澄江環(huán)湖地區(qū)海綿城市規(guī)劃策略探索

馬 強(qiáng)，朱 驊

(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)第六設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230031)

1 海綿城市背景介紹

在我國(guó)，海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并能加以利用。對(duì)應(yīng)于國(guó)外20世紀(jì)90年代提出的“低影響開發(fā)”(1ow impact development，LID)理念。

海綿城市是高效科學(xué)的雨洪管理理念和手段，是順應(yīng)自然、尊重自然的低影響開發(fā)模式。海綿城市通過保護(hù)河、湖、塘等“海綿體”，通過改變“快排”的排水模式，修復(fù)遭到破壞的水生態(tài)系統(tǒng)，提高政府的管理水平，有效保證城市水安全、水環(huán)境等問題。

2 澄江特點(diǎn)分析

澄江縣位于云南省中部、昆明市東南部。其中心城區(qū)全部位于撫仙湖北岸，主城區(qū)面積22.38km2。撫仙湖是云南省九大高原湖泊之一，位于云南省玉溪市澄江、江川、華寧三縣之間，是我國(guó)的第二深水湖泊，也是珠江源頭的最大湖泊，具體位置見圖1。

圖1 澄江區(qū)位圖

撫仙湖屬南盤江水系，流域面積674.89km2，其中湖泊水面面積216.6km2，陸地面積468km2。南北長(zhǎng)31.4km，東西寬11.8km，湖岸線長(zhǎng)100.8km，最大水深158.9m，平均水深95.2m，總蓄水量206.21億m3。

環(huán)湖地區(qū)城鎮(zhèn)生態(tài)敏感度較高，且具有三個(gè)較為突出特點(diǎn)。

(1)入湖水質(zhì)要求高

湖泊通常受納整個(gè)環(huán)湖流域的各類水體，面源污染的加劇、工業(yè)廢水違規(guī)排放、生活污水排放量的增加通常導(dǎo)致湖泊水質(zhì)易遭破壞且難以恢復(fù)。中國(guó)五大淡水湖中太湖曾發(fā)生藍(lán)藻事件、巢湖更是我國(guó)“三河三湖”重點(diǎn)治污對(duì)象之一、洪澤湖總磷、總氮超標(biāo)。

撫仙湖水質(zhì)已經(jīng)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，局部水域下降到II類水，正在從貧營(yíng)養(yǎng)湖向中營(yíng)養(yǎng)湖轉(zhuǎn)化；撫仙湖湖面面積逐年減小、水位逐年下降，水位已降到1720.2m，低于1722.5m的正常水位。水環(huán)境容量的減少、徑流區(qū)內(nèi)面源污染的增加，使得海綿城市水環(huán)境保護(hù)的重要性愈發(fā)突出。

(2)環(huán)湖地區(qū)水文化需要挖掘

中華文化依水而生，環(huán)湖地區(qū)往往有著極其豐富的水文化內(nèi)涵。澄江縣歷史悠久，撫仙湖是珠江源頭第一大湖?，F(xiàn)代城市的擴(kuò)張和旅游業(yè)的急速發(fā)展，既需要高生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的城市建設(shè)，也對(duì)相關(guān)的海綿城市設(shè)施提出了突顯本土文化特色的要求。

(3)湖區(qū)水量吞吐不平衡

湖泊蓄水量的下降多與人類活動(dòng)密切相關(guān)，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，生活、生產(chǎn)需水量的增加導(dǎo)致湖泊出水量增加；同時(shí)大肆的城市開發(fā)破壞了原本的下墊面條件，導(dǎo)致地下水補(bǔ)給量的減少，使得湖泊蓄水量呈下降趨勢(shì)。

鑒于此，澄江海綿城市所承載的希望應(yīng)在控制年徑流保證率的基礎(chǔ)上，優(yōu)先保證水環(huán)境指標(biāo)，保障撫仙湖處于I類水水質(zhì)。

本文選取了云南撫仙湖地區(qū)的澄江縣海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃作為典型案例，對(duì)環(huán)湖生態(tài)高敏感地區(qū)的海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃編制思路進(jìn)行研究和探討。

