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【规划师论坛3】预控与协调:城市水系保护区的划定路径 及管制措施
规划师杂志社   2017/1/13 10:45:00
 

 

12期主题:绿色基础设施规划建设

【编者按】

      绿色基础设施将基础设施的概念延伸到绿色空间体系,是指由提升生物多样性、维持自然生态过程、保护空气与水资源以及提高城市和人民生活质量的荒野和开敞空间所组成的一个相互连接的网络,涵盖水道、湿地、森林、野生动物栖息地和其他自然区域,绿道、公园和其他保护区域,以及农场、牧场、森林和荒野。目前,国外在绿色基础设施体系构成、规划建设方面的研究已较为成熟;我国由于对绿色基础设施重视不够、认识不系统等原因,对其的规划建设仍处于初级阶段,表现为以绿地系统为主体的专项规划实践,而随着我国生态保护意识的增强、技术手段的提升和制度环境的完善,进行系统的绿色基础设施规划建设已势在必行。为此,《规划师》2016年12期“规划师论坛”栏目以“绿色基础设施规划建设”为主题,在总结国外绿色基础设施研究最新进展及启示的基础上,结合我国实际,探讨了“海绵城市”视角下绿色基础设施的体系构成,以及水系、湿地等重要绿色基础设施的规划内容,以期能为我国绿色基础设施规划建设提供参考。

【规划师论坛3】

预控与协调:城市水系保护区的划定路径及管制措施

[ 关键词]预控;协调;水系保护区;水源地;滁河干渠           
[ 文章编号]1006-0022(2016)12-0019-07 
[ 中图分类号]TU984 
[ 文献标识码 ]B

      在完善水利工程的基础上,因地制宜、科学合理地划定重要水系的保护范围并制定相应的管控策略,对保障地区的生态安全格局具有重大意义。作者合肥市规划设计研究院规划二所副所长曹靖,合肥市规划设计研究院总工程师张敏,中国科学院地理科学与资源研究所博士研究生朱鹤,华南理工大学建筑学院博士后魏宗财,合肥市规划设计研究院规划师王岚在《规划师》2016年第12期撰文,文章以淠史杭工程的重要分干渠—合肥市滁河干渠沿线水系为研究对象,阐述了城市水系保护区的划定方法与路径:采用数值模型计算法、经验法和GIS辅助法等多元方法,在科学预控的基础上,守住水系保护的底线,通过协调多方面利益群体的利益,“有保有压”地划定保护线,统筹考虑水系周边地形、坡度、汇水条件、重大项目及景观等要素对保护区范围的综合影响,确保生态优先、绿色发展的目标的实现,以期对今后同类型水系保护区的划定以及国家层面出台关于水系保护区划定方法与标准细则提供一定参考。

研究区域水系概况

      滁河干渠位于江淮分水岭以南,合肥主城区以北,是一条沿江淮分水岭以南 45m等高线修建的人工干渠,全长103km,是淠史杭工程的一条重要分干渠,将大别山的水输送到合肥市区,沿线串联董铺水库、大房郢水库、大官塘和众兴水库等八大水库,集城市供水、农业灌溉、城市防洪与旅游观光四大功能于一体,是合肥市的生命线工程。滁河干渠是地处合肥市主城区上游的一块巨大的海绵体,各类规划都将滁河干渠及沿线地区整体定位为水源保护区和限制开发区,对其的开发建设提出了严控要求。
      滁河干渠及沿线水系的水质条件总体较优,但是整体受到农业面源污染的影响,尤其是中部城区段由于城镇化的高速推进,一线滨水空间缺乏管控,已被侵蚀,水域受到工业和生活污水的点源污染,水质相对较差。
      伴随着生态文明建设上升为国家战略,中央和地方都对水安全提出了严格要求,同时合肥市北部城区的发展蔓延、乡镇工业的无序扩张、村庄生活污水的肆意排放和传统农业生产的面源污染,都对滁河干渠沿线水源地的生态安全产生了威胁。因此,划定滁河干渠及沿线水系的保护区并严格管控,既是落实国家到地方关于加快生态文明建设、推进绿色发展要求的战略举措,又具有保障合肥市供水安全、完善区域生态格局的重要意义。

