淺談張掖城區(qū)水生態(tài)修復(fù)保護(hù)工程規(guī)劃

周斌武，曹 進(jìn)，蔚成亮，韓兵兵

（1.張掖市甘州區(qū)萬(wàn)邦創(chuàng)業(yè)水務(wù)投資有限責(zé)任公司，甘肅 張掖734000；2.中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢430010；3.北京萬(wàn)德福蘭科技有限公司，北京市100000）

1 問(wèn)題的提出

水是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的基本條件，是維系自然生態(tài)系統(tǒng)功能和支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展不可替代的基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略資源。張掖在歷史上就是一座水城，全國(guó)第二大內(nèi)陸河黑河穿境而過(guò)，“半城蘆葦、半城塔影”曾經(jīng)是古城張掖最真實(shí)的寫(xiě)照，據(jù)史料記載，明、清時(shí)期張掖城水域面積達(dá)到了三分之一。正因?yàn)橛羞@樣得天獨(dú)厚的自然條件，才成就了張掖城過(guò)去和今日的輝煌?？梢哉f(shuō)張掖因水而生、因水而美、因水而興。然而進(jìn)入20世紀(jì)中后期，隨著張掖城的快速發(fā)展，導(dǎo)致因城失水，大量的自然水系被城市建設(shè)阻斷，一些河道被覆蓋為暗渠，張掖城區(qū)內(nèi)水域生態(tài)環(huán)境受到了很大程度的破壞。近幾年，隨著現(xiàn)代生態(tài)建設(shè)理念的推廣，張掖城市建設(shè)開(kāi)始著重于水城共生，城北的國(guó)家濕地公園，蘆葦灣的建設(shè)逐步恢復(fù)城水交融的景象。飲馬河河道黑臭水體治理工程、黃水溝黑臭水體治理項(xiàng)目等一批政府投資項(xiàng)目，對(duì)修復(fù)張掖城區(qū)的水生態(tài)起到了至關(guān)重要的作用。目前，張掖城區(qū)水體現(xiàn)狀布局為半園半城結(jié)構(gòu)，水系綠地公園主要集中于城區(qū)西北部，分別有國(guó)家濕地公園、蘆水灣公園、潤(rùn)泉湖公園及甘泉公園等。城區(qū)東南部水體及公園綠地嚴(yán)重缺失。城北生態(tài)環(huán)境相對(duì)較優(yōu)，而城南水生態(tài)環(huán)境相對(duì)較為脆弱。因此，結(jié)合新一輪城市總體規(guī)劃編制調(diào)整，依托三環(huán)路建設(shè)及城南片區(qū)城中村改造，實(shí)施張掖城區(qū)水生態(tài)修復(fù)保護(hù)工程，對(duì)城東、城南片區(qū)水系進(jìn)行梳理，對(duì)水生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)提升顯得尤為重要。

2 工程現(xiàn)狀

張掖地處甘肅省河西走廊中部，南枕祁連山，北倚合黎山、龍首山，中部為廣闊的沖積型扇形平原。全國(guó)第二大內(nèi)陸河黑河依城而過(guò)，水利條件得天獨(dú)厚，是大型灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。因此，張掖城區(qū)水系多為灌溉渠。其中，城北水系較為發(fā)達(dá)，主要有庚名渠、阿薛渠、東泉渠等，以及山丹河、黃水溝等河道。近些年，利用黑河水，張掖在城北建設(shè)了國(guó)家濕地公園、蘆水灣公園、潤(rùn)泉湖公園及甘泉公園等大型水系。張掖中心城區(qū)則多為排水渠道，歷史上有8大明渠，而如今，隨著城市建設(shè)，大多已覆蓋為暗渠。張掖城東、城南則主要存在一些人工農(nóng)灌渠及自然排洪水系，呈現(xiàn)環(huán)網(wǎng)狀分布形式。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及走訪(fǎng)灌渠管理單位，城東、城南主要灌溉干支渠共有6條，分別是盈一分干渠、盈二支渠、盈三支渠、盈四支一分支渠、盈五支渠和盈二分干一支渠。近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，高層建筑拔地而起，各類(lèi)管道及管線(xiàn)密布城市的大街小巷，部分渠道已喪失過(guò)流能力，部分自然水系已被城區(qū)建設(shè)所阻斷，連通性較差。各灌渠多建于上世紀(jì)七、八十年代，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，部分渠道破損嚴(yán)重，并且由于種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，受益村社作物種植主要以大棚蔬菜為主，灌溉水源多以地下水為主，灌溉方式由大水漫灌變?yōu)榈喂嗪凸芄啵挥写汗嗪投鄷r(shí)才引地表水進(jìn)行灌溉，現(xiàn)有灌溉渠道利用率不高，在雨季或者灌溉季，農(nóng)灌渠溢流水無(wú)組織排放，到處漫流，造成水資源浪費(fèi)。

