城市人工湖水体规划设计

城市人工湖水体规划设计

高文波

——以安康付家河片区的澜湖为例

广州市科城规划勘测技术有限公司重庆分公司重庆400030

摘要：从水量供需平衡、水利工程措施、水质保持措施三方面对安康付家河片区人工湖（澜湖）水体工程设计进行了探讨。降雨径流及中水补给完全满足澜湖水体损耗；以引水、蓄水等方式可构成澜湖雏形；雨水截留、湿地净化床、生态浮床、生态护岸等措施可保持水质。其设计经验可为城市人工湖建设提供一定的支撑。

关键词：付家河；人工湖；水量供需平衡；水质保持；水利工程

安康付家河片区人工湖（澜湖）作为该区域的乐活水城，是城市水体景观的重要组成部分。对调节气候、改善居住环境具有重要意义。澜湖设计面积约45.0ha，考虑水体自净能力及亲水性，澜湖水深为0.5~3.0m，平均水深约1.5m，则正常水位线时，湖容积约67.5万m3。

1水量供需平衡

1.1水体的损耗

澜湖水量的流失主要有出湖河流的径流、湖面的蒸发、湖底渗透等。

澜湖引水成功后，为保证河流正常流态，河流入湖水流量与出湖河流径流量相当，不计入水量损耗；经计算，丰水年时，澜湖总消耗量为44.4万m3/a；枯水年时，澜湖总消耗量为27.5万m3/a。

1.2水体的补给

澜湖引水成功后，为保证河流正常流态，河流入湖水流量与出湖河流径流量相当，不计入水量来源；该区域丰水年时，澜湖降雨径流量为100.92万m3/a；枯水年时，澜湖降雨径流量为49.14万m3/a；建民污水处理厂远期规模达到10.0万t/d，取污水回用率为0.9，则可提供中水3285万m3/a。

1.3供需平衡

根据耗水及补水差额分析，降雨量基本满足耗水量，在干旱时期，采用中水补水仍能满足补水要求。

2水利工程措施

2.1引水

澜湖左临冉家河，右临付家河。区域内河流径流年内分配很不均匀，年内来水量主要集中在7～10月，占全年径流量的64.8%。付家河年平均径流量为3500万m3/a，冉家河平均径流量为1081万m3/a。

根据澜湖形态及地形高差，冉家河引水量约36.72万m3，付家河引水量约30.6万m3。

2.2蓄水

根据橡胶坝设计要求，坝高宜不低于1.5m，基于景观需要及安全超高考虑，澜湖西侧与冉家河交汇处，水面标高为259.70~259.80，澜湖西侧与付家河交汇处，水面标高为255.00~255.30。

澜湖主要功能为美化城市，滚水坝易于管理，景观可塑性强，大气开阔，投资较小，适于澜湖北侧水域。假山及乱砌石蓄水则能制造出流畅的自然水系景观，适合水系迂回，窄浅的澜湖南侧水域。基于景观效果及安全要求，湖跌水水面高差不超过2.5m，与路面高差不小于1.0m。

3水质保持措施

安康付家河片区澜湖水质保持采用外源控制与内源整治相结合、生态措施与工程措施相结合的方案。

3.1湿地净化床

湿地净化床技术投资省、运行费用低、水质净化效果好，可位于湖岸一侧，不占水域面积，则北部水域水质净化采用湿地净化床工艺，湿地类型采用潜流式人工湿地。

根据《人工湿地污水处理工程技术规范》，潜流式人工湿地单元长度应控制在20m~50m，湿地深度应控制在0.4m~1.6m，单元长宽比应小于3：1，独立单元面积不宜大于800m2，湿地水力坡度宜为0.5%~1.0%，水力停留时间宜为2d~4d[3]。

通常情况下，水体恶化时间≤10d。规划按10d更换一次，且以间歇式（12h运行，12h停滞）方式运行，根据一级生化反应动力学及达西定律可计算出澜湖北侧开阔区域湿地表面积及湿地横截面面积[4]，进而推算出各区域所需湿地净化床尺寸等参数。

澜湖北侧开阔区域，湿地总表面积约1.6万m2，共26个湿地净化床。

3.2生态浮床

生态浮床技术是按照自然界自身规律，人工把高等水生植物或改良的陆生植物，以浮床作为载体，种植到富营养化水体的水面，通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争相克机理，削减富营养化水体中的氮、磷及有机物质，从而达到净化水质的效果，同时又可营造水上景观。

据国内外研究经验，日本生态浮床占有率只有25%的情况下，削减了94%的植物性浮游生物和50％的COD；国内南京煦园生态浮床占有率只有5.15％的情况下，经过1个月的治理，湖水TN、TP、藻类均削减了45%以上，且透明度提高了1倍[5]。鉴于该区域已有跌水自燃曝气、生态护岸等生态措施，该区域生态浮床占有率取值5.0%。

3.3外围雨水截留

澜湖汇水面积为92.0ha，初期雨水含大量氮、磷污染物，直接流入湖中，必将引起湖水的富营养化。必须采取措施避免湖水受到污染。

3.4生态护岸

综合运用自然原型植被护岸、干砌乱石护岸、混凝土生态护岸、松木桩护岸四种生态护岸的类型，合理选择护岸材料。

自然原型植被护岸：该岸线规划有湿地，自然景观较好。且处于雨水冲刷地段，根系发达的植被可有效阻隔雨水污染物，固堤，保土、美化湖岸。

干砌乱石护岸：该岸线处于出湖河道水体交换地段，且风浪对其岸线冲刷较严重。干砌乱石护岸可弱化空间高差，使水陆过渡顺其自然。

混凝土生态护岸：该岸线紧靠商圈，为保证安全性、景观性、亲水性，护岸台地材质采用混凝土。

松木桩护岸：该岸线坡度较缓，采用松木桩不但能够保证陆地与水面的物质、能量交换，还具有一定的景观美化作用。

4结论

（1）安康付家河片区澜湖的损耗主要为出湖河流的径流湖面的蒸发、湖底渗透。补充水源主要为湖面降雨、集雨区径流量及澜湖东南侧中水厂。湖面降雨及集雨区径流量基本满足澜湖损耗的补给，特别干旱时期，考虑中水作为备用补充水源。

（2）安康付家河片区澜湖通过冉家河及付家河引水。基于景观需要及安全性考虑，澜湖西侧与冉家河交汇处，水面标高为259.70~259.80，澜湖西侧与付家河交汇处，水面标高为255.00~255.30。澜湖北侧区域，视野开阔，采用滚水坝蓄水；澜湖南侧区域，浅窄迂回，采用假山及乱砌石蓄水。

（3）合理布局雨水截留、湿地净化床、生态浮床、生态护岸等水质保持方案，可有效解决外源及内源污染问题，确保澜湖生态与景观的健康持续发展。

参考文献：

[1]张智,张勤,杨骏骅等.重庆大学虎溪校区人工湖水体工程设计[J].中国给水排水,2006,22(6):50-53.

[2]王波雷,刘莹莹.人工湖防渗常用方法比较分析研究—以国家旅游休闲度假区生态谷人工湖为例[J].水利规划与设计,2013,(8):64-67.