淺談城市水利工程特點(diǎn)及設(shè)計(jì)理念

郝洪喜

（湖北省荊州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院，434000，荊州）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市人口總數(shù)急劇增加，城市化進(jìn)程逐漸加快。在這個過程中，城市供排水、水污染及防洪排澇等問題也更加尖銳。水資源緊缺、水污染惡化等問題呈現(xiàn)出加劇趨勢，并已嚴(yán)重制約城市發(fā)展。結(jié)合城市水利工程特點(diǎn)，科學(xué)樹立水利工程設(shè)計(jì)理念，對于城市水利建設(shè)有著重要意義。

一、城市水利工程的主要特點(diǎn)

1.水利工程的區(qū)域性

城市水利工程規(guī)劃具有區(qū)域性，必須以大流域規(guī)劃為依據(jù)，有效結(jié)合流域規(guī)劃與城市水利規(guī)劃。城市內(nèi)水域面積較小，因大多數(shù)城市從郊區(qū)發(fā)展而來，在城市建設(shè)過程中不斷填湖造地，從而獲得更多的土地資源，擴(kuò)大城市的可利用土地面積。這就導(dǎo)致城市地面調(diào)蓄能力急劇下降，雨季河流徑流量增加，城市排水性能大大下降。在城市水利規(guī)劃中，必須擴(kuò)大城市的水面率。另外，受城市水利工程區(qū)域性影響，城市防洪工程普遍具有復(fù)雜性。城市人口密度較高，工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)對防洪標(biāo)準(zhǔn)要求較高。但是城市防洪體系的建設(shè)又受到城市街道及各類建筑物的制約，防洪工程設(shè)計(jì)相對復(fù)雜。在城市水利工程規(guī)劃過程中，必須考慮防汛管理與城市正常運(yùn)作的相互影響，要能夠改變以往大江大河建設(shè)水利工程的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合城市的具體特點(diǎn)，科學(xué)制定適合城市發(fā)展的防洪體系。

2.城市水利建設(shè)問題較多

我國城市水利建設(shè)大多處于市區(qū)，相對來說建設(shè)范圍較小、人口密集，因此在建設(shè)過程中存在較多問題。城市的土地資源相對農(nóng)村更為寶貴，因此市區(qū)征用土地的拆遷成本較高，為了盡可能地降低施工成本，必須壓縮施工場地。在建設(shè)過程中受到的影響因素也較多，水利施工不可避免地在夜間施工，極有可能影響到當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ?，造成居民滿意度下降，有的居民甚至?xí)膽巡粷M，到施工場所鬧事，嚴(yán)重阻撓水利工程施工活動的正常開展。

3.城市水利工程與生態(tài)環(huán)境相關(guān)

隨著人們生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求也在不斷提高。以湖北省荊州市為例，荊沙河、荊襄河、護(hù)城河和江津湖、張家淵、李家淵等河流及湖泊的水功能恢復(fù)已經(jīng)引起社會的廣泛關(guān)注，荊州市生態(tài)環(huán)境需水量逐年增長。在以往的水利工程建設(shè)中，往往以施工質(zhì)量為基本目標(biāo)，嚴(yán)重忽視水利工程的外觀造型。但在建設(shè)節(jié)約型社會的新時期，水利工程設(shè)計(jì)人員，不僅僅要嚴(yán)格抓好水利工程的施工質(zhì)量，更要確保水利工程建設(shè)與城市生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性。水體生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的核心是建立區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡。遵循生態(tài)學(xué)的基本原理，結(jié)合系統(tǒng)工程的優(yōu)化理論，設(shè)計(jì)分層多級利用物質(zhì)的人工生態(tài)系統(tǒng)。其主要目標(biāo)是保存和保護(hù)生態(tài)生物多樣性、為受損的生態(tài)恢復(fù)提供生物或其他自然資源的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

對需要修復(fù)的水體，首要目標(biāo)是防止其進(jìn)一步惡化；其次是修復(fù)生態(tài)的完整性，最大可能地重建退化水生態(tài)系統(tǒng)的完整性；再次是修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的自然結(jié)構(gòu)和自然功能。需要修復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)，許多問題來自不利的水體形態(tài)或其他物理特征的改變，這些改變導(dǎo)致環(huán)境退化和水體水文情勢、淤積狀況的變化。河流渠道化、濕地挖渠排水、相鄰生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系中斷等都是典型的結(jié)構(gòu)變化，都需要恢復(fù)到接近原來的形態(tài)和自然特征。