目前，張掖城東、城南多為城中村，大部分正處于拆遷狀態(tài)。沿城區(qū)外圍的三環(huán)道路正在施工。

3 上位規(guī)劃

3.1 城市總體規(guī)劃

在編的新一輪張掖總體規(guī)劃中，沿東南三環(huán)道路內(nèi)的城市用地規(guī)劃主要以居住用地為主，配以商業(yè)、生活配套用地，三環(huán)外側(cè)多為生態(tài)綠地。城市總體規(guī)劃中提出，對(duì)現(xiàn)有水系、濕地進(jìn)行梳理，確定濕地的補(bǔ)水涵養(yǎng)、河道走向，引水入城，充分利用黑河流域豐富的水資源，恢復(fù)原有環(huán)城河道，疏通水系，增強(qiáng)排泄地下水的能力，并將城內(nèi)水系與北部濕地公園水系融為一體，解決城北濕地的補(bǔ)水問(wèn)題。規(guī)劃在城市內(nèi)部形成兩條主要的景觀水系：一條沿新區(qū)內(nèi)部由南至北從城中穿過(guò)最終匯入濕地，另一條將城市南部的幾處水系沿東環(huán)路東側(cè)由南至北，匯成流動(dòng)的水岸線(xiàn)，一部分匯入濕地，另一部分沿濱河南路北側(cè)自西向東最終匯入焉支河。

3.2 城市控制性詳細(xì)規(guī)劃

規(guī)劃水系所在片區(qū)主要承接城市核心區(qū)居住功能；以商業(yè)金融、行政辦公、文體休閑功能為主的城市綜合片區(qū)。通過(guò)優(yōu)化城市功能，合理組織用地布局，最終形成交通便捷、公共設(shè)施完善、環(huán)境優(yōu)越、舒適宜人的城市片區(qū)。

規(guī)劃采用“點(diǎn)、線(xiàn)、面”結(jié)合的綠地系統(tǒng)布局框架。首先依托南二環(huán)路兩側(cè)綠帶及柳泉公園形成綠地系統(tǒng)的“面”，依托水渠兩側(cè)及西二環(huán)路西側(cè)、康樂(lè)路東側(cè)綠廊構(gòu)成綠地系統(tǒng)的“線(xiàn)”。由“面”和“線(xiàn)”構(gòu)成整個(gè)區(qū)域的綠地系統(tǒng)骨架，連接各個(gè)組團(tuán)和重要節(jié)點(diǎn)；其次通過(guò)社區(qū)公園、廣場(chǎng)等點(diǎn)狀空間滲透到各功能組團(tuán)內(nèi)部進(jìn)行補(bǔ)充。

3.3 海綿城市規(guī)劃

根據(jù)《張掖市海綿城市建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》（2016-2030），張掖城區(qū)海綿建設(shè)分為六個(gè)區(qū)，分別為：老城區(qū)海綿改造區(qū)、建成區(qū)海綿提升區(qū)、新城區(qū)、海綿綜合建設(shè)區(qū)、工業(yè)污染消減區(qū)和濕地海綿保育區(qū)。該工程規(guī)劃水系范圍主要位于新城區(qū)海綿綜合建設(shè)區(qū)和建成區(qū)海綿提升區(qū)。包含在濱河新區(qū)、城南片區(qū)及東南片區(qū)三個(gè)管控分區(qū)，相應(yīng)分區(qū)控制指標(biāo)如表1所列。

表1 一級(jí)分區(qū)年徑流總量及污染控制一覽表

4 規(guī)劃目標(biāo)及原則

4.1 規(guī)劃目標(biāo)

