清壩防洪保護(hù)規(guī)劃初探

清壩防洪保護(hù)規(guī)劃初探

清水庫是一座古老的防洪項(xiàng)目，與避暑山莊是同時(shí)進(jìn)行的。水庫堅(jiān)固而厚，形狀優(yōu)美而雄偉。這是清代水利工程的杰作。清壩始建于康熙四十八年(1709年),為抵御武烈河洪水,增擴(kuò)山莊面積,護(hù)佑避暑山莊安全而興建。《承德府志》載“熱河地方,武烈河一道并大壩十二里,北起獅子溝,南盡沙堤”(今武烈河鐵路橋一代)。清代武烈河大壩全長約4300m,大致以今德匯門外為界分為北段和南段,北段北起獅子溝,南至德匯門,長約十華里,南段由德匯門至草市街一帶。1閱讀古籍，解讀水庫的歷史1.1武烈河大壩中國海清壩是因避暑山莊及城區(qū)安全而興建,據(jù)史料記載先后經(jīng)歷了康熙初建、乾隆興建、道光等歷代皇帝的歲修加固。避暑山莊在建設(shè)之初,首先是引武烈河水經(jīng)暖流暄波引入山莊之內(nèi),辟為塞湖?？滴跛氖四辍滴跷迨?是山莊擴(kuò)建的第二期工程,向外擴(kuò)展了湖區(qū)東部和南部的宮墻,增辟了鏡湖、銀湖。隨著避暑山莊湖區(qū)面積的增加,宮墻的東擴(kuò),為抵御武烈河水威脅修建了與山莊宮墻并行的武烈河大壩,也就是現(xiàn)存的清壩北段(見圖1)。隨著康熙、乾隆把避暑山莊作為避暑、秋狝,鞏固北方安定的第二個(gè)行政中心后,周圍的行政、商業(yè)市井和來往的人員越來越多。在乾隆四十三年(1743年),由于承德市區(qū)四面環(huán)山,居住條件地窄居廣,于是建大壩用以防御武烈河水,此段屬于清壩南段。另外道光十年(1830年)熱河道兵備道道臺海忠,為防止武烈河洪水泛濫,集資捐募修筑今草市至大橋一段堤壩,人們習(xí)慣上把此段也包括在清壩南段內(nèi)(見圖2)。清壩的興建,使整個(gè)城區(qū)越來越向東擴(kuò)展,北段堤壩建成后,在原武烈河灘上擴(kuò)建了現(xiàn)山莊東部區(qū)域,進(jìn)而隨著南段堤壩的建成和加固,大面積的原河床被填平墊高,成為居民居住和商業(yè)活動的場所。1.2武烈河上游清壩據(jù)《熱河志》記載,避暑山莊“以山得名,而勝趣在于水,瀑之濺,泉之淳,溪之流,咸匯于湖中”,山莊內(nèi)康熙和乾隆帝定名的72景中有23景是因水而定名的。避暑山莊用水源自山莊引水工程,從武烈河上游暖流暄波水閘引入山莊,沿山蜿蜒而行,通過內(nèi)湖、如意湖、澄湖、水心榭、銀湖、德匯門回歸武烈河。在清代武烈河上游沒有控制性工程來調(diào)節(jié)引入山莊水量,須在引水沿途設(shè)置多處閘門用來調(diào)控山莊用水平衡,當(dāng)山莊內(nèi)水豐溢滿就要從疏水工程進(jìn)行下泄,乾隆三十六年(1771年)修建的內(nèi)壩(又稱迎水壩)北起德匯門五孔閘向南至草市段與外壩連接在一起,用于山莊內(nèi)水的疏導(dǎo)。在道光十年(1830年)修建的今草市至大橋段清壩,用于疏導(dǎo)和抵御武烈河及二仙居旱河的洪水,保護(hù)山莊和城區(qū)安全。清壩承擔(dān)了山莊內(nèi)水及旱河洪水的疏導(dǎo)和山莊外水屏障作用,集中體現(xiàn)了古代治水智慧和內(nèi)疏外障的治水思想。2壩體結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)特點(diǎn)清壩為古代水利防洪工程杰出之作,其結(jié)構(gòu)特征和古代水利工程的工藝值得探究。