王小兵

（廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

城市水文安全管理淺析

王小兵

（廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院）

安全的水文環(huán)境對(duì)城市的健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。傳統(tǒng)城市新區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中對(duì)區(qū)域水文過(guò)程的安全和水體健康考慮較少，粗放的建設(shè)模式對(duì)區(qū)域水文過(guò)程破壞嚴(yán)重。本文總結(jié)了中外城市水文管理的發(fā)展歷程，提出城市發(fā)展過(guò)程中防控結(jié)合的可持續(xù)的城市水文管理途徑。通過(guò)對(duì)規(guī)劃層面、建設(shè)層面和管理層面的水文管理問(wèn)題進(jìn)行解析，提出城市水文管理宏觀層面進(jìn)行流域規(guī)劃，中觀層面進(jìn)行海綿城市建設(shè)，微觀層面進(jìn)行低影響開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的路徑。最后對(duì)海綿城市建設(shè)在水文安全管理中的作用提出展望。

城市規(guī)劃；水文管理；低影響開(kāi)發(fā)；海綿城市

1　研究背景

安全的水文環(huán)境對(duì)城市的健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。長(zhǎng)期以來(lái)，城市新區(qū)粗放的開(kāi)發(fā)模式對(duì)區(qū)域水體健康和水文過(guò)程的安全考慮較少，新區(qū)開(kāi)發(fā)過(guò)程往往伴隨著河流水體污染、濕地退化和裸露地表水土流失等眾多問(wèn)題，原有水文環(huán)境的破壞對(duì)城市健康發(fā)展和居民健康生活的影響顯著[1]。聯(lián)合國(guó)教科文組織早在1974年《城市化的水文效應(yīng)》一文中指出，伴隨著工業(yè)化快速發(fā)展和城市人口的不斷聚集，城市面臨的水安全問(wèn)題亦將凸顯，城市水問(wèn)題將變得更加復(fù)雜和多樣化[2]?！秶?guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》亦指出以往通過(guò)犧牲生態(tài)環(huán)境獲得城市快速發(fā)展的外延式增長(zhǎng)模式難以為繼，我國(guó)城鎮(zhèn)化道路必須進(jìn)入以提升質(zhì)量為主的轉(zhuǎn)型發(fā)展階段[3]。

2014年10月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒發(fā)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》（試行），提出了海綿城市建設(shè)的基本目標(biāo)，旨在探討城市建設(shè)中可持續(xù)的水文管理模式。對(duì)城市新區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中，有效利用現(xiàn)有水文資源，合理布局雨污水排放工程設(shè)施，實(shí)現(xiàn)區(qū)域水文過(guò)程安全和城市新區(qū)海綿城市的構(gòu)建具有重要指導(dǎo)意義。

2　城市水文管理發(fā)展歷程

國(guó)內(nèi)外針對(duì)城市水文管理的發(fā)展歷程可以分為三個(gè)階段：以排為主階段、以控為主階段（包括水量控制和水質(zhì)控制）、防控結(jié)合的可持續(xù)管理階段。

2.1以排為主階段

早期城市水文管理理念是以排為主，城市排水伴隨著城市的產(chǎn)生就開(kāi)始存在。國(guó)內(nèi)外早期古代城市建設(shè)過(guò)程中便有城市排水設(shè)施布局的考慮。如中國(guó)夏朝淮陽(yáng)平糧臺(tái)古城的陶制排水管道、商代西豪城的石木結(jié)構(gòu)排水溝布局、戰(zhàn)國(guó)時(shí)期齊國(guó)臨淄城結(jié)合護(hù)城壕溝和護(hù)城河的完整排水網(wǎng)等[4]。國(guó)外早期城市中羅馬古城的引水渠同時(shí)包含了生活用水、景觀使用和逃生通道等多種功能[5]，古希臘邁錫尼王國(guó)時(shí)期的米諾斯水利技術(shù)已經(jīng)具有城市輸水和城市排水的功能劃分等。

城市排水系統(tǒng)的大力發(fā)展始于19世紀(jì)中葉西方國(guó)家的工業(yè)化和城市化，以建造城市雨水管渠和泄洪通道為主，通過(guò)對(duì)城市雨水、污水和工業(yè)廢水進(jìn)行收集，直接排放進(jìn)入城市周邊河流水體。這一時(shí)期的排水理念以排放“一次沖刷水體”為主，未能考慮雨污混合產(chǎn)生的水體污染問(wèn)題。