在規(guī)劃目標(biāo)上，積極借鑒開(kāi)封市“一渠六河”連通綜合治理工程、西安灃河沿岸濕地生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目等治理經(jīng)驗(yàn)，把生態(tài)文明理念融入水資源開(kāi)發(fā)、水環(huán)境保護(hù)、水系景觀與水文化建設(shè)等各個(gè)環(huán)節(jié)，圍繞“以水活城，以水潤(rùn)城，以水美城，以水興城”，深入實(shí)施水系連通、河道治理修復(fù)、城市生態(tài)水系及老城區(qū)八大明渠治理等一系列保護(hù)水資源、優(yōu)化水環(huán)境、做優(yōu)水生態(tài)、營(yíng)造水文化的系列工程，鞏固提升張掖市國(guó)家水生態(tài)文明城市創(chuàng)建成果，全力推動(dòng)節(jié)水型城市建設(shè)，構(gòu)建水岸交融、藍(lán)綠交織的水生態(tài)空間，實(shí)現(xiàn)山水形態(tài)、環(huán)境生態(tài)、城市業(yè)態(tài)的和諧統(tǒng)一。同時(shí)，通過(guò)城市水環(huán)境保護(hù)提升，改善居民生活環(huán)境質(zhì)量，提高人民群眾的幸福感，進(jìn)一步提高張掖市城市形象，促進(jìn)張掖市經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。

4.2 規(guī)劃原則

4.2.1 安全性、可靠性原則

水系建設(shè)要保證結(jié)構(gòu)安全可靠，包括：水系過(guò)流能力充足、邊坡安全穩(wěn)定、攔蓄水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全等。其次，要保證游客親水、戲水安全，水系要預(yù)留一定的安全平臺(tái)，必要的地方要有安全防護(hù)措施等。

4.2.2 經(jīng)濟(jì)性、合理性原則

在滿(mǎn)足水系過(guò)流能力及補(bǔ)水需求的前提下，合理確定水系開(kāi)挖量，宜寬則寬，宜窄則窄，宜明則明，宜暗則暗。尤其在規(guī)劃橋梁位置，需結(jié)合橋梁規(guī)劃情況，盡量縮窄水系寬度以減小橋梁跨徑。開(kāi)挖土方還應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)情況，因地制宜確定水深，開(kāi)挖土方盡量就地消化，減少外運(yùn)，整個(gè)工程方案做到既經(jīng)濟(jì)又合理，并充分考慮后期的運(yùn)行管理。

4.2.3 生態(tài)性、環(huán)保性原則

規(guī)劃水系需結(jié)合補(bǔ)水情況，通過(guò)寬度及深度調(diào)整，以保證一定的生態(tài)蓄水量，并通過(guò)攔蓄水構(gòu)筑物的設(shè)置，盡可能地多蓄存一定水量，以涵養(yǎng)水源。水系邊坡結(jié)構(gòu)及材料選用生態(tài)環(huán)保材料，并盡量考慮合理有效地利用當(dāng)?shù)亟ㄖ牧稀?/p>

4.2.4 美觀性、功能性原則

規(guī)劃水系應(yīng)具有較好的平面鳥(niǎo)瞰效果，可串聯(lián)幾處重要生態(tài)節(jié)點(diǎn)，平面宜具有適當(dāng)蜿蜒性，并于適宜位置通過(guò)營(yíng)造一定寬且深的觀賞大濕地，并賦予其適當(dāng)游憩通航功能，以此獲得較好的人文體驗(yàn)及視覺(jué)效果。水體流通是改善水質(zhì)的重要舉措。通過(guò)閘壩控制，加強(qiáng)水體流動(dòng)，保證動(dòng)態(tài)流水，以達(dá)到“流水不腐”的效果。

5 水系規(guī)劃

5.1 規(guī)劃水系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)劃水系最大引水流量為1.0 m3/s，年引水量約0.3×108m3，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2017之規(guī)定，年引水量在（0.3～1）×108m3，工程等別劃分為Ⅳ等，工程規(guī)模為?。?）型。

5.2 規(guī)劃思路

規(guī)劃通過(guò)利用農(nóng)灌渠農(nóng)業(yè)退水為新建水系提供水源保障。沿東、南二環(huán)道路及東、南三環(huán)道路形成環(huán)城水系，修復(fù)提升沿線(xiàn)水生態(tài)環(huán)境。主要分為三環(huán)水系和二環(huán)水系兩條渠線(xiàn)，水系總長(zhǎng)度約23 km。其中三環(huán)水系西起S213省道沿南三環(huán)路、東三環(huán)路至黃水溝段，渠道總長(zhǎng)約16 km，沿線(xiàn)共串聯(lián)五處綠化節(jié)點(diǎn)。二環(huán)水系西起縣府南路沿南二環(huán)，東至金張掖大道段，渠道總長(zhǎng)約7 km，沿線(xiàn)共串聯(lián)兩處綠化節(jié)點(diǎn)。

