兰州市区河洪道综合治理研究

刘 军，于国伟

(1.兰州市项目投资评审中心，甘肃兰州 730030；2.西北民族大学，甘肃兰州 730030）

0 引言

兰州市地处黄土高原、蒙新高原、青藏高原三大高原的交接处，地处“两山一河”的狹长河谷地带，黄河自西向东穿过城区45 km，是典型的河谷型盆地城市，城市用地非常紧张，其城区人口与建筑密度远大于国内同类城市。市区地貌以山地丘陵为主，占72.9%，沟壑纵横，地形破碎，谷深坡陡。市区海拔1 520 m，相对高差多为200～500 m，沟谷密度达4.2 km/km2，台地和河谷平原仅占27.1%，主要分布于黄河干流及其一级支流。在东西长80 km，总面积1 900 km2的汇水区内，发育有大于0.03 km2的沟道共273条。这种特殊的地理条件致使全部排洪沟道均与黄河相连。降水少、变率大、蒸发强是该地区气候的特点。植被稀少，覆盖率低于25%，其中森林覆盖率仅为12.21%，低于全国13.95%的平均水平。兰州市降雨量地理分布规律受纬度和复杂地形的影响，由南向北、自西向东递减，雨多集中在7、8、9三个月，占全年降水的60%，局地暴雨时有发生，并诱发雨季泥石流。近百年来有110条沟道发生过规模不等的泥石流，其中造成灾害的有60多条。1949年以来，泥石流发生频率为2～5 a一次。

1 兰州市治理河洪道的探索历程

黄河自西向东由西固达川入境，流经全市152 km，还有大通河、湟水河、庄浪河、宛川河等径流，均为黄河水系。黄河两岸共有81处山洪沟道穿越兰州城区，其中有53条是泥石流沟道。流域总长3 648.31 km，汇水面积2 197.83 km2。另有雁滩、马滩和崔家大滩三条南河道，承担着分洪、泄洪任务。1949年以来，兰州一直在治理市区的洪道，改革开放以来，国家和省市高度重视兰州的防洪设施建设，依靠国家财政安排、银行贷款和企业、社会投资等多种途径加大投入，治理洪道40条共69 km，正在进行分段治理的洪道10条9.5 km，同时，也逐步探索综合治理方式：上世纪90年代在小西湖的排洪沟上采取了全封闭，沟上加盖板覆盖洪道，在其上建设酒店和民居；2007年采取政企合作的方式，由沟边的瑞德集团投资对五里铺排洪沟进行治理，整治长度为781 m。沟内埋设暗管，使污水在暗管中流动，上方则固化为水泥地面，平时作为市民的休闲广场，遇百年不遇的洪水时便成为泄洪通道。继“瑞德洪道”成功改造之后，2010年城关区与香港港联集团签订了金额为20亿元的合作项目，将位于文化宫的雷坛河（至南滨河路）、位于庙滩子的罗锅沟（至北滨河路）、位于大砂坪的大砂沟（至北滨河路）和位于五里铺的五里铺排洪道（定西路东段，预计后期待改造）打造成为“城市景观综合体”。 在2011年由甘肃恒源房地产开发有限公司投资建设的安宁区洪道综合整治项目，也成为继瑞德摩尔之后，又一由企业投资的洪道治理工程，治理范围包括安宁区关山沟、泥马砂沟、大沙沟、咸水沟、李黄沟。

经过治理，兰州市区河洪道行洪能力得到进一步提高。但受自然淤积、人为破坏等因素制约，作为国家确定的重点防洪城市之一，市区河洪道普遍存在一些问题。一是资金投入不足，洪道治理滞后。市区河洪道按规划进行治理的不到30%，大部分洪道不能满足100 a一遇的行洪要求，一旦遇到局地暴雨引发的山洪泥石流，将会给城市和人民群众生命财产安全造成极大的威胁。二是河洪道淤积严重，清淤排险任务繁重，洪道存在严重的自然淤积问题，洪道两侧存在险工险段，急需清淤疏浚和排险加固。三是河洪道管理不到位，沟道两边违章建筑和违法建设问题突出，洪道周围违法乱占、乱建、乱填、乱挖、乱倒的现象时有发生。填洪道造地、倾倒垃圾、河洪道内私搭乱建违章建筑，造成河洪道断面狭窄，形成防洪障碍，严重影响泄洪，威胁城市安全。四是由于城市污水配套管网建设严重滞后，大多数污水未经处理直接排入排洪沟或南河道，造成环境污染。五是城市人口与建筑蚕食河洪道，个别河洪道上加盖开发后，河洪道排洪及防洪能力减弱，给城市防洪及安全留下隐患。

