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利用水库建设和谐生态城镇

摘要:云南大部分地方属亚热带高原季风气候区,降雨量分配很不均衡;2010年上半年大旱,全省受灾严重;而后水患肆虐,某市低洼地区泡水、某城市新区频繁淹水、某乡镇遭遇洪水泥石流等,群众生命财产遭受不小损失。

小清新:城镇化;防洪标准;水库调蓄;灌溉浇洒;蓄排水联动
 
2010年上半年,云南全省普遍遭遇百年难遇的大旱,种植业、畜牧业受到很大的影响,有的地方出现村庄水源干涸、城市小区断水的情况,牲畜甚至人的饮水出现困难,少部分人的生存受到威胁;与之形成对比的是:大旱缓解以后,又发洪水灾害,如某县遭遇单点暴雨袭击,水库漫坝导致县城排洪河道漫过堤岸,城区泡水;某县某镇遭遇河道洪水夹带泥石流袭击,生命财产均有损失等等。
作为一名城乡规划设计工作者,长期工作在云南,全省绝大部分州市、县以致乡镇都有我们的足迹,除了按国家的相关规范做好本职工作以外,我们似乎还能做些什么。
其实,我们的工作是可以影响一个乡镇、县市某一个方面在一定时期的发展的,目前全省上下大力加快城镇化进程,有很多新兴的城镇等待我们去规划设计,针对地球气候变化、生态日益脆弱的最新情况,我们在工作之余有必要思考如何通过我们有限的影响力为城乡建设的决策者、管理者建言献策,让我们的城乡建设更加和谐,居民生活更加安稳。
下面着重针对我省待开发的山地小城镇讨论如何预见性地处理好水的问题:让我们先研究一下省情和灾害可能发生的原因:云南是多山省份,全省约94%的国土面积属于山地或丘陵地区;市县、乡镇所在地一般是坝子(也就是山间小盆地),也有很少部分是选择江河边上的斜坡地;坝子或坡地周围一般有梯级水库坝塘,片区没有做为城镇化建设的用地开发以前,水库坝塘主要是满足农灌的需要,开发以后有的地方就把它填埋以换取更多的开发用地,以追求更大的经济效益。没有了水库的调蓄,就会造成一对矛盾:旱季缺水、雨季遭水灾。
应对缺水的办法是远距离调水;应对水灾的办法就是修筑防洪设施,而防洪标准的选择一直是困扰城市建设者的问题:选择较高的标准固然可以抵御重现期更长的洪水,但会造成初期城市基础设施投资大,建成后若干年或基本就没有满负荷的情况出现。选择较低的防洪标准,比较适合我们省绝大部分地方缺少建设资金的实际情况,缺点就是冒险。
如何既省钱又解决问题,答案就是:因地制宜,用好水库坝塘。
水库坝塘是前人留给我们的宝贵财富,前辈们就是利用它来搞好农田水利建设,推进农业生产,避免灾害的。据笔者看来,水库坝塘对城镇建设的作用不亚于对农业灌溉的作用,我们应该把水库坝塘作为新兴城镇规划中的重要功能组成,加以合理地规划和管理。
在城镇建设运行管理过程中,水库坝塘的作用主要表现在三个方面:调蓄洪水、提供城市绿化浇洒用水、保护生态提示城镇居住环境品质。
例如某规划区分布有小(一)型水库一座,控制流域面积22平方公里,坝高24m,浆砌石重力坝,设计库容约230万m³,正常蓄水位1983m,校核洪水位1984m。同时有小(二)型水库六座,其中一座的设计库容13万m³,兴利库容8万m³,控制流域面积约2.5平方公里,正常蓄水位2007.0m。其余五座的情况类似,但分别处于不同的等高线上,正常蓄水位各自不同。还有小坝塘十几座,控制流域面积和库容大小不一,但都较小。
上游是小坝塘、中游有小(二)型水库、下游分布小(一)型水库,在各梯级坝塘水库之间分布着若干规划片区,我们应该经营城市应该借鉴农业经验,像种庄稼一样来经营城市片区,雨季蓄水,避免规划区过涝或洪水冲毁城镇,旱季逐步放水浇灌,降低城镇运行成本。
