山区城市河流综合治理模式及案例探讨

许凤冉，刘德杰，白音包力皋

（1.中国水利水电科学研究院水力学研究所，北京100038；2.山东省龙口市住房和规划建设管理局，山东龙口265701）

山区城市河流综合治理模式及案例探讨

许凤冉1，刘德杰2，白音包力皋1

（1.中国水利水电科学研究院水力学研究所，北京100038；2.山东省龙口市住房和规划建设管理局，山东龙口265701）

山区城市河流面临洪水急涨急落、水量丰枯变化明显和亲水空间有限等问题，已成为城市河流治理中普遍面对的难点。本文提出山区城市河流近自然综合治理的可行模式。按照安全、自然、亲水和文明的理念，从水安全、水资源、水环境、水生态、水景观和水文化等方面实施综合治理。强化洪水风险和应急管理能力，维持河道自然形态和枯水期基流量，加强点源和面源污染的拦截净化，保护河道生态多样性，塑造自然型水流和亲水景观，保留河道深潭浅滩结构，河道子槽以蜿蜒型水流和跌水为主，利用滩地为市民提供安全、舒适的滨水空间，保护少数民族水文化和历史文化。以云南楚雄龙川江和重庆酉阳龙潭河为案例，分别探讨了现有城市拓展地区和新建城区的河流治理方案，对我国类似流域城市河流治理具有参考意义。

城市河流；山区城市；综合治理；龙川江；龙潭河

1 研究背景

河流是城市经济社会系统与自然生态系统相互联系的重要纽带。以往城市河流治理主要关注防洪、排水功能和资源开发，忽略河流生态保护。河道严重人工化，滨岸带密集建设，这些传统的河流开发方式导致河道自然形态改变、水体水质恶化、生物栖息条件破坏、生态失衡、景观单调和亲水空间缺乏。随着我国城市现代化建设的加快和人们生活水平的提高，人们逐渐认识到城市河道在满足防洪排水要求的同时，还具有水体自净、生物栖息地和景观休闲等多方面功能，传统的工程治理理念和技术已经不能满足需要，正在向重视城市河流水安全保障、生态保护和社会服务等多种功能综合治理转变。

为此，国内外很多学者考虑到城市河流的综合功能，提出了生态友好型的城市河流治理理念并付诸实践。西方发达国家早就认识到生态保护的重要性，注重河流自然生态保护和修复，充分发挥河流的综合服务功能［1-2］。20世纪50年代，德国实施了近自然河道治理工程，在满足人类需求的同时，维护或创造河溪的生态多样性［3］。这些理念后来在欧美及日本被广泛应用，并取得了不错的成效［4-5］。近年来，我国学者们对城市河流治理理念的认识不断深入。常青等［6］结合滹沱河石家庄市区段治理工程，提出“以绿代水”的干旱区城市河流生态恢复与重建模式。王沛芳等［7］运用“水安全、水环境、水景观、水文化、水经济”五位一体的河流生态系统建设模式，并以连云港市为例进行了探讨。刘树坤［8］提出了“自然、亲水、文化”的城市河流治理理念。陈兴茹［9］提出了“自然-亲水-文化”的城市河流内涵和评价指标体系。高甲荣等［10］指出河溪近自然治理要遵循多目标兼顾、生态保护、自然美学和文化保护等原则，但工程方案并无统一的要求和规定。我国自然地理条件和经济社会发展水平多种多样，有必要结合不同流域和地区特点，因地制宜，研究城市河流的治理模式，使先进的城市河流治理理念在实践中得到深化和发展。

处于山区的城市河流往往面临洪水急涨急落、水资源丰枯变化明显、城市用地紧张、亲水空间狭窄等问题，很多中小河流还缺乏水文、水质和生态基础资料。因而，在我国城市化加速、城市建设区域扩展和生态保护需求不断提高的背景下，山区城市河流治理已经成为我国城市发展过程中普遍面对的难点问题。山区城市往往沿着河流上下游扩张建设，同时逐渐强化水资源开发利用与堤防工程建设。由于山区河流空间有限，在城市化过程中面临着挤占河道空间、增加洪水风险、污染河道和改变河流自然形态等问题；城市上游水利工程加大城市供水，还会导致河道基流得不到保障。本文提出山区城市河流近自然综合治理的可行模式，以楚雄市龙川江和酉阳县龙潭河为例进行探讨，后期对我国类似地区城市河流治理参考。

