黃土高原地區(qū)具有特殊的地形地貌、土壤特征，水土流失現(xiàn)象較嚴(yán)重。傳統(tǒng)水土保持規(guī)劃一般重點(diǎn)研究非建設(shè)區(qū)(生態(tài)區(qū))水土流失問(wèn)題。本文主要研究黃土高原城市建設(shè)區(qū)內(nèi)的水土流失問(wèn)題如何與
海綿城市規(guī)劃建設(shè)結(jié)合來(lái)進(jìn)行緩解。在
海綿城市建設(shè)理念下，基于海綿生態(tài)基礎(chǔ)分析、水土流失過(guò)程分析，識(shí)別城市建設(shè)區(qū)域存在的水土流失重點(diǎn)管控區(qū)域，并提出相關(guān)水土保持的管控指引。
黃土高原地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)脆弱，構(gòu)建安全、韌性生態(tài)城市所面臨主要的問(wèn)題包括濕陷性土壤、旱澇并存、水土流失、水生態(tài)保育等，在制定高原地區(qū)
海綿城市規(guī)劃方案中也應(yīng)當(dāng)側(cè)重體現(xiàn)這些特征問(wèn)題的解決。黃土高原因其典型的濕陷性黃土土壤特性，在海綿技術(shù)的適用性選擇及建設(shè)管控上，與其他城市存在較大差異性。
此外，水生態(tài)保育與提升也是海綿規(guī)劃中常見(jiàn)的重要規(guī)劃內(nèi)容之一，傳統(tǒng)水土保持規(guī)劃一般重點(diǎn)研究非建設(shè)區(qū)(生態(tài)區(qū))水土流失問(wèn)題。然而，黃土高原城市建設(shè)區(qū)內(nèi)的水土流失問(wèn)題如何與
海綿城市規(guī)劃建設(shè)結(jié)合來(lái)緩解，目前相關(guān)研究成果較少。本文將以三門(mén)峽市為案例，研究
海綿城市規(guī)劃理念下城市建設(shè)區(qū)域水土流失問(wèn)題的對(duì)策。
1.技術(shù)思路
黃土高原地區(qū)土質(zhì)松散，土壤貧瘠，水土流失較嚴(yán)重。通過(guò)規(guī)劃區(qū)基礎(chǔ)條件分析，基于海綿生態(tài)格局研究，側(cè)重水資源涵養(yǎng)與海綿體空間管控;針對(duì)不同類(lèi)型的水土流失重點(diǎn)區(qū)域提出建設(shè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的水土流失防治管控指引;強(qiáng)化災(zāi)害預(yù)警及應(yīng)急管理。
2.案例分析——以三門(mén)峽市為例
三門(mén)峽市位于河南省西部，東臨洛陽(yáng)市，西與陜西渭南相鄰，北隔黃河，與山西省運(yùn)城相望。三門(mén)峽市中心城區(qū)約110平方公里。城市總體規(guī)劃定位為晉陜?cè)S河金三角地區(qū)重要中心城市，黃河濕地與黃土高原融合的特色生態(tài)宜居城市。具有典型的黃河臺(tái)塬地貌，暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年降雨量為 550~800 毫米。
三門(mén)峽市中心城區(qū)空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃圖
2.1 基礎(chǔ)現(xiàn)狀分析
基于對(duì)三門(mén)峽市自然條件分析(包括地形地貌、氣候特征、水文水系、岸線(xiàn)類(lèi)型、水環(huán)境質(zhì)量、地下水、土壤特征、下墊面特征、地質(zhì)災(zāi)害等)以及涉水基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)分析(包括供水系統(tǒng)、排水防澇系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、水利系統(tǒng)、潛在雨水調(diào)蓄系統(tǒng)等)，總結(jié)出三門(mén)峽市三大優(yōu)勢(shì)資源包括沿黃濕地、溫塘溫泉以及古風(fēng)雅韻;三大問(wèn)題挑戰(zhàn)包括旱澇并存、濕陷黃土、水土流失。下面重點(diǎn)分析水土流失狀況：