以规划片区V为例,若上游水库坝塘(小坝塘A、小坝塘B和小(二)型水库甲等)填埋作为开发用地,则城镇经营运作期间旱季需要从外面调运大量的水来灌溉浇洒片区的植被,增加调水项目投资,长期运行浪费大量电力,对水源地的生态造成不利影响,甚至会造成水源地下游的水系枯竭;如果保留上述水库坝塘,则可以解决很大一部分浇灌用水。图中虚线所示表示自然降水在规划区的大概水流方向,可以看出: 如果管理得当,小坝塘A的蓄水可以用于规划片区III的浇洒用,小坝塘A、B以下至规划片区III末尾,该期间的蓄水(含自然下渗、坝塘放水、城镇雨水管道水流收集等等)和周边山体的汇水流入小(二)型水库甲,又可以作为规划片区V的浇洒用水和景观用水,片区结合地形进行梯级开发,水在梯级流动,同时可以梯级利用。
从基础设施来看,若保留上述水库坝塘,规划片区V的雨水排放主干管断面尺寸可以为2x2米即可满足防洪要求;若填埋上述水库坝塘,则规划片区V的雨水排放断面尺寸估计得在4x3米以上才可以达到相同的防洪标准,若规划片区V的雨水主通道长2公里,光这一项的初期投资就相差千万元以上。其影响范围是整个流域的,且越到下游片区,水库的调蓄作用对基础设施的投入的影响越明显。
全省待开发的小城镇有很多,假设每个城镇初期投入节约0.5个亿,运营期间每年再节约一笔,累计起来是一笔很大的数目。
那么,是否保留了原有的水库坝塘就解决问题的全部了?还应该看到,城镇开发后,有一部分(大概30%左右)的土地硬化,雨水下渗减弱,会造成同样的汇水面积,洪峰流量加大的情况,原有的库容不一定满足新的要求;另外,水库坝塘不能随便蓄水,蓄满水以后,其调蓄洪水的能力减弱,漫坝或溃坝会对下游的城镇居民生命财产造成大的威胁。
笔者结合一些项目的情况,提出以下思路,供参考:对区域上下游范围内的水库坝塘建立电子档案,包括库容、修筑或加固资料、出水口标高和断面尺寸、溢洪道标高和断面尺寸、控制流域面积、大致的流程、控制流域面积的绿化情况、两级坝塘之间地块开发后地面硬化的动态调查及时更新数据;土质保水情况、有无扩容必要及其数据;区域5年、10年、20年、50年降雨量及蒸发量资料;每月监控各梯级水库坝塘的蓄水水位及可容纳容量,有计划地放水浇灌下游农田或市政公用绿化及小区绿化;结合历年观测的集中降雨资料。
将所有数据归入数据库,编制软件,分析各个水库坝塘在特定时间有没有漫坝危险,采取强制放水措施;旱季来临之前统一蓄水以备抗旱。
自然水体梯级截洪,水库坝塘保留并除险加固、趋利避害;水库蓄排水与地产植物浇洒、农业灌溉、道路排水管道等等形成联动。
建议:在城镇规划建设过程中保留原有水库坝塘,在新建较大型小区时强制性的要求新增一定的水域面积和一定容量。在规划建设中逐步摸索适合我们山地地形、干湿分明气候条件的新型城镇给排水规划方法,综合考虑水库坝塘、山体绿化调蓄作用、居民用水排水、城镇排水管道的断面标高情况、污水处理、绿化面积、中水系统和截洪排洪体系、生态断面的和自然蒸发作用等等。形成更加和谐生态的城镇综合给排水体系。营造生态和谐的居住环境,保护天然林、人工林等自然状态,提升城镇对气候条件的耐受力,避免因城市开发而引起的生态脆弱情况。
参考文献:
[1] JTG C30-2003.公路工程水文勘测设计规范.[S].2003
[2] 公路桥涵设计手册――涵洞.[K].1991 
[3] JTJ064-98.公路工程地质勘察规范.[S].1998
[4]  CJJ50-92.城市防洪工程设计规范.[S].1993

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