基于敏感性分析的徐州市水生态综合治理

2015-12-15范荣亮郑国威

水利规划与设计 2015年5期

关键词：塌陷地敏感区徐州市

田坤，范荣亮，安婷，郑国威

（1.北京市南水北调办公室南干渠管理处，北京100195；2.北京中水新华国际咨询工程有限公司，北京100044；3.徐州市水务局，江苏徐州221000）

基于敏感性分析的徐州市水生态综合治理

田坤1，2，范荣亮3，安婷2，郑国威2

（1.北京市南水北调办公室南干渠管理处，北京100195；2.北京中水新华国际咨询工程有限公司，北京100044；3.徐州市水务局，江苏徐州221000）

结合党的十八大提出的生态文明建设目标和水利部下发的关于水生态文明的相关文件，首先分析了徐州市生态现状，然后基于遥感和G I S技术，选用了6个代表性因子，采用取最大值法对徐州市生态敏感性及其空间分布进行了分析，按生态敏感性的高低将徐州分为5级：极高敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区和非敏感区，为徐州市水生态文明建设生态保护与修复工作提供数据支撑。最后，依据分析结果对徐州市水生态文明城市建设中饮用水源地和保护、水源涵养、湿地保护、矿区塌陷地修复、河湖连通与滨岸修复、地下水保护6个方面的内容进行初步探讨，旨在对徐州市水生态的综合治理提供了理论依据。

水生态；生态敏感性；生态保护与修复；治理；建议

党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义建设总体布局，把“美丽中国”作为生态文明建设的宏伟目标。水生态文明是生态文明建设的重要组成和基础保障，水利部要求大力推进水生态文明建设，于2013年7月31日下发了《水利部关于加快开展全国水生态文明城市建设试点工作的通知》（水资源函［2013］233号），明确徐州是水利部首批水生态文明城市建设试点之一。近年来，随着徐州市城市建设与社会经济急速发展，水生态环境状况面临严重威胁；随着人们生活水平的提高，公众对水生态环境也提出了更高的要求，这些都迫使徐州市必须开展水生态文明城市建设以改善环境、修复生态。

1 徐州市主要生态问题

徐州市位于江苏省西北部，是江苏省重点规划建设的三大都市圈核心城市和四个特大城市之一，具有重要的区位优势和战略地位。近年来，随着徐州市城市建设与社会经济急速发展，水生态环境状况面临严重威胁，具体体现在以下7个方面：（1）水资源短缺，地下水存在超采现象［1-3］；（2）小沿河水源涵养区和凤凰山（睢宁）水源涵养区目前尚未划定禁止开发区，也未正式开展涵养林建设及隔离保护工作［4］；（3）饮用水源地保护区的保护工作开展较晚，且保护措施还不够完善［5］；（4）徐州市现有湿地总面积76807.82hm2，保护自然湿地面积26114.66hm2，自然湿地保护率仅为34%。人工湿地中水产养殖场所占比重最大、库塘、输水河和煤炭塌陷地较少［6-7］。（5）徐州市水土流失治理率不到60%［8］。（6）徐州市塌陷面积仍以每年3000～5000亩的速度增加；并且涉及铜山、沛县、贾汪、九里、经济开发区等五个县（区），部分采煤塌陷区常年积水而废弃，得不到合理的利用，对生态环境造成影响［8-10］。（7）部分滨岸段还需进一步采取措施进行生态护岸，徐州市其他县区部分主要河道仍存在河岸坍塌及淤积问题，需进行生态护岸修复［11-12］。（8）主城区骨干河道已经达到50年一遇防洪标准，但铜山区和贾汪区部分区域性骨干河道以及骆马湖湖西、沂河、沭河、邳苍分洪道等流域性骨干河道的防洪标准偏低，防洪体系设施普遍老化失修，防洪保安能力下降［13-16］。

