西北半干旱河谷型城市海绵城市规划研究——以西宁为例

西宁市海绵城市建设管理服务中心 青海 西宁 810001

引言

我国将海绵城市建设提高到国家战略高度，于2015年启动首批16个试点城市，2016年启动第二批14个试点城市的海绵城市建设工作，2016年4月西宁作为西北地区半干旱河谷型城市的典型代表，成功申请国家第二批海绵城市试点城市。不同于南方多雨城市以治理城市内涝与保障水安全为问题导向的海绵城市建设思路，西宁作为西北地区海绵建设的实践先驱，因其独特的地理条件与气候特征，在海绵城市建设中紧紧围绕水土流失、水资源匮乏和水环境恶化等突出问题，以“山—城—水”的城市空间形态为着力点，逐步摸索出海绵城市建设的规划技术要点，为西北半干旱河谷型城市提供可复制可参考的经验模式。

一、城市特征

西北地区半干旱河谷型城市分布于我国西北黄土高原与青藏高原的过渡地带，为典型的大陆性高原半干旱气候，西宁与西部黄土地区的诸多城市在地理、气候、社会等城市特征方面均具有相似性。这一带的城市普遍的特征为:30年均降雨量低，基本在300mm～600mm；人均水资源占有量低，水资源极其珍贵；中心城区位于山间谷地，受潜在的水土流失与山洪威胁较大；受地形结构的影响，城市临水而建、沿河发展、易对水体造成污染；经济结构以第一产业或第二产业为主导，对自然生态环境干扰大；水资源缺乏，制约经济的发展，城市面临产业转型与新型城镇化战略需求，急需探索新的发展模式。

二、西宁概况

西宁作为西北地区半干旱河谷型城市的典型代表，是青海省省会，全省政治、经济、文化、科教中心，全市总面积7660km2，建成区118 km2，全市常住人口231万人，中心城区位于河谷地带，成“两山对峙、三水汇聚、四川相连”的空间格局，近30年的年均降雨量为410mm。西宁市大力开展山体生态修复工程，林地与绿地面积在原有造林的基础上稳步增加，外围山体水土保持取得良好效果，城市微气候得到显著改善，形成良好的生态循环，也为城市发展创造了良好的外围生态效益。

三、现状问题与建设需求

由于独特地理气候特征与迅速扩张的城市建设，以西宁为代表的西北半干旱河谷型城市现状存在着山体冲沟的安全威胁，水资源匮乏、水体环境污染等突出的共性问题，制约城市的持续发展，亟需探索绿色转型发展模式。

1.山—水土流失与冲沟安全威胁。西宁市地质灾害高易发区总面积为9.425km2，地质灾害中易发区总面积12.05km2，地质灾害低易发区总面积166.5km2，地质灾害不易发区总面积为162.025km2。其中地质灾害高、中发区主要集中在山间沟谷区域，除了自然因素制约外，多因建设用地缺乏，山体边坡与沟道两岸地段易被采石料厂和自建房屋侵占，固体垃圾废物堆积，人类活动干扰较大，易发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。

2.城—水资源供需矛盾与内涝隐患。西宁市城区整体内涝安全风险较小，但存在局部的内涝风险点，从受涝影响和区域特征来看，主要由于地势低洼、排水设施不完善、排水能力不足、雨水管线破坏或排水不畅等原因所造成。根据MIKE模型模拟，结合现状排查，西宁市共计31处现状内涝积水点，7处新增内涝风险点。

3.水—自然循环断裂与水体污染超标。西宁市四面环山，湟水河干流从西宁城区穿城而过，两岸支沟发育，水系呈树枝状分布，共有一级支流4条，大小支沟60余条。随着西宁城市建设发展，不合理的利用方式使得冲沟与河道的连通性遭到破坏，河流沟道的自然联系被人为阻断，许多汇入湟水干流和一级支流的沟道在汇入城区前被灌溉干渠节流，沟道与河流的连通被人为侵占截断，而一些汇入城区的沟道由于位置偏远，未被纳入城市蓝线管理，季相性断流的沟道存在侵占、填埋现象，冲沟的截断、侵占与堵塞降低了山体的生态屏障作用，对城市存在极大的危害。

四、海绵城市建设总体目标

西宁市海绵城市建设将以问题为导向，针对西宁突出的冲沟安全威胁、水资源匮乏以及水环境污染问题，以解决“水”问题为抓手，以“安全、生态、宜居”为落脚点与根本出发点，将水环境治理与水资源化利用作为西宁海绵城市建设的主要控制目标，并选取年径流总量控制率≥85%，对应的设计降雨量为12.7mm为西宁市海绵城市建设的总控制指标。

1.水不流失，泥不下山:为达到水不流失，泥不下山，保障冲沟安全，山体沟道防洪标准30年一遇；林木覆盖率从32%提升至50%，确保山体27.4mm雨水不外排。

2.小雨润城:为达到小雨润城，尽量留住每一滴雨水，年径流总量控制率从49.4%提升至85%；污水再生利用率从0%提升至50%；雨水资源替代城市自来水供水总量比例从0%提升至2%；管道设计重现期从1年提升至2-5年；城区内涝防治标准提升至50年。

