干旱地區(qū)“海綿城市”系統(tǒng)構(gòu)建研究

孫永輝　李洋

一、新星市概況

（一）區(qū)位條件

新疆新星市位于天山南麓，新疆東大門，哈密地區(qū)中東部。它是新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)城鎮(zhèn)體系的東疆支點(diǎn)城市，新疆和內(nèi)陸聯(lián)系的重要窗口，絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶的重要支點(diǎn)（圖1）。

圖1 新星市的區(qū)位

（二）降水

新疆屬溫帶大陸性氣候區(qū)，干燥少雨，四季氣溫相差懸殊，冬季長(zhǎng)、嚴(yán)寒，夏季短、炎熱，春秋季變化劇烈。

新疆的降水量特點(diǎn)是，干旱少雨，平均年降水量為147毫米，僅為全國(guó)平均年降水量648毫米的23%，為全國(guó)最低水平;地區(qū)分布不均勻，北疆多于南疆，西部多于東部，山區(qū)多于平原、盆地;山區(qū)降水量垂直差異顯著，迎、背風(fēng)坡差異較大。而新星市所在的哈密地區(qū)多年平均降水量為74毫米，僅為全疆平均水平的1/2。

二、新星市海綿城市建設(shè)情況

（一）海綿城市建設(shè)的基本情況

堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃、試點(diǎn)先行、逐步推進(jìn)的原則，有序開展海綿城市建設(shè)工作。在城市道路、小區(qū)、地下排水管網(wǎng)等工程建設(shè)中，合理應(yīng)用新工藝和新措施，增加道路綠地、樹池、人行道、非機(jī)動(dòng)車道和機(jī)動(dòng)車道的透水性，大幅度減少城市硬質(zhì)鋪裝地面，體現(xiàn)了海綿城市建設(shè)的設(shè)計(jì)理念及實(shí)施工藝。

（二）海綿城市建設(shè)的政策支持

新疆《自治區(qū)推進(jìn)海綿城市建設(shè)的實(shí)施意見》明確指出，到2019年3月底前，全區(qū)所有城市應(yīng)編制完成海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃，經(jīng)本級(jí)人民政府批準(zhǔn)實(shí)施。并要求加強(qiáng)海綿城市規(guī)劃與相關(guān)規(guī)劃的協(xié)調(diào)銜接，編制城市總體規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃，以及道路、綠地、水系、排水防澇、防洪等相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃時(shí)，要把雨水年徑流總量控制率控制指標(biāo)和海綿城市建設(shè)有關(guān)要求納入其中。劃定城市藍(lán)線時(shí)，要充分考慮自然生態(tài)空間格局，強(qiáng)化對(duì)城市水系和山水林田湖草等自然地貌的保護(hù)。

（三）海綿城市建設(shè)的技術(shù)支持

為落實(shí)國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》要求，規(guī)范新疆海綿城市規(guī)劃建設(shè)與管理，新疆維吾爾自治區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳編制了《新疆維吾爾自治區(qū)海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》。該導(dǎo)則是在認(rèn)真總結(jié)全國(guó)各地特別是試點(diǎn)城市的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，充分借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，依據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范和技術(shù)指南的要求，結(jié)合新疆地理氣候和城市建設(shè)等實(shí)際情況，廣泛征求意見的基礎(chǔ)上編制的。這一導(dǎo)則為新星市海綿城市建設(shè)提供了主要技術(shù)支持。

三、海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建

（一）水生態(tài)體系構(gòu)建

新星市中心城區(qū)內(nèi)水系單一，僅有引水干渠，岸線基本為硬質(zhì)駁岸，干渠駁岸約長(zhǎng)0.99公里。人工駁岸對(duì)雨水的截留不足，隨著城市建設(shè)量增加，還可能會(huì)導(dǎo)致水系遭受污染。規(guī)劃生態(tài)岸線類型可以分為自然原生型岸線、人工自然型岸線、景觀駁石型岸線，以及復(fù)合型岸線，如圖2。

