水質(zhì),改善水質(zhì)范圍小,換水成本偏高,換水頻次偏少,泵站停機后城區(qū)內(nèi)水體又成為死水一潭。如何充分利用巢湖過境水資源[1],創(chuàng)新性地達(dá)成城區(qū)自流活水[2]的目標(biāo),實現(xiàn)水城共融[3],值得思考與探討。

1 自流活水可行性分析

1.1 水力條件良好

巢湖閘水利樞紐位于城區(qū)西部、巢湖湖水流入裕溪河的唯一出口處,連接巢湖和裕溪河。由于巢湖節(jié)制閘的控制運用,閘上、閘下水位形成了水位差,且大部分時間閘上水位高于閘下水位。通過對巢湖閘水文站1981-2020年40年的實測閘上、閘下水位進行數(shù)理統(tǒng)計分析[2],2011-2020年巢湖閘上、下多年平均水位分別為8.96 m(吳淞高程系,下同)、8.15 m,巢湖閘上、下多年平均水位差從近40年(1981-2020年)的0.43 m上升到近10年(2011-2020年)的0.81 m(見表1),表明巢湖閘上、下水位差有著越來越大的趨勢,水力條件良好;巢湖閘上、下多年平均出現(xiàn)正向(巢湖閘排水)水位差天數(shù)從近40年(1981-2020年)的303.7 d上升到近10年(2011-2020年)的336.7 d(見表2),表明巢湖水每年通過巢湖閘流出的天數(shù)有著越來越多的趨勢。

表1 巢湖閘上、下多年平均水位變化趨勢分析表

表2 巢湖閘上、下多年平均出現(xiàn)正向水位差天數(shù)分析表

1.2 保障水量充足

城區(qū)緊靠巢湖,巢湖年出湖水量[4]30×108m3,經(jīng)巢湖閘通過裕溪河流向下游。按平均引水流量10 m3/s、年均200 d計算,年引巢湖水量1.73×108m3,僅占年出湖水量的5.8%。不僅如此,在安徽省引江濟淮工程建成通水之后,可通過引江濟淮工程向巢湖輸水,增大巢湖蓄水量。城區(qū)活水有較為充足的過境水資源作為后盾。

1.3 河渠水系發(fā)達(dá)

城區(qū)外圍西撇洪溝來水匯入雙橋河后與巢湖相通,東撇洪溝來水匯入抱書河后與裕溪河相通,巢湖閘以上來水沿城區(qū)西南側(cè)裕溪河注入長江。城區(qū)內(nèi)天河、環(huán)城河、陸家河、安城渠、抱書河、篆池、洗耳池、小王莊排洪溝、世紀(jì)大道中溝等內(nèi)河水系相互連通,水系十分發(fā)達(dá)。

綜上所述,城區(qū)現(xiàn)狀水系網(wǎng)絡(luò)基本形成,并且有良好的水力條件、充裕的正向排水時間和充足的水量保障,因而實施自流活水切實可行。

2 自流活水方案設(shè)想

2.1 突出自流活水理念

水體自身流動產(chǎn)生的大量生物和微生物都有降解污染有機物的作用,一個活的水體生態(tài)鏈,可以按食物鏈的方式使河道污染物濃度降低。因此城區(qū)活水工程,不是僅僅貫通水系,不是主要依賴開機抽排換水,而是凸顯自流活水理念,主要利用巢湖出湖徑流豐沛這一有利條件,盡可能使巢湖水自流穿城而過,滿足河流水系的生態(tài)、景觀、休閑、娛樂等社會和生態(tài)功能需求,逐步形成良好的城市水生態(tài)環(huán)境。

2.2 分片活水通暢水路

鑒于城區(qū)的自然地理條件以及現(xiàn)有水系的集水排澇功能,同時盡可能加大巢湖水穿城而過的機遇,擬分片實施自流活水工程。以丘陵崗地形成的分水嶺、洗耳池與陸家河相連處為界將城區(qū)分為2個區(qū)域,即環(huán)城河片和陸家河片。其中,環(huán)城河片為洗耳池(含)以西、以南城區(qū),包括天河、雙橋河、西撇洪溝、環(huán)城河、篆池、洗耳池等水系;陸家河片為洗耳池以東、以北城區(qū),包括陸家河、世紀(jì)大道中溝、小王莊排洪溝、安城渠、抱書河等水系。進一步對現(xiàn)狀河流水系進行疏通整治,以天河、雙橋河、環(huán)城河、陸家河等城市水系為活水主線路,向西、北連通巢湖,向東、南連通裕溪河,使天然河湖和人工渠道互為溝通、連為一體,共同發(fā)揮活水功能。