2 徐州市水生态文明城市建设目标

水利部于2013年7月31日下发了《水利部关于加快开展全国水生态文明城市建设试点工作的通知》（水资源函［2013］233号），明确徐州是水利部首批水生态文明城市建设试点之一。徐州市根据水利部相关要求，积极开展水生态文明建设工作。

基于徐州市生态现状和《徐州市水利水务现代化规划》、《徐州市“水更清”行动计划》等具有徐州特色的相关规划基础上，徐州市明确了水生态文明城市建设的目标，即以科学发展观为指导思想，全面贯彻党的十八大关于生态文明建设的战略部署为核心，构建严格控制有效考核的水资源管理体系、优化配置高效利用的水资源配置体系、人水和谐河湖健康的水生态环境体系、集约高效配套完善的供水保障体系、安全达标引排畅通的防洪排涝保障体系、汉风乐舞山水彭城的水文化体系，不断提升徐州市水生态环境、管理、用水和意识文明水平，实现“河湖连通润彭城、人水和谐惠民生”。

3 徐州市生态敏性分析

3.1 评价方法

区域生态系统受土地利用、地形、地貌、水文及生物多样性等多方面的影响，影响因子的变化会使原生态系统偏离稳定的平衡状态。根据江苏省生态功能区划及徐州市自然生态特征，运用G I S技术，采用取最大值法对徐州地区的土地利用、水敏性、生态敏感性及其空间分布进行了分析，为徐州市水生态文明建设生态保护与修复工作提供数据支撑。

3.2 影响因子敏感性等级的划分

根据研究区生态系统在遇到外界活动干扰时发生生态失衡和生态环境问题的可能性大小，将每个敏感性因子按影响程度划分为极高敏感、高敏感、中敏感、低敏感和非敏感5个等级；为了运算的方便，从低至高分别赋值1-9分不等（见表1）。

3.2.1 土地利用利用因子

将城市规划用地类型为禁建的区域列为高敏感性区域，如林地和河流；将城市规划用地类型为有条件建设区和限制建设区视为中敏感区，如草地，耕地，未利用地；将城市规划用地类型为可建区为低敏感区，如城镇用地。图1为徐州市2006年土地利用图，徐州市林地面积较少不足占市域面积的近1/5；大部分为耕地占市域面积的近一半；徐州是全国交通枢纽，同时又是军事重镇，所以城镇用地（居民用地和交通用地等）占了很大的比例，占市域面积的1/4以上。故黄河横穿徐州，京杭大运河东穿徐州市，在一定程度上影响着城市格局的发展方向；另外矿业资源对土地利用格局形成和演化及促动作用将持续存在；交通，尤其是快速交通网络的发展将越来越成为城市格局变化扩展的牵引力。

图1 徐州市土地利用现状

3.2.2 水体因子

水体对工农业生产和人类生活有着极其重要的影响，且徐州又属于资源型地域城市，所以，使得境内水体因子的生态敏感性等级较高，徐州市水系图见图2。河流通过连通流域的干流、支流、湖泊、水库、湿地等纵向空间，及河流水体、水陆交错带、两岸湿地、滩地等横向空间，传送物质与能量，为水生和部分陆生生物提供基本生境，维持了河流良好的生态格局，保障了河流水生态系统物质、能量、信息交换的畅通，有利于生物的栖息与繁殖。因此，骆马湖湿地自然保护区为极高级敏感区。河流及其滩涂、湿地为生态高敏感区，其两侧阶地一定范围为中敏感区，其余地区为低敏感区。徐州市水敏感性分析见图3。徐州市降雨量少，蒸发量大，水资源贫乏，河流是整个生态系统中非常重要的一部分。徐州市具有得天独厚的自然水域，其中有8条呈放射状的贯穿或途径主城区。