圖2 規(guī)劃生態(tài)駁岸斷面圖

1.自然原生型岸線。通常采用根系發(fā)達(dá)的固土植物來保護(hù)河堤及生態(tài)平衡。根系發(fā)達(dá)植物的莖葉可以起到降雨截留，削弱濺蝕，減少地表徑流的作用。草本植物的根系主要起到加筋的作用，木本植物根系主要對(duì)土壤起到加筋、錨固和支撐的作用。這種駁岸方式主要用于小河、溪流的堤岸，保護(hù)局部沖蝕的地方，以保證自然堤岸特性。

2.人工自然型岸線。不僅種植植被，還采用天然石材、木材護(hù)底，如在坡腳設(shè)置各種種植包，采用石籠或者木樁等護(hù)岸，斜坡種植植被，實(shí)行喬灌結(jié)合，固堤護(hù)岸。同時(shí)也可加混凝土材料，提高河流抗沖擊能力。人工自然型駁岸有生態(tài)混凝土框格駁岸、生態(tài)型砌石駁岸、石籠駁岸、植被生態(tài)袋駁岸，以及土壤生物工程駁岸等，伴隨河岸水生植物的生長(zhǎng)，能夠掩蓋人工河道的特性。

3.景觀駁石型岸線。以木樁、石頭等作為護(hù)岸材料，通過造景的方式進(jìn)行堆砌，塊石之間有縫隙，有利于為水生動(dòng)植物營(yíng)造生境，同時(shí)也提高了駁岸的強(qiáng)度。這種形式適合水流沖擊強(qiáng)度較大的邊坡。

4.復(fù)合型岸線。在原硬質(zhì)駁岸的基礎(chǔ)上，改造河道斷面、增加挑臺(tái)、二級(jí)臺(tái)階等親水設(shè)施，臨近道路處做護(hù)岸景觀化處理。增加植物綠化，覆蓋硬質(zhì)水泥護(hù)坡，提升河道生態(tài)景觀。

新星市主要對(duì)中心城區(qū)現(xiàn)有水系岸線進(jìn)行整治，形成復(fù)合型駁岸，結(jié)合駁岸生態(tài)系統(tǒng)，引入景觀休憩設(shè)施，形成城市景觀綠廊。對(duì)于尚未規(guī)劃建設(shè)的河道水系，在進(jìn)行建設(shè)時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用生態(tài)駁岸的形式，建設(shè)沿岸生態(tài)緩坡和綠化防護(hù)帶。根據(jù)規(guī)劃，到2035年，生態(tài)岸線恢復(fù)到4.22公里，約占總河流岸線長(zhǎng)度的95%。

（二）水環(huán)境體系構(gòu)建

1.點(diǎn)源污染防范措施

提高污水收集處理能力，同步推進(jìn)污水再生水回用。新星市屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)，水資源供需矛盾突出。要積極提高污水處理廠的再生水回用比例，同時(shí)，加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃與建設(shè)再生水回用系統(tǒng)，加大城市污水廠再生水生產(chǎn)的監(jiān)管力度，提高再生水水質(zhì)的穩(wěn)定性。

完善城市垃圾收運(yùn)系統(tǒng)，減少垃圾傾倒、隨意堆放帶來的水污染風(fēng)險(xiǎn)。逐步完善城市垃圾收運(yùn)體系，加強(qiáng)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)建設(shè)，在城區(qū)機(jī)關(guān)單位、學(xué)校、大型企業(yè)及人流相對(duì)集中的地區(qū)率先開展生活垃圾分類試點(diǎn)，最大限度地減少垃圾存放點(diǎn)對(duì)周邊水環(huán)境的影響。結(jié)合城市環(huán)衛(wèi)專項(xiàng)規(guī)劃，規(guī)劃配置垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站4座，垃圾收集站32座，環(huán)衛(wèi)車輛清洗站4處，公廁105座，將有效地控制點(diǎn)源垃圾污染對(duì)城市水環(huán)境造成的影響。