2 国外城市河洪道治理的经验

2.1 工程措施为主，非工程措施为辅，建设完整的防洪体系

世界各国对城市防洪都比较重视，防洪标准也比较高，如：日本、保加利亚一般采用100～200 a一遇；美国、瑞士一般采用100～500 a一遇；波兰一般采用500 a一遇；英国的伦敦和奥地利的维也纳的设计洪水标准则达到1 000 a一遇。但即使经济最发达的美国、英国、前苏联、日本等国家的一些城市，遇到大水年仍然会造成巨大损失。因此，不少国家正在发展采用非工程防洪措施，特别强调对洪水的控制、管理、加强洪水预报、建立统一调度中心和警报系统，用计算机进行预报和调度，以及实行洪水保险等措施，以减轻超标准洪水可能造成的损失。以工程措施为主，非工程措施为辅，建设完整的防洪体系，已成为国外城市防洪的普遍对策。

2.2 法国巴黎构建了世界上第一个完善的城市系统地下排水工程

巴黎现代化的系统地下排水工程的开建比伦敦早 6 a，比柏林早 20 a。它是最早一个开始现代意义排水建设的国际性大都市。巴黎的排水系统于1853年正式开工，随后，下水道就开始不断延伸，直到现在长达2 400 km。巴黎城区下水道均建于地面以下 50 m，管道设计采用多功能设计理念，中间是宽约3 m的排水道，两旁是宽约1 m、供检修人员通行的便道。基于对地面雨水流量的充分估计，巴黎城区主干道的井盖孔密且直径大，平均每50 m就有一个下水口，住宅区内的下水道进水口较大。城区总数达 2.6万个下水道盖、6 000多个地下蓄水池均统一编号，由1 300多名专业人员负责维护。

2.3 美国通过立法构建城市防洪体系

美国是世界上最早建立国家强制性洪水保险体制的国家，联邦紧急事务管理局还组织绘制了洪水保险图，规定在行洪区内不准建任何建筑，在非行洪区内可以修建建筑物，但修建前必须购买洪水保险。美国把全国划分为13个流域，每个流域均建立了洪水预警系统，每天进行洪水预报，最长的洪水预报是 3个月。此外，美国还利用先进技术，对洪水可能造成的灾害进行及时预测，发布警示信息。美国早已有强制性防城市内涝的法律，其多个州都立法规定，城市新开发区域必须实行强制的“就地滞洪蓄水”，对城市内涝防范、治理措施，以及问责手段，也规定得相当详尽。近几十年来，美国政府还致力于以雨水直接回收为重点的工程措施。如在美国加州富雷斯诺市兴建了“渗漏区”地下回灌系统，在芝加哥兴建了地下隧道蓄水系统等。美国还在其他许多城市建造了由屋顶蓄水池、井、草地、透水地面等组成的地表回灌系统，收集的雨水可直接或经适当处理后用于冲厕所、洗车、浇绿地、消防和回灌地下等。

2.4 日本广泛利用公共场所，降低空地高度蓄洪

日本政府规定：在城市中新开发土地，每公顷土地应附设500 m3的雨洪调蓄池。在城市中广泛利用公共场所，甚至住宅院落、地下室、地下隧洞等一切可利用的空间调蓄雨洪，防止城市内涝灾害。比如降低操场、绿地、公园、花坛、楼间空地的地面高度，在遭遇较大降雨时可蓄滞雨洪；在停车场、广场铺设透水路面或碎石路面，并建设渗水井，加速雨水渗流等。此外，在东京、大阪等特大城市建设地下河，直径10 m多，长度数十公里，将低洼地区雨水导入地下河，排入海中。东京拥有全世界最知名的排水系统。东京下水道系统以污水和雨水采用同一管道排放为主，用于管道清扫和维护管理的检查井超过47万个，平均每33 m就有一个。

