基于敏感性分析的徐州市水生態綜合治理

田 坤，范榮亮，安 婷，鄭國威

（1.北京市南水北調辦公室南干渠管理處，北京100195；2.北京中水新華國際咨詢工程有限公司，北京100044；3.徐州市水務局，江蘇徐州221000）

基于敏感性分析的徐州市水生態綜合治理

田 坤1，2，范榮亮3，安 婷2，鄭國威2

（1.北京市南水北調辦公室南干渠管理處，北京100195；2.北京中水新華國際咨詢工程有限公司，北京100044；3.徐州市水務局，江蘇徐州221000）

結合黨的十八大提出的生態文明建設目標和水利部下發的關于水生態文明的相關文件，首先分析了徐州市生態現狀，然后基于遙感和G I S技術，選用了6個代表性因子，采用取最大值法對徐州市生態敏感性及其空間分布進行了分析，按生態敏感性的高低將徐州分為5級：極高敏感區、高敏感區、中敏感區、低敏感區和非敏感區，為徐州市水生態文明建設生態保護與修復工作提供數據支撐。最后，依據分析結果對徐州市水生態文明城市建設中飲用水源地和保護、水源涵養、濕地保護、礦區塌陷地修復、河湖連通與濱岸修復、地下水保護6個方面的內容進行初步探討，旨在對徐州市水生態的綜合治理提供了理論依據。

水生態；生態敏感性；生態保護與修復；治理；建議

黨的十八大把生態文明建設納入中國特色社會主義建設總體布局，把“美麗中國”作為生態文明建設的宏偉目標。水生態文明是生態文明建設的重要組成和基礎保障，水利部要求大力推進水生態文明建設，于2013年7月31日下發了《水利部關于加快開展全國水生態文明城市建設試點工作的通知》（水資源函［2013］233號），明確徐州是水利部首批水生態文明城市建設試點之一。近年來，隨著徐州市城市建設與社會經濟急速發展，水生態環境狀況面臨嚴重威脅；隨著人們生活水平的提高，公眾對水生態環境也提出了更高的要求，這些都迫使徐州市必須開展水生態文明城市建設以改善環境、修復生態。

1 徐州市主要生態問題

徐州市位于江蘇省西北部，是江蘇省重點規劃建設的三大都市圈核心城市和四個特大城市之一，具有重要的區位優勢和戰略地位。近年來，隨著徐州市城市建設與社會經濟急速發展，水生態環境狀況面臨嚴重威脅，具體體現在以下7個方面：（1）水資源短缺，地下水存在超采現象［1-3］；（2）小沿河水源涵養區和鳳凰山（睢寧）水源涵養區目前尚未劃定禁止開發區，也未正式開展涵養林建設及隔離保護工作［4］；（3）飲用水源地保護區的保護工作開展較晚，且保護措施還不夠完善［5］；（4）徐州市現有濕地總面積76807.82hm2，保護自然濕地面積26114.66hm2，自然濕地保護率僅為34%。人工濕地中水產養殖場所占比重最大、庫塘、輸水河和煤炭塌陷地較少［6-7］。（5）徐州市水土流失治理率不到60%［8］。（6）徐州市塌陷面積仍以每年3000～5000畝的速度增加；并且涉及銅山、沛縣、賈汪、九里、經濟開發區等五個縣（區），部分采煤塌陷區常年積水而廢棄，得不到合理的利用，對生態環境造成影響［8-10］。（7）部分濱岸段還需進一步采取措施進行生態護岸，徐州市其他縣區部分主要河道仍存在河岸坍塌及淤積問題，需進行生態護岸修復［11-12］。（8）主城區骨干河道已經達到50年一遇防洪標準，但銅山區和賈汪區部分區域性骨干河道以及駱馬湖湖西、沂河、沭河、邳蒼分洪道等流域性骨干河道的防洪標準偏低，防洪體系設施普遍老化失修，防洪保安能力下降［13-16］。

2 徐州市水生態文明城市建設目標

水利部于2013年7月31日下發了《水利部關于加快開展全國水生態文明城市建設試點工作的通知》（水資源函［2013］233號），明確徐州是水利部首批水生態文明城市建設試點之一。徐州市根據水利部相關要求，積極開展水生態文明建設工作。

基于徐州市生態現狀和《徐州市水利水務現代化規劃》、《徐州市“水更清”行動計劃》等具有徐州特色的相關規劃基礎上，徐州市明確了水生態文明城市建設的目標，即以科學發展觀為指導思想，全面貫徹黨的十八大關于生態文明建設的戰略部署為核心，構建嚴格控制有效考核的水資源管理體系、優化配置高效利用的水資源配置體系、人水和諧河湖健康的水生態環境體系、集約高效配套完善的供水保障體系、安全達標引排暢通的防洪排澇保障體系、漢風樂舞山水彭城的水文化體系，不斷提升徐州市水生態環境、管理、用水和意識文明水平，實現“河湖連通潤彭城、人水和諧惠民生”。

