城市水文安全管理浅析

王小兵

（广州市城市规划勘测设计研究院）

城市水文安全管理浅析

王小兵

（广州市城市规划勘测设计研究院）

安全的水文环境对城市的健康和可持续发展具有重要意义。传统城市新区开发建设过程中对区域水文过程的安全和水体健康考虑较少，粗放的建设模式对区域水文过程破坏严重。本文总结了中外城市水文管理的发展历程，提出城市发展过程中防控结合的可持续的城市水文管理途径。通过对规划层面、建设层面和管理层面的水文管理问题进行解析，提出城市水文管理宏观层面进行流域规划，中观层面进行海绵城市建设，微观层面进行低影响开发设计的路径。最后对海绵城市建设在水文安全管理中的作用提出展望。

城市规划；水文管理；低影响开发；海绵城市

1　研究背景

安全的水文环境对城市的健康和可持续发展具有重要意义。长期以来，城市新区粗放的开发模式对区域水体健康和水文过程的安全考虑较少，新区开发过程往往伴随着河流水体污染、湿地退化和裸露地表水土流失等众多问题，原有水文环境的破坏对城市健康发展和居民健康生活的影响显著[1]。联合国教科文组织早在1974年《城市化的水文效应》一文中指出，伴随着工业化快速发展和城市人口的不断聚集，城市面临的水安全问题亦将凸显，城市水问题将变得更加复杂和多样化[2]。《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》亦指出以往通过牺牲生态环境获得城市快速发展的外延式增长模式难以为继，我国城镇化道路必须进入以提升质量为主的转型发展阶段[3]。

2014年10月，住房和城乡建设部颁发《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》（试行），提出了海绵城市建设的基本目标，旨在探讨城市建设中可持续的水文管理模式。对城市新区开发建设过程中，有效利用现有水文资源，合理布局雨污水排放工程设施，实现区域水文过程安全和城市新区海绵城市的构建具有重要指导意义。

2　城市水文管理发展历程

国内外针对城市水文管理的发展历程可以分为三个阶段：以排为主阶段、以控为主阶段（包括水量控制和水质控制）、防控结合的可持续管理阶段。

2.1以排为主阶段

早期城市水文管理理念是以排为主，城市排水伴随着城市的产生就开始存在。国内外早期古代城市建设过程中便有城市排水设施布局的考虑。如中国夏朝淮阳平粮台古城的陶制排水管道、商代西豪城的石木结构排水沟布局、战国时期齐国临淄城结合护城壕沟和护城河的完整排水网等[4]。国外早期城市中罗马古城的引水渠同时包含了生活用水、景观使用和逃生通道等多种功能[5]，古希腊迈锡尼王国时期的米诺斯水利技术已经具有城市输水和城市排水的功能划分等。

城市排水系统的大力发展始于19世纪中叶西方国家的工业化和城市化，以建造城市雨水管渠和泄洪通道为主，通过对城市雨水、污水和工业废水进行收集，直接排放进入城市周边河流水体。这一时期的排水理念以排放“一次冲刷水体”为主，未能考虑雨污混合产生的水体污染问题。

2.2以控为主阶段

随着西方国家工业化和城市化的发展，城市面临着内涝和水污染问题越来越严重，这一时期的城市水文管理以控制为主，包括城市水量的控制和城市水质的管理。

2.2.1水量的控制

国外城市通过修建滞蓄池塘的途径实现城市水量控制。日本于20世纪60年代开始推广滞蓄池塘进行雨水集蓄和洪水调节，美国在20世纪70年代提出第一个雨洪管理的法案，并在流域尺度的水文模型和水力学模型基础上完成第一个雨水总体规划[6]。

我国的城市排水系统先后经历了截流式合流制、分流制以及两者并存的混流制排水系统，目前在城市新区建设过程中多采用完全分流制排水系统。

2.2.2水质的管理

水质的管理包括“点源”污染防控和“非点源”污染防控两种。美国、日本等于20世纪60年代通过雨污分流排水系统的建设开始进行“点源”污染的控制。70年代开始，“非点源”污染的控制措施在城市水源区开始实践。80年代开始，发达国家建立并逐步完善雨水水质控制的规范、法案和规章。