在城市生態(tài)河道的設(shè)計(jì)規(guī)劃中，設(shè)計(jì)人員要切實(shí)提高水利工程的生態(tài)功能，充分結(jié)合城市的自然條件，以蓄泄兼顧為基本原則，提高對河網(wǎng)水源問題的重視，充分發(fā)揮城市現(xiàn)有河道的自然動力，確保城市河流湖泊等水系的自然流動，從而達(dá)到保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的效果。

4.水利工程建設(shè)的長期性與綜合性

由于每個城市所處的地理位置、發(fā)展規(guī)模、發(fā)展階段、功能特征、政治經(jīng)濟(jì)文化特性等都具有差異性，所以每個城市所面臨的水資源問題也各具差異。隨著城市水利工程建設(shè)水平的提高，水資源得到合理配置，對水資源的保護(hù)力度、對水污染問題的治理及洪澇災(zāi)害的防治要求也得到增強(qiáng)，但是，目前我國大多數(shù)城市的水利工程建設(shè)力度嚴(yán)重不足，水利工程建設(shè)大都只關(guān)注于工程的當(dāng)前利益，沒有從長遠(yuǎn)角度考慮水利工程規(guī)劃及建設(shè)問題。要想充分發(fā)揮水利工程的作用，必須綜合考慮資源環(huán)境等要素，將水利工程建設(shè)、城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)及城市可持續(xù)發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來。此外，城市水利工程建設(shè)還是一項(xiàng)綜合性、系統(tǒng)性的工作，城市水利工程建設(shè)涉及水資源利用與保護(hù)、供排水系統(tǒng)建設(shè)、江河湖泊整治、污水處理、廢水循環(huán)利用等多個方面。因而需要建立一套完整的水利工程體系，綜合運(yùn)用多種方法來促進(jìn)城市水利工程的發(fā)展。當(dāng)前，肆意排放工業(yè)污水及生活污水、向河道傾倒生活垃圾等現(xiàn)象屢禁不止，需要對城市水利工程進(jìn)行綜合規(guī)劃及長期治理。

二、城市水利工程的設(shè)計(jì)理念

1.以人為本的設(shè)計(jì)理念

水是生命之源，是工業(yè)生產(chǎn)、人民生活的重要物質(zhì)保障。水利工程建設(shè)不僅關(guān)系防澇抗洪安全、供排水順暢，而且還關(guān)系社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)文明安全與國計(jì)民生。城市水利工程設(shè)計(jì)必須遵循以人為本的理念，切實(shí)注重水利工程的實(shí)際效用。人的健康與社會的發(fā)展都離不開水資源，城市水利工程的建設(shè)與完善能夠有效促進(jìn)城市的建設(shè)與發(fā)展，能夠有效促進(jìn)人與社會的可持續(xù)發(fā)展。城市水利建設(shè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，水利工程建設(shè)一方面會影響到當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展，另一方面會直接影響到當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，城市水利工程建設(shè)在設(shè)計(jì)時要充分考慮防洪抗災(zāi)的基本需求，充分發(fā)揮 “以人為本”設(shè)計(jì)理念，充分考慮生態(tài)環(huán)境建設(shè)、水資源管理及歷史文化等因素。

2.統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展的設(shè)計(jì)理念

城市在水利工程建設(shè)過程中，要能夠遵循科學(xué)發(fā)展觀，結(jié)合城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局、社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及城市的水資源需求，在綜合考慮多種因素的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理地設(shè)立水利工程的發(fā)展目標(biāo)、建設(shè)規(guī)模。水利工程設(shè)計(jì)要始終以“人與自然和諧相處”為基本原則，尊重自然規(guī)律及經(jīng)濟(jì)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)城市水資源的合理開發(fā)與利用，有效節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)水資源利用率的最大化。此外，在城市水利工程的設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，要能夠切實(shí)保護(hù)水資源，盡可能解決水利工程建設(shè)過程中的環(huán)境問題，從而有效提高城市水利工程建設(shè)水平，實(shí)現(xiàn)城市健康可持續(xù)發(fā)展。