5.3 規(guī)劃策略

通過(guò)“生態(tài)融水、設(shè)壩駐水、拓挖匯水、科學(xué)綠水、河渠貫通”的五大策略，將多余的農(nóng)灌水引入張掖城內(nèi)，河渠縱橫、環(huán)環(huán)相套的綠洲水網(wǎng)再現(xiàn)“水潤(rùn)張掖、文化古城”的意境。

5.3.1 生態(tài)融水

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有盈一分干渠、盈二支渠、盈三支渠、盈四支一分支渠、盈五支渠和盈二分干一支渠等灌溉渠道適當(dāng)提升改造和打通現(xiàn)有灌溉斷頭渠，利用灌溉間歇期，多渠道對(duì)環(huán)城水系進(jìn)行補(bǔ)水。切實(shí)解決城區(qū)黑臭水體治理完成后河道的穩(wěn)定補(bǔ)水、活水循環(huán)，連通城市內(nèi)外水系、串聯(lián)南北水系，完善城市排澇減災(zāi)體系、拓展城市發(fā)展空間，提升城市東南片區(qū)水生態(tài)環(huán)境和城市景觀質(zhì)量。

5.3.2 設(shè)壩駐水

張掖城區(qū)地形分布為西南高，東北低，最大高差約為53 m，地形坡降比較大，為更好地涵養(yǎng)水源，考慮沿線(xiàn)設(shè)置駐水壩駐水。結(jié)合現(xiàn)狀地形、地質(zhì)情況，于適宜位置設(shè)置不同高度的攔水堰，一方面攔蓄水源，營(yíng)造良好的生態(tài)效果，另一方面調(diào)整渠道坡降，以獲得良好的水流狀態(tài)。

5.3.3 拓挖匯水

結(jié)合規(guī)劃及周邊地塊發(fā)展情況，利用低洼地帶和重要道路交匯位置，設(shè)置生態(tài)綠化節(jié)點(diǎn)，拓挖匯水，塑造一定水生態(tài)節(jié)點(diǎn)。一方面，拓挖的塘壩在汛期可起到一定的排澇滯洪調(diào)蓄作用；另一方面，適當(dāng)擴(kuò)大的水面可為景觀打造提供濱水條件，從而最大限度地發(fā)揮生態(tài)效益，為水域周邊創(chuàng)造更多的開(kāi)發(fā)條件，并為周邊居民提供更好的人居環(huán)境。

5.3.4 科學(xué)綠水

由于張掖城區(qū)地下水位埋藏較淺，人為的抽灌使得地下水位在年內(nèi)時(shí)高時(shí)低，加之原有的蘆葦池、排水溝道等被侵占阻斷，一方面影響了地下水的正常排泄，另一方面也在城市低洼地段形成內(nèi)澇的問(wèn)題。規(guī)劃設(shè)計(jì)中結(jié)合地質(zhì)情況，采取適宜的防滲措施，以減少水體滲漏量。并通過(guò)設(shè)置濕地和生態(tài)草坡駁岸達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

5.3.5 河渠貫通

規(guī)劃設(shè)計(jì)的南二環(huán)及南三環(huán)兩條環(huán)狀水系，近期可與城東和城北的濕地及河道相通（見(jiàn)圖1）。遠(yuǎn)期打通城中心的八大渠，并結(jié)合主要規(guī)劃道路的建設(shè)將水系東西南北均進(jìn)行連通，縫合城水之間的裂隙，再現(xiàn)城水交融的意境，形成環(huán)環(huán)相套的綠洲水網(wǎng)，塑造溶解滲透的綠洲城市。

圖1 水系規(guī)劃平面圖

5.4 水量供需分析

依托現(xiàn)有水系，適度開(kāi)掘連通水系，通過(guò)新建渠道或?qū)ΜF(xiàn)有灌溉渠道適當(dāng)提升改造和打通現(xiàn)有灌溉斷頭渠，利用灌溉間歇期多渠道對(duì)新建水系進(jìn)行補(bǔ)水。