3 澄江海綿城市規(guī)劃策略

根據(jù)澄江建設(shè)條件及環(huán)撫仙湖的獨(dú)特性，澄江海綿城市規(guī)劃策略選擇“源頭減排、過程降解、末端治理”的全流域治理理念；“滲滯蓄凈用排”六大海綿措施選擇以“凈”為核心、“滯”為基礎(chǔ)。

3.1 全流域治理理念

3.1.1 全流域治理的必要性

全流域治理是治理的完整單元，要遵循整個(gè)流域的水循環(huán)，更新水資源，凈化環(huán)境，維持生態(tài)系統(tǒng)。需要有整體思維，考慮協(xié)調(diào)流域的上下游、左右岸，并根據(jù)當(dāng)?shù)亓饔颉⒊鞘猩鷳B(tài)環(huán)境的綜合規(guī)劃制定相應(yīng)的全流域治理工程對(duì)策。

3.1.2 流域范圍與行政邊界的矛盾

撫仙湖徑流區(qū)范圍844.6km2，其中湖面面積216.6km2，陸域面積628km2。分屬澄江縣、江川縣(江城鎮(zhèn))、華寧縣(青龍鎮(zhèn))。其中澄江占撫仙湖流域面積達(dá)615.5km2。各分屬面積見圖2。

圖2 澄江縣域范圍與撫仙湖徑流區(qū)范圍示意圖

由于流域范圍線與行政邊界線的不重合，各地方政府又追求本地利益最大化，往往出現(xiàn)流域內(nèi)不同省、市、縣之間的水事糾紛，跨行政區(qū)域的全流域治理效果往往并不理想。

3.1.3 全流域治理工程對(duì)策

澄江海綿城市規(guī)劃生態(tài)格局空間劃分要考慮整個(gè)撫仙湖徑流區(qū)。對(duì)撫仙湖徑流區(qū)844.6km2進(jìn)行全徑流區(qū)調(diào)查，劃分35個(gè)小流域如圖3所示，各小流域均規(guī)劃相應(yīng)的治理措施。并考慮澄江發(fā)展現(xiàn)狀，分期實(shí)施。近期以澄江縣城所在的撫仙湖北岸為核心起步區(qū)，根據(jù)用地性質(zhì)給出各地塊海綿城市控制目標(biāo)，以及海綿城市工程措施；遠(yuǎn)期著眼徑流區(qū)內(nèi)其他集鎮(zhèn)；遠(yuǎn)景則考慮徑流區(qū)內(nèi)每個(gè)小流域。

以撫仙湖北岸為例，撫仙湖北岸較大的河流有沙亥河、洗菜溝、梁王河、撫澄河(又稱馬料河)、東大河。各條河道上游均建有水庫(kù)，其匯水區(qū)分上游水庫(kù)、中游山區(qū)、下游壩區(qū)(云南地區(qū)壩區(qū)指平地)，分別對(duì)應(yīng)源頭減排、過程降解、末端治理的治理思路與措施。

圖3 撫仙湖徑流區(qū)全流域劃分區(qū)

3.2 高標(biāo)準(zhǔn)凈化要求的海綿體系

澄江海綿城市規(guī)劃考慮撫仙湖I類水質(zhì)的獨(dú)特性，需制定較為嚴(yán)格的水環(huán)境指標(biāo)，本規(guī)劃制定入湖水質(zhì)不低于III類水，并且不低于現(xiàn)狀水質(zhì)的水環(huán)境目標(biāo)，同時(shí)要求ss去除率不低于55%，遠(yuǎn)期雨污分流率達(dá)100%。