通過發(fā)掘發(fā)現(xiàn),清壩壩體基礎(chǔ)由直徑20～30cm的柏木樁支撐,南北間隔約20cm,由東向西間隔不等且逐漸變疏,木樁間有橫體木樁相連,最外一排高出壩基約20cm,自下而上依次為沙泥、細(xì)沙、河卵石,上部依次由白灰、黃土、砂三合土灌漿和不規(guī)則的沉積巖石塊壘砌。距壩基2m處規(guī)則排列著直徑約40cm,間距60cm的木樁,木樁間有約15cm的木板,用長23cm四周有棱無帽及12cm、9cm不等四周光潔有帽等鐵釘固定,從鐵釘?shù)奶卣髋袛?兼有古今痕跡。通過對清壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的研究,清壩基礎(chǔ)的施工工藝——一種乃古創(chuàng)同時(shí)又是沿用至今的一種堤防搶險(xiǎn)施工技術(shù)“打樁廂?！?在此得到運(yùn)用。清壩的內(nèi)壩和外壩壩體結(jié)構(gòu)基本相同,兩側(cè)用虎皮石和條石砌筑,壩體5～10層,每層向后錯(cuò)5cm,層條石各高約60cm,每層條石砌筑齊整,灰縫均一呈水平線,雖長度和寬度尺寸限制不嚴(yán),但高度尺寸卻一致,偏差僅在厘米以內(nèi)。條石用白灰、黃土、糯米漿進(jìn)行粘結(jié)砌筑,壩的外層石條均用銀錠扣連接,壩體經(jīng)歷數(shù)載的風(fēng)雨后外層石條雖局部有所風(fēng)化,但壩體內(nèi)部仍穩(wěn)固堅(jiān)實(shí)(見圖3)。3洪水災(zāi)害概況清代,武烈河水匯聚三源之后,水勢浩大,水量充沛。據(jù)史料記載,康熙四十二年,康熙由湯泉返回避暑山莊時(shí),曾經(jīng)棄馬登舟,順流而下,至山莊附近登岸。武烈河水以其水勢迅猛、陡漲陡落、破壞性和沖擊力大一直以來威脅著避暑山莊和城區(qū)安全。自1737～1909年間,發(fā)生洪水災(zāi)害49次,平均每3年半一次,在清代曾出現(xiàn)過“疊被水災(zāi),地方不堪其苦,官民交困,幾至不能存立”的現(xiàn)象。流域近百年來發(fā)生10次較大洪水,其中1938年洪峰流量高達(dá)4500m3/s,1994年“7·13”洪水,洪峰流量1420m3/s,雖不到20年一遇,但市區(qū)多處堤壩出現(xiàn)漫頂,承德大橋被沖斷,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。上述歷史可見,清壩在近300年的歷史中,一直為避暑山莊和城區(qū)的屏障,起到了抵御洪水的作用。4加強(qiáng)了典型大壩的建設(shè)清壩由于所處地理位置的重要,歷代對于清壩的修繕和保護(hù)工作極其重視,據(jù)《武烈河西崖大壩歲修章程碑記》記載:“熱河大壩關(guān)系全郡之安危,尤必格外慎重。倘遇有損傷之處,隨時(shí)修補(bǔ)”。解放后,從1949年至今也曾數(shù)次對清壩進(jìn)行加固、修補(bǔ)。4.1基礎(chǔ)加固措施1999～2000年,檢查發(fā)現(xiàn)六合塔附近300m清壩和旅游橋上游240m清壩,因處于武烈河凹岸,壩基淘刷嚴(yán)重,沖坑最深達(dá)3m,導(dǎo)致壩體出現(xiàn)不均勻沉降和裂縫,承德市水務(wù)局結(jié)合河道綜合整治對清壩實(shí)行了加固工程。