2.5 荷兰开发公用设施变储水空间

荷兰鹿特丹市位于海平面以下，经常面临海水倒灌的威胁，同时城区洼地众多，排涝压力颇大。为有效地应对这种情况，鹿特丹开创了其独有的“水广场”防涝及雨水利用系统。水广场顺地势而建，由形状、大小和高度各不相同的水池组成，水池间有渠相连。平时是市民娱乐体闲的广场，暴雨来临，就变成一个防涝系统。由于雨水流向地势低洼的水广场，街道上就不会有积水。所有水池布成一张循环网络，雨量大时，从大水池中分流到沟渠，雨量小时，水又回流到大水池。雨水还能被抽取储存为淡水资源。为有效疏解剧增的地表水，鹿特丹结合都市空间开发大量空旷广场、人行道与停车场空间，这些地方平时为公用设施，大雨到来时就变成储水空间。这就是其独特的“水广场”概念的由来。

2.6 德国居民区挖掘人工湖，透水砖铺装人行道

为提高城市排涝能力，德国城市居民区一般采用人工湖或构造水景观，或者通过绿地、花园或人工湿地增加雨水入渗。如采用透水砖铺装人行道，增加透水层，减少硬质铺装等。德国汉堡建有容量很大的地下调蓄库，洪水期可以发挥很强的调度水量作用。在柏林，由于广泛推行城市集雨措施，不仅提高了城市的防涝能力，而且实现了对雨水的最大收集利用。此外，德国还通过不断提高城市绿化率来减少雨水径流。在立法保障方面，德国立法规定在新建小区之前，无论是工业、商用还是居民区，均要设计雨洪利用设施，否则政府将征收雨洪排放设施费和雨洪排放费。

2.7 捷克用可移动的铝合金防汛板构筑防线

2002年一场100 a一遇的洪水袭击捷克首都布拉格市，大片城区被淹没。洪水中，一个叫约瑟夫的城区却未被水淹，原因是其配备了一种新型的防洪系统，许多可移动的铝合金防汛板构成这一系统的主体，在平时，这些防汛板被放置在某些区域，在洪水来临时，只需要1 d时间这些防汛板就能建立一道坚固的防线。布拉格政府在之后多年的时间里努力构建足以保护全城的防汛城墙，预计今年年底就能全部完成。在下次洪水来临时，布拉格只需1 d就能够完成部署全长17 116 m的防汛系统。

3 兰州市区河洪道资源化综合治理

3.1 建设生态景观型河洪道

兰州市区洪道里的洪水是从山上下来的，最后流进黄河，它一头连着山一头对接黄河，实际上洪道是将兰州的山与水相连的。过去治理河洪道往往重视河洪道本身的行洪、排涝等功能，因此河洪道断面形式单一，走向笔直，河洪道护坡结构也比较坚硬，其主要考虑的是河洪道的行洪速度、河洪道冲刷、水土保持等。因此，河洪道的护岸结构主要采用浆砌石或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等结构。现代城市河洪道综合治理要改变过去传统治理观念，建立生态河洪道治理的设计理念，即：人与自然和谐相处的理念、保持河流可持续发展的理念、河流人文标志性特色的理念。通过城市河洪道的地形地貌，水情工情，洪涝灾害及周边总体规划分析，在满足城市河洪道基本的防洪安全和排水顺畅的前提下，通过对入河污水的控制，改造后在洪道内引入生态补水及换水清洁水体，种树植花草，再通过河道边界生态处理，创造一个植物、生物沿岸底栖身的环境。恢复河洪道原来形态及生物链，使动植物实现生态平衡，同时对入河的排污口进行控制，注意河道的清淤处理。结合城市河洪道整治，实施水环境景观、美化与亮化工程。