5.4.1 供水量估算

從保證引水量及方便引水的角度出發(fā)，主要考慮農(nóng)業(yè)灌溉渠尾水利用。經(jīng)過(guò)查閱甘州區(qū)盈科灌區(qū)黑河流域灌區(qū)節(jié)水改造項(xiàng)目相關(guān)資料及走訪(fǎng)灌渠管理部門(mén)了解到：盈一分干渠引水流量為1.5 m3/s，盈二支渠引水流量為1.0 m3/s，盈三支渠引水流量為0.7 m3/s，盈四支一分支渠引水流量為0.6 m3/s，盈五支渠引水流量為,0.6 m3/s，盈二分干一支渠引水流量為0.6 m3/s。這幾條農(nóng)灌渠最小補(bǔ)水流量0.6 m3/s，扣除灌溉期用水量和黑河集中調(diào)水時(shí)段（每年4月至10月）流量后，總補(bǔ)水量可到3 000萬(wàn)m3。按照供水保證率及供水時(shí)間，所補(bǔ)流量約為1.0 m3/s。

5.4.2 需水量估算

5.4.2.1 生態(tài)蓄水量

為更好地修復(fù)水生態(tài)環(huán)境，并提高水資源利用率，沿線(xiàn)設(shè)置攔蓄水設(shè)施進(jìn)行蓄水，包括濕地節(jié)點(diǎn)蓄水及沿線(xiàn)寬綠帶明渠蓄水。規(guī)劃水系總生態(tài)蓄水量為77.3萬(wàn)m3。

5.4.2.2 綠化灌溉需水量

水系兩岸綠化帶塑造是水系生態(tài)性與景觀性重要展現(xiàn)內(nèi)容。綠化灌溉是水系維護(hù)管理的重要內(nèi)容。規(guī)劃水系綠化灌溉年總需水量為70.4萬(wàn)m3。

5.4.2.3 蒸發(fā)量

規(guī)劃水系總蓄水面積為51.6萬(wàn)m2（含生態(tài)節(jié)點(diǎn)及明渠，規(guī)劃水面率為15.42%），根據(jù)《張掖地區(qū)志》及相關(guān)水文氣象資料，年總蒸發(fā)量為94.1萬(wàn)m3。

5.4.2.4 滲漏量計(jì)算

由于施工等原因，水系蓄水后初期地下水水位較低，河道滲漏量較大。隨著水系的蓄水，水系沿線(xiàn)的地下水得到補(bǔ)充，滲漏量逐漸變小，直到滲漏量達(dá)到一定穩(wěn)定值。

由于該工程采用全封閉式防滲措施，即水系、節(jié)點(diǎn)岸坡及底部全部采用復(fù)合土工膜防滲，根據(jù)已建工程經(jīng)驗(yàn)，復(fù)合土工膜防滲效果較好，蓄水穩(wěn)定后基本無(wú)滲漏，故此次暫不考慮滲漏量。

根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)可得需水總量為241.8萬(wàn)m3。

5.4.3 供需水量分析

為了滿(mǎn)足水系生態(tài)修復(fù)功能，供水量需大于需水量。該工程水系年需水量為241.8萬(wàn)m3；年供水總量為3 000萬(wàn)m3，滿(mǎn)足需水要求。

6 結(jié)語(yǔ)

水是一個(gè)城市的靈魂，水系是一個(gè)城市最鮮明的特點(diǎn)，既能夠體現(xiàn)一個(gè)城市的文化內(nèi)涵，也能客觀反映城市管理者的理念智慧。張掖城區(qū)水生態(tài)修復(fù)保護(hù)工程規(guī)劃，踐行了習(xí)近平總書(shū)記“綠水青山就是金山銀山”生態(tài)文明思想，將水生態(tài)修復(fù)與黑臭水體治理相結(jié)合，切實(shí)解決了城區(qū)黑臭水體治理完成后河道的穩(wěn)定補(bǔ)水、活水循環(huán)問(wèn)題，通過(guò)連通城市內(nèi)外水系、串聯(lián)南北水系，完善了城市排澇減災(zāi)體系，拓展了城市發(fā)展空間，提升了城市東南片區(qū)水生態(tài)環(huán)境和城市景觀質(zhì)量，塑造了城市特色，帶動(dòng)了水系沿線(xiàn)和周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的三贏。