澄江环湖地区海绵城市规划策略探索

2018-07-18马强，朱骅

水利规划与设计 2018年6期

马强，朱骅

(上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司，安徽合肥 230031)

1 海绵城市背景介绍

在我国，海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并能加以利用。对应于国外20世纪90年代提出的“低影响开发”(1ow impact development，LID)理念。

海绵城市是高效科学的雨洪管理理念和手段，是顺应自然、尊重自然的低影响开发模式。海绵城市通过保护河、湖、塘等“海绵体”，通过改变“快排”的排水模式，修复遭到破坏的水生态系统，提高政府的管理水平，有效保证城市水安全、水环境等问题。

2 澄江特点分析

澄江县位于云南省中部、昆明市东南部。其中心城区全部位于抚仙湖北岸，主城区面积22.38km2。抚仙湖是云南省九大高原湖泊之一，位于云南省玉溪市澄江、江川、华宁三县之间，是我国的第二深水湖泊，也是珠江源头的最大湖泊，具体位置见图1。

图1 澄江区位图

抚仙湖属南盘江水系，流域面积674.89km2，其中湖泊水面面积216.6km2，陆地面积468km2。南北长31.4km，东西宽11.8km，湖岸线长100.8km，最大水深158.9m，平均水深95.2m，总蓄水量206.21亿m3。

环湖地区城镇生态敏感度较高，且具有三个较为突出特点。

(1)入湖水质要求高

湖泊通常受纳整个环湖流域的各类水体，面源污染的加剧、工业废水违规排放、生活污水排放量的增加通常导致湖泊水质易遭破坏且难以恢复。中国五大淡水湖中太湖曾发生蓝藻事件、巢湖更是我国“三河三湖”重点治污对象之一、洪泽湖总磷、总氮超标。

抚仙湖水质已经呈现下降的趋势，局部水域下降到II类水，正在从贫营养湖向中营养湖转化；抚仙湖湖面面积逐年减小、水位逐年下降，水位已降到1720.2m，低于1722.5m的正常水位。水环境容量的减少、径流区内面源污染的增加，使得海绵城市水环境保护的重要性愈发突出。

(2)环湖地区水文化需要挖掘

中华文化依水而生，环湖地区往往有着极其丰富的水文化内涵。澄江县历史悠久，抚仙湖是珠江源头第一大湖。现代城市的扩张和旅游业的急速发展，既需要高生态标准的城市建设，也对相关的海绵城市设施提出了突显本土文化特色的要求。

(3)湖区水量吞吐不平衡

湖泊蓄水量的下降多与人类活动密切相关，随着城镇化进程加快，生活、生产需水量的增加导致湖泊出水量增加；同时大肆的城市开发破坏了原本的下垫面条件，导致地下水补给量的减少，使得湖泊蓄水量呈下降趋势。

鉴于此，澄江海绵城市所承载的希望应在控制年径流保证率的基础上，优先保证水环境指标，保障抚仙湖处于I类水水质。

本文选取了云南抚仙湖地区的澄江县海绵城市专项规划作为典型案例，对环湖生态高敏感地区的海绵城市专项规划编制思路进行研究和探讨。

3 澄江海绵城市规划策略

根据澄江建设条件及环抚仙湖的独特性，澄江海绵城市规划策略选择“源头减排、过程降解、末端治理”的全流域治理理念；“渗滞蓄净用排”六大海绵措施选择以“净”为核心、“滞”为基础。

3.1 全流域治理理念

3.1.1 全流域治理的必要性

全流域治理是治理的完整单元，要遵循整个流域的水循环，更新水资源，净化环境，维持生态系统。需要有整体思维，考虑协调流域的上下游、左右岸，并根据当地流域、城市生态环境的综合规划制定相应的全流域治理工程对策。

3.1.2 流域范围与行政边界的矛盾

抚仙湖径流区范围844.6km2，其中湖面面积216.6km2，陆域面积628km2。分属澄江县、江川县(江城镇)、华宁县(青龙镇)。其中澄江占抚仙湖流域面积达615.5km2。各分属面积见图2。

图2 澄江县域范围与抚仙湖径流区范围示意图

由于流域范围线与行政边界线的不重合，各地方政府又追求本地利益最大化，往往出现流域内不同省、市、县之间的水事纠纷，跨行政区域的全流域治理效果往往并不理想。

3.1.3 全流域治理工程对策

澄江海绵城市规划生态格局空间划分要考虑整个抚仙湖径流区。对抚仙湖径流区844.6km2进行全径流区调查，划分35个小流域如图3所示，各小流域均规划相应的治理措施。并考虑澄江发展现状，分期实施。近期以澄江县城所在的抚仙湖北岸为核心起步区，根据用地性质给出各地块海绵城市控制目标，以及海绵城市工程措施；远期着眼径流区内其他集镇；远景则考虑径流区内每个小流域。

以抚仙湖北岸为例，抚仙湖北岸较大的河流有沙亥河、洗菜沟、梁王河、抚澄河(又称马料河)、东大河。各条河道上游均建有水库，其汇水区分上游水库、中游山区、下游坝区(云南地区坝区指平地)，分别对应源头减排、过程降解、末端治理的治理思路与措施。