3 自流活水線路規(guī)劃

3.1 環(huán)城河片活水線路

該片主要收集臥牛山、岠嶂山、鳳凰山等低山和丘陵崗地來水,周邊地面及河堤高程大都在11.5 m以上,河流最高控制水位可達(dá)10.5 m,自流活水的幾率較大。活水方案設(shè)想是自巢湖引水入城,流經(jīng)環(huán)城河片城區(qū)后,從東橋站自流排入裕溪河。規(guī)劃如下3條活水線路:

(1)線路1:天河線路(西壩→天河口),即裕溪河故道線路,自西壩引巢湖水,流經(jīng)天河后從東橋站流入裕溪河。天河原為裕溪河故道,河道寬度(約80 m～100 m)和深度(約6 m～8 m)均達(dá)到一定規(guī)模,其作為自流活水線路既體現(xiàn)了回歸自然的水生態(tài)理念,又恢復(fù)了裕溪河故道的部分行洪功能。

(2)線路2:環(huán)城河線路(西安橋閘→天河口),自西安橋閘引巢湖水,流經(jīng)西環(huán)城河、東環(huán)城河、洗耳池、天河,最后從東橋站流入裕溪河。該線路自洗耳池以下進入天河后路徑同線路①。

(3)線路3:雙橋河線路(雙橋河口→天河口),自雙橋河閘站引巢湖水,流經(jīng)雙橋河、西撇洪溝、篆池,再經(jīng)環(huán)城河、洗耳池、天河,從東橋站流入裕溪河。該線路自篆池以下進入環(huán)城河后路徑同線路4。

3.2 陸家河片活水線路

該片河流都是區(qū)域內(nèi)部排澇水系,主要收集東塘圩、安城圩等圩區(qū)來水。由于周邊地面高程大都在8.5 m～9.5 m之間,地勢較低,河流最高控制水位為8.0 m,受下游裕溪河水位頂托影響,相比環(huán)城河片,該片自流活水的幾率相對較小。活水方案設(shè)想是先關(guān)閉東橋站,自巢湖引水壅高環(huán)城河片水位后,再引入陸家河片,從安城圩站抽排或自流進入抱書河,最后從抱書河閘站流入裕溪河。規(guī)劃如下3條活水線路:

(1)線路4:陸家河線路(洗耳池→抱書河口),自洗耳池引水流入陸家河后,進入安城渠,再通過安城圩站排入抱書河,最后從抱書河閘站流入裕溪河。

(2)線路5:小王莊排洪溝線路(草城閘→小王莊排洪溝→抱書河口),自環(huán)城河引水流入小王莊排洪溝后,經(jīng)陸家河、安城渠、抱書河,最后流入裕溪河。該線路自進入陸家河后路徑同線路4。

(3)線路6:世紀(jì)大道中溝線路(草城閘→世紀(jì)大道中溝→抱書河口),自環(huán)城河引水流入入世紀(jì)大道中溝后,經(jīng)陸家河、安城渠、抱書河,最后流入裕溪河。該線路進入安城渠后路徑同線路4、5。

4 自流活水工程措施

城區(qū)現(xiàn)狀一直難以實現(xiàn)自流活水的主要原因:一是缺少一些關(guān)鍵性控制工程,導(dǎo)致水流不能按照上述規(guī)劃設(shè)定的6條自流活水線路運行;二是現(xiàn)有河流上交叉建筑物底板高低不一,河流底部凹凸不平,導(dǎo)致水流不暢。對此,提出如下工程措施。

4.1 增設(shè)控制性工程

(1)在洗耳池與陸家河相連處新建節(jié)制閘(陸家河閘)。該閘既是控制環(huán)城河片與陸家河片分片自流活水的關(guān)鍵工程,也是線路4的渠首控制性工程。運行自流活水線路1、2、3、5均需關(guān)閉該閘。