2.2以控為主階段

隨著西方國(guó)家工業(yè)化和城市化的發(fā)展，城市面臨著內(nèi)澇和水污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，這一時(shí)期的城市水文管理以控制為主，包括城市水量的控制和城市水質(zhì)的管理。

2.2.1水量的控制

國(guó)外城市通過(guò)修建滯蓄池塘的途徑實(shí)現(xiàn)城市水量控制。日本于20世紀(jì)60年代開(kāi)始推廣滯蓄池塘進(jìn)行雨水集蓄和洪水調(diào)節(jié)，美國(guó)在20世紀(jì)70年代提出第一個(gè)雨洪管理的法案，并在流域尺度的水文模型和水力學(xué)模型基礎(chǔ)上完成第一個(gè)雨水總體規(guī)劃[6]。

我國(guó)的城市排水系統(tǒng)先后經(jīng)歷了截流式合流制、分流制以及兩者并存的混流制排水系統(tǒng)，目前在城市新區(qū)建設(shè)過(guò)程中多采用完全分流制排水系統(tǒng)。

2.2.2水質(zhì)的管理

水質(zhì)的管理包括“點(diǎn)源”污染防控和“非點(diǎn)源”污染防控兩種。美國(guó)、日本等于20世紀(jì)60年代通過(guò)雨污分流排水系統(tǒng)的建設(shè)開(kāi)始進(jìn)行“點(diǎn)源”污染的控制。70年代開(kāi)始，“非點(diǎn)源”污染的控制措施在城市水源區(qū)開(kāi)始實(shí)踐。80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)國(guó)家建立并逐步完善雨水水質(zhì)控制的規(guī)范、法案和規(guī)章。

2.3防控結(jié)合的可持續(xù)管理階段

隨著城市內(nèi)澇、水體污染等引起的城市生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，城市管理者對(duì)城市水文管理的思路發(fā)生轉(zhuǎn)變，水文安全格局構(gòu)建成為城市健康發(fā)展的重要目標(biāo)，城市水文管理進(jìn)入防控結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展階段。

1989年8月國(guó)際雨水利用協(xié)會(huì)（International Rainwater-Catchment System Association）成立，促進(jìn)了城市雨水可持續(xù)管理的進(jìn)程。在隨后的一段時(shí)間里，發(fā)達(dá)國(guó)家先后提出多個(gè)城市雨洪管理模型，如美國(guó)先后提出的最佳管理措施（Best Management-Practice，BMP）、綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（Green Stormwater Infrastructure，GSI）和低影響開(kāi)發(fā)（Low Impact Development，LID）；英國(guó)提出的可持續(xù)排水系統(tǒng)（Sustainable Urban Drainage System，SUDS）；德國(guó)提出的雨水利用（Storm water harvesting）和雨洪管理（Stormwater management）；澳大利亞提出的水敏感城市（Water Sensitive Urban Design，WSUD）等[7]。

國(guó)內(nèi)可持續(xù)水文管理較早見(jiàn)于生態(tài)安全格局（Security Pattern）和生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施（Ecological Infrastructure）[8]。水文安全格局作為生態(tài)安全格局的重要組成部分，通過(guò)控制具有關(guān)鍵意義的坑塘、河流和湖泊等，實(shí)現(xiàn)區(qū)域的水文過(guò)程安全。相關(guān)的實(shí)踐案例包括上海后灘濕地公園、哈爾濱群力濕地公園和天津橋園公園等。

2014年10月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》（試行）中正式提出建設(shè)海綿城市來(lái)應(yīng)對(duì)城市雨洪水治理的新理念。其核心觀點(diǎn)認(rèn)為城市應(yīng)該具有適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的良好能力，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，缺水時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外水文管理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，海綿城市結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行城市規(guī)劃體系提出不同層級(jí)的管理目標(biāo)和指標(biāo)體系，具有較強(qiáng)的操作性和實(shí)踐性。

3　城市建設(shè)過(guò)程中水文問(wèn)題分析

長(zhǎng)期以來(lái)，城市規(guī)劃遵循以建設(shè)用地為先，“規(guī)模—布局”的編制內(nèi)容與方法，通過(guò)劃定水體藍(lán)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水體的保護(hù)和控制，對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)作為生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分及其在城市健康和安全中的重要地位缺乏足夠認(rèn)識(shí)。

3.1城市規(guī)劃層面：傳統(tǒng)城市藍(lán)線(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)單一，保護(hù)范圍不足

