株洲云龍新城生態(tài)水系專項(xiàng)規(guī)劃研究

雷洪犇

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

0 前言

城市特色與城市物質(zhì)環(huán)境密不可分。水體作為城市重要的資源和構(gòu)成城市的自然要素之一[1]，在城市形成和發(fā)展中扮演重要角色，與城市防災(zāi)息息相關(guān)，也關(guān)乎城市的生產(chǎn)和生活，還能有效改善城市環(huán)境，在塑造城市形態(tài)、體現(xiàn)城市特色、促進(jìn)城市發(fā)展等方面具有重要作用。

城市河道水系作為城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，既是城市排水防澇和引清調(diào)水的通道，又是城市景觀和市民休閑的重要要素[2]。

生態(tài)水系建設(shè)是近幾年才發(fā)展起來的水系治理的新理念，是一個(gè)系統(tǒng)工程，集合了排水防澇、水利工程學(xué)、生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)等多學(xué)科理論基礎(chǔ)上的科學(xué)治水理念。

生態(tài)水系規(guī)劃堅(jiān)持以“生態(tài)優(yōu)先”為原則，以現(xiàn)狀水系評(píng)價(jià)為規(guī)劃基礎(chǔ)，分析典型流域的相關(guān)水文、生物等生態(tài)本底，不“以水論水”，從構(gòu)建生態(tài)本底的層面進(jìn)行水系布局規(guī)劃，從生態(tài)的角度提出水質(zhì)水環(huán)境改善措施，為生態(tài)用地布局規(guī)劃調(diào)整提供支撐。

水系規(guī)劃梳理生態(tài)資源、把握特征，對(duì)接城市總體規(guī)劃，明確要求，提出問題和因地制宜的解決方案，宏觀構(gòu)建特色水系框架，從中觀和微觀研究生態(tài)水系規(guī)劃的思路和方法，落實(shí)規(guī)劃的引導(dǎo)性[3]。

1 項(xiàng)目概況

本規(guī)劃項(xiàng)目位于湖南株洲云龍新城，規(guī)劃面積約為178 km2。云龍新城是長(zhǎng)株潭城市群建設(shè)兩型社會(huì)的重要空間載體，對(duì)于株洲提升城市功能、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有戰(zhàn)略意義，必須實(shí)現(xiàn)高水平規(guī)劃、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和高效率管理，應(yīng)在空間布局、土地利用、綠色交通、節(jié)能減排等方面在長(zhǎng)株潭城市群乃至全國(guó)范圍內(nèi)起到示范性作用。

規(guī)劃區(qū)定位：結(jié)合云龍新城資源特點(diǎn)，發(fā)揮云龍新城在長(zhǎng)株潭城市群和湖南“3+5”城市群中的兩型發(fā)展示范和區(qū)域服務(wù)功能，把云龍新城建設(shè)成為“國(guó)家兩型社會(huì)示范區(qū)、長(zhǎng)株潭城市群東部現(xiàn)代服務(wù)業(yè)聚集區(qū)、株洲產(chǎn)業(yè)升級(jí)引領(lǐng)區(qū)”，見圖1。

2 規(guī)劃原則

（1）安全性原則：充分發(fā)揮水系在城市給水、排水和防洪排澇中的作用，確保城市飲用水安全和防洪排澇安全。

（2）生態(tài)性原則：維持水系的生態(tài)環(huán)境資源，保護(hù)生物的多樣性，改善城市生態(tài)環(huán)境。

（3）公平性原則：水系是城市公共資源，水系規(guī)劃應(yīng)確保水系的公共屬性，提高水系空間的可達(dá)性和共享性。

（4）系統(tǒng)性原則：水系規(guī)劃應(yīng)將水體、岸線和濱水區(qū)作為整體進(jìn)行空間、功能的協(xié)調(diào)，形成完善的水系空間系統(tǒng)。并應(yīng)與城市園林綠化系統(tǒng)、開放空間等有機(jī)融合，促進(jìn)城市空間布局的優(yōu)化。

（5）特色化原則：水系規(guī)劃應(yīng)體現(xiàn)地方特色，強(qiáng)化水系在塑造城市景觀和傳承歷史文化方面的作用，形成具有地方特色的濱水空間景觀，展現(xiàn)城市獨(dú)特魅力。

3 規(guī)劃思路

本項(xiàng)目以“生態(tài)”為主題，規(guī)劃內(nèi)容包含水域保護(hù)、水生態(tài)保護(hù)、水質(zhì)保護(hù)和濱水空間控制等。確定規(guī)劃思路為“不能常規(guī)就水論水，應(yīng)從構(gòu)建整個(gè)規(guī)劃區(qū)生態(tài)本底開始”，從宏觀、中觀、微觀層面梳理規(guī)劃區(qū)水系規(guī)劃理論方法，確定水系規(guī)劃目標(biāo)，落實(shí)生態(tài)水系規(guī)劃措施和策略。