根據(jù)《三門(mén)峽市水土保持規(guī)劃》，三門(mén)峽市域范圍屬于典型黃土山體，土壤較貧瘠，植被覆蓋度不高。水土流失總量不大，分布廣，強(qiáng)度不高，威脅大。三門(mén)峽市屬于重度及以上程度的占水土流失總面積63.06%，三門(mén)峽市境內(nèi)水土流失面積約占黃河流域面積的53%。湖濱區(qū)、陜州區(qū)、南部山區(qū)以及大的溝壑區(qū)水土流失較嚴(yán)重。降雨沖刷山體，徑流攜泥沙入河影響水環(huán)境、水生態(tài)及水安全。三門(mén)峽市水土流失成因主要包括自然因素及人為因素，《三門(mén)峽市水土保持規(guī)劃》重點(diǎn)針對(duì)中心城區(qū)外的非建設(shè)用地，針對(duì)較大面積的水土流失區(qū)域進(jìn)行評(píng)估及提出治理規(guī)劃方案，但是缺乏中心城區(qū)內(nèi)的小面積局部水土流失或存在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的具體規(guī)劃內(nèi)容，水土流失整治工程項(xiàng)目也均分布于中心城區(qū)外。
《三門(mén)峽市
海綿城市建設(shè)規(guī)劃》重點(diǎn)規(guī)劃范圍是中心城區(qū)，結(jié)合
海綿城市系統(tǒng)規(guī)劃，提出中心城區(qū)范圍內(nèi)小面積局部水土流失及存在潛在水土流失風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的防控規(guī)劃方案，可作為傳統(tǒng)水土保持規(guī)劃方案的補(bǔ)充，對(duì)城市建設(shè)區(qū)域也提出相應(yīng)的防控對(duì)策。
2.2 水土流失防治常用技術(shù)分析2.3 中心城區(qū)水土流失重點(diǎn)防控區(qū)域識(shí)別及管控指引
(1)重點(diǎn)防控區(qū)域分類(lèi)與識(shí)別
由于黃河流域的水土流失較為嚴(yán)重，三門(mén)峽中心城區(qū)主要河流均為多泥沙河流。中心城區(qū)范圍內(nèi)水土流失主要集中于非建設(shè)用地及現(xiàn)狀未開(kāi)發(fā)用地。綜合考慮水土流失產(chǎn)生區(qū)域及受影響的區(qū)域，將水土流失重點(diǎn)防控區(qū)域分為以下5類(lèi)，每類(lèi)識(shí)別要點(diǎn)如下:
水源地保護(hù)區(qū)：主要包括地下水源地保護(hù)范圍，中心城區(qū)內(nèi)無(wú)地表水源地保護(hù)區(qū)。水土流失土壤侵蝕嚴(yán)重，土層薄，滯水能力差，滲流率低，致使地下水缺少補(bǔ)給。
河湖及其保護(hù)范圍：主要包括河湖藍(lán)線(xiàn)范圍。水土流失極易使地表雨水徑流攜帶泥沙進(jìn)入河道，影響水質(zhì)水環(huán)境，同時(shí)削減了行洪能力，影響防洪安全。
植被覆蓋不足區(qū)：通過(guò)衛(wèi)星影像以及遙感數(shù)據(jù)識(shí)別解譯，識(shí)別出中心城區(qū)內(nèi)植被覆蓋不足的區(qū)域。植被對(duì)于水土保持及生態(tài)修復(fù)具有極為重要的作用，包括樹(shù)冠截留降雨作用、枯枝落葉層蓄水作用、林地土壤滲透作用、林地土壤滲透作用以及改良土壤作用。裸露及少量植被地表經(jīng)降雨沖刷，極易形成水土流失，并帶來(lái)面源污染。
潛在匯水徑流區(qū)：主要包括基于地形分析識(shí)別的潛在匯水徑流區(qū)域。通過(guò)GIS地形分析，自然地貌會(huì)形成潛在匯水徑流路徑，除現(xiàn)狀河流水系外，強(qiáng)降雨會(huì)通過(guò)潛在匯水徑流路徑進(jìn)行匯集和排放。傳統(tǒng)河道由于水流路徑明確，都會(huì)按照防洪標(biāo)準(zhǔn)及水土保持要求進(jìn)行相關(guān)的整治。但是潛在匯流路徑一般是強(qiáng)降雨的狀態(tài)下才可觀察到徑流匯集狀態(tài)，形成具有較大沖刷、侵蝕力的徑流，這類(lèi)區(qū)域易受忽略，相對(duì)水安全風(fēng)險(xiǎn)大，水土流失風(fēng)險(xiǎn)較大。
地質(zhì)敏感區(qū)：主要包括坡度大于25%的耕地及未建設(shè)區(qū)域。規(guī)劃區(qū)臺(tái)塬普遍，部分農(nóng)田分布在坡度敏感區(qū)，莊稼固土保水能力較弱，開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中易造成嚴(yán)重的水土流失。
通過(guò)流域內(nèi)封山育林、封坡禁牧、退耕還林、植樹(shù)種草等水土保持生態(tài)措施，提高植被覆蓋度，減少流域產(chǎn)沙量。下面針對(duì)水源地保護(hù)區(qū)、河湖及其周邊區(qū)域、植被覆蓋不足區(qū)、潛在匯水徑流區(qū)、地質(zhì)敏感區(qū)等提出相關(guān)水土保持的管控指引，并將相關(guān)管控工程與
