2.7　河流功能与工程任务

2.7.1　水利项目的工程任务

人们通过一个个项目投资,完成对河流的开发、治理、保护等活动。在项目立项时,需要明确建设项目的必要性、初拟场址和工程任务。例如,要在河流上修建一座水库,经过可行性分析论证,确定是建设一座以防洪、水力发电为主、农业灌溉和旅游为辅的综合水利枢纽工程。工程任务实质反映了工程建设的必要性和预期目标。工程最终成功与否的检验标准就是工程是否达到了与建设任务对应的工程指标。国家和水利行业的相关规程规范划分了水利工程的工程任务,并规定了相应的技术深度要求,例如《江河流域规划编制规范》(SL 201—97)、《城市水系规划规范》(GB 50513—2009)和《河道整治设计规范》(GB 50707—2011)。

《江河流域规划编制规范》(SL 201—2015)适用于编制和修订大江大河、重要中等河流和跨省级行政区主要河流的流域综合规划和专业规划。中小河流的流域综合规划和专业规划、省级和地市级行政区等较大范围的区域综合规划和专业规划可参照执行。按照全面规划、综合协调、因地制宜、突出重点等原则,从经济、社会、生态、环境等方面,提出治理、开发、保护与管理的方针、任务和目标,确定治理、开发、保护与管理的总体方案及主要工程布局与实施程序。规划应紧密结合流域实际,突出重要问题。该规范规定多项专项规划的编制要求,包括防洪规划、涝区治理规划、水资源规划、节约用水规划、城乡供水规划、灌溉规划、水力发电规划、航运规划、水生态保护与修复规划、地表水资源保护规划、地下水保护规划、水土保持规划、河道与河口整治规划、重大水工程规划等。这些专项规划规定了各种类型水利工程的工程任务,包括防洪、除涝、灌溉、供水、水力发电、航运、漂木、渔业、滩涂开发、旅游等。

《城市水系规划规范》(GB 50513—2009)适用于城市总体规划中的水系专项规划及以城市水系为主要规划对象的相关专业规划,目的是促进城市水系及滨水空间环境资源的保护和利用。该规范强调尊重城市水系自然条件,坚持水系及滨水空间资源保护为主、合理利用的原则。该规范将城市水系按横向结构划分为地表水体和岸线两大组成部分。关于水体部分,第3.03条提出“水体按功能类别分为水源地、生态水域、行洪通道、航运通道、雨洪调蓄水体、渔业养殖水体、景观游憩水体等”,要进行水域保护、水生态保护和水质保护。关于岸线部分,“按功能分为生态性岸线、生活性岸线和生产性岸线”。生态性岸线指为保护城市生态环境而保留的自然岸线,生产性岸线指工程设施和工业生产使用的岸线,生活性岸线指城市游憩、居住、商业、文化等日常活动的岸线。通过滨水空间的控制,合理保护和利用岸线,与周边的设施及空间相协调。该规范反映的河道治理的工程任务有供水、防洪、除涝、航运、渔业、景观、生态等。

《河道整治设计规范》(GB 50707—2011)适用于大江大河及其主要支流的河道整治设计。河道整治设计应以流域综合规划及专业规划为依据,具备社会经济、水文气象、河床演变、地形地质、相关工程和其他方面的基本资料,兼顾干支流、上下游、左右岸利益,协调防洪、除涝、灌溉、供水、航运、水力发电、文化景观和生态环境保护等方面的关系,贯彻因地制宜、就地取材的原则,通过方案论证,选取技术可行、经济合理的整治方案。第4.1.1条规定“河道整治设计应分析防洪、除涝、灌溉、供水、航运、水力发电、文化景观、河势控制和岸线利用等各项开发、利用和保护措施对河道整治的要求,确定河道整治的任务”。该规范规定的河道整治工程任务有供水、防洪、除涝、航运、渔业、文化景观、生态环境等。

《河湖生态保护与修复规划导则》(SL 709—2015)适用于大江大河、重要湖泊(水库)等水域的生态保护与修复规划的编制,中小河流以及其他湖泊(水库)水域的生态保护与修复规划编制可参照执行。该导则的主要内容包括现状调查与评价、总体规划、生态需水、水质维护与改善、河湖地貌形态保护与修复、重要生物栖息地与多样性保护、重要区域生态保护与修复、河湖生态监控与综合管理、规划实施意见与综合效益分析等内容。该规范规定的河道治理工程任务为生态保护与修复。

国家规范和行业规范用于指导实践,往往基于工程和项目的视角,规定对河流的哪些属性进行资源开发,哪些属性进行保护。近年来,人类过多干涉河流自然属性引起的环境问题越来越突出,人们对自然的认识更加深入,人与自然和谐相处的思想逐渐成为共识。反映在近期编制的规范中,强化了对河流自然属性的保护,强调保护优先,至少是保护和开发利用并重。

2.7.2　河流功能与工程任务的关系

河流功能是使用者对河流的需求。建设在河流上的水利工程,是人们为实现使用者对河流的某些需求而修建的工程,是实现需求的技术手段和外在物质表现;工程任务本质就是需求的内容。因此,水利工程的工程任务与河段功能常常是一致的。例如,建设一座以防洪、水力发电为主、农业灌溉和旅游为辅的综合水利枢纽工程,则此河段具有防洪、水力发电、农业供水和旅游功能,与水库枢纽具有的功能也是一致的。