研究方法、范围与思路

1. 研究方法

      本次研究的目的为划定人工干渠、水库和河流等多种类型的水系保护区。既有的水系保护区划分方法主要包括数值模型计算法、GIS辅助法和经验法三种,三种方法各有利弊,需灵活运用。其中,数值模型计算法主要通过构建二维水质模型划定水源地一级保护区的水域范围,而陆域范围的划定尚无成熟的数值模型供参考。GIS辅助法是根据ArcGIS的小流域分析结论,将整个小流域纳入保护区范围,这种方法存在划定范围过大的问题,因此一般用于划定水源保护区的二级保护区。经验法分为等高线法和距离法两种:等高线法是将一定高程线以下的范围纳入保护区,一般用于水源地水库一级保护区的划定;距离法是将水系周边一定水平距离的范围纳入保护区,适用于滁河干渠这种截流型人工干渠。

2. 研究范围:水系保护区体系构建

      在划定水系保护区之前,需要构建水系保护区体系。考虑到研究范围内共有六处水库型水源地,没有河流型水源地,本次研究基于水源地水库、作为输水通道的滁河干渠及其他水系三者的划定标准和方法的显著差异,将研究范围内的水系分为相关水系和间接相关水系两种类型,其中相关水系又细分为水源地水库、滁河干渠及其他相关水系三种类型。另外,考虑到滁河干渠和六大水源地水库周边有一定规模的现状和规划建设用地,对严重影响水源保护的建设用地需要责令现状拆除或在规划中调整为非建设用地,而影响不大的建设用地仍然可以保留,但需要采取一定的控制措施,因此研究在水源地直接相关水系周边既要划定水源保护区,又要划定建设用地管控区。根据与水系的距离、生态敏感性及保护要求的差异,研究将水源保护区进一步细分为一级保护区和二级保护区;根据现状建设情况,将建设用地管控区进一步细分为已建用地管控区和未建用地管控区。考虑到水源地间接相关水系与水源保护区的关系相对较弱,因此仅划定较低标准的水系蓝线区,从而总体构建“三大类、五小类”的水系保护区体系 ( 图 1)。

3. 研究思路:“预控”与“协调”

      水系保护区的划定是一项复杂而严谨的工作,需要将“预控”与“协调”相结合进行综合考虑。研究范围内的水系周边大多为乡村,应采用“预控”的思路,依据标准、规范合理地划定保护线;双墩、三十头和岗集等城区为建成区,开发建设已不可逆转,在保证生态安全的前提下,采用“协调”的思路,“有保有压”地划定保护线,协调水系保护区与道路、市政管网、已建项目和已批规划之间的关系。不论是水系保护区的乡村段还是城区段的划定,都要因地制宜地统筹考虑水系周边地形、坡度、汇水条件、重大项目及景观等要素对保护区范围的综合影响,以确定合适的划定方法 ( 图 2)。

水系保护区的划定路径及管制措施

一  划定原则

      为更加科学合理地划定水系保护区,需要遵循四大原则:①分类分级,依法依规。根据水系类型的不同和保护线等级的差异,分别寻找对应的法律法规与规范标准,为各类、各级保护线的划定提供充分的依据。②因地制宜,因形就势。保护线的划定不能“一刀切”,应根据地形坡度、现状林地、农田、水系沟渠及集水汇流等自然边界进行合理的调整。③科学合理,流域控制。利用科学模型、空间叠加及小流域分析等多种技术手段,保证水系保护线的划定科学合理,尤其要充分考虑区域汇水条件,落实小流域控制的划线思路。④尊重现状,能调便调。合法的现状已建大型项目不可逆转,应调出保护线范围;科学合理、依据充分的保护线与现行规划有冲突的,应对现行规划进行调整。