2 山区城市河流治理思路与模式

按照安全、自然、亲水和文明的理念，从单一治理转变为系统治理，实施水安全、水资源、水环境、水生态、水景观和水文化六位一体综合治理（图1）。针对山区河流丰枯变化明显、洪水陡涨陡落、发展空间不足和生态脆弱等问题，提出山区城市河流的综合治理模式，强化洪水风险管理和应急响应能力，实施近自然治理，促进人水和谐，塑造河流亲水景观，保护特色水文化，提升人居环境质量。

图1 山区城市河流综合治理模式

2.1 水安全水安全是城市河流治理的前提。将防洪排涝与水量调配、水质保护、景观建设相结合，在保障城市安全的同时，提升城市河流品质。由于山区河流水文监测基础数据不足，洪水响应时间有限，需要充分利用城区上游雨情、水情站点，强化监测预警和应急响应能力。同时，以洪水风险图为依据，优化城市空间布局，减少洪涝损失。由于山区洪水流速快，冲刷能力强，城市河道景观和亲水设施建设过程中采用耐冲刷材料，可减轻洪灾损失和后期维护难度。

2.2 水资源水资源的合理配置和持续利用是城市河流治理的基础。从供水管理转变为需水管理，在水资源刚性约束条件下，统筹考虑经济社会与生态环境用水需求。在此基础上，通过水源工程建设，提高供水保证率；蓄滞城市暴雨产流，用于道路冲洗和绿化灌溉。在缺乏水文资料情况下，可利用上游水利工程设计资料或邻近地区水文站历史监测数据，采用tennant法或水力学方法［11］，估算河道基流量。山区河道比降较大，在缺水地区通过水资源循环利用或中水回用来保障河道基流量，投资和维护费用较高。需要完善上游水利工程的生态环境友好调度方式，保障河道基流量。

2.3 水环境水环境的有效保护是城市河流品质提升的保障。根据水功能区限制纳污红线，从不同污染源的污染物排放量及其迁移、转化、入河的全过程进行治理，加强点源和面源污染的拦截净化，通过蓄滞雨洪措施、岸边带小型湿地和植物过滤措施，发挥净化水质、减轻水土流失和美化环境作用，减少城镇地表径流和农业面源污染。建立河流垃圾清理和保洁机制，加强公众参与和宣传教育。

2.4 水生态保护河流自然生态是维护生物多样性和水生态文明建设的要求。山区河道水量丰枯变化大、水土流失严重、滨岸带城市建设空间有限，应尽量维持河道自然形态，保护河道平面多样性，采取复式断面形式，子槽以蜿蜒型水流和跌水为主，利用滩地营造安全、舒适的亲水空间；尽可能保持河道纵断面的多样性，河道建设过程中保留深潭、浅滩相间结构，维护生物栖息地多样性，使河流廊道成为自然生态与城市文明的联系纽带。

2.5 水景观良好的水景观是改善城市人居环境质量的需要。山区城市河流水景观包括山体运动公园、河滩地水景观和河道溪流与深潭水景观。具有动静结合、景观多样的特点。需要根据两岸城市发展布局和防洪安全要求，确定周边陆域的城市功能定位，形成整体景观规划概念框架，勾画重要景观节点，展现城市品位与特色，为人们提供亲近自然河流的空间。

2.6 水文化水文化是城市河流治理的灵魂。山区城市河流往往具有丰富的历史文化和民族文化资源，且受到商业化和城市化的干扰较少，需要在河流规划治理中特别重视。通过充分挖掘和保护河流相关的历史典故、文化遗迹和少数民族风俗，将其融入城市河流景观建设。同时，宣传水资源节约与高效利用、水环境保护理念，提升公众用水文明水平。

