平凉中心城区雨洪减控与利用措施探讨

段义字，白小丽

(平凉市水土保持科学研究所，甘肃 平凉 744000)

平凉中心城区是平凉市政治、文化、经济中心，现状城区东起青兰高速平凉东入口，西至聚贤桥及颉河川区，南至高速公路及南部台塬地，北至北山根，总面积约25km2，按照《平凉市城市总体规划(2012—2030年)》规划，2020年人口规模将达到43万人，是城区人口聚居区和硬化地面集中区。区域属陇东黄土高原沟壑区的泾河河谷阶地区，多年平均降水量548.7mm，年最大降水量867mm(1975年)，年最小降水量328.1mm(1995年)，一次最大降雨历时10h的降水量138.2mm(1996年7月26日)，主汛期6—9月平均降水量388.1mm，占全年降水量的70.8%，日照时数2287.3h，无霜期178d。

2012年以来，随着中心城区总体规划的分步实施，城市建设速度加快，住宅小区、商业街区、城市交通道路、绿化广场等面积增加，硬化地面面积亦相应增大，地表径流来源范围、雨洪资源量亦随之增加，尤其短历时、高强度降水产生的地表径流对城区排洪沟、渠及地下排水管网造成更大压力，甚至危及城区地面及地下设施安全，亟待进一步加强中心城区雨洪资源综合利用和减控，有序建设收纳城市地表汇流的水利工程，综合治理河道和排水设施，多方位利用雨洪资源，加快地下水补给，恢复和改善地下水环境，保障城市防洪安全[1]。

1 雨洪利用存在的问题

1.1 注重雨洪顺畅排放，忽视源头截蓄利用

平凉中心城区坐落在泾河川地和一级阶地上，其中老城区地势较高，东西大街西高东低，城区南侧分布任家沟、白石沟、鸭儿沟、野猫沟、甘沟、纸坊沟、水桥沟、羊渠沟，这些南部山区沟道来水及街道地表汇流穿越城区地下管网和排洪渠后最终汇入北山根的泾河。长期以来，由于老城区构建筑物较为集中，加之建筑规划理念上忽视绿化率，地面、街区和屋面汇水面积较大，尤其泾河川地新城区地面平缓，是近年来城市发展的重要地段，高楼林立、街道、广场、住宅小区密布，地面硬化面积更大。城区雨洪防控注重“排、导、泄”，轻视“调、蓄、用”，未能就近合理利用和蓄贮硬化地面形成的地表汇流，城区碎块化、分散化、点网式径流收纳的灌溉蓄水池、沉砂池、水窖等小型蓄水工程少，从源头上减控和利用地表径流设施严重不足；在已有绿地蓄水、渗水方面，绿化地面外围多采用砼预制构件砌护，仅有的行道树预留贮水树穴小且基本与硬化地面平齐，地面汇流难以进入树穴，降低了绿草地和行道树吸纳、分散地表汇流的能力，相应增加了散排汇流量。据多年定位水文观测资料分析，中心城区硬化地面面积按70%计算、硬化地面面积17.5km2，5年一遇最大24h地表径流量达到23.68万m3，由此可见，汇流利用具有较大潜力。

1.2 过度规整河道自然形态，低河糙度河床加速水流

河沟浆砌石护堤和河道规整，降低了河流堤岸和河道糙度，增加来水流速，使河道应有功能简单化。根据水生态学原理，河道流程与河流水生态环境呈正相关，河流流程越长、比降越小、水流流速越小，河床糙率越大，河道对上游和沿程流入的水体自净功能越强，水资源交换功能亦越强。但由于近年来城市建设和城区地形地貌限制，城区南部山区河沟出口段两岸商业区、居民区面积逐年增大，尤其2017年以来城市环境整治力度加大，部分河沟两岸采用浆砌石砌护，鸦儿沟沟道城区段原有河床淤积地种草、舒缓水流功能消失，河床被全面混凝土硬化处理，河道原有微地形形态遭到破坏，河床糙率减小，增加了上游来水下泄速度，导致河道及两岸山区地下水与地表水交换通道被阻塞，河流自净能力下降，河流转变为单一的泄洪、排洪功能，一定程度上影响了河流自然形态和水生态环境。