城市藍(lán)線(xiàn)是指城市規(guī)劃確定的江河，湖，水庫(kù)，渠和濕地等城市地表水體保護(hù)和控制的地域界線(xiàn)①，是進(jìn)行城市水體保護(hù)和控制的主要方式，在城市控制性詳細(xì)規(guī)劃階段通過(guò)“六線(xiàn)”管制圖加以實(shí)現(xiàn)。在城市規(guī)劃過(guò)程中，城市藍(lán)線(xiàn)規(guī)劃存在以下不足：

3.1.1保護(hù)范圍不足

城市藍(lán)線(xiàn)規(guī)劃主要針對(duì)城市規(guī)劃確定的江、河、湖、庫(kù)、渠和濕地等城市地表水體保護(hù)和控制的地域界線(xiàn)，其功能是對(duì)水體兩側(cè)一定范圍內(nèi)的用地進(jìn)行保護(hù)，限制用地開(kāi)發(fā)并滿(mǎn)足防洪需求。而河流及其兩側(cè)一定范圍內(nèi)的用地僅僅是流域系統(tǒng)的一小部分，城市藍(lán)線(xiàn)所包含的區(qū)域不足以支撐流域系統(tǒng)的完整與安全。在實(shí)際操作中，因?yàn)樗{(lán)線(xiàn)保護(hù)范圍不足而造成的流域生物遷徙廊道破壞的情況時(shí)有發(fā)生。

3.1.2均質(zhì)化和零碎化

河流兩側(cè)是生物多樣性的聚居地，其自然地形包含淺灘、沙地和凹凸河岸，是各種生物遷徙的廊道。水岸兩側(cè)陸域的“邊緣效應(yīng)”形成了不同的植被覆蓋、城鎮(zhèn)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況。城市藍(lán)線(xiàn)通過(guò)均等劃分水體及其岸線(xiàn)一定范圍內(nèi)的陸域地區(qū)作為保護(hù)控制線(xiàn)，忽視水體兩側(cè)自然現(xiàn)狀，容易造成破碎化的景觀。

3.1.3保護(hù)河流主干，忽視河流支流

一個(gè)完整流域系統(tǒng)是由河流干流及其支流共同構(gòu)成的，上游細(xì)小支流分布廣泛，是河流得以匯集和形成的主要原因。城市藍(lán)線(xiàn)劃分過(guò)程中，注重于城市干流和主要支流的藍(lán)線(xiàn)劃定，對(duì)寬度細(xì)小的上游支流以及季節(jié)性河流水體缺乏考慮。

3.1.4保護(hù)大面積水域，忽視小面積坑塘

小面積坑塘是在地形低洼地帶自然形成的積水區(qū)域，通常作為補(bǔ)充地下水的重要來(lái)源，同時(shí)具有調(diào)節(jié)環(huán)境、形成局域小氣候、蓄洪灌溉等重要功能。在城市藍(lán)線(xiàn)規(guī)劃過(guò)程中，大面積水域如水庫(kù)、湖泊等通過(guò)藍(lán)線(xiàn)劃定加以保護(hù)，而小面積坑塘因其散落分布和不具有系統(tǒng)性的特征未能劃定保護(hù)控制范圍，往往隨著城市的擴(kuò)張被填埋。

3.2城市建設(shè)層面：渠化硬化，水文循環(huán)破壞

泄洪通道、水岸堤壩、河床硬化等水利設(shè)施的建設(shè)對(duì)原有水生生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)造成的影響往往是不可逆的。美國(guó)農(nóng)業(yè)部門(mén)在1997年的研究表明，96%被調(diào)查流域因城市化進(jìn)程造成濕地減少，總消失面積可能已達(dá)到58%[9]。我國(guó)城市新區(qū)建設(shè)過(guò)程中，水體截彎取直、渠化硬化不僅增加城市建設(shè)成本，對(duì)城市水文健康循環(huán)破壞更是不可逆的。

3.3城市管理層面：意識(shí)薄弱，管理混亂

水文管理是城市能否健康可持續(xù)發(fā)展的重要因素。近年來(lái)，城市水系治理的生態(tài)意識(shí)開(kāi)始逐漸覺(jué)醒，但因以往三十年快速城市化慣性影響下所造成的城市水系問(wèn)題依然嚴(yán)峻，加之我國(guó)水系管理過(guò)程中存在多部門(mén)管理的格局，針對(duì)同一水系往往存在市政、水利、園林、規(guī)劃和環(huán)保等多部門(mén)分而治之的局面，各部門(mén)針對(duì)同一問(wèn)題的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)亦是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。