图2 徐州市水系现状简图

图3 徐州市水敏感性分析图

表1 敏感性因子等级及敏感指数

3.2.3 坡度因子

利用徐州地区数字高程模型生成坡度图。根据《水土保持法》规定，“禁止在二十五度以上陡坡地开垦种植农作物”，“在禁止开垦坡度以下、五度以上的荒坡地开垦种植农作物，应当采取水土保持措施”，结合徐州市地形情况，以坡度5°、15°、25°为界限，相应划分为非敏感区、低生态敏感区、中敏感区及高生态敏感区。

3.2.4 地貌因子

地貌敏感性等级的划分主要是根据土壤的理化性质、地貌条件等分析其植被生长的限制性因素，将无限制宜农耕地化为非敏感区，有限制宜农耕地划分为低敏感区，将宜林用地划为中敏感区，宜林宜牧用地划为高敏感区。

3.2.5 灾害风险因子

徐州地区塌陷风险主要是煤矿采空塌陷。由于采煤塌陷地会引发不可预知的环境问题，总体上生态敏感性较高。根据采煤塌陷危害程度，将未稳沉采空区划为高敏感区，稳沉采空区划为极高敏感区；徐州处于多条断裂带穿越的地震风险区，但由于地震灾害的重现期较长，不确定性较多，故将地震风险的敏感性总体等级划得较低。将有活动断裂带穿越的高风险地震划为低敏感区，将有隐藏断裂带穿越的低风险地震区划为非敏感区。区域内的防洪主要是防御沂沭泗流域可能发生的特大洪水，依徐州市的防洪规划滞洪区分为极重灾区、腹部重灾区和边缘重灾区，将极重灾区划为高敏感区，腹部重灾区划为中敏感区，边缘重灾区划为低敏感区。徐州市灾害风险分布见图4。

图4 徐州市灾害风险分布图

3.2.6 自然保护区因子

自然保护区为人类生存提供一定生态服务功能、具有直接或间接生态系统效益的区域，依行政管理级别可分为国家级、省级、市级和县级等，根据保护区的管理级别将省级自然保护区、市级自然保护区、县级自然保护区分别划分为高敏感区、中敏感区和低敏感区。徐州市重要自然保护分布图见图5。

图5 重要自然保护区分布图

3.3 生态敏感性分析

利用G I S软件，对地貌、坡度、水系、土地利用、灾害风险和自然保护区6个因子对生态系统的影响程度进行空间叠加分析，得到徐州市生态敏感性图，见图6。

图6 徐州市生态敏感性综合分析图

经过对叠置后的属性数据进行统计分析，非敏感区主要分布于睢宁、邳州、铜山县东部和北部；低敏感区主要分布在新沂市、邳州西北部、丰县、沛县；中敏感区分布于新沂河沿线滞洪区、微山湖湿地缓冲带；高敏感区主要分布于故黄河、大沙河和京杭大运河沿线、马陵山自然保护区、微山湖湿地自然保护区及区域中部和贾汪丘陵地带；极高敏感区主要分布在微山湖、骆马湖沿线及铜山县和贾汪煤矿塌陷区。非敏感区与低敏感区两者之和近徐州市域面积的3/4，表明徐州地区的生态敏感性总体上较低。

不同生态敏感区的生态功能不同。其中生态高敏感区域是维持生态系统稳定的主要部分，也是城市生态格局的重要支撑，是水生态系统保护与修复的重点，需要采用多种方式有针对性的保护与修复措施。中高和高敏感以上的空间范围应禁止一切与保护无关的开发建设活动，通过实施水源保护、水系恢复、自然保护区建设等措施，促进区域生态环境改善和生态功能恢复。

3.4 高敏感区地块分布

结合生态敏感性分析结果，针对5级以上的高级敏感区进行量化。其中9级敏感区有14块，分别是沛县微山湖饮用水源保护区、沛县地下水饮用水源地、小沿河饮用水源保护区、丁楼地下水饮用水源保护区、小沿河饮用水源涵养区和矿区塌陷地、贾汪区地下水饮用水源地、黄墩湖湿地自然保护区和（中运河）饮用水源保护区骆马湖（新沂）湿地自然保护区、大洞山水源涵养区、贾汪潘安湖湿地、贾汪督公湖湿地和矿区塌陷地、沛县矿坑塌陷地、云龙湖风景名胜区环城和徐州环城国家森林公园。其中涉及饮用水源地和保护区、水源涵养区、湿地保护、矿区塌陷地和自然保护区。