3.2 增加城市水域面积，扩展城市休闲空间

国内外很多城市都将恢复河洪道的原有的水面积、自然风貌，保护河洪道的水质，确保河洪道内的水量，恢复清洁的水流，并重视生物的多样性作为城市河洪道治理的主要目标。城市滨水空间作为城市公共空间，提供适宜人类各种娱乐、休闲的场所，在空间允许的情况下，模拟自然水体的结构和状态，将直线泄洪水道通过适当改造形成蜿蜒曲折、变化多端且顺应自然地形的起伏的溪流。蜿蜒曲折的水道空间形态，不仅增加景观审美度，同时增加河洪道边缘长度，降低了河洪道坡降，从而减小了河洪道水的流速和泥沙输移能力，并在弯曲边缘处形成多种大小不一的静水面积，增强水体的生境价值。将河洪道的断面设计成能够保证常年有水的水道及能够应付不同水位、水量的水道。在不降低河洪道行洪能力的情况下，改变单纯梯形横断面的简单模式采用多层台阶状复式断面结构，提高河洪道的宽度、水深、水道坡度的差异性，增加河洪道的行洪断面，可以减缓水流流速和减弱流水侵蚀，提高蓄洪能力，提高生境多样性。使低水位河洪道可以保持足够的连续水域面积，能够为鱼类生存提供基本条件。当较大洪水发生时，允许淹没包括洪水淹没区、自然缓坡、湿地及周围高地等缓冲区，平时则是城市中理想的开敞水域空间环境，增加城市水域面积，扩展了城市的休闲空间，具有较好的亲水性，充分考虑人们健身、休闲、娱乐等活动的各种因素，营造多元文化气息和氛围。

3.3 治理城市河洪道内的污水

随着城市的快速发展，人口的增长，城市用水量将会逐年增加，排入河洪道的废水总量日益增多，造成城市主要河洪道普遍污染，并严重影响到市民的身体健康和城市形象。城市河洪道综合治理工程是城市市政基础设施工程建设的一个重要组成部分。同时,如何彻底治理好城市河洪道的污染是当前政府面临的一个非常严峻而棘手的问题，也是评价政府创建文明城市、构建和谐社会的一项重要指标。目前，兰州的主要河洪道的污染主要来自于沿线含有机物质的生活污水和工业废水无组织的排放。采取雨污分流，在城市规划和建设中对雨水和污水进行处理，对河道沿线进行污水截流，严格按照污水规划合理布置污水截流管道，在两岸设置排污暗管或箱涵，将收集的污水送入城市污水处理厂进行集中处理，达标后方可排入地表水体。在污染源上进行控制整理，尽可能降低污染源的数量，保证城市河洪道环境得到改善。

3.4 整治河洪道，有效地增加城市用地面积

兰州市是西北干旱地区典型的河谷盆地型城市，受特定的地理条件限制，城区建设密度高，基础设施负荷沉重，土地后备资源严重不足，给兰州市的发展造成诸多不良影响。从城市发展的环境容量看，城市负荷沉重城区人口过度集中，全市人口密度230人/km2，市区人口密度1 200人/km2，城关区则高达3 800人/km2。兰州市主城区所处的河谷空间规模为219.5 km2（河谷盆地山脚线范围），扣除目前形成的147.1 km2建设用地，以及河流水面、滩涂、苇地和具有生态意义的大面积连片防护林地、果园后，用于兰州市主城区扩展的空间仅为20～30 km2。而兰州主城区以外的榆中盆地也只能提供200 km2的用地，极大地限制了兰州市社会经济的发展空间。通过治理城市河洪道，让81条洪道充分发挥土地价值的功能。城市河洪道两侧的土地利用模式可以在综合建设、景观、生态和经济适宜性评价的基础上，通过环境、社会、经济三大目标的和谐发展，在坚持“生态优先、景观、经济并重”的原则下，制定出科学合理、优化可行的土地综合利用模式，将兰州市关键部位的洪道打造成沿河绿化、休闲、商贸、滨水景观，从而在一定程度上增加城市有效开发用地面积。不仅有利于洪道沿线的土地开发，优化沿线土地利用结构、资源产业结构和土地利用模式，也对创造多层次、个性化的城市空间质量环境和城市中心地区形象，重塑兰州城市形象有着积极的意义。