3.清水入湟:为保证清水入湟，城市内河生态驳岸率提升至80%；年SS削减率从0%提升至50%；合流制管网改造率提升至80%；中心城区河道断面水质达到地表水IV类标准，河道防洪达到100年一遇；末端湿地调蓄容积满足外排客水调蓄要求。

五、海绵城市系统规划方案

1.山体治理规划方案。山体沟道治理关键在于深入挖掘现状问题，以问题为导向，构建“源头修复与削减、过程引导与控制、系统综合治理”的全系统化建设实施路径。通过营林技术与水平阶修复技术，对大面积片林植被进行生态修复，对中、高山地水源涵养林封育保护，对天然乔、灌木稀疏林地进行人工补植或封山育林，强化源头水土保持，使山体林木覆盖率达到50%的目标要求；通过雨水花园、植被浅沟、净化塘等低影响开发设施，在源头上对片林内重要节点雨水径流进行控制削减，强化雨水滞留与就近浇灌利用。

2.水系治理规划方案。落实“四水共治”方针，通过改造雨污分流管网收集、转输系统，完善污水处理系统，提升尾水水质及湿地净化回用系统等措施，构建完善的“收集-转输-处理-回用”等一整套污水处理系统，实现点源污染的控制，末端通过沿西宁市中心城区滨水绿地，构建“源头控沙—末端净化”的绿色基础设施系统，发挥绿色大海绵体的净、蓄、用、排的功效；加强生态驳岸建设，沿着水系形成一条“串珠式河湖清”工程湖水系治理模式，让更多市民群众享有“河湖清”的生态红利。

3.城区海绵城市规划方案

(1)低影响开发系统构建。结合中心城区海绵城市功能分区、行政区划、排水管网以及地形坡度走向、河道水系流向，将西宁市城市开发用地划分为38个管控片区，通过低影响开发雨水系统构建，建立“源头截流、过程引导、末端蓄存、系统增绿”的低影响开发建设措施，对雨水径流进行定量控制，达到年径流总控制率85%的指标要求，并增加绿色经济效益，实现“小雨润城”目标。

(2)水资源综合利用。通过雨水资源利用系统构建，将集中的降水曲线，延伸为相对平缓的用水曲线，形成以集雨利用为核心的水资源利用系统；通过再生水循环利用系统构建，建立工业与企业生产废水循环和循序利用、再生水回用城市杂用水、再生水补给生态湿地及河道水系三级循环利用途径，为我国西部干旱地区的节水型社会建设提供可复制的经验。

(3)城区水安全保障。结合城市现状易涝点排查，采用MIKE系列模型对城市现状排水情况进行建模模拟，对现状管网排水能力及内涝风险进行评估分析。结合模型模拟结果，明确现状雨水管网规划提标改造长度约43.3km，确定了新建雨水管渠长度约307.1km，新建下沉广场等调蓄空间约122万m3，给出因竖向不符、管渠管径偏小和管理运维不足等问题造成的38个内涝积水点的治理方案，并从用地竖向控制、超标雨水行泄通道构建防涝系统规划方案，解决管网能力不足2年一遇的问题，消除30年一遇产生的内涝积水点，防治50年一遇城市内涝风险区，全面提升水安全标准。

六、海绵城市管理保障体系构建

除了规划管控和工程方案外，海绵城市建设更需要建立有效的行政管理中心、工程项目小组、项目管控小组、绩效考核办法、投融资制度与技术标准，形成组织保障体系、资金保障体系和制度保障体系，推进“规—建—管”一体化，保障海绵项目建设的顺利实施，为海绵城市健康持续发展保驾护航。

总结

(1)“山、水、城”是西北地区半干旱河谷型城市形态的共性元素，是解决城市水问题的关键点，也是新时代城市生态建设的重要落脚点。

(2)本文以西宁为例，从问题与需求识别，定性定量目标制定、宏观规划管控、中观系统路径，微观技术措施等多方面多角度阐述了海绵城市建设规划方案技术，规划方案的提出能有效控制山洪安全威胁，保证河道水质并且实现雨水资源化利用，是西北地区半干旱河谷型城市实现生态安全宜居城市转型之路的重要手段。

(3)西北半干旱河谷型城市海绵城市建设需在规划、建设、管理统筹协调、深刻融合，为海绵城市健康持续发展保驾护航。在规划管控上，通过竖向管控、蓝线绿线管控以及禁建区限建区的划定，对城市良好的山水格局与竖向条件进行有效管控；在工程项目建设上，针对海绵城市的目标与措施，以“治山、理水、润城”为海绵系统化技术路径，梳理具体建设项目，确保建设项目与目标指标、问题需求环环紧扣；在管理体系上，建立有效的管理、绩效考核、投融资制度与技术标准，推进“规—建—管”一体化。