3 案例分析

结合亚洲开发银行在云南省楚雄市和重庆市酉阳县开展的有关城市防洪与河流治理基础设施建设项目，对楚雄市龙川江和酉阳县龙潭河的综合治理进行探讨。龙川江与龙潭河都属于山区流域。龙川江穿过楚雄市城区，属于原有城市拓展建设区，人口较为密集，水资源供需矛盾突出，上游有大型水库控制，城区现状水质较差，且属于少数民族集中居住区。治理过程中需要重点解决河道基流保障、水质改善和少数民族文化保护等问题。龙潭河流经的龙潭镇河段，属于缺乏基础设施的新建城区，将进行大规模城市化建设，目前水资源开发利用程度较低，水质较好，流域内缺乏水文、水质监测站网。治理过程中面临着基础资料匮乏、生态环境脆弱和古镇文化遗产保护等难点。

3.1 云南楚雄龙川江

3.1.1 概况与问题楚雄市是楚雄彝族自治州政府所在地，位于省会昆明以西130 km，海拔1 750 m，市区人口约15万，彝族人口占20%，属于金沙江一级支流龙川江流域。龙川江由北折向东南穿过楚雄市中心地带，流域面积9 327 km2，河道天然坡降3.7‰，多年平均降雨量876 mm，多年平均水资源量16.13亿m3。近些年，随着城市化进程和经济社会发展，城市防洪压力加重。由于老城区雨污合流，收集处理能力不足，部分污水直接入河，目前难以达到水功能区划要求的Ⅳ类水质标准。近年遭遇连续枯水年，下游河道基流得不到保障。龙川江城区段总长25.9 km，中段中心城区有堤防10.4 km，防洪标准达到50年一遇，上段和下段基本没有堤防。楚雄市区规划沿龙川江向上游段扩展（从青山嘴水库大坝到上章村桥约9.4 km的河段），需要结合新的城市化建设，开展龙川江综合治理。

3.1.2 治理措施

（1）强化洪水风险管理。2009年，在市区上游14.5 km建成青山嘴水库，设计总库容1.1亿m3，使城市建设区防洪标准达到50年一遇，农田防洪标准达到10年一遇。在上游段的城市化扩展区，保留河滩地现有基本农田，在河谷两侧建设不连续的堤防。依靠不同频率洪水风险图，采取非工程防洪措施。考虑新的城市化发展和青山嘴水库的建设运行，更新洪水预报程序和应急响应预案，提高山区洪水预警和应急响应能力。在新建城区采取减少城市径流和水质污染的措施，建设透水地面和地下排水设施，通过地表和地下空间蓄滞暴雨产流。

（2）保障枯水期河道基流。龙川江流域属滇中干旱区。青山嘴水库建成以来，对流域抗旱发挥了重要作用。随着流域经济社会用水量进一步增加，供需矛盾将更加突出，仅靠本地水资源难以支撑流域经济社会的用水需求。通过实施“滇中引水工程”等外流域调水工程，推行强化节水措施，使流域的灌溉水利用系数提高到0.65～0.70，楚雄水资源供需紧张状况将得到明显缓解［12］。通过优化青山嘴水库的调度运行方式，确保水库设计生态流量0.2～0.3 m3/s。

（3）完善污染物全过程处理。在新的城市发展区建设雨污分流系统，提高老城区污水截留能力，严格整治流域工矿企业污染源。通过蓄滞雨洪措施、小型湿地和植物过滤措施，减少城乡面源污染。建立河流垃圾清理和保洁机制，加强公众参与和宣传教育。

（4）维护河流生态多样性。在老城区上游新的城市化区域，保护现有河道平面形态，利用与河道相连或邻近的现状湿地，将这些湿地包含在堤防范围内，拓展堤防间河流廊道宽度，营造宽窄变化、深潭浅滩相间的河流廊道。

（5）塑造近自然型水流和亲水景观。为保护河流生态和景观的多样性，同时考虑到山区河流洪水流速快，冲刷能力强，保持河道的自然蜿蜒特征和河势。考虑到龙川江为山区性河流，存在河床坡度大、水质污染、城镇发展空间有限、亲水空间不足和水生态保护等问题，不宜逐级蓄水形成水面景观。河道中建设拦水建筑会减缓流速，降低行洪能力和水体自净能力，阻隔水生动物活动，高温季节造成藻类过量生长。因而，采取复式断面形式（图2），现有河道蜿蜒分布在堤防之间，主槽以蜿蜒型水流为主，同时建设高度为30 cm的梯级跌水；滩地建设连续的步行系统及滨水休闲、健身场地，加强滩地与两岸沟通联系，增强滨水空间的可达性，为市民提供亲水空间。这种断面形式和水流状态有利于河流生态和景观的多样性。