2.3防控结合的可持续管理阶段

随着城市内涝、水体污染等引起的城市生态环境问题日益凸显，城市管理者对城市水文管理的思路发生转变，水文安全格局构建成为城市健康发展的重要目标，城市水文管理进入防控结合的可持续发展阶段。

1989年8月国际雨水利用协会（International Rainwater-Catchment System Association）成立，促进了城市雨水可持续管理的进程。在随后的一段时间里，发达国家先后提出多个城市雨洪管理模型，如美国先后提出的最佳管理措施（Best Management-Practice，BMP）、绿色雨水基础设施（Green Stormwater Infrastructure，GSI）和低影响开发（Low Impact Development，LID）；英国提出的可持续排水系统（Sustainable Urban Drainage System，SUDS）；德国提出的雨水利用（Storm water harvesting）和雨洪管理（Stormwater management）；澳大利亚提出的水敏感城市（Water Sensitive Urban Design，WSUD）等[7]。

国内可持续水文管理较早见于生态安全格局（Security Pattern）和生态基础设施（Ecological Infrastructure）[8]。水文安全格局作为生态安全格局的重要组成部分，通过控制具有关键意义的坑塘、河流和湖泊等，实现区域的水文过程安全。相关的实践案例包括上海后滩湿地公园、哈尔滨群力湿地公园和天津桥园公园等。

2014年10月住房和城乡建设部在《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》（试行）中正式提出建设海绵城市来应对城市雨洪水治理的新理念。其核心观点认为城市应该具有适应环境变化和应对自然灾害的良好能力，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，缺水时将蓄存的水“释放”并加以利用。在总结国内外水文管理的先进经验的基础上，海绵城市结合我国现行城市规划体系提出不同层级的管理目标和指标体系，具有较强的操作性和实践性。

3　城市建设过程中水文问题分析

长期以来，城市规划遵循以建设用地为先，“规模—布局”的编制内容与方法，通过划定水体蓝线实现对城市水体的保护和控制，对水生生态系统作为生态系统重要组成部分及其在城市健康和安全中的重要地位缺乏足够认识。

3.1城市规划层面：传统城市蓝线规划目标单一，保护范围不足

城市蓝线是指城市规划确定的江河，湖，水库，渠和湿地等城市地表水体保护和控制的地域界线①，是进行城市水体保护和控制的主要方式，在城市控制性详细规划阶段通过“六线”管制图加以实现。在城市规划过程中，城市蓝线规划存在以下不足：

3.1.1保护范围不足

城市蓝线规划主要针对城市规划确定的江、河、湖、库、渠和湿地等城市地表水体保护和控制的地域界线，其功能是对水体两侧一定范围内的用地进行保护，限制用地开发并满足防洪需求。而河流及其两侧一定范围内的用地仅仅是流域系统的一小部分，城市蓝线所包含的区域不足以支撑流域系统的完整与安全。在实际操作中，因为蓝线保护范围不足而造成的流域生物迁徙廊道破坏的情况时有发生。

3.1.2均质化和零碎化

河流两侧是生物多样性的聚居地，其自然地形包含浅滩、沙地和凹凸河岸，是各种生物迁徙的廊道。水岸两侧陆域的“边缘效应”形成了不同的植被覆盖、城镇建设和农业生产情况。城市蓝线通过均等划分水体及其岸线一定范围内的陆域地区作为保护控制线，忽视水体两侧自然现状，容易造成破碎化的景观。

3.1.3保护河流主干，忽视河流支流

一个完整流域系统是由河流干流及其支流共同构成的，上游细小支流分布广泛，是河流得以汇集和形成的主要原因。城市蓝线划分过程中，注重于城市干流和主要支流的蓝线划定，对宽度细小的上游支流以及季节性河流水体缺乏考虑。