為不擾動清壩基礎(chǔ)使塌陷情況惡化,基礎(chǔ)加固措施采取在距清壩壩基4m處,用沖擊鉆機(jī)沖孔至基巖,孔徑80cm,間距為70cm,孔與孔之間嵌入套接,再灌注水下混凝土直至成為長540m、厚0.8m的混凝土防沖墻體。防沖墻與清壩之間設(shè)鋼筋混凝土鋪蓋,壩基礎(chǔ)保護(hù)工程完成后,經(jīng)觀測顯示,壩體沉降趨勢得到遏制,裂縫沒有進(jìn)一步擴(kuò)展(見圖4)。2004年,在原基礎(chǔ)加固下游約200m處建設(shè)承德市一道橡膠壩工程,為防止橡膠壩蓄水對清壩壩體和由于水流繞滲作用對城市公路和山莊城墻基礎(chǔ)造成損害,在原鋪蓋上部隨清壩走勢修筑了約20cm厚度的鋼筋混凝土墻,墻體內(nèi)部采用錨栓固定鋼筋網(wǎng)片,按清壩條石高度分層進(jìn)行澆筑,墻體頂高程以橡膠壩設(shè)計(jì)壩高為準(zhǔn)。經(jīng)過多年橡膠壩蓄水運(yùn)行,所修補(bǔ)區(qū)域的壩體、公路及山莊城墻未出現(xiàn)異常。4.2清壩堤頂設(shè)計(jì)清壩壩體原為石灰三七土建成,由于多年歷經(jīng)風(fēng)雨蠶食,表面變形受損嚴(yán)重,壩體兩側(cè)路基變形,路面凹凸不平,并且壩體上多處長滿雜草及野樹,對整體景觀產(chǎn)生嚴(yán)重影響。隨著山水園林城市建設(shè),城區(qū)段武烈河防洪與水景觀工程實(shí)施,根據(jù)《承德市城市總體規(guī)劃(2008—2020)》總體要求,于2009年實(shí)施了清壩景觀改造工程。景觀改造遵循傳承山莊文化的宗旨,打造清壩功能與景觀相融合的水景觀工程。按照設(shè)計(jì)要求,改造清壩堤頂全長3.6km(北起正陽酒店南堤岸,南止武烈河鐵路橋),壩頂澆筑100cm厚C15商品混凝土,根據(jù)清壩周邊環(huán)境狀況及歷史文貌,以及不同地段壩體分擔(dān)的功能及景觀要求,合理設(shè)計(jì)鋪裝面層,共分四段分別鋪砌燒結(jié)磚、青石板、木板、石材,形成鋼架木棧道和石材甬道兩種形式。精細(xì)之處必有精巧,在有特色的地理位置設(shè)置鋼化玻璃框,讓人們用眼睛去感受清壩的古風(fēng)古貌。在設(shè)置壩頂鋪裝的同時(shí)依地段不同在壩頂兩側(cè)設(shè)置漢白玉及防腐木欄桿。園林部門在其沿岸進(jìn)行綠化美化,豐富了植物品種,栽植了6個(gè)品種的鮮花和200多株造型植物,增加了草坪燈等綠地夜景亮化設(shè)施。在清壩迎水面?zhèn)确笤O(shè)電纜線路、設(shè)置照明燈管,壩頂布置宮廷樣式照明燈具,夜晚清壩燈光南接舊鐵路橋上多彩霓虹,北襯水幕電影、音樂噴泉的夢幻風(fēng)情,中間點(diǎn)綴古色的昏黃燈影,在水波的映襯下,讓人不知覺已醉在其中。清壩外部景觀改造集美化、亮化、文化于一身,讓人們對清壩有了特殊的理解,使其山莊文化韻味濃厚(見圖5)。4.3武烈河水景觀的特色承德市大城區(qū)建設(shè),根據(jù)城市定位、分區(qū)功能,涵蓋了避暑山莊、外八廟老城區(qū),清壩的保護(hù)、運(yùn)用也在規(guī)劃之中。為了創(chuàng)造和諧、自然的親水環(huán)境,使人能自在地融入武烈河水景觀氛圍之中,在清壩西側(cè)用天然條石建設(shè)登壩臺階,在武烈河上建設(shè)跨河步行橋與居住小區(qū)相連,形成了以清壩為主題的園林特色和人居環(huán)境。目前武烈河上的梯級橡膠壩已形成規(guī)模,橡膠壩群的建設(shè)提高