干旱區(qū)城市水系規(guī)劃研究

—以內(nèi)蒙古烏海市為例

侯紅蕊1,白 楊2,李志強1

干旱區(qū)一般系指多年平均年降水量在 200 mm以下的地區(qū)。區(qū)域的主要特征是降水量少而變率大,且蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降水量,氣溫日較差和年較差皆大。水資源對于區(qū)內(nèi)城市的發(fā)展至關(guān)重要,而水資源短缺也限制了干旱區(qū)城市的發(fā)展。因此,研究干旱區(qū)城市的水系規(guī)劃不僅具有理論研究的意義,更具有實踐應(yīng)用的價值。

內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市屬于干旱氣候區(qū),多年來城市水系管理落后,水資源的供給不足和穩(wěn)定性較低已經(jīng)成為了城市發(fā)展的最大限制因素,亟待開展城市水系規(guī)劃研究和建設(shè),以保證水資源的有效供給和實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 干旱區(qū)城市水系規(guī)劃

1.1 城市水系規(guī)劃

城市水系規(guī)劃系屬城市總體規(guī)劃的一項專業(yè)規(guī)劃,指以城市水系為主要規(guī)劃對象,利用和保護(hù)城市水系資源,并對水系多種功能之間、水系與城市建設(shè)之間的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)和具體安排。處于干旱區(qū)的居民對于水的需求比其他地區(qū)更加強烈,因此,做好干旱區(qū)城市水系規(guī)劃對于推動干旱區(qū)城市發(fā)展具有極其重要的意義。

1.2 干旱區(qū)城市水系規(guī)劃所面臨的問題

干旱區(qū)城市的氣候和水文特點決定了在進(jìn)行水系規(guī)劃時主要面臨的問題是缺水。其主要原因是降雨徑流量少、蒸發(fā)量大且水資源缺乏。缺水使得在具體規(guī)劃中應(yīng)采取更多的措施去補充水資源,使其循環(huán)發(fā)展。近幾年來一些干旱區(qū)城市的水資源供給已經(jīng)嚴(yán)重的不平衡;地下水超量開采,導(dǎo)致嚴(yán)重的“漏斗”現(xiàn)象和地表生態(tài)的破壞;同時地上水景觀缺乏,滿足不了居民的需求等等。這些已經(jīng)成為干旱區(qū)城市水系規(guī)劃重點解決的問題。

1.3 干旱區(qū)城市水系規(guī)劃對策

具體的對策是從開源和節(jié)流兩個方面來解決。開源措施首先要對水源地進(jìn)行保護(hù),在規(guī)劃中劃定水源保護(hù)區(qū),保護(hù)區(qū)內(nèi)禁止進(jìn)行建設(shè)和工業(yè)活動,保障供水安全。同時力求開發(fā)新的水源地,但是這往往受到資源有限的制約,所以開源措施僅作為輔助對策。

而節(jié)流則為解決干旱區(qū)城市水系規(guī)劃所面臨問題的主要對策。節(jié)流受到水資源利用技術(shù)、居民使用習(xí)慣以及城市規(guī)模和產(chǎn)業(yè)布局的制約。節(jié)約、集約和循環(huán)利用水資源是解決缺水的有效措施。傳統(tǒng)的用水模式是從水源地取水供應(yīng)城市使用后,污水經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后直接排放,見圖 1。

而一次處理則將城市雨污水經(jīng)一次處理后,達(dá)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的可作為飲用水,中水作為景觀綠化使用,還有一部分補充地表水,見圖 2。

最有效的循環(huán)使用措施是經(jīng)過兩次處理,進(jìn)行多次循環(huán)。在一次處理的基礎(chǔ)再進(jìn)行一次處理,使水資源有效地循環(huán)起來,最大程度的利用水資源。圖 3表示出了水資源的完整循環(huán)系統(tǒng)既包括自然循環(huán)又涵蓋人工循環(huán)。自然即包括地表水的蒸發(fā),這一過程增加了空氣的濕度,再通過降雨回補到水源地。而地下水可以被植物的根吸收供應(yīng)植物生長,再通過蒸騰作用回補到地下水。同時采用污水兩次處理、雨水資源化和中水再利用等措施來構(gòu)建人工循環(huán)系統(tǒng),通過循環(huán)提高使用率。

圖1

圖2

圖3

干旱區(qū)城市在水系規(guī)劃過程中要處理好其與城市建設(shè)之間的關(guān)系,并做好水資源的保護(hù),節(jié)約、循環(huán)、持續(xù)的利用水資源。因此,干旱區(qū)城市水系規(guī)劃應(yīng)該著重考慮以下幾點:

(1)應(yīng)重點處理水資源利用與協(xié)調(diào)的關(guān)系。首先是地下水與地表水的關(guān)系,努力實現(xiàn)地表水補給地下水,保持地下水位的平衡,防止出現(xiàn)地下水位的下降導(dǎo)致的一系列的生態(tài)和環(huán)境問題。其次要處理好地表水系與城市綠化空間的關(guān)系,構(gòu)建一個“相融相生”的空間關(guān)系[1]。

