平凉中心城区生态湿地建设措施探讨

2023-01-07 15:50宋永锋段义字
中国水土保持 2022年4期
关键词:雨洪泾河城区

宋永锋,段义字

(平凉市水土保持科学研究所,甘肃 平凉 744000)

生态湿地是自然生态空间的重要组成部分,其在涵养水源、净化水质、蓄洪滞洪、调节小气候和维护生物多样性等方面发挥着重要功能。近年来,国家先后发布了一系列有关水土资源保护、生态系统维护、支撑高质量发展的法律法规,进一步强调了完善湿地保护措施、提高湿地对区域环境和生态系统改善与保护的重要意义。

平凉中心城区地处黄土高塬沟壑区黄河二级支流泾河河谷川地区,其中老城区位于泾河一级阶地,新城区位于泾河右岸川地,地势总体平缓。城区南部为发源于六盘山系太统山脉的8条小流域,流域洪水通过城市排洪管网和沟渠穿越城区进入泾河河道;沟口滩地及部分流域坝地面积大,具有优越的城郊生态湿地建设地形和水源条件。因此,充分利用城市硬化地面汇流及其周边流域下泄洪水建设生态湿地,不仅可以减轻城市防洪压力,增加城市水面面积,美化城市环境,丰富区域生物多样性,提高人居环境质量,而且有利于构建南部山区沟、河、林、田、草综合生态空间,管控水生态空间,发挥湿地滞洪沉沙功能,构筑城区南部生态屏障,进而打造更具韧性的城市生态安全空间[1]。

1 区域概况

平凉中心城区是平凉市政治、经济、文化中心,东起青(岛)兰(州)高速平凉东入口,西至聚贤桥及颉河川区,南至青(岛)兰(州)高速公路及南部台塬地,泾河主河道位于城区北侧白庙塬山脚,总面积约25 km2。城区海拔1 269.98~1 365.53 m,属温带半干旱大陆性气候区,多年平均降水量548.7 mm,主汛期6—9月平均降水量388.1 mm,占全年降水量的70.8%,年日照时数2 287.3 h,年无霜期178 d。

平凉中心城区泾河主河道长11.25 km,上游自泾河与颉河交汇处开始,下游至平凉工业园区,河道总面积约2.3 km2,河道北侧、左岸为白庙塬山脚和乡村道路,右岸为宽50~80 m的城市滨河绿化带,滨河路将城区与河道分隔开来。河滩地势总体平缓,河道宽180~205 m,平均比降0.74%,新城区与河床高差4~6 m,主河道正常水面宽20~30 m,多年平均径流量7.79亿m3,多年平均输沙量8 850万t,地下水位高,具有建设湿地的天然地形条件。目前,河道均为砂砾石滩地,植被稀疏。城市南部山区任家沟、白石沟、鸭儿沟、野猫沟、甘沟、纸坊沟、水桥沟、羊渠沟8条小流域总面积115.6 km2,与泾河构成平凉城郊“八沟一河”。小流域出口与城区排洪设施衔接,沟滩地及坝地总面积60.8 hm2,且有季节性长流水,其中甘沟河水以侧渗方式补给区域地下水,也是柳湖公园主要补给水源。城区已有的柳湖公园、东湖水景生态公园水面面积2.7 hm2,蓄水量约4.05万m3;城区雨水管网密布,构(建)筑物及硬化地面面积约14.5 km2,降雨汇流面积大且资源丰富。目前,城区还未建成较为完善的生态湿地,雨洪资源未能得到合理利用。因此,通过合理规划,建设以南部山区沟滩地、坝地为主的流域滩地型、城区空地多点式和泾河河道型生态湿地,有利于提高城区及其周边流域雨洪资源利用效率[2],优化地面水环境、延长泾河水系生物链,构建中心城区泾河生态保护与高质量发展新格局,改善中心城区人居环境。

2 湿地建设及保护存在的问题

2.1 流域汇流蓄储设施少,沟滩型生态湿地欠缺

平凉中心城区南部山区8条小流域出口洪水穿城流入北侧泾河,小流域面积在1.59~19.4 km2之间,植被覆盖率较高,流域中上游水土保持措施以梯田、中小型淤地坝和土谷坊、坡面人工水土保持林为主,下游两岸山坡及部分沟道滩地为居民区和农耕地,大部分沟道有长流水,部分沟道已建成较为完善的淤地坝坝系和排洪设施,但流域出口与城区衔接段径流蓄储设施不完善,一定程度上增加了城市防洪压力;同时这些流域地处城市近郊,以沟坝地和梯田为主的生态农业较为发达,农耕地和村庄面源污染也扩大了下游河道水体的污染范围,未能建成较为完善的净化汇流、增加雨洪蓄储能力的沟滩型生态湿地。

