干旱区城市水系规划研究

—以内蒙古乌海市为例

侯红蕊1,白 杨2,李志强1

干旱区一般系指多年平均年降水量在 200 mm以下的地区。区域的主要特征是降水量少而变率大,且蒸发量远远大于降水量,气温日较差和年较差皆大。水资源对于区内城市的发展至关重要,而水资源短缺也限制了干旱区城市的发展。因此,研究干旱区城市的水系规划不仅具有理论研究的意义,更具有实践应用的价值。

内蒙古自治区乌海市属于干旱气候区,多年来城市水系管理落后,水资源的供给不足和稳定性较低已经成为了城市发展的最大限制因素,亟待开展城市水系规划研究和建设,以保证水资源的有效供给和实现区域生态环境的可持续发展。

1 干旱区城市水系规划

1.1 城市水系规划

城市水系规划系属城市总体规划的一项专业规划,指以城市水系为主要规划对象,利用和保护城市水系资源,并对水系多种功能之间、水系与城市建设之间的关系进行协调和具体安排。处于干旱区的居民对于水的需求比其他地区更加强烈,因此,做好干旱区城市水系规划对于推动干旱区城市发展具有极其重要的意义。

1.2 干旱区城市水系规划所面临的问题

干旱区城市的气候和水文特点决定了在进行水系规划时主要面临的问题是缺水。其主要原因是降雨径流量少、蒸发量大且水资源缺乏。缺水使得在具体规划中应采取更多的措施去补充水资源,使其循环发展。近几年来一些干旱区城市的水资源供给已经严重的不平衡;地下水超量开采,导致严重的“漏斗”现象和地表生态的破坏;同时地上水景观缺乏,满足不了居民的需求等等。这些已经成为干旱区城市水系规划重点解决的问题。

1.3 干旱区城市水系规划对策

具体的对策是从开源和节流两个方面来解决。开源措施首先要对水源地进行保护,在规划中划定水源保护区,保护区内禁止进行建设和工业活动,保障供水安全。同时力求开发新的水源地,但是这往往受到资源有限的制约,所以开源措施仅作为辅助对策。

而节流则为解决干旱区城市水系规划所面临问题的主要对策。节流受到水资源利用技术、居民使用习惯以及城市规模和产业布局的制约。节约、集约和循环利用水资源是解决缺水的有效措施。传统的用水模式是从水源地取水供应城市使用后,污水经过处理达标后直接排放,见图 1。

而一次处理则将城市雨污水经一次处理后,达水质标准的可作为饮用水,中水作为景观绿化使用,还有一部分补充地表水,见图 2。

最有效的循环使用措施是经过两次处理,进行多次循环。在一次处理的基础再进行一次处理,使水资源有效地循环起来,最大程度的利用水资源。图 3表示出了水资源的完整循环系统既包括自然循环又涵盖人工循环。自然即包括地表水的蒸发,这一过程增加了空气的湿度,再通过降雨回补到水源地。而地下水可以被植物的根吸收供应植物生长,再通过蒸腾作用回补到地下水。同时采用污水两次处理、雨水资源化和中水再利用等措施来构建人工循环系统,通过循环提高使用率。

图1

图2

图3

干旱区城市在水系规划过程中要处理好其与城市建设之间的关系,并做好水资源的保护,节约、循环、持续的利用水资源。因此,干旱区城市水系规划应该着重考虑以下几点:

(1)应重点处理水资源利用与协调的关系。首先是地下水与地表水的关系,努力实现地表水补给地下水,保持地下水位的平衡,防止出现地下水位的下降导致的一系列的生态和环境问题。其次要处理好地表水系与城市绿化空间的关系,构建一个“相融相生”的空间关系[1]。

(2)要注重水系保护。水系的保护包括三个方面即三线控制、形态保护和水质保护。

(3)要考虑与城市建设之间的关系。一是在规划中一定要考虑水系与其周围环境的空间关系。二是水系建设时考虑其与生态环境的关系。加大城市水系面积会改善城市气候、改善大气环境、补充地下水资源、提高环境湿润度、有效的吸走空气中的尘埃等。三是考虑水系建设与土地利用的关系。如增加水岸线会提高水岸周边的土地价格。四是水系规划与景观的关系,构建良好的水景观对于改善城市景观起到非常大的作用。