(2)在西壩新建引水涵閘(西壩閘),作為線路1的渠首控制性工程。運行自流活水線路2、3均需關(guān)閉該閘。

(3)在篆池與西撇洪溝相連處新建節(jié)制閘(篆池閘),作為線路3的控制性工程。需要防御外洪時關(guān)閘御洪,其它時段可開閘引水經(jīng)篆池進入西環(huán)城河。運行自流活水線路1、2均需關(guān)閉該閘。

(4)在報社渠入口新建節(jié)制閘(報社閘),作為控制線路1、2分別運行的節(jié)制工程。運行線路1、2、3均需關(guān)閉該閘。

(5)新建三中路(自草城橋-紀(jì)大道)地下輸水涵(三中路涵),溝通環(huán)城河和小王莊排洪溝、世紀(jì)大道中溝水系;并在環(huán)城河側(cè)設(shè)置引水節(jié)制閘(三中路閘),作為線路5的渠首控制性工程。運行自流活水線路1、2、3、4均需關(guān)閉該閘。

(6)在三中路地下輸水涵與小王莊排洪溝交匯處分別新建控制閘,即:小王莊閘、中溝閘。運行自流活水線路5需關(guān)閉中溝閘,運行自流活水線路6需關(guān)閉小王莊閘。

4.2 河流水系疏浚整治

(1)環(huán)城河片。拓寬改造草城閘、珍珠橋涵、百歲橋涵、西壩路橋、板橋、巢湖路涵等,改建后的交叉建筑物底板高程宜按7.3 m高程及以下控制;疏浚整治環(huán)城河、天河、洗耳池等河流,清除阻水障礙,進一步提高河流水系的輸水能力。

(2)陸家河片。拓寬改造陸家河與世紀(jì)大道中溝連接涵等交叉建筑物,暢通陸家河、世紀(jì)大道中溝、安城渠水系。改建后的交叉建筑物底板高程宜按6.7 m高程及以下控制,這樣不僅使活水線路沿線水深不低于1.2 m,同時使水流通暢度明顯提高。

(3)西撇洪溝、抱書河等外部河流。進行疏浚整治,清除阻水障礙,進一步提高河流水系的輸水能力。其中,西撇洪溝口至篆池段約2 km長河道河底高程宜降低至7.0 m～7.3 m之間;安城圩站至抱書河口約1.6 km長河道河底高程宜降低至5.7 m～6.0 m之間。

以上工程措施的主要影響與對策:一是巢湖流域出現(xiàn)10年一遇以上汛情或城區(qū)范圍骨遭遇突降暴雨時,自流活水方案運行必然和城市防洪排澇相矛盾。因此,在汛期特別是主汛期,或者當(dāng)城區(qū)暴雨預(yù)警時,必須堅決服從城市防洪排澇需要,及時停止引水入城,確保城市安全。二是城區(qū)自流活水方案運行時,需在西壩口、西安橋閘和雙橋河等處增設(shè)水文觀測設(shè)施,重點觀測進入城區(qū)的有關(guān)水位、流量數(shù)據(jù),作為巢湖閘水文站水文數(shù)據(jù)的補充,以保證巢湖出湖徑流等水文資料的準(zhǔn)確性和完整性。

5 結(jié)束語

巢湖市中心城區(qū)瀕臨巢湖閘,巢湖豐沛的過境水資源沿裕溪河奔流而下,地理位置得天獨厚。當(dāng)巢湖水位高于裕溪河水位且不影響城區(qū)防洪排澇安全時,打開城區(qū)通往巢湖、裕溪河等外圍河流(湖泊)的涵閘,可進行自流活水。如果上述活水工程的規(guī)劃方案及措施能夠得以實施,讓巢湖之水川流不息地穿行于柳岸邊、小橋下、亭臺旁,環(huán)繞在山川、崗地、樓閣之間,自西向東將“靈龜望湖”“夫子篆池”“巢父臥牛”“屋內(nèi)行舟”“許由洗耳”“正父掘井”等人文景觀串聯(lián)成一線,再與巢湖市悠久的古城歷史、淳樸的民風(fēng)民俗和諧融合,城區(qū)河流將會成為一條傳承古城歷史、創(chuàng)新城市文明的紐帶,那么,“常年水自城中流”的美好愿景指日可待,巢湖市“自流活水之城”這張國內(nèi)獨特的城市名片將靚麗地展現(xiàn)在世人面前。