二  划定路径

1. 滁河干渠水系保护区的划定

(1)一级保护区

      朱强、俞孔坚等人在对国内外生态廊道宽度研究成果进行梳理的基础上,总结出各种类型生态廊道的适宜宽度值。其中,河岸单侧缓冲带宽度达到100m是保护生物多样性比较合适的宽度,达到200m才能产生森林生态效应。
      滁河干渠乡村段的北岸是需严格保护的重点地区,将全面开展植树造林工作,按 200m宽度作为一级保护区基础范围,以保证森林生态效应的产生;城区段无法开展大规模植树造林工作,将以保护生物多样性为目标,按100m宽度作为一级保护区基础范围;乡村段南岸属于非汇水区,受污染影响较小,标准可适当降低,可参照城区段的100m标准。此外,参考我国其他地区水系保护区的做法,将滁河干渠的所有入流河道的入流口上溯1000m的水域两侧纵深50m的范围纳入一级保护区,以确保这些来源水的水质安全。按照上述控制标准,划定滁河干渠一级保护区基础控制范围为 52.1km²。
      为解决过去划定水系保护区“一刀切”的问题,研究在基础控制范围的基础上进行了四次修正。第一次,考虑到沿岸地形坡度变化对一级保护区范围存在较大的影响,按照《饮用水水源保护区划分技术规范》对一级保护区距离的计算方法,根据坡度坡向修正一级保护区范围,将坡度较大的汇水面调入保护范围。第二次,为保证生态廊道和斑块的完整性,按照“只增不减”原则,将农田肌理、现状林地、水系沟渠和集水汇流等自然边界调入保护范围。第三次,划定的一级保护区范围内有少量已建项目,需要谨慎对待。以保证生态安全为前提,调出7处非工业已建合法项目,纳入已建用地管控区进行严格管控;对4处合法工业项目、所有非法建设项目和所有自然村要求限期搬迁。第四次,根据视线景观的需要,从景观节点完整性的角度,将城区段五大景观节点适当放大,调入保护范围。
      经过以上四次修正,划定滁河干渠一级保护区的面积共 62km²( 图 3)。

(2) 二级保护区

      参考《饮用水水源保护区划分技术规范》的规定,二级保护区陆域边界不应超过相应的流域分水岭范围。因此,二级保护区的划定按照流域控制原则,考虑实际汇水条件,将汇水流入滁河干渠的小流域整体纳入二级保护区的基础范围。
      基于规划区DEM,研究采用ArcGIS中的 Hydrology 水文分析模块,通过提取水流方向、无洼地DEM生成、计算汇流累积量、提取河网、分割小流域和叠加判断水流方向6个步骤进行水网及小流域分析,把研究范围划分为69个小流域。将汇水流入滁河干渠的24个小流域整体纳入二级保护区,划定滁河干渠二级保护区基础控制范围为 271km²。
      同理,为解决过去划定水系保护区“一刀切”的问题,在基础控制范围的基础上需要进行两次修正。第一次,调出 22处已建合法项目,纳入已建用地管控区进行严格管控;对所有非法建设项目要求全部限期搬迁,控制村庄无序扩张,禁止新增建设用地规模。第二次,规划但未建的建设用地同样需要谨慎对待。以保证生态安全为前提,调出规划未建用地,纳入未建用地管控区。与现行规划相比消减6.2km²的面积,以保证预留充足的生态廊道实现充分的生态隔离。
      经过以上两次修正,划定滁河干渠二级保护区范围,面积共291km²(图4)。

2. 水源地水库水系保护区的划定

(1) 一级保护区

      依据《饮用水水源保护区划分技术规范》,水源地水库保护区需要分别划定水域和陆域范围。首先划定水源地水库一级保护区水域。依据《饮用水水源保护区划分技术规范》,在技术条件允许的条件下,采用二维水质模型科学划定一级保护区水域范围。因此,使用MIKE21 构建二维水质模型,通过概化地形网络、明确边界条件、模拟流场、模拟浓度场和计算最长轴线5个步骤,得到六大水源地水库的最长轴线,分别以取水口为圆心,以最长轴线为半径,划定水源地一级保护区水域范围为1.3km²,如图5 所示。

      随后,划定水源地水库一级保护区陆域范围。根据《饮用水水源保护区划分技术规范》关于“中小型水库二级保护区陆域为取水口侧正常水位线以上200m范围内的陆域,或一定高程线以下的陆域”的要求,依据《全国城市饮用水源保护区划分技术细则》关于“大中型平原区水库一级保护区陆域为库区居民迁移线以下的区域”的定义,选择六大水源地水库的库区居民迁移线作为一级保护区陆域的基础界线,同时将六大水源地水库的所有入流河道的入流口上溯1000m的水域两侧纵深50m的范围纳入一级保护区的基础控制范围,面积共 17.8km²,以保障这些来源水的水质安全。
     同理,为解决过去划定水系保护区“一刀切”的问题,在基础控制范围的基础上需要进行两次修正。第一次,根据坡度、坡向修正一级保护区范围,将坡度较大的汇水面调入保护范围。第二次,调出3处非工业已建合法项目,纳入已建用地管控区进行严格管控;对所有非法建设项目和所有自然村要求全部限期搬迁。
经过以上两次的修正,划定水源地水库一级保护区的陆域范围,面积共31.3km²( 图 6)。