7级敏感区有，8条主要河流（大沙河、徐沛运河、奎河、故黄河、京杭运河、沂河、沭河、房亭河）和沿岸湿地、微山湖湖西湿地风景区、马陵山风景区、岠山风景区、泉山风景区、九里湖湿地公园。

5级敏感区为河流的两侧阶地一定范围、零星湿地、矿坑塌陷地、丰县区地下水水源地保护区、邳州地下水水源地保护区、七里沟地下水水源地保护区、张集地下水水源地保护区、睢宁县地下水水源地保护区、新沂市地下水水源地保护区和黄墩湖洪水调蓄区。

4 徐州市水生态文明实施建议

结合徐州市生态敏感性分析，将徐州市水生态文明建设中水生态保护和修复工作重点划分为饮用水源地和保护、水源涵养、湿地保护、矿区塌陷地、河湖连通和地下水保护6个方面；自然保护区和风景区有相应发展规划，本文不单独提出建议。

4.1 饮用水源地保护

小沿河饮用水源地和骆马湖饮用水源地是徐州市最重要的2个地表水饮用水源地，同时也均是南水北调东线工程的调蓄湖，因此2个饮用水源地的保护工程尤为重要。

围绕小沿河饮用水源地近期、中期和远期目标，以河道整治为基础，污染源控制为重点，生态净化工程为辅助，通过实施河道整治工程、隔离防护工程、农田面源污染治理工程、拦污截污工程、入湖河段治理工程、水质净化提升工程、顺堤河备用水源地建设保护工程等，形成较为完善的水源地水量、水质保障工程体系。

对于骆马湖饮用水地，划分饮用水水源保护区，包括一级保护区、二级保护区和准保护区。严格按水源地保护区的对应要求执行，并应设立明显的范围标记。对骆马湖主要进水支流房亭河、老沂河、骆马湖周边排涝涵洞、湖东排水回龙堰等进行严格管理，严禁有毒有害物质排入水源地。建立健全饮用水源安全保障应急机制，进一步强化责任。骆马湖沿岸地区应优先发展高效益、低污染的生态农业。建立无公害农产品、绿色食品和有机食品生产基地，推广生态养殖技术、秸秆综合利用技术、畜禽养殖场污染防治技术，最大限度地降低农业生产对水源保护区的影响。

4.2 水源涵养

结合《江苏省重要生态功能保护区区域规划》，对徐州市云龙湖水源涵养区、大洞山水源涵养区、吕梁山森林自然保护区等重要水源涵养区划定保护区范围，适当建设隔离工程；在保护区范围内进行涵养林补种，增加森林涵养面积；加强保护区管理；严格禁止新建任何有损蓄水功能的项目，提出未经许可禁止进行露天采矿、筑坟、建墓地、开垦、采石、挖砂和取土等活动的建议。加大宣传，增强周边群众护林、防火意识，维持和改善其水源涵养功能。新建生态防护林，打造全方位的工程、生态保护屏障。

4.3 湿地保护

按照“以保护天然生境、维持自然生态过程为主，近自然恢复等人工生态控制为辅”的原则，以保护水生生物多样性和水域生态完整性为目标，重点实施微山湖、故黄河湿地、京杭运河流域湿地保护与恢复工程等。

微山湖湖西湿地、骆马湖（新沂）湿地为重点；微山湖湖西湿地、骆马湖（新沂）湿地以及骆马湖旁边的黄墩湖湿地均是徐州市的重要湿地，三处先后设立为湿地自然保护区。

京杭运河和房亭河是南水北调东线的清水通道，也是徐州市社会经济发展的重要基础。保护京杭运河河流湿地、维护京杭运河生态功能，加强沿线相关湿地的恢复治理，保持生态平衡，将为徐州社会经济可持续发展提供坚实的保障。