2 乌海市水系概况

2.1 水系概况

乌海市是内蒙古和宁夏交界区域的新型工业城市,属荒漠化草原、草原化荒漠过渡带。乌海市面积狭长,黄河自宁夏入境纵贯海南、乌达、海勃湾三区,流经市区全长 105 km,左岸为乌兰布和沙漠,右岸为山前倾斜平原,黄河东西两岸配有数条季节性河流和排洪沟,构成了独特的山水空间格局。

乌海市地处极干旱荒漠区,降雨稀少,降水量多年平均160mm,最多年份 357.6 mm,最少年份 42mm,属典型的干旱区城市[2]。地表水资源径流量小,个别沙化严重地区甚至不产生径流。全市多年平均径流量为 556.9万 m3,本地地表水多年平均可利用量为 219.99万 m3,可利用率为 39.5%,黄河多年平均出境水量 315亿 m3。[3]

黄河干流是乌海市唯一的常年地表水流,此外,还有一些季节性河流,水流大部分源自桌子山、甘德尔山、贺兰山和千里山。这些水流仅在降水时产生,平时断流,泥沙含量大,局部地段有泉水,但流量微小。

2.2 现状分析

乌海市水资源有限,且呈现出日益紧缺的态势。首先,总用水量不足,总体取水量偏大,用水结构不合理且分配不均匀,导致水资源可持续利用受到严重影响,同时也存在浪费严重、利用效率低下,重复利用率低等问题。其次,区内年降雨量少,地表水资源匮乏,而南水北调西线工程尚未开始建设,因此规划期内仍以地下水和黄河过境水为主要水源,导致地下水开采量过大,全市地下水可开采量为12300万m3/a,地下水年平均天然补给量为 5030.72万 m3/a,黄河激发补给量为8099.93万 m3/a[4]。而目前乌海市地下水开采量达14700万 m3,可见地下水超量开采严重,补给小于开采,导致市区内部分地区出现漏斗现象,生态环境也遭到不同程度的破坏[5]。此外,区域水系保护制度还不够健全,对于水源保护力度不够,污水处理以及中水系统不够完善,今后加大污水处理将成为水系发展的重点。

3 乌海市水系规划

乌海市水系规划以保护水资源利用为主,充分协调城市与水系的关系,注重水系多种功能的安排,以解决干旱缺水与水资源利用及水系统发展之间的矛盾。

3.1 水系规划布局

乌海市建立以黄河走廊为南北轴,以环山湖发展区为核心,以支流小河为骨架的水系网络,在主城区构建“一河、一库、多线”水系格局。一河即黄河动脉系统;一库为海勃湾水利枢纽,是黄河防洪防凌的主要水利设施,也是全市主要的水景观区;多线是指海勃湾城区的甘德尔河、乌达城区的巴音赛沟、海南城区的南河槽等排洪沟等。其规划重点是引水入城打造景观水系,改善城区人居环境。

3.2 水系保护对策

乌海市水系保护包括水系自然形态护,蓝线控制和水质保护三方面。

黄河原有水系形态的保护。注重蜿蜒曲直的自然流所带来的空间效果,严禁随意改变河岸线、河道横断面,保持黄河的自然形态,有利于保护生物多样性,消减洪水的灾害性和保持原生态的景观环境[6]。

蓝线保护体系的建立。黄河非城区段控制 200m作为生态涵养带,不得建设工业及其他有污染的项目;黄河大坝以下的黄河主河道的岸线要满足防洪防凌的要求,城区段修建防洪堤;黄河两侧各 100m为河道管理范围,其他河道两侧各 30m为河道管理范围。