(2)要注重水系保護(hù)。水系的保護(hù)包括三個方面即三線控制、形態(tài)保護(hù)和水質(zhì)保護(hù)。

(3)要考慮與城市建設(shè)之間的關(guān)系。一是在規(guī)劃中一定要考慮水系與其周圍環(huán)境的空間關(guān)系。二是水系建設(shè)時考慮其與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系。加大城市水系面積會改善城市氣候、改善大氣環(huán)境、補充地下水資源、提高環(huán)境濕潤度、有效的吸走空氣中的塵埃等。三是考慮水系建設(shè)與土地利用的關(guān)系。如增加水岸線會提高水岸周邊的土地價格。四是水系規(guī)劃與景觀的關(guān)系,構(gòu)建良好的水景觀對于改善城市景觀起到非常大的作用。

2 烏海市水系概況

2.1 水系概況

烏海市是內(nèi)蒙古和寧夏交界區(qū)域的新型工業(yè)城市,屬荒漠化草原、草原化荒漠過渡帶。烏海市面積狹長,黃河自寧夏入境縱貫海南、烏達(dá)、海勃灣三區(qū),流經(jīng)市區(qū)全長 105 km,左岸為烏蘭布和沙漠,右岸為山前傾斜平原,黃河?xùn)|西兩岸配有數(shù)條季節(jié)性河流和排洪溝,構(gòu)成了獨特的山水空間格局。

烏海市地處極干旱荒漠區(qū),降雨稀少,降水量多年平均160mm,最多年份 357.6 mm,最少年份 42mm,屬典型的干旱區(qū)城市[2]。地表水資源徑流量小,個別沙化嚴(yán)重地區(qū)甚至不產(chǎn)生徑流。全市多年平均徑流量為 556.9萬 m3,本地地表水多年平均可利用量為 219.99萬 m3,可利用率為 39.5%,黃河多年平均出境水量 315億 m3。[3]

黃河干流是烏海市唯一的常年地表水流,此外,還有一些季節(jié)性河流,水流大部分源自桌子山、甘德爾山、賀蘭山和千里山。這些水流僅在降水時產(chǎn)生,平時斷流,泥沙含量大,局部地段有泉水,但流量微小。

2.2 現(xiàn)狀分析

烏海市水資源有限,且呈現(xiàn)出日益緊缺的態(tài)勢。首先,總用水量不足,總體取水量偏大,用水結(jié)構(gòu)不合理且分配不均勻,導(dǎo)致水資源可持續(xù)利用受到嚴(yán)重影響,同時也存在浪費嚴(yán)重、利用效率低下,重復(fù)利用率低等問題。其次,區(qū)內(nèi)年降雨量少,地表水資源匱乏,而南水北調(diào)西線工程尚未開始建設(shè),因此規(guī)劃期內(nèi)仍以地下水和黃河過境水為主要水源,導(dǎo)致地下水開采量過大,全市地下水可開采量為12300萬m3/a,地下水年平均天然補給量為 5030.72萬 m3/a,黃河激發(fā)補給量為8099.93萬 m3/a[4]。而目前烏海市地下水開采量達(dá)14700萬 m3,可見地下水超量開采嚴(yán)重,補給小于開采,導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)部分地區(qū)出現(xiàn)漏斗現(xiàn)象,生態(tài)環(huán)境也遭到不同程度的破壞[5]。此外,區(qū)域水系保護(hù)制度還不夠健全,對于水源保護(hù)力度不夠,污水處理以及中水系統(tǒng)不夠完善,今后加大污水處理將成為水系發(fā)展的重點。

3 烏海市水系規(guī)劃

烏海市水系規(guī)劃以保護(hù)水資源利用為主,充分協(xié)調(diào)城市與水系的關(guān)系,注重水系多種功能的安排,以解決干旱缺水與水資源利用及水系統(tǒng)發(fā)展之間的矛盾。

3.1 水系規(guī)劃布局

烏海市建立以黃河走廊為南北軸,以環(huán)山湖發(fā)展區(qū)為核心,以支流小河為骨架的水系網(wǎng)絡(luò),在主城區(qū)構(gòu)建“一河、一庫、多線”水系格局。一河即黃河動脈系統(tǒng);一庫為海勃灣水利樞紐,是黃河防洪防凌的主要水利設(shè)施,也是全市主要的水景觀區(qū);多線是指海勃灣城區(qū)的甘德爾河、烏達(dá)城區(qū)的巴音賽溝、海南城區(qū)的南河槽等排洪溝等。其規(guī)劃重點是引水入城打造景觀水系,改善城區(qū)人居環(huán)境。

3.2 水系保護(hù)對策

烏海市水系保護(hù)包括水系自然形態(tài)護(hù),藍(lán)線控制和水質(zhì)保護(hù)三方面。

黃河原有水系形態(tài)的保護(hù)。注重蜿蜒曲直的自然流所帶來的空間效果,嚴(yán)禁隨意改變河岸線、河道橫斷面,保持黃河的自然形態(tài),有利于保護(hù)生物多樣性,消減洪水的災(zāi)害性和保持原生態(tài)的景觀環(huán)境[6]。