宏觀尺度：通過建立生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施來解決水系安全格局、生物保護(hù)格局、鄉(xiāng)土游憩格局等。

中觀尺度：建立流域生態(tài)體系解決開放空間、水量平衡、水源涵養(yǎng)、雨洪調(diào)蓄、污水凈化等問題。

微觀尺度：建立水生態(tài)導(dǎo)向的景觀，維護(hù)水源環(huán)境和水質(zhì)環(huán)境健康。

規(guī)劃總體思路見圖2。

圖2 規(guī)劃總體思路

4 規(guī)劃方案

4.1 現(xiàn)狀分析

云龍新城緊鄰長(zhǎng)株潭綠心，外部生態(tài)條件良好，形成低丘谷地形態(tài)，水系密集。對(duì)于規(guī)劃區(qū)現(xiàn)狀主要從以下幾方面進(jìn)行評(píng)價(jià)分析：

（1）地景、水景、生景、鄉(xiāng)景：規(guī)劃區(qū)丘陵與平原水網(wǎng)地形，東部環(huán)繞山體；水體類型豐富，水量豐沛、河流、水塘遍布；規(guī)劃區(qū)目前以人工苗圃、次生杉木、濕地、水稻最為常見；以山塘、礦坑、民居、祠堂特色最為鮮明。

（2）地形分析：規(guī)劃區(qū)東高西南低，西北部坡度較緩，坡度大于30%區(qū)域集中于東南部以及中部丘陵地帶，現(xiàn)狀以耕地、林地居多、開發(fā)量少。

（3）現(xiàn)狀水系：規(guī)劃區(qū)處于白石港流域，水域面積15.8 km2，水質(zhì)惡劣，達(dá)不到國(guó)家規(guī)范Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，地表水 CODcr、BOD5、總氮、總磷超標(biāo)。流域內(nèi)氣候降水充沛，多年平均降水量1412.2 mm，多年平均蒸發(fā)量1369.8 mm。

利用改進(jìn)的德國(guó)水務(wù)部（LAWA）河流地貌結(jié)構(gòu)等級(jí)調(diào)查表，對(duì)規(guī)劃區(qū)水系進(jìn)行選點(diǎn)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括規(guī)劃區(qū)水系濱水用地、綠帶、河岸、河道、水質(zhì)等五個(gè)方面，見圖3。

圖3 規(guī)劃區(qū)水系現(xiàn)狀評(píng)價(jià)體系

根據(jù)德國(guó)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過現(xiàn)狀水系分析評(píng)價(jià)得到如下結(jié)論：

（1）河岸綠帶單薄，農(nóng)田逼近水質(zhì)難以保障；

（2）規(guī)劃區(qū)田坡河嚴(yán)重改變；

（3）走沙港、白石港、太平橋主流等明顯改變；

（4）五一水庫支流、荷葉壩支流、太平橋支流一般性改變；

（5）云峰湖較好，輕微改變。

規(guī)劃區(qū)水系現(xiàn)狀綜合評(píng)價(jià)見圖4。

4.2 宏觀尺度規(guī)劃

規(guī)劃區(qū)生態(tài)水系宏觀尺度規(guī)劃以整個(gè)云龍規(guī)劃區(qū)為研究范圍，進(jìn)行全區(qū)域水文過程分析。主要分析內(nèi)容包含規(guī)劃區(qū)地形特征研究、地表徑流研究、洪水淹沒研究、流域分區(qū)研究等內(nèi)容。通過借助計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件對(duì)上述各方面的建模分析，建立云龍新城水安全格局，確保規(guī)劃區(qū)的安全。

圖4 規(guī)劃區(qū)水系現(xiàn)狀綜合評(píng)價(jià)圖

4.2.1 暴雨淹沒分析

規(guī)劃區(qū)以一定的暴雨重現(xiàn)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，模擬暴雨瞬時(shí)情景，確定雨洪通道，規(guī)劃區(qū)建設(shè)應(yīng)避讓這些確定的通道，維護(hù)區(qū)域整體水文過程健康。

（1）徑流分析：依據(jù)數(shù)字高程進(jìn)行徑流模擬，得出潛在雨水通道。

（2）徑流量計(jì)算：根據(jù)白石港流域10 a一遇、50 a一遇和100 a一遇設(shè)計(jì)暴雨量計(jì)算徑流量，見表1。

表1 降雨量計(jì)算表

（3）瞬間暴雨淹沒模擬：根據(jù)白石港流域10 a一遇、50 a一遇和100 a一遇設(shè)計(jì)暴雨量進(jìn)行暴雨模擬，確定匯流通道和滯洪節(jié)點(diǎn)，見圖5。

