基于海綿城市理念下的城區(qū)河道治理提升措施研究

許衛(wèi)衛(wèi)，賈立章

(邢臺市城區(qū)河道管理中心，河北 邢臺 054000)

1 引言

水是人類生存發(fā)展不可缺少的自然資源，城區(qū)河道作為城市水資源的重要載體，影響著城市的生態(tài)文明發(fā)展和人們的生活質量，決定著中心城市的品質和品位[1]。近年來，隨著城市建設的迅速發(fā)展和規(guī)模的不斷擴張，推動城區(qū)河道治理提升和提高城市環(huán)境質量及承載能力，成為人水和諧相處的重要研究主題[2]。在此背景下，海綿城市建設的提出為城區(qū)河道治理提供了契機和新的思路。由河湖水系構成的藍色空間和綠地系統構成的綠色空間，是海綿城市生態(tài)修復和景觀營造的主要斑塊[3]。城區(qū)河道作為城市“藍綠”空間的重要組成部分，其治理成果直接影響著城市排水防澇和生態(tài)建設水平。

2 牛尾河概述

2.1 河道現狀

邢臺市地處河北省南部，地勢西高東低，濱江路(絕對標高94 m)與東華路(絕對標高54 m)相差40 m[4]。牛尾河位于邢臺市區(qū)北部，自西向東(達活泉公園至襄都路)流經市區(qū)，長約4.6 km，河道現狀寬度在4～20 m之間。

按照規(guī)劃設計，城區(qū)降雨主要依靠城區(qū)河道排出。并且，城區(qū)內鐵路地道橋下的積水，也經泵站提升、抽排到就近河道。因此，牛尾河除日常的景觀功能之外，肩負著城區(qū)防汛通道的功能。

2.2 水文分析

根據《河北省中小流域設計暴雨洪水圖集》，牛尾河產流計算暴雨強度計算公式為：

(1)

式(1)中，q為設計暴雨強度；P為重現期；t為積水時間。

雨水量計算公式采用：

Q=ψ·q·F

(2)

式(2)中，Q為雨水量設計流量(L/s)；q為設計暴雨強度(L/(s·hm2))；ψ為徑流系數；F為匯水面積(hm2)[5]。

經現狀調查和計算分析，牛尾河整段河道狹窄，達不到規(guī)劃斷面流量，特別是牛尾河興達路橋、平安橋兩處。

2.3 治理契機

根據IPCC 2021年8月發(fā)布的《氣候變化2021：自然科學基礎》，自1850～1900年以來，全球地表平均溫度已上升約1 ℃，未來20年全球溫升預計將達到或超過1.5 ℃。氣候變化正在加劇水循環(huán)，進一步加強內澇治理迫在眉睫[6]?！秶鴦赵恨k公廳關于加強城市內澇治理的實施意見》(國辦發(fā)[2021]11號)文件指出，各城市要因地制宜基本形成排水防澇系統，使韌性城市要求和城市海綿城市建設更匹配[7]。另，根據《邢臺市城市排水(雨水)防澇綜合規(guī)劃》等指導性規(guī)劃需將海綿城市建設、節(jié)水城市建設等融入到城區(qū)河道規(guī)劃、建設、管理的各環(huán)節(jié)[8]。

3 存在的問題

3.1 調蓄能力限制

近幾年，邢臺市城市發(fā)展以正北方向為主，房地產開發(fā)急速增長。因北部區(qū)域規(guī)劃水系清水河、清樺河尚未形成，導致牛尾河匯水區(qū)域較大，約18.8 km2范圍的雨水需從興達路兩側入河口排入牛尾河(圖1)。牛尾河現狀河道寬度只有5～9 m不等，排水標準較低，現狀過流能力為31 m3/s，不能滿足行洪需求。每年6～9 月份為防汛期，降雨后河內水位較高，雨水閘門入河口設置距離河底僅0.7 m，容易形成頂托出水不暢，造成河道兩岸積水，雨水較多年份甚至發(fā)生洪澇。

圖1 牛尾河匯水區(qū)域平面

3.2 河道水源不足

牛尾河是海河流域子牙河水系滏陽河的一條主要支流。隨著邢臺市城市開發(fā)建設影響，現牛尾河源頭為城區(qū)北部達活泉公園一帶多泉區(qū)，流經邢臺市城區(qū)、信都區(qū)、任澤區(qū)，在任澤區(qū)南留寨匯入順水河后入南澧河[9]。牛尾河水源主要為達活泉泉水，補充南水北調引水，每日水量約0.8 萬m3，并在下游少量使用中水，每日水量約0.1 萬m3?？傮w水量偏小，可在平安路、興達路兩側形成水面景觀，其余河段低水面流動。

3.3 生態(tài)修復單一

由于歷史原因，城區(qū)河道按照行洪標準建設，多為硬質河底，未按生態(tài)河道設計，景觀效果和水質保持難度較大[10]。河道附屬設施老化，設置不合理，閘壩、溢流堰等設施建設年代較早，分布不均，設施老舊，不能保證全段蓄水，部分河底、護坡破損，影響蓄水。同時，牛尾河兩側多為居民小區(qū)，幾乎沒有濱河綠地，整個水系無植物群落，也無生態(tài)修復能力。