2.面源污染防范措施

在城市雨水徑流污染途徑分析基礎(chǔ)上，提出了徑流污染源頭削減、過程控制，以及末端治理等不同層次、不同角度的控制措施。

源頭減量減排。城市道路路面污染是面源污染的重要組成部分，徑流污染程度與路面清潔程度有很大的關(guān)系。據(jù)研究表明，加強(qiáng)路面清掃可減少路面徑流污染負(fù)荷30%。應(yīng)加強(qiáng)路面清掃頻率和清潔度，減少城市雨水徑流污染的攜帶量。

末端控制。末端控制是在雨水排放口的末端設(shè)置雨水凈化設(shè)施，對(duì)徑流雨水進(jìn)行截留凈化處理后，就地入滲或再排放至受納水體，從末端有效地強(qiáng)化城市面源污染控制。

結(jié)合新星市多年平均降雨量不足40毫米的實(shí)際情況，城市建設(shè)不再單獨(dú)布置雨水管道，規(guī)劃雨水隨城市污水合流進(jìn)入污水處理廠，提高污水管網(wǎng)建設(shè)和收集率，有效降低雨水面源污染造成的污染物排放。

3.清水補(bǔ)給和活水循環(huán)

清水補(bǔ)給、活水循環(huán)是通過向水體中補(bǔ)入清潔水，促進(jìn)水的流動(dòng)和污染物的稀釋、擴(kuò)散和分解。清水補(bǔ)給可以作為一種臨時(shí)措施，也可作為一種水質(zhì)維持的長(zhǎng)效措施，水源主要為城市再生水和地表水。本次規(guī)劃主要考慮采用廟爾溝干渠天山雪水進(jìn)行補(bǔ)給。規(guī)劃通過廟爾溝水庫調(diào)蓄上游水源，設(shè)置四處補(bǔ)水點(diǎn)定期對(duì)城市內(nèi)河補(bǔ)給清水水源，確保其補(bǔ)水不僅滿足水系正常水位需求，同時(shí)保障水體的流動(dòng)性。

（三）水安全體系構(gòu)建

1.防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

按照國(guó)家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-2014），結(jié)合新星市城市定位及人口預(yù)測(cè)，中心城區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，發(fā)生內(nèi)澇后24小時(shí)內(nèi)消除積淹地區(qū)。

2.防洪工程措施

河道堤防建設(shè)應(yīng)滿足行洪標(biāo)準(zhǔn)。具體措施為：在現(xiàn)有防洪堤基礎(chǔ)上進(jìn)行加固，對(duì)河道進(jìn)行清障疏通，并對(duì)兩岸岸坡進(jìn)行順直削坡及生物固岸工程。

新星市洪水威脅主要來自北部山洪下泄造成的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合廟爾溝干渠已建防洪工程的現(xiàn)狀，城市總體規(guī)劃布局和北部經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的規(guī)劃選址，以及有效應(yīng)對(duì)50年一遇的山洪標(biāo)準(zhǔn)等，規(guī)劃對(duì)城區(qū)北部現(xiàn)狀導(dǎo)洪堤進(jìn)行改道建設(shè)。具體包括，廟爾溝干渠東側(cè)新建導(dǎo)洪堤10.9公里，接至下游現(xiàn)狀排洪渠;廟爾溝干渠西側(cè)依托現(xiàn)狀已建旅游道路，進(jìn)行西側(cè)路基改造，形成“以路代堤”的堤防措施，改造工程4.0公里;下游沿工業(yè)園區(qū)西側(cè)范圍線新建導(dǎo)洪堤12.5公里，接至下游現(xiàn)狀排洪渠。

同時(shí)，針對(duì)連霍高速以南現(xiàn)狀排洪渠開展清障疏通工程，清除對(duì)行洪造成障礙的河道建筑物和河道堆積體，增加河道行洪和槽蓄能力，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)至50年一遇。