前期,人们修建水利工程,主要是基于人的需求,偏重对河流资源的开发和利用。现在,人们意识到生态安全的重要性,意识到自然环境对河流的需求是存在而且正当合理的,因此尝试站在自然环境的角度看待河流,对河流进行保护和修复,工程任务中以保护和修复河流生态环境为唯一或者兼有目标的工程项目开始多起来。所以,现在的工程任务,有时会同时反映河流的社会功能和自然功能,根据不同河流的具体状态和面临问题,制定开发、利用、保护、修复各有侧重的单一或者综合治理目标。

2.7.3　水利项目工程任务的分类

水利建设项目的工程任务,其表达要求准确、简练;其内涵,要求统一、无歧义;其数量,应该归纳简化。常见水利建设项目的工程任务,可以分类归纳为表2.7-1中的16种。

教育功能一般纳入旅游、景观游憩等其他功能之内。例如,人们游览长江三峡,置身于湖光山色之中,不禁会赞叹高峡出平湖的壮举,也会在微波荡漾、清风拂面中体会古人“星垂平野阔,月涌大江流”的遐思。

生态安全功能和自然功能全部归纳入生态修复项目之中。生态修复包括了对河流生态系统的保护与修复,例如恢复输沙能力、保障河道的生态需水量和需水过程、改善河水水质、恢复生物的多样性、限制河流水资源开发利用率等。

2.7.4　工程任务与河流功能的主次划分

对于河流自身而言,其属性和功能无主次之别。对于人而言,需求有主次之别。因此,当建设项目具有多项任务时,设计师需要对工程任务进行梳理,分出优先次序,划分哪些是主要任务,哪些是次要任务。这就相当于从工程建设的角度,将河流功能分出了主次,即哪些是主要功能,哪些是次要功能。工程任务与河流功能的主次划分见表2.7-2。

生活供水、防洪、除涝涉及人们生理及安全需要,常作为水利建设项目的主要功能。工业供水、农业供水、水力发电、航运、生态修复、游憩、旅游等功能,根据具体情况可能为主要功能,也可能为次要功能。对于一些河道综合治理项目,生态修复的急迫性和受重视程度在加大,相关投资在增加,可作为主要功能。排污、应急避难、渔业、漂木、采砂、滩涂垦殖常作为次要功能。排污、应急避难常常不作为独立工程任务出现。工程设计时,排污水量一般较小,常常在除涝水量中考虑排污水量,相当于纳入除涝功能之内。应急避难利用了河道管理范围内的绿地空间,来源于城市建设需求,目前很少作为水利工程建设任务。渔业作为开发任务的项目相对比例较少,尤其河道治理项目中几乎没有。渔业随着海水养殖、湖泊淡水养殖、坑塘淡水养殖等人工养殖业的蓬勃发展,加上现状河道鱼类资源资源的趋于枯竭,河道天然鱼类的保护尤其是珍稀濒危鱼类的保护远比开发更迫切,鱼类生境的保护常作为生态修复任务的主要内容。

工程任务及河流功能,有些利用了河流的使用价值,有些则利用了河流的美学价值。例如,游憩、旅游主要是利用河流的美学价值,生态修复则兼而有之。

各种工程任务之间以及各个河流功能之间,有的能够兼容,有的很难并存。例如,排污和生活供水不兼容,生活供水服务于城镇、村庄、企业的人们生活用饮用水,要求至少为地表水Ⅲ类水质。取水口附近一定范围划为饮用水水源地保护区。在水源保护区内,禁止设置排污口;禁止在饮用水水源一级保护区内新建、改建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目;禁止在一级保护区内从事网箱养殖、旅游、垂钓或者其他可能污染饮用水水体的活动;禁止在饮用水水源二级保护区内新建、改建、扩建排放污染物的建设项目,禁止设置排污口,禁止开展一切污染水源的建设活动。在饮用水水源二级保护区内从事网箱养殖、旅游活动的,应当按照规定采取措施禁止污染饮用水水体。排污和生活供水在水质要求上难以协调。再如生活供水与滩涂垦殖不兼容,二者的河段位置不同,很难同时发生。

有的设计师对工程任务的确定和划分不太重视,表现得很随意。这是不合适的。工程任务是后续治理方案的出发点,对工程规模、布置、投资影响极大。工程任务不是业主说两句、现场看两眼就可以确定的。它是通过认真研究河流状况及面临的问题,分析业主需求,论证可行性和合理性,综合分析得出的。当业主的需求模糊时,需要设计师通过专业的分析告诉业主;当业主的需求过分时,更需要设计师用严谨的态度、专业的水准来劝服业主。在论证工程任务的过程中,任务的主次划分会水到渠成。工程任务是否合适是项目建议书和可行性研究阶段技术审查的重点工作。

2.7.5　城市河流治理项目的工程任务

城市河流治理时需要兼顾多方面影响因素,因为其负担的功能较多。从建设项目的视角分析,常见的城市河流治理工程任务有生活供水、工业供水、农业供水、防洪、除涝、生态修复、景观游憩、航运等八种(表2.7-3)。

应急避难和排污一般不作为独立工程任务出现,但规划设计要满足其功能要求。为了畅通中心城市交通,控制空气质量,便利原料和产品运输,工业企业一般设置在城市郊区,相应取水口也在郊区。中心城区的农业灌溉取水基本消失,城市郊区尚有农业灌溉取水,特别是可能有高效灌溉农业取水。景观游憩是旅游与游憩功能的合并,以便简化工程任务类型。一般城市河流的景观游憩需求主体是本地市民,满足其休闲娱乐要求。但有的城市河流,特别是那些历史悠久的、充溢着文化气息的河流,例如南京的秦淮河、上海的黄浦江、杭州的西湖等,主要服务外地游客。