3.1.4保护大面积水域，忽视小面积坑塘

小面积坑塘是在地形低洼地带自然形成的积水区域，通常作为补充地下水的重要来源，同时具有调节环境、形成局域小气候、蓄洪灌溉等重要功能。在城市蓝线规划过程中，大面积水域如水库、湖泊等通过蓝线划定加以保护，而小面积坑塘因其散落分布和不具有系统性的特征未能划定保护控制范围，往往随着城市的扩张被填埋。

3.2城市建设层面：渠化硬化，水文循环破坏

泄洪通道、水岸堤坝、河床硬化等水利设施的建设对原有水生生态系统的循环造成的影响往往是不可逆的。美国农业部门在1997年的研究表明，96%被调查流域因城市化进程造成湿地减少，总消失面积可能已达到58%[9]。我国城市新区建设过程中，水体截弯取直、渠化硬化不仅增加城市建设成本，对城市水文健康循环破坏更是不可逆的。

3.3城市管理层面：意识薄弱，管理混乱

水文管理是城市能否健康可持续发展的重要因素。近年来，城市水系治理的生态意识开始逐渐觉醒，但因以往三十年快速城市化惯性影响下所造成的城市水系问题依然严峻，加之我国水系管理过程中存在多部门管理的格局，针对同一水系往往存在市政、水利、园林、规划和环保等多部门分而治之的局面，各部门针对同一问题的统筹协调亦是一个复杂的过程。

在城市水文管理中可以借鉴国外水文管理经验，结合我国水文管理现状，宏观尺度上进行流域规划，中观尺度上开展海绵城市建设，微观尺度上进行低影响开发（LID）设计。同时通过完善水文管理相关方法律规章，进一步加强城市水文管理。

4　海绵城市建设及其展望

从改革开放至今，我国城市建设已经经历了37年的快速建设，在城市快速发展过程中，积累了城市财富，同时也积累了大量城市问题。2015年12月，中央城市工作会议明确城市发展“安全第一”的原则。城市发展的重点开始从“量变”向“质变”转换。

新常态下，传统水文管理和排水思路需要进行“破”，从而明确海绵城市建设在水文安全管理中的“立”。目前，海绵城市建设标准和规范尚不完全统一，我国地域特征复杂多样，《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》和相关工程技术规范不能完全有效地覆盖和指导，在实际建设过程中，常常依靠各地经验值来进行。在海绵城市后期管理维护层面也处于初步探索阶段。同时在海绵城市建设过程中还需要避免以下几种倾向：

（1）海绵城市建设需要更多理性的思考，坚持以规划为引领，结合城市自身特色和资源禀赋，从总体规划到控制性规划逐级落实“海绵指标”，避免海绵城市建设成为“大跃进式”的城市运动；

（2）要重视本土的创新探索，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，不过分重视国外高技术，亦不忽视乡土经验在海绵城市建设中的作用；

（3）海绵城市建设不仅限于雨水的控制利用，要同时考虑城市旧有排水体系与海绵设施的结合，重视海绵城市下游建设，在缺水城市和地区充分考虑污水、废水、中水的回收与综合利用。

注：

①《城市蓝线管理办法》中关于城市蓝线的定义。

[1]杨柳，马克明，郭青海，赵景柱.城市化对水体非点源污染的影响[J].环境科学，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]海绵城市建设技术应用指南——低影响开发雨水系统构建.住房和城市建设部，2014，10.

[4]杜鹏飞，钱易.中国古代的城市排水.自然科学史研究，1999（18）：136～ 146.

[5]王思思.国外城市雨水利用的进展[J].城市问题，2009（10）：79～84.

[6]郭娜译.古希腊城市供排水系统的发展.光明日报，2014，01.

[7]赵晶，李迪华.城市化背景下的雨洪管理途径——基于低影响发展的视角[J].城市问题，2011（9）：95～100.

[8]俞孔坚，李迪华，刘海龙.反规划途径[M].中国建筑工业出版社，2005：44～50.

[9]王建龙，车伍，易红星.基于低影响开发的城市雨洪控制与利用方法[J].中国给水排水，2009（14）：6～16.

TV213.4

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1673-0038（2015）50-0056-03

2015-11-29

王小兵（1987-），男，助理工程师，硕士，主要从事城市规划，景观设计工作。