藍(lán)線保護(hù)體系的建立。黃河非城區(qū)段控制 200m作為生態(tài)涵養(yǎng)帶,不得建設(shè)工業(yè)及其他有污染的項目;黃河大壩以下的黃河主河道的岸線要滿足防洪防凌的要求,城區(qū)段修建防洪堤;黃河兩側(cè)各 100m為河道管理范圍,其他河道兩側(cè)各 30m為河道管理范圍。

水源地保護(hù)區(qū)的劃定。保護(hù)區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁建設(shè)永久性建筑物和進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn),保障供水安全。控制水污染,改善全市水環(huán)境質(zhì)量,完善城市污水管網(wǎng)和污水處理廠建設(shè),防止水體污染。

3.3 水系功能建設(shè)

烏海市水系功能建設(shè)主要包括水系生物功能、景觀功能、和防災(zāi)功能三個方面。

烏海市水系規(guī)劃在對水系進(jìn)行整治的基礎(chǔ)上,積極保護(hù)生物多樣性,其中包括增加水域、綠化和濕地景觀。城市現(xiàn)狀水域面積 67.83 km3,規(guī)劃后水域面積增加到 121.27 km3,水域面積拓展了一倍,有助于改善城市小氣候和生態(tài)環(huán)境。同時,濕地面積也由原來的 10.13 km3擴展到 18.95 km3。通過建立黃河生態(tài)堤岸,可充分發(fā)揮水系降低城市“熱島效應(yīng)”,凈化城市空氣,同時有利于保持生物多樣性等功能[7]。

烏海市以黃河作為主脈構(gòu)建水系景觀。水系景觀規(guī)劃中分為四個片區(qū),分別為以黃河海勃灣水利樞紐和水環(huán)構(gòu)成水景觀系統(tǒng)的海勃灣區(qū);濱黃河和沙漠的烏達(dá)區(qū);黃河海勃灣水利樞紐庫區(qū)西岸濱水地帶即濱河西區(qū);以及以綠環(huán)為主的海南城區(qū)。四片區(qū)景觀建設(shè)主要依托黃河水形成自然景觀和人文景觀,同時結(jié)合當(dāng)?shù)厮攸c,引水系建設(shè)主題公園。注重親水建設(shè),設(shè)立親水平臺、親水走廊和休息凳等小品設(shè)施,使市民更好地融入水環(huán)境,更好地發(fā)揮水系的景觀功能。

烏海市水系的防災(zāi)功能主要體現(xiàn)在兩個方面,一是黃河可作為雨洪水天然良好的排放渠道;二是可作為城市生活生產(chǎn)用水的備用系統(tǒng),在旱時充當(dāng)灌溉用水;三是作為城市消防用水。

3.4 水系規(guī)劃與城市建設(shè)

城市水系的發(fā)展與城市土地、綠化景觀和市政建設(shè)有著密切的關(guān)系,烏海市水系規(guī)劃中對這 3個方面的協(xié)調(diào)與發(fā)展進(jìn)行了重點考慮。

烏海市水系規(guī)劃中盡量減少其他類型用地與水系規(guī)劃之間的矛盾,嚴(yán)禁對用地范圍內(nèi)的水面任意填占,同時強化房地產(chǎn)開發(fā)的規(guī)劃管理,建房時必須加強對城市水系的控制與保護(hù)。

烏海市水系規(guī)劃通過構(gòu)建黃河生態(tài)堤岸,利用自然地形,加大綠化種植,完善區(qū)域綠化景觀。在護(hù)坡上種植楊樹、柳樹等喜水性樹木和蘆葦?shù)人参?形成綠色生態(tài)的河堤景觀。同時將水系規(guī)劃與綠化景觀緊密相連,構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

烏海市給水系統(tǒng)采用環(huán)狀管網(wǎng)以保障供水安全,同時采取分質(zhì)供水,充分合理地利用水資源。排水系統(tǒng)規(guī)劃逐步將排水體制改為分流制,污水處理廠采用集中與分散相結(jié)合的原則來建設(shè)。充分利用經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后的廢水作為黃河補給水、工業(yè)再利用水和景觀生態(tài)用水,將污水再用水及雨、洪水作為城市景觀用水和地下水回補水[9]。

4 結(jié)語

烏海市是典型的干旱區(qū)城市,水資源的稀缺和地下水的過量開采是烏海水系規(guī)劃應(yīng)該重要解決的問題。本文對烏海市水系規(guī)劃布局、水系的保護(hù)、水系的生態(tài)、景觀和防災(zāi)功能以及水系規(guī)劃與城市建設(shè)的關(guān)系進(jìn)行了研究。最后認(rèn)為干旱區(qū)城市水系規(guī)劃應(yīng)采用循環(huán)使用水資源的方式來解決問題,同時結(jié)合河道和城市布局進(jìn)行水系布局;應(yīng)優(yōu)先保護(hù)水系自然環(huán)境、積極完善水系功能建設(shè),同時應(yīng)協(xié)調(diào)好其與城市建設(shè)之間的關(guān)系,以充分發(fā)揮水系功能,達(dá)到水系與城市的可持續(xù)發(fā)展。

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