海綿城市生態(tài)水系整治類(lèi)、防洪整治類(lèi)、智慧能力建設(shè)類(lèi)等項(xiàng)目庫(kù)整合。
(2)水源地保護(hù)區(qū)——涵養(yǎng)及凈化管控指引
中心城區(qū)內(nèi)水源保護(hù)區(qū)主要為湖濱區(qū)及陜州區(qū)地下水源保護(hù)區(qū)，由于地表存在的水土流失現(xiàn)象，會(huì)降低土壤系統(tǒng)的入滲及污染削減能力。同時(shí)，三門(mén)峽市溫泉資源水量處于下降狀態(tài)，地下水系統(tǒng)的修復(fù)與補(bǔ)給可間接保育溫泉資源。因此，加強(qiáng)水源地保護(hù)區(qū)的水土流失防治十分重要，加強(qiáng)下墊面植被修復(fù)，通過(guò)植被根系保水固土，促進(jìn)雨水下滲補(bǔ)充地下水，同時(shí)通過(guò)土壤植物系統(tǒng)凈化，減輕面源污染對(duì)地下水的污染，保障溫泉資源的水質(zhì)。
水源地保護(hù)區(qū)范圍需要遵循相關(guān)的建設(shè)管理規(guī)定，因此水土保持主要通過(guò)水源涵養(yǎng)林的建設(shè)來(lái)完成，水源涵養(yǎng)林將形成土壤植物系統(tǒng)，達(dá)到補(bǔ)充水量及提升水質(zhì)的目標(biāo)。
土壤植物系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)化、貯存太陽(yáng)能為生物化學(xué)能的功能，是一個(gè)強(qiáng)有力的“ 活過(guò)濾器”，如能配合適當(dāng)?shù)沫h(huán)境工程措施，就可在整體上起到利用資源、節(jié)省能源、化害為利、保護(hù)環(huán)境的重要作用。因此，在水源保護(hù)區(qū)范圍，應(yīng)選擇具有較強(qiáng)土壤及面源凈化能力的植物重點(diǎn)建設(shè)水源涵養(yǎng)林，嚴(yán)格控制開(kāi)發(fā)建設(shè)，定期監(jiān)測(cè)水土流失情況，根據(jù)地下水水量、水質(zhì)變化，不斷優(yōu)化水源涵養(yǎng)林的建設(shè)。
(3)河湖及其周邊范圍區(qū)域——水利水保管控指引
河湖作為水流受納體，上游及周邊區(qū)域的流失泥沙主要隨徑流匯入河湖，并可能形成河道湖體泥沙淤積，嚴(yán)重影響行洪水安全以及破壞原有水生態(tài)系統(tǒng)。因此，建議對(duì)河湖小流域進(jìn)行建設(shè)及治理管控?；诤＞d生態(tài)格局，劃定城市藍(lán)線(xiàn)，藍(lán)線(xiàn)內(nèi)嚴(yán)禁進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè)，以減少水土流失及避免破壞生態(tài)空間。藍(lán)線(xiàn)周邊范圍結(jié)合城市功能區(qū)分布考慮，徑流主要入河通道及周邊應(yīng)避免高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)建設(shè)，以公共空間建設(shè)為主，現(xiàn)狀存在水土流失風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域應(yīng)及時(shí)采取水土保持措施，其他區(qū)域結(jié)合工程措施在建設(shè)過(guò)程中應(yīng)滿(mǎn)足水土保持的相關(guān)要求。
在河道水系的中上游山體區(qū)域應(yīng)增加涵養(yǎng)生態(tài)林或采用溝道攔蓄方式攔蓄泥沙，減少河流下游沙量。中心城區(qū)主要河流通過(guò)采取“上攔下排”為主的綜合措施，合理利用和處理泥沙。上游攔沙主要包括流域攔沙和河道水庫(kù)攔沙兩個(gè)方面。下游排沙是通過(guò)河道整治，規(guī)順流路，形成窄河深槽，將攔不住的泥沙通過(guò)河道盡可能地輸送出去。
在上游控制泥沙的基礎(chǔ)上，通過(guò)河道生態(tài)修復(fù)，利用河道內(nèi)植被的穩(wěn)固作用，攔蓄穩(wěn)定泥沙，沉積泥沙還可形成河道植物群落生長(zhǎng)基質(zhì)，以植物固沙來(lái)減少進(jìn)入黃河三門(mén)峽庫(kù)區(qū)的泥沙量。中心城區(qū)南清河、好陽(yáng)河等河流多處部位河道寬淺散亂、河勢(shì)多變，影響河道輸沙，河勢(shì)游蕩導(dǎo)致的高岸坍塌也會(huì)加重三門(mén)峽庫(kù)區(qū)的泥沙淤積。通過(guò)采取河道整治工程措施，穩(wěn)定流路，改善斷面形態(tài)，提高河槽的單寬流量， 以相應(yīng)增大河道的輸沙能力。