圖5 規(guī)劃區(qū)暴雨淹沒分析

4.2.2 洪水淹沒分析

通過洪水滯留的模擬，確定云龍新城全區(qū)域潛在的淹沒區(qū)，規(guī)劃區(qū)建設(shè)應(yīng)避開這些確定的淹沒區(qū)，規(guī)避洪水風(fēng)險(xiǎn)，見圖6。

圖6 規(guī)劃區(qū)洪水淹沒分析

（1）情景條件假設(shè)：由于連續(xù)降雨、坡度較緩等原因，流域內(nèi)雨洪不能及時(shí)排出。

（2）子流域分析：以白石港為基礎(chǔ)，利用GIS集水面計(jì)算模塊分析白石港流域下的子流域。

（3）確定潛在的淹沒區(qū)：以流域?yàn)閱卧M(jìn)行淹沒模擬，確定潛在淹沒區(qū)。

4.2.3 水安全格局

規(guī)劃區(qū)水系安全格局以地表徑流為廊道，潛在淹沒區(qū)為斑塊形成滯洪行洪網(wǎng)絡(luò)，是上述暴雨淹沒、洪水淹沒分析結(jié)果的疊加，見圖7。

4.3 中觀尺度規(guī)劃

規(guī)劃區(qū)生態(tài)水系中觀尺度規(guī)劃以區(qū)域內(nèi)一個(gè)典型流域（以官典壩流域?yàn)槔?guī)劃面積17.4 km2）為研究范圍，引入流域管理的思想。流域管理，又稱流域治理、流域經(jīng)營(yíng)、集水區(qū)經(jīng)營(yíng)，為了充分發(fā)揮水土資源及其他自然資源的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，以流域?yàn)閱挝辉?，在全面?guī)劃的基礎(chǔ)上，合理安排農(nóng)、林、牧、副各業(yè)用地，因地制宜布設(shè)綜合治理措施，對(duì)水土及其他自然資源進(jìn)行保護(hù)、改良與合理利用，見圖8。

圖8 官典壩流域區(qū)位

4.2.1 小流域概況分析

官典壩流域上下游平均高差約為40 m，水流速度稍慢。上游坡度相對(duì)平緩，大部分小于15%；下游丘陵起伏，南部部分區(qū)域坡度大于35%。目前以農(nóng)田、林地為主。

4.2.2 水量平衡規(guī)劃

規(guī)劃流域不開采地下水，所有用水均利用地表水資源。通過保留山塘，升級(jí)水庫，構(gòu)建濕地，收集雨水，提高中水回用率等措施增加可利用的地表水資源，采用多途徑供水，使官典壩流域水資源自給自足，見圖9。

4.2.3 水源涵養(yǎng)規(guī)劃

規(guī)劃借助水源涵養(yǎng)林經(jīng)行水源涵養(yǎng)。主要通過林冠和林下灌草層的截留、枯枝落葉層的持水、土壤的儲(chǔ)水三方面涵養(yǎng)水源。對(duì)現(xiàn)有水源涵養(yǎng)林實(shí)行封禁；新建水源涵養(yǎng)林以地帶性植物群落即常綠闊葉林為主；水源涵養(yǎng)林的結(jié)構(gòu)以混交林、復(fù)層結(jié)構(gòu)為主；采用喬-灌-草相結(jié)合的種植模式，增大林冠截流，從而達(dá)到對(duì)水體的凈化和涵養(yǎng)功能；以耐水濕植物為主，防止因季節(jié)性洪水，使不耐水濕植物死亡；選擇殺菌、滅螺的植物，有效減少和抑制水中細(xì)菌、微生物和釘螺的滋生，從而凈化水質(zhì)、防止血吸蟲通過水體傳播，見圖10。

4.2.4 雨洪調(diào)蓄規(guī)劃

規(guī)劃三級(jí)滯蓄廊道和節(jié)點(diǎn)構(gòu)成連通滯蓄系統(tǒng)，保證地塊排水順暢。雨洪滯蓄系統(tǒng)，逐級(jí)攔蓄凈化雨洪，滿足不同暴雨強(qiáng)度需求。

圖9 官典壩流域水資源配置圖

圖10 水源涵養(yǎng)林規(guī)劃圖

線狀要素由道路邊溝、匯水廊道、主要河流、生物雨水滯蓄帶組成，結(jié)合城市公共綠地設(shè)計(jì)；點(diǎn)狀要素主要由大小不同的多等級(jí)現(xiàn)狀水塘濕地組成；系統(tǒng)的中、低級(jí)線狀要素和點(diǎn)狀要素可以利用生態(tài)廊道、城市道路綠化帶、街頭綠地、公園等城市公共綠地，沿廊道、沿路布置，見圖11。