3.樹立保護(hù)水資源的設(shè)計(jì)理念

在城市水利工程建設(shè)過程中，相關(guān)部門要能夠加大監(jiān)管力度，不斷健全水資源保護(hù)制度，在設(shè)計(jì)過程中注重改善水資源質(zhì)量及保護(hù)生態(tài)環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要在水功能區(qū)劃分的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確控制排污總量，做好水域排污能力的核查工作，切實(shí)提高水利工程的納污總量控制水平。排污工廠要到相關(guān)部門登記入河排污口，相關(guān)部門要及時做好監(jiān)控工作，加大水利工程的管理力度。在資源節(jié)約型社會建設(shè)過程中，要想有效解決水資源嚴(yán)重缺乏的問題，就要做到節(jié)水制度的建立健全，以制度為保障加快建設(shè)節(jié)水型社會。除此之外，相關(guān)部門要能夠結(jié)合水資源的實(shí)際需求，積極調(diào)整水價，充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)手段的節(jié)水作用，不斷創(chuàng)新節(jié)水技術(shù)。這樣能夠在保護(hù)水資源的基礎(chǔ)上，促進(jìn)城市水利工程的持續(xù)發(fā)展。

三、工程實(shí)例

以荊州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院承擔(dān)設(shè)計(jì)的荊州市城區(qū)護(hù)城河生態(tài)引水工程為例。

荊州市城區(qū)現(xiàn)狀面積53 km2，城區(qū)規(guī)劃面積68 km2，城市總?cè)丝?3萬人，是荊州市政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心和市委、市政府機(jī)關(guān)所在地，荊州市主城區(qū)歷來是鄂中南江漢平原的中心區(qū)，隨著荊沙地市合并和大型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，荊州市城區(qū)的文物保護(hù)中心、工業(yè)中心、交通中心、旅游中心、商貿(mào)中心、金融中心、科教中心及社會服務(wù)中心的作用日益顯著，中心城市的地位更加穩(wěn)固。

護(hù)城河是圍繞古城區(qū)的一條封閉式河流，隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，護(hù)城河水質(zhì)不斷惡化，水體污染日漸嚴(yán)重，經(jīng)實(shí)測已達(dá)到劣Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，成為名副其實(shí)的臭水溝。本著“人水和諧”的宗旨，按照國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃相關(guān)水利建設(shè)的思想理念，實(shí)施了城區(qū)生態(tài)引水工程（見圖 1）。

圖1 荊州市城區(qū)生態(tài)引水工程線路示意圖

荊州市城區(qū)生態(tài)引水工程的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對荊州城區(qū)外部水資源的合理優(yōu)化調(diào)度，引入活水使水體流動，達(dá)到改善城區(qū)水環(huán)境的目的。

具體工程內(nèi)容：在太湖港港南渠與引江濟(jì)漢工程渠交匯處設(shè)立進(jìn)水閘一處，引水流量10 m3/s。該引水線路水質(zhì)好、水量有保證，具有極大的優(yōu)越性，一次調(diào)水周期約為6天，可除汛期外長年引水，安排在10月—翌年4月非汛期間調(diào)水；修建港南渠節(jié)制閘、護(hù)城河進(jìn)水閘及進(jìn)水渠疏浚、生態(tài)護(hù)坡和沿線主要建筑配套；疏浚護(hù)城河，對河岸進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡，建設(shè)親水平臺。

工程于2011年11月開工建設(shè)，2012年4月完工。完工后于2012年國慶節(jié)進(jìn)行試運(yùn)行，對護(hù)城河的水質(zhì)改善效果顯著，有力地保證了國慶節(jié)期間在護(hù)城河?xùn)|門河道上舉行的“荊州國際龍舟賽”活動。目前工程已進(jìn)入常規(guī)運(yùn)行階段，護(hù)城河清水蕩漾，親水平臺游客憑欄觀景，河道兩岸游人如織，已成為城市旅游風(fēng)景和市民休閑之所，取得了極大的社會效益。

四、結(jié) 語

城市水利工程是關(guān)系國計(jì)民生的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對城市現(xiàn)代化建設(shè)有著重要意義。目前我國大多數(shù)城市都已逐步增強(qiáng)對水利工程建設(shè)的重視，但是部分城市的水利工程建設(shè)水平與設(shè)計(jì)理念尚未滿足現(xiàn)代城市的發(fā)展需要。在城市水利工程建設(shè)過程中，要能夠從長遠(yuǎn)角度出發(fā)，綜合考慮多種因素，以科學(xué)的設(shè)計(jì)理念來加強(qiáng)水利工程建設(shè)，增強(qiáng)水利工程與城市生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性，改善城市水環(huán)境，最終促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

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