重點(diǎn)需要進(jìn)行管控的流域包括青龍澗河、蒼龍澗河、淄陽(yáng)河以及南清河，應(yīng)采取生態(tài)濕地保護(hù)、上游控沙攔沙工程等。
(4)植被覆蓋不足區(qū)——植被修復(fù)指引
非建設(shè)用地中植被覆蓋程度低的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行植被修復(fù)。通過(guò)植被群落種植復(fù)雜化，增加深根型喬木、灌木種類(lèi)及數(shù)量等方式進(jìn)行修復(fù)，提出以下指引：
選用枝葉繁茂的灌木品種增強(qiáng)樹(shù)冠截留降雨作用。植被群叢生物量大，枝葉繁茂，生長(zhǎng)茂盛，所形成的灌叢群落郁閉度較高。生長(zhǎng)茂盛的枝葉，不僅對(duì)降雨具有緩沖作用，可減小和降低雨滴動(dòng)能，防止因雨滴直接打擊地面而造成的擊濺侵蝕。
選用落葉植被增強(qiáng)蓄水作用。構(gòu)建復(fù)雜落葉植被群落，生物量大，更新快，郁閉度大，人為干擾破壞較少。除本身的枯枝落葉外，還有草本及其他枝葉，枯枝落葉層積聚較厚，可對(duì)地表徑流具有減緩、過(guò)濾作用，且攔蓄了部分徑流量。對(duì)防止細(xì)溝及淺溝侵蝕具有明顯的作用。
強(qiáng)化植被群落修復(fù)，增進(jìn)林地土壤滲透作用。林地枯落物的存在不僅能夠攔蓄、過(guò)濾徑流，而且在微生物的熟化分解下，形成腐殖質(zhì)層，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤滲透性能，促進(jìn)地表徑流入滲，補(bǔ)充地下水。
通過(guò)林地根系固土減少泥沙及土壤肥力流失，改良土壤。選用深根系植被，根系在林地土壤內(nèi)形成根系網(wǎng)絡(luò)，對(duì)根層土壤有一定的固結(jié)作用。植被在長(zhǎng)期的生長(zhǎng)過(guò)程中促進(jìn)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的生物循環(huán)，林地大量枯落物積累和根系的生長(zhǎng)活動(dòng)，使其土壤的物理性狀和養(yǎng)分元素都有著明顯的變化。
優(yōu)先保護(hù)現(xiàn)有天然次生林。黃土高原殘存的天然次生林，基本分布在人為因素干擾小的山區(qū)，已適應(yīng)了惡劣的生存環(huán)境，是該區(qū)域植被恢復(fù)的基礎(chǔ)(種源地)。應(yīng)以它為中心，采取逐步擴(kuò)大封山育林和人工造林相結(jié)合的措施，恢復(fù)植被。2018火電機(jī)組節(jié)能改造與清潔能源代替技術(shù)論壇 7月5-6日 北京
(5)潛在匯水徑流區(qū)——清障水保指引
針對(duì)潛在匯水流域，通過(guò)軟件分析大致路徑和分布，建議加強(qiáng)徑流路徑兩側(cè)植被修復(fù)，定期清理泥沙淤積，以及為保障防洪排澇安全清除障礙構(gòu)筑物。
在匯水徑流路徑及周邊范圍實(shí)行系列管控，包括進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè);禁止新建排污口;大力發(fā)展生態(tài)綠色農(nóng)業(yè)，開(kāi)展農(nóng)業(yè)面源污染物減排，禁止建設(shè)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng);開(kāi)展污水中水回用，實(shí)行用水梯級(jí)循環(huán);禁止礦山開(kāi)采等水生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重的項(xiàng)目;已建成的與水土保持、水利安全、水生態(tài)修復(fù)建設(shè)無(wú)關(guān)的項(xiàng)目，責(zé)令拆除或關(guān)閉。
(6)地質(zhì)敏感區(qū)——坡地改造指引
規(guī)劃區(qū)臺(tái)塬普遍，部分農(nóng)田分布在坡度敏感區(qū)，莊稼固土保水能力較弱。坡度在25%以上的區(qū)域應(yīng)嚴(yán)禁開(kāi)發(fā)建設(shè)，并進(jìn)行耕地改造，敏感區(qū)耕地可以采用坡改梯方式，通過(guò)梯田形式滯留水土，建設(shè)蓄水池(窖)等進(jìn)行坡面集水，基本農(nóng)田應(yīng)大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)。部分坡度較大的耕地考慮退耕還林，發(fā)展耐干旱瘠薄的經(jīng)濟(jì)林和生態(tài)林。