1.3 人为扰动地面活跃，水土流失治理滞后

生产建设活动中的水土流失是在原自然侵蚀基础上叠加建设、扰动造成的人为现代土壤侵蚀。城市各类扰动地面的开挖、回填和弃渣堆积等建设活动将形成各种人工重塑地貌，松散的临时堆土、弃渣混合物为水蚀提供了侵蚀面和侵蚀物质，从而使原本平缓的地面变成强烈水蚀区。长期以来，由于生产建设单位对水土保持认知不足，认为生产建设项目水土保持方案是主体工程审批过程中的一个环节，对方案设计的水土保持设施实施力度不大，甚至偷工减料，水土保持设施与生产建设项目“三同时”制度落实不够，尤其在项目建设过程中，不重视临时防护措施的实施，施工场地、临时铺砌地面等较大范围的降水汇流区缺少临时排水沟、沉砂池和临时苫盖措施，使场区建设过程中扰动地面径流随微地形变化而散排直接进入附近的城市排水管网和渠系，造成渠道、管网泥沙淤积，甚至堵塞排水设施，为城市防洪造成安全隐患；另一方面，由于泾河一级阶地与河床高差仅3～5m，建设工地距离泾河主河道仅100m左右，地下水位较高，部分生产建设项目建筑物地基开挖造成泾河侧渗和地下水出露，许多施工单位直接抽排地基涌水，长此以往导致城区地下水位下降，危及中心城区水资源可持续利用。

2 雨洪资源利用与防控措施

2.1 完善城区雨污分流工程，改善地表地下水环境

雨污分流工程是城区雨洪资源化利用的前提，是保护环境、提高城市防洪排洪能力的有效措施。为提高雨洪资源质量，避免水环境污染，在城市建设中应进一步加大城区雨污分流管网工程建设，尤其对老城区年久失修的排水管网加大维修、改建力度；监督检查居民小区和小微生产加工企业、饮食服务企业等污水排放去向，防止偷排、混排污染地下水环境。同时，建立健全城区污水排放管网动态维护管理机制，做到污水有序规范化排放。近年来，平凉市、区政府为加快生态平凉建设，彻底改变“八沟一河”环境状况，全面提升城市品位，将“八沟一河”(任家沟、白石沟、鸭儿沟、野猫沟、甘沟、纸坊沟、水桥沟、羊渠沟及泾河)的综合治理作为建设生态平凉、改善城区环境、提升城市景观品质、打造园林城市的主要切入点，编制完成了《平凉市“八沟一河”综合治理工程可行性研究报告》，工程概算投资3.33亿元，逐步建设防洪工程、污水收集工程、绿化工程和电气工程，增加城市污水处理能力，使城区污水达标排放，初步取得了显著成效。在山洪沟道治理方面，纸坊沟列入国家山洪沟道治理工程计划，总投资1200多万元，项目对流域主河道两岸进行砌护，减小上游洪水对沟道两岸坝地果园和农作物的淤漫，山洪沟道治理工程实施临时修建的施工道路通过改扩建和碾压铺筑，有效的连接了沟道各级坝地，构筑了流域园田化旅游景观点[2]，为中心城区山洪沟道治理、削减雨洪、改善河道水生态环境、建设城市近郊度假休闲区提供了典例。

2.2 树立“海绵城市”建设理念，提高雨洪资源利用效率

海绵城市是通过加强城市规划建设管理，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用[3]，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展模式。2015年10月，国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》，提出通过海绵城市建设，综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，最大限度地减少城市开发对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用。平凉中心城区地处黄土高原沟壑区的泾河河川地和一级阶地上，地形起伏相对较大，一定程度上为街道、广场、居民区等硬化地面汇流集蓄提供了良好的自流条件。根据多年降水观测资料，中心城区10年、20年一遇最大24h降水形成的汇流量分别达到62.39万m3和117.54万m3，雨洪资源利用潜力巨大。