水源地保护区的划定。保护区内严禁建设永久性建筑物和进行工业生产,保障供水安全。控制水污染,改善全市水环境质量,完善城市污水管网和污水处理厂建设,防止水体污染。

3.3 水系功能建设

乌海市水系功能建设主要包括水系生物功能、景观功能、和防灾功能三个方面。

乌海市水系规划在对水系进行整治的基础上,积极保护生物多样性,其中包括增加水域、绿化和湿地景观。城市现状水域面积 67.83 km3,规划后水域面积增加到 121.27 km3,水域面积拓展了一倍,有助于改善城市小气候和生态环境。同时,湿地面积也由原来的 10.13 km3扩展到 18.95 km3。通过建立黄河生态堤岸,可充分发挥水系降低城市“热岛效应”,净化城市空气,同时有利于保持生物多样性等功能[7]。

乌海市以黄河作为主脉构建水系景观。水系景观规划中分为四个片区,分别为以黄河海勃湾水利枢纽和水环构成水景观系统的海勃湾区;滨黄河和沙漠的乌达区;黄河海勃湾水利枢纽库区西岸滨水地带即滨河西区;以及以绿环为主的海南城区。四片区景观建设主要依托黄河水形成自然景观和人文景观,同时结合当地水特点,引水系建设主题公园。注重亲水建设,设立亲水平台、亲水走廊和休息凳等小品设施,使市民更好地融入水环境,更好地发挥水系的景观功能。

乌海市水系的防灾功能主要体现在两个方面,一是黄河可作为雨洪水天然良好的排放渠道;二是可作为城市生活生产用水的备用系统,在旱时充当灌溉用水;三是作为城市消防用水。

3.4 水系规划与城市建设

城市水系的发展与城市土地、绿化景观和市政建设有着密切的关系,乌海市水系规划中对这 3个方面的协调与发展进行了重点考虑。

乌海市水系规划中尽量减少其他类型用地与水系规划之间的矛盾,严禁对用地范围内的水面任意填占,同时强化房地产开发的规划管理,建房时必须加强对城市水系的控制与保护。

乌海市水系规划通过构建黄河生态堤岸,利用自然地形,加大绿化种植,完善区域绿化景观。在护坡上种植杨树、柳树等喜水性树木和芦苇等水生植物,形成绿色生态的河堤景观。同时将水系规划与绿化景观紧密相连,构成生态系统网络。

乌海市给水系统采用环状管网以保障供水安全,同时采取分质供水,充分合理地利用水资源。排水系统规划逐步将排水体制改为分流制,污水处理厂采用集中与分散相结合的原则来建设。充分利用经处理达标后的废水作为黄河补给水、工业再利用水和景观生态用水,将污水再用水及雨、洪水作为城市景观用水和地下水回补水[9]。

4 结语

乌海市是典型的干旱区城市,水资源的稀缺和地下水的过量开采是乌海水系规划应该重要解决的问题。本文对乌海市水系规划布局、水系的保护、水系的生态、景观和防灾功能以及水系规划与城市建设的关系进行了研究。最后认为干旱区城市水系规划应采用循环使用水资源的方式来解决问题,同时结合河道和城市布局进行水系布局;应优先保护水系自然环境、积极完善水系功能建设,同时应协调好其与城市建设之间的关系,以充分发挥水系功能,达到水系与城市的可持续发展。

[1]赵辉.周易冰.徐靖文.可持续的城市水系环境综合改造实践[J].城市规划.2010(3).

[2]倪军.乌海市水资源在城市发展中需要研究的几个问题.[J].内蒙古科技与经济.1999.

[3]强桂芬.对乌海市地下水超采区的评价.[J].2004(4).

[4]李旭东.全化民.乌海市地下水资源状况及可持续利用对策.环境与水资源.2004(1).

[5]崔亚伟.陈金发.地下水有机污染物监测技术的研究现状[J].地下水,2009(31):23-26.

[6]李珉.试论城市水系规划的必要性及其主要内容.[J].安徽地质.1997(7).

[7]王爱敏.论城市水系的多功能效应.[J].华中建筑.2009(6).

[8]吕书君.我国地下水污染分析[J].地下水,2009(31):1-5.

[9]周玉娥.乌海市洪水资源及利用分析.[J].内蒙古水利.2004(1).