在城市水文管理中可以借鑒國(guó)外水文管理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)水文管理現(xiàn)狀，宏觀尺度上進(jìn)行流域規(guī)劃，中觀尺度上開(kāi)展海綿城市建設(shè)，微觀尺度上進(jìn)行低影響開(kāi)發(fā)（LID）設(shè)計(jì)。同時(shí)通過(guò)完善水文管理相關(guān)方法律規(guī)章，進(jìn)一步加強(qiáng)城市水文管理。

4　海綿城市建設(shè)及其展望

從改革開(kāi)放至今，我國(guó)城市建設(shè)已經(jīng)經(jīng)歷了37年的快速建設(shè)，在城市快速發(fā)展過(guò)程中，積累了城市財(cái)富，同時(shí)也積累了大量城市問(wèn)題。2015年12月，中央城市工作會(huì)議明確城市發(fā)展“安全第一”的原則。城市發(fā)展的重點(diǎn)開(kāi)始從“量變”向“質(zhì)變”轉(zhuǎn)換。

新常態(tài)下，傳統(tǒng)水文管理和排水思路需要進(jìn)行“破”，從而明確海綿城市建設(shè)在水文安全管理中的“立”。目前，海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范尚不完全統(tǒng)一，我國(guó)地域特征復(fù)雜多樣，《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》和相關(guān)工程技術(shù)規(guī)范不能完全有效地覆蓋和指導(dǎo)，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，常常依靠各地經(jīng)驗(yàn)值來(lái)進(jìn)行。在海綿城市后期管理維護(hù)層面也處于初步探索階段。同時(shí)在海綿城市建設(shè)過(guò)程中還需要避免以下幾種傾向：

（1）海綿城市建設(shè)需要更多理性的思考，堅(jiān)持以規(guī)劃為引領(lǐng)，結(jié)合城市自身特色和資源稟賦，從總體規(guī)劃到控制性規(guī)劃逐級(jí)落實(shí)“海綿指標(biāo)”，避免海綿城市建設(shè)成為“大躍進(jìn)式”的城市運(yùn)動(dòng)；

（2）要重視本土的創(chuàng)新探索，尊重古代城市的“治水”智慧，因地制宜，充分利用城市地形和本土植被，不過(guò)分重視國(guó)外高技術(shù)，亦不忽視鄉(xiāng)土經(jīng)驗(yàn)在海綿城市建設(shè)中的作用；

（3）海綿城市建設(shè)不僅限于雨水的控制利用，要同時(shí)考慮城市舊有排水體系與海綿設(shè)施的結(jié)合，重視海綿城市下游建設(shè)，在缺水城市和地區(qū)充分考慮污水、廢水、中水的回收與綜合利用。

注：

①《城市藍(lán)線(xiàn)管理辦法》中關(guān)于城市藍(lán)線(xiàn)的定義。

[1]楊柳，馬克明，郭青海，趙景柱.城市化對(duì)水體非點(diǎn)源污染的影響[J].環(huán)境科學(xué)，2004，25（6）：32～38.

[2]UNISCO.Hydrological effects of urbanization-Report of the Sub-group on the Effects of Urbanization on the Hydrological Environment of the Co-ordinating Council of the International Hydrological Decade[R].The Unesco Press，Paris 1974：14～15.

[3]海綿城市建設(shè)技術(shù)應(yīng)用指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建.住房和城市建設(shè)部，2014，10.

[4]杜鵬飛，錢(qián)易.中國(guó)古代的城市排水.自然科學(xué)史研究，1999（18）：136～ 146.

[5]王思思.國(guó)外城市雨水利用的進(jìn)展[J].城市問(wèn)題，2009（10）：79～84.

[6]郭娜譯.古希臘城市供排水系統(tǒng)的發(fā)展.光明日?qǐng)?bào)，2014，01.

[7]趙晶，李迪華.城市化背景下的雨洪管理途徑——基于低影響發(fā)展的視角[J].城市問(wèn)題，2011（9）：95～100.

[8]俞孔堅(jiān)，李迪華，劉海龍.反規(guī)劃途徑[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005：44～50.

[9]王建龍，車(chē)伍，易紅星.基于低影響開(kāi)發(fā)的城市雨洪控制與利用方法[J].中國(guó)給水排水，2009（14）：6～16.

TV213.4

A

1673-0038（2015）50-0056-03

2015-11-29

王小兵（1987-），男，助理工程師，碩士，主要從事城市規(guī)劃，景觀設(shè)計(jì)工作。