2.3 增加中上游河道糙度，延缓河道径流流速

平凉中心城区河道来水主要为南部山区任家沟等八条支沟，河道种植阻水低杆耐水湿植物可减缓河道径流流速。由于城区段主河道比降总体较小、河床宽阔，部分河段河床泥沙淤积严重，形成槽式排水渠道。因此，可以借鉴延安市延河河道滩地绿化利用模式，对已形成淤积且河道较宽阔的泾河、南部山区沟道出口段两侧滩地随地形变化进行平整，有序栽植低杆绿化耐水湿植物，疏浚已有水流通道，使河道在主汛期正常行洪、非汛期绿化美化，提高人与自然和谐相处品位[4]。目前，平凉水务部门结合城区段泾河河堤治理，在河滩地设置人工小岛并栽植芦苇，美化了河滩地，同时，修建的橡胶坝形成的水面吸引了大量的候鸟，形成良好的河道水生态环境。在泾河河道建设“丁”字植物堤坝、铅丝石笼坝，束窄水流，导引汛期河道泥沙进入滩地，促使河道不良过渡段向优良过渡段的方向发展，保护了已建河流护岸工程，防止河流侧向冲淘、扩张导致河岸坍塌甚至危及两岸居民区和道路、桥梁等基础设施，将河流水土保持理念应用于城区河道治理中。同时，河滩地栽植的阻水植物，增加了绿地面积，改善了区域小气候[5- 6]。因此，通过建设雨洪资源灌溉设施、蓄贮地表汇流用以浇灌绿地，不仅有效利用了天然降水，而且减轻城市排洪管网的防洪压力[7]，减少绿地维护对自来水的依赖度；同时，清淤、平整后的土质草地河道和渠道，有利于减缓径流流速，增加地下水的补给，过滤污染物，降低城区雨洪进入泾河后造成的水质污染。

2.4 多元化投资建设雨洪蓄贮设施，多层级利用雨洪资源

在雨洪资源集蓄利用方面，充分利用中心城区地形多变和汇流易于集中的优势，在距离绿地面积大、地势较低的街道交汇地段规划蓄水池、缓冲池、沉砂池，将附近地表汇水导入蓄水设施，通过沉淀、蓄贮和自我净化后作为旱季绿地灌溉、街道降尘洒水、施工生产用水、建筑物拆除和临时堆土降尘洒水等，并通过增设绿篱、绿化区汇水自流通道，增加地面汇流进入绿化区和城市景观用水，实现雨洪集蓄利用与景观效果相结合[7]，减轻短历时、高强度降水造成的城区防洪压力，减少雨洪对城区住宅小区和机关、企事业单位的威胁。另一方面，对实施雨洪资源利用的业主或建设单位给予适当的补贴，减免雨洪资源利用项目税收；完善城市雨洪资源利用规划和水资源价格体系，实现科学利用城市雨洪资源。政府结合老旧房屋改造对城区内的机关企事业单位或居民小区修建集雨工程在政策和资金上给予一定支持，尤其对投资较大、标准高、效益突出的典型集雨工程给予资金补助，相关业务部门在技术上给予指导，充分调动社会力量实施集雨工程的积极性、主动性，对监控管理完善、容积率和绿化率高的住宅小区推广利用硬化地面汇水建设人工湖、小桥流水式花园小区，美化生活环境[9]。

3 结语

平凉中心城区雨洪减控与利用要“排、导、泄”与“调、蓄、用”相结合，在绿地面积大、地势较低的街道交汇地段规划蓄水池、缓冲池、沉砂池等小型蓄水工程，最大限度减少地表径流直接进入城市排水管网和渠系。同时，加强水土保持设施与生产建设项目“三同时”制度的落实和监督，减轻人为扰动地面水土流失，并结合中心城区生态环境保护和高质量发展要求，树立“海绵城市”建设理念，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，建立城区地表径流自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展模式，实现全方位、多举措科学利用城市雨洪资源，进一步完善城市雨洪防控与利用体系。