3 徐州市生態敏性分析

3.1 評價方法

區域生態系統受土地利用、地形、地貌、水文及生物多樣性等多方面的影響，影響因子的變化會使原生態系統偏離穩定的平衡狀態。根據江蘇省生態功能區劃及徐州市自然生態特征，運用G I S技術，采用取最大值法對徐州地區的土地利用、水敏性、生態敏感性及其空間分布進行了分析，為徐州市水生態文明建設生態保護與修復工作提供數據支撐。

3.2 影響因子敏感性等級的劃分

根據研究區生態系統在遇到外界活動干擾時發生生態失衡和生態環境問題的可能性大小，將每個敏感性因子按影響程度劃分為極高敏感、高敏感、中敏感、低敏感和非敏感5個等級；為了運算的方便，從低至高分別賦值1-9分不等（見表1）。

3.2.1 土地利用利用因子

將城市規劃用地類型為禁建的區域列為高敏感性區域，如林地和河流；將城市規劃用地類型為有條件建設區和限制建設區視為中敏感區，如草地，耕地，未利用地；將城市規劃用地類型為可建區為低敏感區，如城鎮用地。圖1為徐州市2006年土地利用圖，徐州市林地面積較少不足占市域面積的近1/5；大部分為耕地占市域面積的近一半；徐州是全國交通樞紐，同時又是軍事重鎮，所以城鎮用地（居民用地和交通用地等）占了很大的比例，占市域面積的1/4以上。故黃河橫穿徐州，京杭大運河東穿徐州市，在一定程度上影響著城市格局的發展方向；另外礦業資源對土地利用格局形成和演化及促動作用將持續存在；交通，尤其是快速交通網絡的發展將越來越成為城市格局變化擴展的牽引力。

圖1 徐州市土地利用現狀

3.2.2 水體因子

水體對工農業生產和人類生活有著極其重要的影響，且徐州又屬于資源型地域城市，所以，使得境內水體因子的生態敏感性等級較高，徐州市水系圖見圖2。河流通過連通流域的干流、支流、湖泊、水庫、濕地等縱向空間，及河流水體、水陸交錯帶、兩岸濕地、灘地等橫向空間，傳送物質與能量，為水生和部分陸生生物提供基本生境，維持了河流良好的生態格局，保障了河流水生態系統物質、能量、信息交換的暢通，有利于生物的棲息與繁殖。因此，駱馬湖濕地自然保護區為極高級敏感區。河流及其灘涂、濕地為生態高敏感區，其兩側階地一定范圍為中敏感區，其余地區為低敏感區。徐州市水敏感性分析見圖3。徐州市降雨量少，蒸發量大，水資源貧乏，河流是整個生態系統中非常重要的一部分。徐州市具有得天獨厚的自然水域，其中有8條呈放射狀的貫穿或途徑主城區。

圖2 徐州市水系現狀簡圖

圖3 徐州市水敏感性分析圖

表1 敏感性因子等級及敏感指數

3.2.3 坡度因子

利用徐州地區數字高程模型生成坡度圖。根據《水土保持法》規定，“禁止在二十五度以上陡坡地開墾種植農作物”，“在禁止開墾坡度以下、五度以上的荒坡地開墾種植農作物，應當采取水土保持措施”，結合徐州市地形情況，以坡度5°、15°、25°為界限，相應劃分為非敏感區、低生態敏感區、中敏感區及高生態敏感區。

3.2.4 地貌因子

地貌敏感性等級的劃分主要是根據土壤的理化性質、地貌條件等分析其植被生長的限制性因素，將無限制宜農耕地化為非敏感區，有限制宜農耕地劃分為低敏感區，將宜林用地劃為中敏感區，宜林宜牧用地劃為高敏感區。

3.2.5 災害風險因子

徐州地區塌陷風險主要是煤礦采空塌陷。由于采煤塌陷地會引發不可預知的環境問題，總體上生態敏感性較高。根據采煤塌陷危害程度，將未穩沉采空區劃為高敏感區，穩沉采空區劃為極高敏感區；徐州處于多條斷裂帶穿越的地震風險區，但由于地震災害的重現期較長，不確定性較多，故將地震風險的敏感性總體等級劃得較低。將有活動斷裂帶穿越的高風險地震劃為低敏感區，將有隱藏斷裂帶穿越的低風險地震區劃為非敏感區。區域內的防洪主要是防御沂沭泗流域可能發生的特大洪水，依徐州市的防洪規劃滯洪區分為極重災區、腹部重災區和邊緣重災區，將極重災區劃為高敏感區，腹部重災區劃為中敏感區，邊緣重災區劃為低敏感區。徐州市災害風險分布見圖4。