废黄河（含大沙河）、沂沭河流域、徐沛运河和煤矿塌陷区4个主要湿地分布区域为湿地保护重点区域。

4.4 矿坑塌陷区生态修复

选取适宜建设生态湿地的采煤塌陷区，合理保留塌陷水面，建设生态湿地，实现人与自然的和谐发展。重点开展潘安湖的二期工程建设、徐州市区和沛县张双楼煤矿塌陷区综合治理。

潘安湖二期工程为潘安湖煤矿塌陷地综合治理开拓期，主要任务为：水质提升、水系沟通、湿地建设、水体净化、驳岸生态建设等内容。

徐州市区西部有数量众多的煤矿塌陷地。借鉴拾屯河徐丰公路两侧区域开发成九里湖经验，综合治理新河塌陷地和群英塌陷地。主要采取清除浅滩及塌陷地周边垃圾和杂草、整理岸坡、建设滩地湿地、建设景观绿化带、水土保持、适度水产养殖、构筑进水渠道与出水渠道等措施，治理修复市区煤矿塌陷地。对于因地面塌陷导致的居民房屋倾斜，进行移民安置。

张双楼矿湿地近岸处，高程33.78～36.28m区域，选择种植芦苇、美人蕉、千屈菜等浅水水生植物。经过导流工程，将龙固污水处理厂、经济开发区污水处理厂、安国镇污水处理厂排放的1500万m3生活尾水引入湿地。经河道种植区处理后尾水中C O DCr、氨氮、SS将进一步降低。生态处理净化后的尾水由泵站翻入龙口河等三级水面河道内，解决灌婴灌区和邹庄灌区部分农田灌溉。

4.5 河湖连通与滨岸修复

河湖滨岸带是河流连续体不可分割的一部分，具有独特的植被、土壤、地形地貌和水文特征，这些决定了滨岸带生态系统的独特性、复杂性、动态性和生态脆弱性，也决定了其具有生态廊道生物栖息地、污染防治、水土保持、固定岸坡、景观休闲娱乐等多重生态功能。通过建设生态护岸和重建植被群落提高水系廊道本身生态功能。以“八带”的河湖滨岸修复为重点，辐射其他重要河流。

主城区以云龙湖、故黄河为市区水环境提升的中心和枢纽，对上下游沿线以及新城区共19条河道进行水系贯通，其他县区进行城区河道补水，以增加河道生态基流，提高河道水环境容量，改善水体水质。重点开展云龙湖生态调水和水质提升，研究实施三八河与故黄河、京杭运河水系沟通，加速水体流动，改善河湖生态环境自我修复能力，提高水环境承载能力。

4.6 地下水保护

加强地下水资源的保护，严格落实地下水量和水位双控制红线，加快地下水超采区的治理与修复，基本实现采补平衡，控制地质灾害发生；合理开发利用地下水资源，逐步将地下水源转为备用水源，减少地下水开采量，提高安全供水能力及应急能力。

根据徐州市各县（市、区）区域供水规划，区域供水覆盖区域的地下水取水井应封井备用，压缩整合地下水源的开采区与开采量，保留汴塘、张集水厂、汉王等3处地下水源地，规模压缩至20万m3/d，其余地下水源地作为应急备用水源。保留区域供水未覆盖地区的城镇及农村生活取水。部分建设工业地面水厂的地区，严禁地下水开采。

针对徐州地区丰县县城、沛县县城、徐州市区小山子水厂等地下水超采区制定地下水水位控制方案，并根据地下水水位变化情况及经济社会发展适时进行调整。根据制定的年取用水总量控制指标和年度用水总量控制计划，制定各县（市、区）年度用水计划，严格取水用水计划管理。规范取水许可管理，严格新增取水审批，建立健全取水许可登记库，并联网运行。

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