(中規院(北京)規劃設計有限公司,北京市,100044)呂 悠
2010年9月30日,國務院加快水利建立專題會議上指出:“抓緊建立一批骨干水資源配置工程、重點水源工程和河湖水系連通工程以提高水資源時空調控和城鄉供水保障水平”。同年,水利部在部署“十二五”規劃工作中也著重強調:“深入研究河湖水系連通、水量調配和提高水環境承載能力問題,發揮河湖水系的綜合功能,實現水量優化調配”。本文針對城市建設中的水系連通問題進行研究,闡述了水系連通的概念和意義,分析國內外相關案例,并對廊坊市的水系連通布局做出了規劃構想。
水系連通對于城市的防洪、供水及生態安全都有重要的作用。目前,我國對水系連通的普遍定義是,在自然和人工形成的江河湖庫的本底上,恢復、重塑或者新建一系列水庫、泵站、渠道等必要的水流連通工程設施,形成通暢的水系通道,建立水體間的穩定聯系,實現提高水資源調配能力、改善城市水生態環境以及增強旱澇災害抵抗能力等城市建設目標。其中水系通道的通暢性是水系連通的重要考核指標,主要體現在兩個方面:水系通道的過流能力,主要表現在河流連通對洪水的排泄能力方面;水系連通是否受人工建筑物阻隔,主要表現在水流通道、生物通道、航運通道是否受阻等方面[1-2]。
水系連通按照不同的建設目標可以分為三類:①以水資源調配為目標的水系連通。即通過構建連通的水網絡體系和水源應急通道,充分發掘區域的水資源統籌調配能力和供水保證程度,增強城市供水安全;②以防洪減災為目標的水系連通。通過改變河湖水體的連通狀況,疏通行泄通道,連通蓄滯空間,提高防洪能力,減少災害損失;③以水生態環境修復為目標的水系連通。通過增強水網連通性和流動性,增強水體自凈能力,保障城市水系生態健康。
我國各地經過長期的治水實踐,在部分流域和區域初步形成了自然水系及人工水系相結合的,具有一定調控能力的水網系統,促進了區域經濟社會的穩定發展。
我國由于地理原因,水資源時空分布不均,部分地區水資源承載和調配能力不足,部分建設區洪澇水排泄不暢,水生態環境劣化。有針對性地開展河湖水系連通工程,有助于完善水資源配置格局,增強水旱災害抗御能力,改善水生態環境,對保障城市的供水、防洪、糧食及生態等安全底線有重要意義。
2.2.1 科學規劃、合理布局
工程應當結合區域的功能定位、發展規劃及水文條件,以流域綜合規劃、防洪排澇規劃等上位規劃為依據,科學布局連通工程。
2.2.2 保護優先、綜合利用
工程的設計應當以保障區域水質、水量及生態安全為前提,充分發揮水網的生態、環境功能。
2.2.3 因地制宜、分類指導
工程的開展應充分考慮區域自然條件、水利基礎及社會經濟發展的需求。
2.2.4 深入論證、優化比選工程的實施應當高度重視生態影響評估、施工風險評估,加強工程的理論論證和方案比選。
2.2.5 強化管理、注重效益
在工程實施及完成階段,均應加強運行管理措施,以期充分發揮工程的綜合效益。
3.1.1 提高城市抵御洪澇災害的能力
通過水系連通工程的開展,能夠打通河道行洪通路、擴展湖泊調蓄能力,給洪水以出路和空間,從根本上減輕洪澇災害對于城市生產建設的威脅,解除洪澇災害對于城市發展的限制。3.1.2 提高水資源的統籌調配能力
目前我國的水資源格局與城市的發展格局不匹配,用水競爭日益嚴重。生產用水、城市用水擠占了生態用水和農村用水。深入開展國家河湖水系連通工程,能夠合理的調配水資源,改善水資源短缺的現狀以適應新的發展格局。最終實現水資源的可持續發展,為城市的全面、協調發展提供保障。
3.1.3 強化區域水循環能力
水系連通通過河道清淤、河道恢復、管道連通、新建湖區等工程措施,能夠有效的增加水域面積,增強水體的水平和垂直交換,提高水循環效率,提升水體更新和自凈能力。同時以濕地為代表的生態水體,能改善局部氣候,豐富植物品類,吸引動物聚居,提高生態系統的整體穩定性。此外,通過生態工程措施的應用,增加地下水的入滲和回灌,可以對城市地下水進行補充,緩解城市發展造成的地下水超采問題。
3.2.1 水系連通區域土質劣化
水系連通建設完成初期,由于生態系統處于恢復期,工程建設區的土壤水鹽的垂直和水平運動不穩定,可能會導致土壤的鹽堿化和沼澤化;水系連通工程增加了水面面積,新增的土壤淹沒區內的有機物質分解產生有毒物質大量溶解于水體,經下滲易造成下墊面土壤污染。
3.2.2 水系連通可能會引起水質下降
水系連通區域內的原有污染源處理不當,可能通過連通的水網發生擴散,造成整個水域的二次污染;在水量調出區的下游及入海口地區,由于水資源配置調整導致來水量減少,易引起河口的海水倒灌,影響河流下游水質。
3.2.3 水量變化打破原有水系統平衡