圖4 徐州市災害風險分布圖

3.2.6 自然保護區因子

自然保護區為人類生存提供一定生態服務功能、具有直接或間接生態系統效益的區域，依行政管理級別可分為國家級、省級、市級和縣級等，根據保護區的管理級別將省級自然保護區、市級自然保護區、縣級自然保護區分別劃分為高敏感區、中敏感區和低敏感區。徐州市重要自然保護分布圖見圖5。

圖5 重要自然保護區分布圖

3.3 生態敏感性分析

利用G I S軟件，對地貌、坡度、水系、土地利用、災害風險和自然保護區6個因子對生態系統的影響程度進行空間疊加分析，得到徐州市生態敏感性圖，見圖6。

圖6 徐州市生態敏感性綜合分析圖

經過對疊置后的屬性數據進行統計分析，非敏感區主要分布于睢寧、邳州、銅山縣東部和北部；低敏感區主要分布在新沂市、邳州西北部、豐縣、沛縣；中敏感區分布于新沂河沿線滯洪區、微山湖濕地緩沖帶；高敏感區主要分布于故黃河、大沙河和京杭大運河沿線、馬陵山自然保護區、微山湖濕地自然保護區及區域中部和賈汪丘陵地帶；極高敏感區主要分布在微山湖、駱馬湖沿線及銅山縣和賈汪煤礦塌陷區。非敏感區與低敏感區兩者之和近徐州市域面積的3/4，表明徐州地區的生態敏感性總體上較低。

不同生態敏感區的生態功能不同。其中生態高敏感區域是維持生態系統穩定的主要部分，也是城市生態格局的重要支撐，是水生態系統保護與修復的重點，需要采用多種方式有針對性的保護與修復措施。中高和高敏感以上的空間范圍應禁止一切與保護無關的開發建設活動，通過實施水源保護、水系恢復、自然保護區建設等措施，促進區域生態環境改善和生態功能恢復。

3.4 高敏感區地塊分布

結合生態敏感性分析結果，針對5級以上的高級敏感區進行量化。其中9級敏感區有14塊，分別是沛縣微山湖飲用水源保護區、沛縣地下水飲用水源地、小沿河飲用水源保護區、丁樓地下水飲用水源保護區、小沿河飲用水源涵養區和礦區塌陷地、賈汪區地下水飲用水源地、黃墩湖濕地自然保護區和（中運河）飲用水源保護區駱馬湖（新沂）濕地自然保護區、大洞山水源涵養區、賈汪潘安湖濕地、賈汪督公湖濕地和礦區塌陷地、沛縣礦坑塌陷地、云龍湖風景名勝區環城和徐州環城國家森林公園。其中涉及飲用水源地和保護區、水源涵養區、濕地保護、礦區塌陷地和自然保護區。

7級敏感區有，8條主要河流（大沙河、徐沛運河、奎河、故黃河、京杭運河、沂河、沭河、房亭河）和沿岸濕地、微山湖湖西濕地風景區、馬陵山風景區、岠山風景區、泉山風景區、九里湖濕地公園。

5級敏感區為河流的兩側階地一定范圍、零星濕地、礦坑塌陷地、豐縣區地下水水源地保護區、邳州地下水水源地保護區、七里溝地下水水源地保護區、張集地下水水源地保護區、睢寧縣地下水水源地保護區、新沂市地下水水源地保護區和黃墩湖洪水調蓄區。

4 徐州市水生態文明實施建議

結合徐州市生態敏感性分析，將徐州市水生態文明建設中水生態保護和修復工作重點劃分為飲用水源地和保護、水源涵養、濕地保護、礦區塌陷地、河湖連通和地下水保護6個方面；自然保護區和風景區有相應發展規劃，本文不單獨提出建議。

4.1 飲用水源地保護

小沿河飲用水源地和駱馬湖飲用水源地是徐州市最重要的2個地表水飲用水源地，同時也均是南水北調東線工程的調蓄湖，因此2個飲用水源地的保護工程尤為重要。

圍繞小沿河飲用水源地近期、中期和遠期目標，以河道整治為基礎，污染源控制為重點，生態凈化工程為輔助，通過實施河道整治工程、隔離防護工程、農田面源污染治理工程、攔污截污工程、入湖河段治理工程、水質凈化提升工程、順堤河備用水源地建設保護工程等，形成較為完善的水源地水量、水質保障工程體系。