在此高標(biāo)準(zhǔn)凈化的要求下，從“點(diǎn)”、“線”、“面”三個(gè)維度制定適宜的海綿城市策略。

(1)“點(diǎn)”—點(diǎn)源污染跨流域平衡

針對(duì)污染嚴(yán)重的工礦企業(yè)，就近遷入徑流區(qū)外的提古工業(yè)園、東西哨工業(yè)園、蛟龍譚工業(yè)園

針對(duì)污水廠排放尾水的點(diǎn)源污染，加強(qiáng)中水回用，無(wú)法回用的中水，北部、東部通過撫仙湖東岸截污工程轉(zhuǎn)輸至?？阪?zhèn)，通過海口鎮(zhèn)往下游流域排放；西部、南部中水通過截污系統(tǒng)排入星云湖共同治理(目前?？阪?zhèn)?？诤訛閾嵯珊ㄒ坏某龊拥?。如圖4所示。

圖4 點(diǎn)源污染轉(zhuǎn)輸路線示意圖

(2)“線”—?jiǎng)澏ㄉ鷳B(tài)保護(hù)范圍線

撫仙湖水域及最高蓄水位向外延伸100m范圍劃定為撫仙湖一級(jí)保護(hù)區(qū)，該范圍是濱湖最重要的生態(tài)屏障。對(duì)該屏障范圍內(nèi)進(jìn)行清理，實(shí)行“四退三還”政策即退田、退房、退塘、退人；還湖、還林、還濕地，該范圍線內(nèi)所有建設(shè)和開發(fā)活動(dòng)均全部拆除并向外搬遷。

(3)“面”—面源污染不入湖

根據(jù)調(diào)查，目前澄江縣面源污染主要為農(nóng)業(yè)面源污染。如圖5所示。

圖5 面源污染過程降解示意圖

來(lái)自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活用水的農(nóng)業(yè)面源污染，隨地表徑流排入各條入湖河道，經(jīng)短暫滯留后直排撫仙湖，隨著化肥農(nóng)藥的施用量增加，撫仙湖水質(zhì)徘徊在I類、II類臨界值。海綿城市規(guī)劃在在入湖之前構(gòu)筑兩道生態(tài)屏障。即新、老環(huán)湖公路之間的生態(tài)濕地帶，新環(huán)湖公路北側(cè)的百米調(diào)蓄帶。

在非汛期充分利用兩道屏障的滯、凈作用，同時(shí)建設(shè)提升泵站，將百米調(diào)蓄帶處理后的水重新用于農(nóng)業(yè)灌溉、園林市政，增加雨水利用率。面源污染不入湖治理措施見圖5。

3.3 以“滯”為主的關(guān)鍵技術(shù)分析

澄江屬滇中高原丘陵地帶?？h內(nèi)最高海拔梁王山主峰2820m，最低海拔南盤江與?？诤咏粎R處1328m。近年來(lái)?yè)嵯珊欢嗑S持在1720m，河道天然比降多在10‰～50‰間，具有典型的比降大、匯流時(shí)間短、流速快等山丘區(qū)河道的特點(diǎn)。

以撫澄河為例，現(xiàn)狀河道比降11.9‰，未治理之前為“三面光”河道，生態(tài)景觀效果極差，河道水質(zhì)不穩(wěn)定，易受兩岸農(nóng)田面源污染影響。見圖6。

圖6 治理前撫澄河

圖7 治理后撫澄河

海綿城市中“滲滯蓄凈用排”六類措施中，“滯”主要指可以降低雨水匯集速度，延緩峰現(xiàn)時(shí)間的措施。在撫澄河河道治理中，“滯”的海綿措施廣泛采用，如生態(tài)護(hù)岸及滯留堰，通過延長(zhǎng)來(lái)水在河道內(nèi)停留時(shí)間，達(dá)到緩解面源污染的目的。見圖7。

研究表明，生態(tài)護(hù)岸有利于保持水氣的充分交換，保護(hù)生物的生存；同時(shí)水流經(jīng)滯留堰，過水?dāng)嗝骘@著增加，流速降低，且曝氣后，能提高水體的溶解氧(DO)，可加速河道水體污染物降解。