推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，形成多元的、開(kāi)放的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會(huì)結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮本地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)。基于基本農(nóng)田建設(shè)、水利設(shè)施配套、節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)施及新技術(shù)和新品種等的推廣普及，以此發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，其余陡坡耕地退耕還林還草，恢復(fù)植被，改善生態(tài)環(huán)境。
在土石山區(qū)控制土壤侵蝕的重點(diǎn)是封山育林及合理采伐，禁止25%以上陡坡開(kāi)荒，坡耕地要堅(jiān)決退耕還林還牧;建立林牧業(yè)基地。主要布局是：在緩坡地種草植樹(shù);在支毛溝修石谷坊或閘溝造地;在干溝中有條件的地方治灘造田，促進(jìn)坡地退耕還林還草;在荒山荒坡和退耕地上大力種草植樹(shù)，采取封山封坡措施。
在黃土丘陵溝壑區(qū)搞水平梯田，變?nèi)芴餅槿Ｌ铮降亟ㄔO(shè)水平梯田具有攔截降水的作用，水平梯田土壤含水率比坡耕地提高6%~11%;在大旱情況下，土壤含水率比坡耕地提高20~60%，同時(shí)水平梯田可減少地面徑流70.7%，減少泥沙流失93%，平均增產(chǎn)糧食76%。應(yīng)主要抓黃土塬面林網(wǎng)化，平整深翻梯田化，以及大小溝岔育林綠化。生產(chǎn)建設(shè)方向是糧果并舉，水土流失治理模式是營(yíng)造防護(hù)林，防風(fēng)、固土;在溝坡開(kāi)展工程造林、種草、護(hù)坡、固溝;在溝底營(yíng)造溝底防護(hù)林，修谷坊、淤地壩和治溝骨干工程。
在黃土階地區(qū)，水土流失集中，水蝕強(qiáng)烈，庫(kù)水侵泡和頂沖，造成庫(kù)岸坍塌嚴(yán)重。生產(chǎn)建設(shè)方向是建立糧食生產(chǎn)基地，發(fā)展水利建設(shè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田，適當(dāng)發(fā)展經(jīng)濟(jì)林果樹(shù);庫(kù)岸線(xiàn)上采取工程措施與生物措施相結(jié)合進(jìn)行綜合治理，在低灘岸根選擇防護(hù)作用大、耐水蝕、生長(zhǎng)快、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的樹(shù)種，營(yíng)造喬灌混交防護(hù)林帶，達(dá)到固定庫(kù)岸之目的;在岸坡地段，選擇耐旱樹(shù)種 (如刺槐 )，大力種樹(shù)種草，結(jié)合岸坡形成一條防護(hù)林帶(植被緩沖帶)。
3.結(jié)語(yǔ)
黃土高原地區(qū)城市進(jìn)行
海綿城市建設(shè)，除了常規(guī)的洪澇安全、水源短缺、水環(huán)境惡化、水生態(tài)待修復(fù)等問(wèn)題外，還應(yīng)充分考慮本地水土流失等典型生態(tài)問(wèn)題，基于
海綿城市生態(tài)敏感性分析及水土流失起源至影響末端的過(guò)程分析，識(shí)別城市主要建設(shè)范圍內(nèi)的水土流失重點(diǎn)管控區(qū)域，并提出不同類(lèi)型區(qū)域的建設(shè)管控、生態(tài)修復(fù)指引。
本文相對(duì)于傳統(tǒng)側(cè)重于城市生態(tài)區(qū)域的水土保持規(guī)劃，更多是在構(gòu)建生態(tài)、韌性的
海綿城市理念下，研究對(duì)于城市建設(shè)區(qū)域內(nèi)局部的非建設(shè)用地、未開(kāi)發(fā)用地的水土保持對(duì)策?？蔀槌鞘兴帘３忠?guī)劃提供新的規(guī)劃研究角度和建議，但對(duì)于城市建設(shè)區(qū)域與生態(tài)區(qū)域的水土保持方案的銜接和整合仍需進(jìn)一步進(jìn)行研究。
魯公網(wǎng)安備
37140302000692號(hào)