2.2 雨洪资源重“排”轻“蓄”,多点式湿地用地面积不足

平凉中心城区南高北低,随着城镇化建设进程的加快,地处泾河川地区的新城区住宅小区、道路、广场等构(建)筑物集水区面积逐年增加,加之老旧城区高差较大,雨洪流经新城区管网进入泾河,一定程度上为硬化地面汇流集蓄和新城区建设生态湿地提供了良好的水源条件。据平凉市水土保持科学研究所50多年水文观测资料分析[3],中心城区10年、20年一遇最大24 h降水形成的汇流量分别达到62.39万和117.54万m3,但城区现状雨洪多以“排、疏、导”方式流入泾河主河道,“调、蓄、用”汇流的设施少,仅有的柳湖公园和东湖公园水源均为地下水,水面面积小,蓄水量有限,湿地成为中心城区生态环境建设的空白区。同时,城市建设总体规划中未统筹规划湿地建设用地,仅有的城市建设用地被规划为住宅区、城市商业及政府部门办公构(建)筑物或其他公共设施用地,没有规划分散多点式生态湿地用地,忽视了城区生态湿地在城市雨洪资源利用、生态空间优化美化中的地位和作用。

2.3 河道型生态湿地缺乏,泾河滩地裸露荒芜严重

多年来,市、区政府加强了泾河护岸工程建设,采用浆砌石或铅丝石笼砌筑河岸,规整河道,河床滩地较长流水水面高3~5 m,可用于建设河道型生态湿地面积达到168.75 hm2。但多年来,用于湿地建设的专项投资小、河滩地综合利用率低,大部分处于裸露荒芜状态,加之河滩地局部高低不平,块石、砂砾石遍布,无符合防洪要求的河道水面景观设施,河道形态因汛期洪水流量增大而不断自流调整路径,因此水流轨迹不定,甚至冲淘河岸及河堤;河道仅有的自生耐水湿植物因河道整治遭到破坏,河滩地及河道水资源景观化利用程度低,更无较为完善和可行的河道型生态湿地建设规划,河道景观与城市环境显得很不协调。

3 湿地建设措施与建议

3.1 规整泾河河道滩地,分区建设滩地型生态湿地

河道滩地在土地利用规划中为非建设用地,市、区建设部门应结合平凉市黄河流域生态保护和高质量发展泾河生态保护治理项目建设,按照50年一遇城市防洪标准要求,在不影响河道正常行洪前提下,借鉴河道生态湿地公园建设经验,统筹规划河道滩地利用,分区划块建设不同绿化景观湿地;疏浚和规整河道,清理泥沙并将其回覆至拟建湿地的河滩地,栽植耐水湿菖蒲、芦苇等草本、花卉或灌木植物,形成梯级连片滩地型泾河生态湿地群;利用河道地形高差,在城区雨洪排放出口及河道高差适宜地段建设小型排水引水工程,将城区富营养化的雨洪资源和河道水分流至生态湿地,既增加湿地景观植物成活率,又提高水生植物净化地表水、蓄滞水沙的能力,同时也吸引水鸟栖息平凉泾河湿地,改善区域生态环境。2020年7月以来,根据国家黄河流域生态保护和高质量发展要求,在国家、省级相关部门和市委市政府的大力支持下,由平凉市相关部门负责实施的“平凉中心城区泾河生态湿地修复保护龙隐湿地工程”在泾河北岸龙隐寺和崆峒山脚附近开工建设,通过引入泾河水进入湿地公园后再次汇入颉河和泾河主河道,扩大泾河水在中心城区段景观性水面面积。建成后的龙隐生态湿地面积将达到37.4 hm2,可为中心城区市民休闲提供新的场所,同时可为城区周边水生态环境保护、生态平凉构建、平凉海绵城市建设提供示范。

3.2 集蓄城区雨洪资源,拓宽生态湿地补水渠道

城市湿地生态系统不仅具有蓄滞城区地表汇流、净化地表水质的功能,而且在城市微气候调控、生物多样性维护等方面也发挥着重要作用[4]。因此,应根据新时期城市生态保护与高质量发展要求及平凉中心城区地域特点,结合老城区改造、城中村拆迁等项目建设,在大型住宅小区、大型校区及公共游乐活动场地等附近预留一定面积土地,建设分散多点式和花园式城市生态湿地,以城区雨洪资源作为湿地生态补水水源,在湿地中栽植荷花、菖蒲、芦苇、芦竹、灯心草、水生美人蕉、水葱、水竹、香蒲等耐水植物,既可扩大中心城区湿地面积,又可美化城区人居环境,还可净化洪水中的有害物质,有效改善水体质量,提高城市雨洪资源化利用率,减轻城市防洪压力。