對于駱馬湖飲用水地，劃分飲用水水源保護區，包括一級保護區、二級保護區和準保護區。嚴格按水源地保護區的對應要求執行，并應設立明顯的范圍標記。對駱馬湖主要進水支流房亭河、老沂河、駱馬湖周邊排澇涵洞、湖東排水回龍堰等進行嚴格管理，嚴禁有毒有害物質排入水源地。建立健全飲用水源安全保障應急機制，進一步強化責任。駱馬湖沿岸地區應優先發展高效益、低污染的生態農業。建立無公害農產品、綠色食品和有機食品生產基地，推廣生態養殖技術、秸稈綜合利用技術、畜禽養殖場污染防治技術，最大限度地降低農業生產對水源保護區的影響。

4.2 水源涵養

結合《江蘇省重要生態功能保護區區域規劃》，對徐州市云龍湖水源涵養區、大洞山水源涵養區、呂梁山森林自然保護區等重要水源涵養區劃定保護區范圍，適當建設隔離工程；在保護區范圍內進行涵養林補種，增加森林涵養面積；加強保護區管理；嚴格禁止新建任何有損蓄水功能的項目，提出未經許可禁止進行露天采礦、筑墳、建墓地、開墾、采石、挖砂和取土等活動的建議。加大宣傳，增強周邊群眾護林、防火意識，維持和改善其水源涵養功能。新建生態防護林，打造全方位的工程、生態保護屏障。

4.3 濕地保護

按照“以保護天然生境、維持自然生態過程為主，近自然恢復等人工生態控制為輔”的原則，以保護水生生物多樣性和水域生態完整性為目標，重點實施微山湖、故黃河濕地、京杭運河流域濕地保護與恢復工程等。

微山湖湖西濕地、駱馬湖（新沂）濕地為重點；微山湖湖西濕地、駱馬湖（新沂）濕地以及駱馬湖旁邊的黃墩湖濕地均是徐州市的重要濕地，三處先后設立為濕地自然保護區。

京杭運河和房亭河是南水北調東線的清水通道，也是徐州市社會經濟發展的重要基礎。保護京杭運河河流濕地、維護京杭運河生態功能，加強沿線相關濕地的恢復治理，保持生態平衡，將為徐州社會經濟可持續發展提供堅實的保障。

廢黃河（含大沙河）、沂沭河流域、徐沛運河和煤礦塌陷區4個主要濕地分布區域為濕地保護重點區域。

4.4 礦坑塌陷區生態修復

選取適宜建設生態濕地的采煤塌陷區，合理保留塌陷水面，建設生態濕地，實現人與自然的和諧發展。重點開展潘安湖的二期工程建設、徐州市區和沛縣張雙樓煤礦塌陷區綜合治理。

潘安湖二期工程為潘安湖煤礦塌陷地綜合治理開拓期，主要任務為：水質提升、水系溝通、濕地建設、水體凈化、駁岸生態建設等內容。

徐州市區西部有數量眾多的煤礦塌陷地。借鑒拾屯河徐豐公路兩側區域開發成九里湖經驗，綜合治理新河塌陷地和群英塌陷地。主要采取清除淺灘及塌陷地周邊垃圾和雜草、整理岸坡、建設灘地濕地、建設景觀綠化帶、水土保持、適度水產養殖、構筑進水渠道與出水渠道等措施，治理修復市區煤礦塌陷地。對于因地面塌陷導致的居民房屋傾斜，進行移民安置。

張雙樓礦濕地近岸處，高程33.78～36.28m區域，選擇種植蘆葦、美人蕉、千屈菜等淺水水生植物。經過導流工程，將龍固污水處理廠、經濟開發區污水處理廠、安國鎮污水處理廠排放的1500萬m3生活尾水引入濕地。經河道種植區處理后尾水中C O DCr、氨氮、SS將進一步降低。生態處理凈化后的尾水由泵站翻入龍口河等三級水面河道內，解決灌嬰灌區和鄒莊灌區部分農田灌溉。

4.5 河湖連通與濱岸修復

河湖濱岸帶是河流連續體不可分割的一部分，具有獨特的植被、土壤、地形地貌和水文特征，這些決定了濱岸帶生態系統的獨特性、復雜性、動態性和生態脆弱性，也決定了其具有生態廊道生物棲息地、污染防治、水土保持、固定岸坡、景觀休閑娛樂等多重生態功能。通過建設生態護岸和重建植被群落提高水系廊道本身生態功能。以“八帶”的河湖濱岸修復為重點，輻射其他重要河流。