區域水資源通過水系連通重新配置,由水量充足的河湖對缺水區域進行支援。調配過程容易導致供水水體的水量大規模減少,影響通航水深和流域濕地的蓄水量;此外,水量變化還會影響區域總體蒸發量,打破局部地區的水循環平衡;水資源輸出易引起河流流速降低,導致下游河床泥沙淤積,減弱了整體輸水能力;水資源輸入會造成流速增快,容易沖涮護岸,引起水土流失。
3.2.4 水文條件變化引起的生態問題
人為的修建閘壩調控水體,阻斷了水流的自由流動通道,同時也分割了流域棲息生物的遷徙通道,使流域生境破碎化,需要通過較長時間才能重新建立穩定的生態系統。
以美國西部地區的水系治理工程為例,當地政府通過興建中央河谷、加州調水、科羅拉多水道和洛杉磯水道等水系連通治理工程,在素有“荒漠”之稱的加州干旱河谷地區發展了灌溉農業,最終使加州成為美國灌溉面積最大、糧食產量最高的一個州。
我國自2002年來,太湖流域管理局堅持“以動治靜、以清釋污、以豐補枯、改善水質”原則,開展引江濟太調水工程,累計引調長江水入太湖流域達113億m3,有效增強了水體循環能力,改善了太湖及流域河湖網絡的水質,保障了流域的供水安全,提高了水環境的承載力。
河北省廊坊市地處華北平原北部,位于京津冀協同發展帶。近年來城市經濟得到了高速發展,同時市域的水生態環境也承受了巨大壓力。目前,水資源短缺及水生態惡化已經成了廊坊市可持續發展的限制因素。因此,規劃并實施廊坊市水系連通工程,對于改善城市水環境、保障城市水安全,有著重要的意義。
廊坊市受地質構造的影響,大部處于凹陷地區。全市地貌以平原為主,比較平緩單調。一般高程在2.5~30m之間,平均海拔13m左右。由于洪積、沖積作用和河流多次決口改道淤積,沉積物交錯分布,加上風力及人為活動的影響,境內地貌差異性較大,緩崗、洼地、沙丘、小型沖積堆等遍布,全市地貌呈現大平小不平狀態。
廊坊市地處海河流域中下游,素有“九河下梢”之稱。境內河道、洼淀較多。主要水系有潮白薊運河水系、北運河水系、永定河水系、大清河水系、子牙河水系等五大水系。海河流域的主要行洪河道大多流經廊坊市。
5.3.1 水體生態功能退化
廊坊市水系現狀問題突出表現為河湖萎縮、水量不足。廊坊市屬的流域面積50km2以上河流共計110條,僅北三縣河流及中部的龍河和趙王新河有水,其他河流常年處于干涸狀態,廊坊市水系整體流通性差,水體自凈能力低;東淀、文安洼、賈口洼等自然濕地洼淀均因城市開發而退化;水生植物、魚類、鳥類等動植物棲息環境遭受破壞,水生態環境呈現亞健康狀態。
5.3.2 城市防洪排澇能力不足
隨著廊坊市建成區的擴展,現有河道的排水能力已經無法滿足區域排水需求,并且嚴重威脅市區的排澇安全。此外,現有的行洪河道內雜草叢生,加之多年淤積,致使排水能力嚴重降低;同時,隨著城市發展,市區地表徑流系數增大,現狀河道排澇能力無法承擔新增排水流量。
5.4.1 合理布局城市水體網絡,優化水資源調配
通過建設南水北調中線后續配套工程,南水北調東線延長工程及北水南調連通工程。通過引水干渠及調蓄區的連通工程,調配和補充城市水源,滿足廊坊市區、固安城區及固安電廠、永清城區、霸州和勝芳工業園區等地區的生活和部分工業用水需求。建設雨污分流系統及高產能的再生水廠,將處理后的中水用于河湖水系的日常補水,提高水網的流通能力。
5.4.2 完善蓄排水系,提高防洪減災能力
廊坊市內的東淀、文安洼和賈口洼等多個大型現狀洼淀,提升改造成為雨洪調蓄水體,大幅增加城區的蓄滯容量,提高攔蓄過境水和雨洪水的能力。利用連通的河道和調蓄空間,消峰減排,可以使城區水系達到20年一遇排澇標準。通過對雨水徑流的控制和凈化濕地的構建,實現對周邊區域外源污染的控制和初步凈化。
5.4.3 發展城市水景觀,修復水生態功能
以廊坊市區環城水系,以及三河、香河、文安城區水系的生態景觀為主要建設內容,通過清淤通道、建立生態駁岸、豐富沿岸植被、改變河道微地形營造生物棲息地等多種生態修復手段,打造具有連續性和穩定性的城市水網。
城市水系是水資源的載體,是行洪蓄澇的場所,也是保障城市生態安全的屏障。河湖水系連通對于區域經濟社會發展、城市防洪抗旱、城市供水安全及生態系統穩定都有著重要的作用。建設引得進、蓄得住、排得出、可調控的江河湖庫水網體系,可以使城市水體更好地服務于經濟社會發展。在實際工作中,應當深入研究水系連通的概念和內涵,總結國際國內水系連通實踐案例的方法、經驗和規律,應始終堅持河湖不減少、功能不退化、水質不污染、生態不惡化的原則,結合城市發展需求提出水系連通規劃的策略和措施,加強連通工程建設區域的水文、水資源、水生態、水質等指標的監測,加強河湖水系連通系統防洪、供水、生態的科學調度,充分發揮連通工程的綜合效益。