图2 断面形式

（6）保护彝族特色水文化。彝族传统文化中有丰富的保护水资源意识。彝族认为干净的水源是福禄水、吉祥水和祖源水，把水视为珍贵礼物献给祖先，认为用水和水蒸气可以净化污秽，把污染水体和过度捕捞水生生物视为罪孽［13］，在节日、祭祀、嫁娶、丧葬等很多文化活动中都融入了爱护和尊敬水的思想，需要在城市化过程中加以继承和发扬。龙川江两岸分布有彝人古镇，在河流治理规划设计过程中应加强彝族公众的参与，在河道堤防与景观建设中融入少数民族的景观元素。利用滨河广场开展彝族歌舞表演，并进行节水、护水宣传教育。

3.1.3 治理效果楚雄市龙川江河道综合治理工程（亚行贷款）已于2015年完工。从青山嘴水库泄洪口至上章村公路大桥段，长9.4 km。上游郊区乡村段防洪标准为10年一遇，主要采取补种树木、修复河堤等生态治理方式；下游城区河段防洪标准为50年一遇，采取复合式河堤方式进行治理，并在河道堤防两岸沿河种植植物及河滨挺水植物，建设城市景观绿化（面积20 hm2）、休闲娱乐空间、水土保持、防洪预警系统、环境改善治理等。本文提出的山区城市河流综合治理模式在该工程规划设计和施工过程中得到了体现，发挥了提高防洪保障能力、美化城市环境和保护河流近自然形态等综合功能。

3.2 重庆酉阳龙潭河

3.2.1 概况与问题龙潭河位于重庆市酉阳县东南部，由北向南流经酉阳县，属沅江水系，流域面积1 260 km2，地表水资源总量6.95亿m3。酉阳县境内流域面积840 km2，其中中山占67.4%，低山占27.3%，平坝占5.3%。多年平均降雨量1 350 mm，多年平均径流深827 mm，地表水资源总量6.95亿m3。流域内山高坡陡，洪水陡涨陡落。水资源季节分配不均，暴雨天气主要发生在5—10月，其中7、8月份发生机会最多。

龙潭镇位于酉阳县域东部偏南，居龙潭河畔。按酉阳县和龙潭镇城市发展规划和布局要求，龙潭镇为新的县城发展区，将成为主要城镇人口聚集区，2020年总人口达15万人左右。新县城发展区域从现有龙潭镇向龙潭河上下游延伸，沿龙潭河长约4.5km，分3个区域：上游段是政府办公区，中间为居住区，下游段为古镇文化遗产保护区。新县城面临着防洪工程体系薄弱、水文监测条件缺乏和水质污染严重等突出问题，需要开展龙潭河的综合治理。

3.2.2 治理措施

（1）强化监控体系和应急管理能力。由于龙潭河现无水文站，洪水频率分析精度较差，在建设堤防工程的同时，重点要实施超标准洪水的非工程管理措施。为提供足够的响应时间，在新县城上游增设水文站，对上游主流加强监测。结合洪水预报预警和新的城市化建设情况，制定和实施洪水应急响应规划，提高公众对洪水风险的知情和准备能力。

（2）科学规划建设污染处理设施。在新县城人口增长和产业发展等大规模开发建设情景下，应采取相应的保护措施，对工业企业实施达标排放管理，建设新县城污水处理厂和雨污分流系统，控制城镇点源污染；在两岸堤防外建设生态缓冲区，通过蓄滞雨洪和岸边带过滤措施，减轻面源污染。

（3）保护河流自然生态。龙潭河在新县城河段两侧山间的河谷阶地宽约1 km。多数河段为深切河道。将堤防建设在河滨带生态缓冲区之外，保护河流中现有的浅滩、深潭、岸边带缓冲区，同时降低堤防高度。为达到20年一遇防洪标准，堤防高度不超过1.5 m。采取图2所示的复式断面形式，主槽为蜿蜒型水流；滩地作为滨水休闲、健身空间。