4 城市河洪道综合治理的特许经营与产业化运作

城市河洪道综合治理可以用经营城市的理念进行经营和产业化运作，从而使河洪道资源得到合理开发和利用。经营城市的内涵是指城市管理者基于全局性系统观点，运用市场化方法，对城市各类资源进行有效配置和综合开发，以求实现城市经济的可持续发展。城市公用设施的市场化运作的理论基础是西方现代经济学公共选择理论，该理论认为可以找到一个合理的标准来界定公私两个部门有效提供产品和服务的范围。公共物品实际上有“纯公共物品”和“准公共物品”之分。城市河洪道属“准公共物品”的范畴，其受益者和成本负担可以相对容易地联系起来，使建立收费取偿机制成为可能。通常，可供政府选择的市场化运作方案有管理竞争(Management Competition)、运营的竞争性外包(Competitive Outsourcing of Operation)、BT(Build-Transfer)、TOT(Transfer-Operate-Transfer)、ROT(Renoverate-Operate-Transfer)、BOT(Build-Operate-Transfer)、BOO(Bbuild-Own-Operate)等。城市河洪道综合治理市场化的现实意义在于：一是可以提高投资效率和运营效率。传统基础设施投资体制下常常遇到的投资“三超”等投资效率低下的现象，运营成本居高不下、政府补贴没完没了等问题与政府投资主体“虚位”、“缺位”有关，城市河洪道建设市场化运作，可以有效地解决这一问题。二是减轻政府财政压力，利用市场化运作吸引社会资金参与城市河洪道综合治理的投资，增加政府财力调配的自由度，加快城市河洪道综合治理的进度。三是为社会资本创造投资机会，培育社会主义市场经济主体。社会主义市场经济是多种所有制经济共同繁荣的多元经济，城市河洪道综合治理投资在向社会资本开放的同时，为社会资本进行大资金、长期限的投资创造了一个平台，使包括民营企业在内的多种社会资本有机会参与城市河洪道综合治理及其衍生基础设施投资，积累大型项目建设与运营管理的经验。

城市洪道综合治理是一项大型的系统工程，其投资额巨大，兰州市城市基础设施建设长期以来主要是由政府投资，巨额的建设资金给地方财政带来了巨大压力，如果只靠财政支出可谓是杯水车薪。目前，民营资本已进入道路、桥梁、市政、燃气、供水及污水处理等基础设施领域。应进一步扩大投资市场准入范围，制订切实可行的投资政策鼓励更多民营资本投资城市河洪道综合治理，民营经济的参与不仅更有效地调动社会资金，使政府有限的资金可以更多地利用于公共服务和民生领域，向居民提供更多地公共产品，还通过市场机制提高了基础设施的运营效率，改善了基础设施的服务质量。

5 结语

（1）城市防洪排洪安全体系是保障水生态系统维护和良性循环的基础，是在城市规划和建设中必须考虑的重要因素之一，在建设防洪排洪安全体系时，要充分考虑城市排水体系和内河排涝防洪体系的耦合作用，并根据城市的地形充分发挥洼陷结构在蓄洪调峰中的作用，以提高城市防洪排洪体系的安全性。

（2）城市河洪道综合治理是一项非常复杂的综合性系统工程，其研究内容涉及水利、交通、生物化学、环境科学、生态科学、社会科学、建筑、园林，以及河洪道生态景观设计等。

（3）我国城市达668个，居住人口3.5亿人，占全国人口28.85%。但作为全国防洪重点的600多座城市，70%的城市防洪标准低于国家规定的标准，其中70多座城市没有任何防洪工程。兰州市治理城市河洪道的成功经验可以为全国同类城市治理城市河洪道和建设城市防洪工程提供借鉴。

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