圖11 雨水蓄滯設(shè)施規(guī)劃圖

4.2.5 水環(huán)境污染控制規(guī)劃

官典壩流域水質(zhì)為V類，CODcr、BOD5、總氮、總磷是主要污染物。規(guī)劃區(qū)受用地和污水量限制，規(guī)劃采用濕地與凈水設(shè)施結(jié)合的方案進(jìn)行污水處理，水污染控制。污水處理濕地布置與生態(tài)廊道結(jié)合，但與徑流分離。

組團(tuán)全部位于同一流域，選擇流域內(nèi)的低地集水區(qū)布置濕地；組團(tuán)不完全屬于同一流域，選擇下游流域布置濕地，見圖12。

圖12 污水凈化濕地規(guī)劃圖

4.4 微觀尺度規(guī)劃

規(guī)劃區(qū)生態(tài)水系微觀尺度規(guī)劃以區(qū)域內(nèi)典型地塊為研究范圍。進(jìn)行地塊排水、生態(tài)濕地、凈化處理系統(tǒng)的城市設(shè)計(jì)，落實(shí)中觀尺度生態(tài)水系規(guī)劃方案，見圖13、圖14。

圖13 微觀尺度典型地塊設(shè)計(jì)圖（綠地、建筑）

圖14 微觀尺度典型地塊設(shè)計(jì)圖（排水、濕地）

5 規(guī)劃結(jié)論

本規(guī)劃對(duì)生態(tài)水系的規(guī)劃研究，以構(gòu)建規(guī)劃區(qū)域“生態(tài)本底”為主，不單單從水系工程規(guī)劃出發(fā)，而是結(jié)合了其余相關(guān)專業(yè)，以水系作為重要規(guī)劃節(jié)點(diǎn)，合理安排規(guī)劃區(qū)與水系相關(guān)的各類生態(tài)本底設(shè)施，得到如下結(jié)論：

（1）水質(zhì)保障林：主要分布于河流兩岸、匯流廊道水線兩側(cè)，起到截獲沉積物、污染物、保障如何水質(zhì)的作用。

（2）水源涵養(yǎng)林：位于流域各子流域上游山體林地，起到攔蓄降雨、涵養(yǎng)水源的作用。

（3）綜合生態(tài)林：子流域中的大型林地，兼有動(dòng)物棲息地、遷徙調(diào)板、水源涵養(yǎng)、水質(zhì)凈化等綜合生態(tài)功能。

（4）凈化濕地：位于主要廊道內(nèi)，對(duì)于區(qū)域各子流域產(chǎn)生的生活廢水就地處理、循環(huán)利用，主要起到凈化水質(zhì)、循環(huán)用水的功能。

（5）滯洪濕地：分布于生態(tài)用地各處，起到逐級(jí)滯蓄洪水保證暴雨安全、凈化水質(zhì)、提供優(yōu)美水景觀的功能。

（6）綜合凈化滯洪濕地：分布于主要廊道、生態(tài)基底中，兼有污水凈化、雨洪滯蓄和生態(tài)水景觀的功能。

6 結(jié)語

長(zhǎng)期以來，城市涉水規(guī)劃均以單項(xiàng)規(guī)劃的形式存在，各專項(xiàng)之間缺乏有機(jī)的聯(lián)系[4]，也缺乏涉水專項(xiàng)規(guī)劃與自然、人文景觀的聯(lián)系。城市生態(tài)水系規(guī)劃綜合協(xié)調(diào)各項(xiàng)涉水專項(xiàng)規(guī)劃[5]，并充分考慮社會(huì)水循環(huán)和自然水循環(huán)的融合，通過各種生態(tài)技術(shù)的引入，實(shí)現(xiàn)人類建設(shè)活動(dòng)與自然環(huán)境的和諧，促進(jìn)社會(huì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

[1]周開農(nóng),錢忠亮.城市水系規(guī)劃初探[J].江蘇省城市規(guī)劃,2012(1):32-34.

[2]俞孔堅(jiān),吉慶萍.警惕：“城市美化運(yùn)動(dòng)”來到中國(guó)[J].城市開發(fā),2011(12):4-7.

[3]吳建國(guó).景觀生態(tài)學(xué)—格局、過程、尺度與等級(jí)[M].北京:高等教育出版社,2010.

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[5]宋慶輝,楊志峰.對(duì)我國(guó)城市河流綜合管理的思考[J].水科學(xué)進(jìn)展,2012,11(3):377-382.