（4）保护古镇水文化。龙潭是中国历史文化名镇，已有1 700余年历史。新县城下游右岸为古镇文化遗产保护区（图3），有1.4 km2明清建筑群。在堤防建设中，在左岸一侧留出行洪空间，在古镇所在的右岸一侧不修建堤防，保留古码头台阶遗址。

图3 龙潭河古镇河段（面向下游）

4 结论

对于山区城市河流面临的洪水响应时间短、水量丰枯变化明显、城市用地空间紧张、基础资料缺乏等问题，本文按照安全、自然、亲水、文明的理念，提出了基于水安全、水资源、水环境、水生态、水景观、水文化等综合治理模式。强化山区洪水风险管理和应急管理能力，城市河道景观和亲水设施建设过程中采用耐冲刷材料，维持河道自然形态和枯水期基流量，加强点源和面源污染的拦截净化，采取复式断面形式，子槽以蜿蜒型水流和跌水为主，保护河道纵断面形成深潭浅滩结构，利用滩地建设滨水步行系统和休闲、健身场地，保护河道生态多样性和传统水文化，为市民提供亲水空间，提升人居环境质量，可为我国山区城市河流治理提供参考。

参考文献：

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［3］朱国平，王秀茹，王敏，等.城市河流的近自然综合治理研究进展［J］.中国水土保持科学，2006，4（1）：92-97.

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［6］常青，李洪远，何迎.北方城市干涸河流区域资源管理与环境整治模式——以滹沱河石家庄市区段生态恢复与重建模式为例［J］.自然资源学报，2005，20（1）：7-13.

［7］王沛芳，王超，侯俊.城市河流生态系统建设模式研究及应用［J］.河海大学学报：自然科学版，2005，33（1）：68-71.

［8］刘树坤.21世纪中国大水利建设探讨［J］.中国水利，1999（9）：16-17.

［9］陈兴茹.自然-亲水-文化的城市河流评价指标体系研究［J］.中国水利水电科学研究院学报，2014，12（3）：225-233.

［10］高甲荣，肖斌，牛健植.河溪近自然治理的基本模式与应用界限［J］.水土保持学报，2002，16（6）：84-91.

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［13］陈鸿，张纯德.开发利用少数民族水文化保护水资源——以彝族水文化为例［J］.思想战线，2011，37（12）：11-12.

Model and case study of integrated river restoration in a mountainous city

XU Fengran1，LIU Dejie2，Baiyinbaoligao1
（1.China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing100038，China；
2.Bureau of Housing and Development of Longkou City，Longkou265701，China）

Rivers in a mountainous city are usually confronted with problems of short flood response time，water shortage in the dry season，and shortage of hydrophilic space.Thus，restoration of urban river in small watersheds has become a difficult issue.We developed a feasible model for integrated river restora⁃tion in a mountainous city.Based on the concept of safety，nature，enjoying water，and civilization，inte⁃grated measures of flood control，water resources allocation，environmental protection，ecological restora⁃tion，river landscape，and culture protection should be implemented.We propose measures to strengthen ca⁃pacity of flood risk and emergency response management.River natural morphology and the base flow in the dry season should be maintained.Water pollution could be treated by constructing polluted water treat⁃ment plants and buffer areas along the river.River pool-riffle structure should be maintained.The low flow channel is meandering in the channel with water falls.Habitat diversity is restored.The flood land is con⁃structed for citizens to enjoy the water.The integrated restoration is discussed taking the case study areas of the Longchuan River in Chuxiong City，Yunnan Province and the Longtan River in Youyang County，Chongqing City.This study can provide a reference for the similar river restoration in China.

urban river；mountainous city；integrated restoration；Longchuan River；Longtan River

TV85

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2016.04.006

1672-3031（2016）04-0274-06

（责任编辑：王成丽）

2015-07-06

国家自然科学基金面上项目（50979114）；水利部公益性行业科研专项（201101023）

许凤冉（1981-），男，河北承德人，高级工程师，主要从事城市河流治理与生态修复研究。E-mail：xufr@iwhr.com