（四）水文化體系構(gòu)建

1.景觀中軸水系

結(jié)合北望天山、南接沙漠軸線格局，打造既具有地域特色，又富有軍墾文化底蘊(yùn)的城市對(duì)外形象窗口。

中軸線水景重點(diǎn)從生態(tài)和水環(huán)境方面考慮。具體內(nèi)容包括，最大限度保護(hù)原有干渠，利用再生水回用，采取濕地生態(tài)措施建設(shè)城市水系，結(jié)合水系分布與周邊場(chǎng)地的關(guān)系規(guī)劃濕地類型，提高水資源利用效率。另外，考慮城區(qū)極度干旱的狀態(tài)，使在形態(tài)上做較大調(diào)整的水系既可以滿足干旱地區(qū)城市建設(shè)所需要的獨(dú)特水景觀，同時(shí)維持特定自然環(huán)境下水環(huán)境可持續(xù)的生態(tài)特征。

2.特色活力水環(huán)

打造與區(qū)域周邊城市差異化活力水環(huán)約10公里，激發(fā)城市價(jià)值有機(jī)生長(zhǎng)，塑造新星市未來的城市名片。根據(jù)不同時(shí)段、季節(jié)的供水量，分時(shí)段蓄水、分季節(jié)策劃，展現(xiàn)晴天、傍晚、冬季、枯水期、豐水期不同的景觀特色。

文化水環(huán)：開墾期灌溉助農(nóng)，新時(shí)期引水營(yíng)城。豐水季節(jié)，灌溉水渠、城市水環(huán)共用廟爾溝水源，通過城市水環(huán)繞行，既輸水，也豐富城市景觀;枯水季節(jié)，減輕水資源壓力，城市水環(huán)進(jìn)行再生水處理再利用，保證城市景觀供水。

多彩水環(huán)：結(jié)合活力水環(huán)，形成七大特色水街，即“商務(wù)水街、文化水街、商業(yè)水街、兒童水街、農(nóng)夫水街、康養(yǎng)水街、運(yùn)動(dòng)水街”。

3.有機(jī)多元水網(wǎng)

新星市年蒸發(fā)量達(dá)到3092毫米，蒸發(fā)量大約是降雨量的91倍，如果大量使用寬闊的水面會(huì)導(dǎo)致水資源大量蒸發(fā)。規(guī)劃打造開放水面、半開放水面、濕地水系、溝渠水系的多樣水景，整個(gè)綠環(huán)水面最寬30米，最窄2米，通過水體兩側(cè)設(shè)計(jì)不同尺度和形式的綠化景觀帶，利用綠化植被保持水土，減少水蒸發(fā)，藍(lán)綠相依，使水環(huán)綠色可持續(xù)發(fā)展。規(guī)劃形成軸線水景觀與中心環(huán)形水系網(wǎng)絡(luò)，采用生態(tài)措施建設(shè)城市水系，結(jié)合水系分布與周邊場(chǎng)地的關(guān)系規(guī)劃水系類型，提高水資源利用效率（圖3）。

圖3 水文化系統(tǒng)總體格局圖

四、總結(jié)與思考

本文主要結(jié)合援疆項(xiàng)目《新星市海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃（2020—2035年）》，針對(duì)新疆干旱地區(qū)如何實(shí)施海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建等方面進(jìn)行了思考和探索。筆者認(rèn)為，我國(guó)干旱地區(qū)城市在海綿系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)應(yīng)注重以下幾點(diǎn)：一是水生態(tài)，重視提高河道水系駁岸質(zhì)量，完善城市“海綿”功能;二是水安全，針對(duì)山洪災(zāi)害存在的威脅，加強(qiáng)工程措施和非工程措施，規(guī)劃建設(shè)山洪行泄通道，并完善排水系統(tǒng);三是水環(huán)境，針對(duì)污染和黑臭現(xiàn)象進(jìn)行有效治理;四是水資源，針對(duì)資源型缺水問題突出、水資源配置不合理、用水效率較低、雨水資源化利用程度低等問題，進(jìn)行多元有效利用。

（責(zé)任編輯：榮榮）