3.3 建设支毛沟生态湿地,构建农业面源污染防线

平凉中心城区雨洪资源除部分来自城区硬化地面汇流外,南部山区纸坊沟、郑家沟、任家沟、野猫沟、甘沟等流域出口的汇水均在流入城区防洪排水管网后进入城区北侧的泾河,因此也是雨洪汇流的一个重要来源区。近年来,这些城郊小流域实施了坡耕地梯田化、疏林草地造林种草、支毛沟建设淤地坝等水土流失综合防治措施,山坡梯田和坝地先后建设了苹果、葡萄等生态果园,发展坝地生态农业,取得了显著的生态和经济效益。以纸坊沟流域为例,经过60多年的治理,流域水土流失治理面积达到14.79 km2,建设涝池、水窖、土谷坊、截水堰255座,小型水库3座,淤地坝14座,水土流失治理度达到76.2%,初步建成了较为完善的调、蓄、用水沙调控体系,沟道建成了以水库和大型淤地坝为主体,支毛沟中小型淤地坝、塘坝与土(柳)谷坊相结合的层级化、立体化水沙蓄滞体系,流域生态环境趋向良性发展。随着城市建设的持续推进,城区建设用地和城郊农耕地资源显得更加珍贵,坝地及沟滩地均开垦为耕地或者被侵占为临时居民区,村庄及农业面源污染亦随之增加。因此,应在南部山区小流域综合治理成果基础上,依托已建的支毛沟谷坊、小塘坝、淤地坝,根据地形,节节引流沟道及塘坝来水,建设支毛沟小型水面景观湿地;在满足淤地坝蓄滞洪水安全要求的前提下,集蓄小流域洪水,建设坝库生态湿地。应在完善流域共用排洪渠道、满足设计泄洪要求的基础上,适地建设(引)排水渠并与湿地衔接,建设流域水库、塘坝及沟口滩地相结合的层级接续式生态湿地,扩大城市湿地面积[5]。同时,加强同一沟道不同人工湿地之间的连通性,调控流域径流,增加城区周边沟道滩地湿地生态功能和小流域防洪、滞洪抗灾的韧性,推动山水林田湖草一体化进程,建设城郊型生态清洁流域与湿地生态保护为一体的城市生态人居环境。

3.4 树立广义海绵城市理念,拓宽湿地建设空间

树立海绵城市理念,根据中心城区雨洪来源和生态湿地建设条件,对南部山区8条小流域开展“雨洪利用、清水还河”工程。在有长流水支沟建设微型生态清洁、水土保持科技示范型小流域,实施退耕还湿还草,在现有支毛沟沟道出口滩地和淤地坝安全水位范围内建设生态湿地,最大限度地利用流域上游径流泥沙,减少下泄洪水量,把城区周边小流域综合治理、水生态环境保护、湿地建设与保护、土地整治与污染修复、重点区域生态治理、科技支撑体系建设有机地结合起来[6],从最大限度消纳雨洪径流、建设水景公园和生态湿地入手,构建湿地、公园水域质量精准化、智慧化监管体系,破解多年来平凉中心城区生态湿地面积小、雨洪资源化利用率低、城市防洪压力大的难题,逐步形成“坝地多点湿地美化、流域雨洪分流净化、城市防洪压力弱化”的格局,以小流域生态保护与高质量发展及乡村生态旅游产业振兴为引领,发展具有地域特色的城郊型流域生态湿地与坝地生态农业相结合的沟道水沙资源利用模式,在此基础上,发展城郊小流域乡村旅游、生态农业,促进城市高质量发展。

3.5 加强湿地动态监测,实现智慧韧性监管

目前,南部山区和城市水生态系统不完善、生态湿地面积小是中心城区生态城市建设的瓶颈。因此,要对中心城区生态湿地建设进行全面调查和规划,采用遥感影像、GIS等现代技术手段与分析方法[7],对现有可建生态湿地的河滩地及其分布、面积、边界进行科学评价,并对湿地建设位置、范围及其面积变化等进行动态监测,尤其是对受生产建设项目扰动产生较大变化的湿地,构建城区生态湿地数据库,制定保护和发展、监管与治理相结合的湿地可持续系统化管护方案,在湿地周边区域栽植本土适生耐水湿景观林草植被。在生态湿地景观设计上,应用景观生态学、园林生态学等理论,把湿地建设规划与本土传统文化结合起来,并应用绿色健康的建设材料和园林景观艺术手法,创造既与自然环境相协调又满足居民需求的韧性景观,把生态湿地建设与区域环境美化、水土生态修复结合起来,为改善中心城区水环境质量、恢复泾河湿地基底、丰富物种组成及维护生物多样性提供保障。

4 结 论

(1)湿地作为城市生态系统的重要组成部分,是为城市居民提供高品质生活的重要资源。健康、稳定的城市湿地系统,不仅具有调节微气候、蓄水调洪、改善水质等生态功能,而且具有休闲旅游等服务功能。

(2)规整泾河河道滩地,充分利用裸露荒芜的河滩地及城区雨洪资源建设河道型生态湿地,既能净化水体,又能资源化利用城区雨洪径流。

(3)利用南部山区小流域治理成果,在支毛沟、沟滩地及水库坝地建设流域沟滩层级化生态湿地,从源头上减少流域上游来水,有利于减轻城市防洪压力。

(4)树立海绵城市理念,将南部山区径流截蓄与城区雨洪资源化集蓄利用结合起来,建设泾河滩地型、流域层级接续式、城区多点式生态湿地,全面提升城市生态湿地建设空间。

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