图3 抚仙湖径流区全流域划分区

3.2 高标准净化要求的海绵体系

澄江海绵城市规划考虑抚仙湖I类水质的独特性，需制定较为严格的水环境指标，本规划制定入湖水质不低于III类水，并且不低于现状水质的水环境目标，同时要求ss去除率不低于55%，远期雨污分流率达100%。

在此高标准净化的要求下，从“点”、“线”、“面”三个维度制定适宜的海绵城市策略。

(1)“点”—点源污染跨流域平衡

针对污染严重的工矿企业，就近迁入径流区外的提古工业园、东西哨工业园、蛟龙谭工业园

针对污水厂排放尾水的点源污染，加强中水回用，无法回用的中水，北部、东部通过抚仙湖东岸截污工程转输至海口镇，通过海口镇往下游流域排放；西部、南部中水通过截污系统排入星云湖共同治理(目前海口镇海口河为抚仙湖唯一的出湖河道)。如图4所示。

图4 点源污染转输路线示意图

(2)“线”—划定生态保护范围线

抚仙湖水域及最高蓄水位向外延伸100m范围划定为抚仙湖一级保护区，该范围是滨湖最重要的生态屏障。对该屏障范围内进行清理，实行“四退三还”政策即退田、退房、退塘、退人；还湖、还林、还湿地，该范围线内所有建设和开发活动均全部拆除并向外搬迁。

(3)“面”—面源污染不入湖

根据调查，目前澄江县面源污染主要为农业面源污染。如图5所示。

图5 面源污染过程降解示意图

来自农业生产、生活用水的农业面源污染，随地表径流排入各条入湖河道，经短暂滞留后直排抚仙湖，随着化肥农药的施用量增加，抚仙湖水质徘徊在I类、II类临界值。海绵城市规划在在入湖之前构筑两道生态屏障。即新、老环湖公路之间的生态湿地带，新环湖公路北侧的百米调蓄带。

在非汛期充分利用两道屏障的滞、净作用，同时建设提升泵站，将百米调蓄带处理后的水重新用于农业灌溉、园林市政，增加雨水利用率。面源污染不入湖治理措施见图5。

3.3 以“滞”为主的关键技术分析

澄江属滇中高原丘陵地带。县内最高海拔梁王山主峰2820m，最低海拔南盘江与海口河交汇处1328m。近年来抚仙湖水位多维持在1720m，河道天然比降多在10‰～50‰间，具有典型的比降大、汇流时间短、流速快等山丘区河道的特点。

以抚澄河为例，现状河道比降11.9‰，未治理之前为“三面光”河道，生态景观效果极差，河道水质不稳定，易受两岸农田面源污染影响。见图6。

图6 治理前抚澄河

图7 治理后抚澄河

海绵城市中“渗滞蓄净用排”六类措施中，“滞”主要指可以降低雨水汇集速度，延缓峰现时间的措施。在抚澄河河道治理中，“滞”的海绵措施广泛采用，如生态护岸及滞留堰，通过延长来水在河道内停留时间，达到缓解面源污染的目的。见图7。

研究表明，生态护岸有利于保持水气的充分交换，保护生物的生存；同时水流经滞留堰，过水断面显著增加，流速降低，且曝气后，能提高水体的溶解氧(DO)，可加速河道水体污染物降解。

本文分析了原始河道断面、增加滞留堰及生态护岸在洪水期流量、枯水期流量、生态基流三种来水情况下的河道流速变化情况。

表1 各工况河道流速对比表

分析表明构建生态护岸及滞留堰可有效降低河道流速，流量愈小时流速降低越明显；同一来水流量下滞留堰上游断面流速降低最为明显，如图8所示。因此正常过流情况下可延长来水在河道停留时间0.9～2.3h。流速对比见表1。

图8 抚澄河滞留堰布置图

3.4 政策思考与建议

考虑在规划层面破除行政壁垒，玉溪市应考虑将江川县江城镇、华宁县青龙镇统一划归到澄江县管辖，合并成立县级市抚仙湖市，由市委书记任抚仙湖总河长。统筹规划环抚仙湖径流区的海绵规划、环境保护规划、综合交通规划、旅游规划等。

类似案例如合肥巢湖。巢湖是全国五大淡水湖之一，地形、降水、江湖关系和人类活动等影响，巢湖流域水旱灾害、水质污染、岸线崩塌、河道淤积、水系萎缩、湿地消失、生态退化等问题较为突出，是全国水污染重点防治的“三河三湖“之一。2011年行政区划调整，巢湖市撤销，原属巢湖市的庐江县与县级巢湖市划入合肥市管辖。至此，巢湖成为合肥市城市内湖。行政区划的调整有利于开展整个环湖流域的水环境整治工作。随后合肥市政府在“十二五”期间提出了巢湖水环境改善与生态保护的“控制增量、削化存量、扩大容量”的总体策略和“治理西北、保护西南、防治东北、连通东南、修复环湖”的分区策略。经五年治理，巢湖治理卓有成效。