(2) 二级保护区

      依据《饮用水水源保护区划分技术规范》关于“中小型水库一级保护区边界外的水域面积设定为二级保护区”[7]的要求,研究首先划定水源地水库二级保护区水域范围为22.8km²。其次,依据《饮用水水源保护区划分技术规范》关于“平原性中型水库二级保护区范围应不超过相应的流域分水岭”的要求,水源地水库二级保护区的划定按照流域控制原则,考虑实际汇水条件,将汇水流入六大水源地水库的7个小流域整体纳入二级保护区基础控制范围,面积共287km²。
      同样,需要在基础控制范围的基础上进行两次修正。第一次,调出21处已建合法项目,纳入已建用地管控区,进行严格管控;对所有非法建设项目要求全部限期搬迁,控制村庄发展,禁止新增建设用地规模。第二次,以保证生态安全为前提,调出规划未建用地,纳入未建用地管控区。与现行规划相比消减了 12.8km²的面积,以保证预留充足的生态廊道,实现充分的生态隔离。
      经过以上两次修正,划定水源地水库二级保护区的陆域范围,面积共322km²( 图 7)。

3. 水源地间接相关水系保护区的划定

      考虑到水源地间接相关水系与水源保护的关系相对较弱,因此依据《合肥市四线规划》中关于蓝线的划定标准,划定相对较低标准的水系蓝线范围,面积共 9km²。

三  管制措施

      水系保护区的划定及规划需要管控措施与体制机制的保障,实行“分类发展,分类管理”,切实提高规划的可操作性。

(1) 分类管控水源地保护区

      一级保护区敏感度极高,禁止一切与供水工程、旅游休闲和保护水源无关的建设项目,已建成的与供水工程、旅游休闲和保护水源无关的建设项目,由县级以上人民政府责令拆除或者关闭,旅游休闲服务设施需严控规模,不应包含住宿、餐饮类设施,做好生态化措施,严禁排污,并进行环评及准入论证;城区内位于一级保护区范围内的4处工业项目责令全部停产、限期搬迁,外围零散分布的乡镇企业全部迁出,集中入园;对一级保护区范围内的自然村逐步搬迁,原用地恢复生态功能,逐步退耕还林,降低农业面源污染。
二级保护区敏感度较高,严控污染源,禁建排放污染物的建设项目;零散分布的乡镇企业责令全部迁出,集中入园,对近期无法迁出的企业进行停产,限期搬迁;二级保护区范围内的村庄严控发展,禁止新增建设用地规模;鼓励植树造林,提升区域森林覆盖率;在不破坏生态环境的前提下,允许适当旅游服务设施建设,允许进行适度改建、扩建,但应进行严格的环境评价及准入论证。

(2) 严控建设用地管控区

      对已建用地管控区内的50处项目全部提高污染排放标准,完善配套设施建设要求:污水管网覆盖率必须达到95%以上;生活污水100%收集,必须经过预处理达到国家综合污水排放一级标准才能进入城市污水管网;生活垃圾100%收集,无害化处理率达到100%。未来有条件,可逐步迁出部分项目,尤其是从一级保护区中调出的10处项目,恢复为水源保护区。
      未建用地管控区严控新建项目审批,需单独编制水源保护区环境保护专项报告,通过审核后,才能开展审批工作。加强新建项目管控,实现生活垃圾及污水100%收集与处理,禁止初期雨水直接排放,采用雨水收集利用系统,雨水利用率达到80%。严控一线滨水地区建设,位于一级保护区外的新建地块,高度不应超过滨水绿线宽度的1.5倍,建筑临水面不应大于水体长度的30%,预留充足的视线廊道。

(3) 纳入现行规划体系

      水源保护区的划定本身并不具有法定意义,需要进一步结合城市总体规划和土地利用总体规划的修编调整,对生态保护线进行划定,将本次研究划定的水源保护区落实到法定规划中,才能赋予其法定效力。本次研究划定的一级水源地保护区、二级水源地保护区、已建用地管控区、未建用地管控区及水系蓝线区(图8),与《合肥市生态保护红线规划》紧密衔接,全部纳入合肥市“四规合一”平台中,以指导下一步合肥市及各乡镇的法定规划修编。

文章全文详见《规划师》2016年12期《预控与协调:城市水系保护区的划定路径 及管制措施》

 


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