本文分析了原始河道斷面、增加滯留堰及生態(tài)護(hù)岸在洪水期流量、枯水期流量、生態(tài)基流三種來(lái)水情況下的河道流速變化情況。

表1 各工況河道流速對(duì)比表

分析表明構(gòu)建生態(tài)護(hù)岸及滯留堰可有效降低河道流速，流量愈小時(shí)流速降低越明顯；同一來(lái)水流量下滯留堰上游斷面流速降低最為明顯，如圖8所示。因此正常過流情況下可延長(zhǎng)來(lái)水在河道停留時(shí)間0.9～2.3h。流速對(duì)比見表1。

圖8 撫澄河滯留堰布置圖

3.4 政策思考與建議

考慮在規(guī)劃層面破除行政壁壘，玉溪市應(yīng)考慮將江川縣江城鎮(zhèn)、華寧縣青龍鎮(zhèn)統(tǒng)一劃歸到澄江縣管轄，合并成立縣級(jí)市撫仙湖市，由市委書記任撫仙湖總河長(zhǎng)。統(tǒng)籌規(guī)劃環(huán)撫仙湖徑流區(qū)的海綿規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、綜合交通規(guī)劃、旅游規(guī)劃等。

類似案例如合肥巢湖。巢湖是全國(guó)五大淡水湖之一，地形、降水、江湖關(guān)系和人類活動(dòng)等影響，巢湖流域水旱災(zāi)害、水質(zhì)污染、岸線崩塌、河道淤積、水系萎縮、濕地消失、生態(tài)退化等問題較為突出，是全國(guó)水污染重點(diǎn)防治的“三河三湖“之一。2011年行政區(qū)劃調(diào)整，巢湖市撤銷，原屬巢湖市的廬江縣與縣級(jí)巢湖市劃入合肥市管轄。至此，巢湖成為合肥市城市內(nèi)湖。行政區(qū)劃的調(diào)整有利于開展整個(gè)環(huán)湖流域的水環(huán)境整治工作。隨后合肥市政府在“十二五”期間提出了巢湖水環(huán)境改善與生態(tài)保護(hù)的“控制增量、削化存量、擴(kuò)大容量”的總體策略和“治理西北、保護(hù)西南、防治東北、連通東南、修復(fù)環(huán)湖”的分區(qū)策略。經(jīng)五年治理，巢湖治理卓有成效。

4 成果與結(jié)論

4.1 成果

海綿城市概念自提出以來(lái)，已經(jīng)發(fā)展成為一種城市建設(shè)理念。強(qiáng)調(diào)利用建筑、道路、水體、綠地對(duì)雨水的吸納、存儲(chǔ)、利用，最終實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化。

澄江海綿城市規(guī)劃宏觀上構(gòu)建了海綿城市空間格局、中觀在流域?qū)用嫔弦?guī)劃了全流域治理的海綿系統(tǒng)方案(如圖9所示)、微觀上則劃分了管控單元，并分解海綿城市各類指標(biāo)，為編制控規(guī)提供了技術(shù)支持(見表2)。

圖9 管控分區(qū)劃分圖

4.2 結(jié)論

(1)堅(jiān)持全流域治理

環(huán)湖地區(qū)應(yīng)以整個(gè)徑流區(qū)為完整的治理單元，分期、分類、分步驟進(jìn)行治理與管控。

(2)堅(jiān)持以凈為核心

以高標(biāo)準(zhǔn)的水環(huán)境目標(biāo)體系為約束，堅(jiān)持以“凈”為核心的海綿城市措施。

(3)以問題為導(dǎo)向，尋找適宜的側(cè)重點(diǎn)

針對(duì)澄江河道比降大的特點(diǎn)，海綿設(shè)施宜多考慮“滯”的措施，用以延長(zhǎng)河道水流的停留時(shí)間，有助于減少面源污染物的排放。

表2 澄江海綿城市建設(shè)指標(biāo)一覽表

(4)政策與法規(guī)配套

針對(duì)環(huán)湖地區(qū)的海綿城市規(guī)劃，更好的管理或者管控，可以考慮整個(gè)環(huán)湖地區(qū)的區(qū)劃調(diào)整。統(tǒng)一管理，建立長(zhǎng)效管控與管理機(jī)制并制定相適應(yīng)的法律法規(guī)。