主城區以云龍湖、故黃河為市區水環境提升的中心和樞紐，對上下游沿線以及新城區共19條河道進行水系貫通，其他縣區進行城區河道補水，以增加河道生態基流，提高河道水環境容量，改善水體水質。重點開展云龍湖生態調水和水質提升，研究實施三八河與故黃河、京杭運河水系溝通，加速水體流動，改善河湖生態環境自我修復能力，提高水環境承載能力。

4.6 地下水保護

加強地下水資源的保護，嚴格落實地下水量和水位雙控制紅線，加快地下水超采區的治理與修復，基本實現采補平衡，控制地質災害發生；合理開發利用地下水資源，逐步將地下水源轉為備用水源，減少地下水開采量，提高安全供水能力及應急能力。

根據徐州市各縣（市、區）區域供水規劃，區域供水覆蓋區域的地下水取水井應封井備用，壓縮整合地下水源的開采區與開采量，保留汴塘、張集水廠、漢王等3處地下水源地，規模壓縮至20萬m3/d，其余地下水源地作為應急備用水源。保留區域供水未覆蓋地區的城鎮及農村生活取水。部分建設工業地面水廠的地區，嚴禁地下水開采。

針對徐州地區豐縣縣城、沛縣縣城、徐州市區小山子水廠等地下水超采區制定地下水水位控制方案，并根據地下水水位變化情況及經濟社會發展適時進行調整。根據制定的年取用水總量控制指標和年度用水總量控制計劃，制定各縣（市、區）年度用水計劃，嚴格取水用水計劃管理。規范取水許可管理，嚴格新增取水審批，建立健全取水許可登記庫，并聯網運行。

［1］尚化莊，房磊.徐州城區飲用水安全現狀分析及建議［J］.治淮，2014（01）：13-14.

［2］韓煒，孟慶江，楊靖.徐州市市區地下水水質狀況分析［J］.環境科技，2009，22（S2）：108-109.

［3］陳穎，范傳輝，孫瑞.以徐州市為例談城市地表水飲用水源評價及保護［J］.能源技術與管理，2013，38（04）：135-137.

［4］徐州市人民政府.《徐州市重要生態功能保護區規劃（2011—2020）》［R］.2012.

［5］陳穎，范傳輝，孫瑞.江蘇徐州城市飲用水源地安全評價及保護對策［J］.人民長江，2013，44（S1）：49-51.

［6］謝梅，儲白露，童曄，馮婧.對徐州城市規劃建設中濕地應用的幾點認識［J］.江蘇水利，2007（08）：7+10.

［7］林勇，梁波，池康，林琴，王朋，秦宜.徐州市濕地資源現狀及保護對策［J］.華東森林經理，2008，22（04）：31-34.

［8］李杰.徐州市平原沙土區水土流失規律研究［J］.江蘇水利，2012（09）：37-38+40.

［9］楊瑞卿.采煤塌陷區人工濕地的可持續景觀規劃——以徐州市九里湖人工濕地為例［J］.中國農村水利水電，2011（05）：46-49.

［10］葉東疆，占幸梅.采煤塌陷區整治與生態修復初探——以徐州潘安湖濕地公園及周邊地區概念規劃為例［J］.中國水運（下半月），2011，11（09）：242-243.

［11］張翠英，徐德蘭，萬蕾，韓寶平，閆姍.駱馬湖濱岸帶4種植物氮磷與土壤氮磷含量關系［J］.水土保持研究，2013，20（02）：38-42+47.

［12］徐德蘭，萬蕾，張翠英，韓寶平，孫君瑤.駱馬湖濱岸緩沖帶土壤性質的空間異質性分析［J］.水土保持研究，2013，20（04）：39-43.

［13］李秀芳，吳建堃.徐州市新城區防洪規劃中的問題及對策［J］.山西建筑，2014，40（07）：6-7.

［14］施學瑞，楊勇，蘇崇峰.徐州市城市經濟防洪標準淺析［A］.山東省科學技術協會.華東七省市水利學會協作組第十五次學術研討會論文集［C］.山東省科學技術協會：2002（03）.

［15］石炳武，邢敦義.徐州城區防洪排澇問題及減災對策探討［A］.中國水利學會.中國水利學會2005學術年會論文集——水旱災害風險管理［C］.中國水利學會：2005：4.

［16］徐州市水務局.《徐州市水利水務現代化規劃（2011—2020）》［R］，2012.

X 321

A

1672-2469（2015）05-0001-06

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.001

田 坤（1977年—），女，高級工程師。

國家自然科學基金青年科學基金項目（51109115）。