4 治理措施

牛尾河城區(qū)河道治理提升為邢臺市排水防澇補短板項目，是致力于建設和諧宜居城市環(huán)境，努力鋪就“綠滿邢襄、水潤古城”生態(tài)底色的重要舉措，是創(chuàng)建自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市的前提基礎[11]。項目實施將提升牛尾河排水防澇能力，改善水生態(tài)環(huán)境，并為整個區(qū)域的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

4.1 河道水系拓寬

牛尾河承擔著城區(qū)北部排水防澇的重要功能，針對河道狹窄影響城區(qū)防汛安全問題，分步分段實施了牛尾河河道水系拓寬。根據規(guī)劃流量及清樺河、清水河建成后水量匯入實際情況，統一按照30 年一遇洪水標準設計，將牛尾河全段分三步進行了拓寬。首先，對排水防澇壓力最大的下游段-牛尾河(平安路-襄都路)進行了拓寬，河道上口寬度由12 m拓寬至25～42 m；其次，對牛尾河上游狹窄段及清樺河匯入段-牛尾河(花園小區(qū)東圍墻-邢臺學院)進行了拓寬，河道上口寬度由5～7 m拓寬至15～22 m；最后，對中間段-牛尾河(邢臺學院-平安路)段進行了拓寬，河道上口寬度由9 m拓寬至18～29 m，大幅提升了區(qū)域的排水防澇能力。

4.2 生態(tài)河道建設

積極探索河道治理新經驗、新方法，在河道整治過程中融入生態(tài)理念，對牛尾河進行生態(tài)化改造。一是建設生態(tài)浮島。采用“生態(tài)浮島”建設技術，在牛尾河邢臺學院河段，利用無土栽培技術，在鏤空設計的浮島主體上栽植美人蕉、水生菖蒲等水生植物，進一步凈化河道水質，達到修復和重建河道生態(tài)系統的目的。二是建設生態(tài)河底。在牛尾河下游段拓寬中，因地制宜從水流、水質等多方面考量，采用生態(tài)河底襯砌技術，打造碎石-素土-防水毯-沙土結構生態(tài)河底，增加水體含氧量，構建河道生態(tài)系統。三是建設生態(tài)護坡。在牛尾河新華路至邢臺學院段河道改造工程中，河道北側邊坡采用階梯式生態(tài)框護坡，南側邊坡常水位以下采用漿砌片石擋墻，常水位以上采用自然坡地綠化護坡，塑造河道自然生態(tài)環(huán)境。

4.3 多源頭引水入河

牛尾河在河道拓寬的同時，沿河相應建設下沉式綠地游園，收集調蓄毗鄰的主街道雨水，補充河道水源，以達到“自然積存、自然滲透、自然凈化”的效果[12]；啟動城區(qū)河道供水管道改造工程，實現多水源、大水量、常態(tài)化生態(tài)補水。通過閘壩、溢流堰等調蓄設施的改造提升和精細調度，牛尾河實現全河段蓄水，在多數河段形成水清、岸綠、景美的良好水面景觀。目前，引朱濟邢召馬地表水廠備用水源聯通工程正在抓緊施工，待聯通后，可大量向城區(qū)河道進行生態(tài)補水，以確保河河有水、清水長流。

5 結論與討論

牛尾河綜合治理項目，將牛尾河排水防澇補短板、黑臭水體消除、沿河景觀綠地提升，以及水生態(tài)系統修復等有機融合在一起，使邢臺市北部地區(qū)水系規(guī)劃、排水市政基礎、綠地開發(fā)與建設更完善和成熟。目前該項目正在實施牛尾河拓寬第三階段，河道下游河段效果明顯，整個水環(huán)境得到顯著改善和提升，牛尾河公園也成為邢臺市民的一個新游玩去處?，F就城區(qū)河道治理提升措施作以下幾點討論，旨在為城區(qū)河道治理提供經驗支撐，從而指導更優(yōu)的項目治理。

(1)基于海綿城市理念下的城區(qū)河道治理在我國還處于發(fā)展階段，需不斷的摸索與實踐，相關管理單位應該首先認識到海綿城市在城市建設和發(fā)展中的重要性，并將理念融入城市規(guī)劃和實踐中。

(2)用系統思維去治理城區(qū)河道不是一蹴而就的事情，落腳點應該是未來幾年的治理安排，不管是水質治理還是附屬設施建設都應該考慮生態(tài)理念，修復河道生態(tài)系統，建設連續(xù)完整的基礎設施體系。

(3)我國總體上是個缺水的國家，邢臺又屬于典型的北方城市，旱澇急轉，汛期，積雨成災，非汛期需調水補充。在河道治理時，必須優(yōu)先考慮充分利用雨水，將雨水納入城市水資源配置，以實現生態(tài)河道的真正意義。