黄土高原地区具有特殊的地形地貌、土壤特征，水土流失现象较严重。传统水土保持规划一般重点研究非建设区(生态区)水土流失问题。本文主要研究黄土高原城市建设区内的水土流失问题如何与海绵城市规划建设结合来进行缓解。在海绵城市建设理念下，基于海绵生态基础分析、水土流失过程分析，识别城市建设区域存在的水土流失重点管控区域，并提出相关水土保持的管控指引。

黄土高原地区生态系统脆弱，构建安全、韧性生态城市所面临主要的问题包括湿陷性土壤、旱涝并存、水土流失、水生态保育等，在制定高原地区海绵城市规划方案中也应当侧重体现这些特征问题的解决。黄土高原因其典型的湿陷性黄土土壤特性，在海绵技术的适用性选择及建设管控上，与其他城市存在较大差异性。

此外，水生态保育与提升也是海绵规划中常见的重要规划内容之一，传统水土保持规划一般重点研究非建设区(生态区)水土流失问题。然而，黄土高原城市建设区内的水土流失问题如何与海绵城市规划建设结合来缓解，目前相关研究成果较少。本文将以三门峡市为案例，研究海绵城市规划理念下城市建设区域水土流失问题的对策。



1.技术思路

黄土高原地区土质松散，土壤贫瘠，水土流失较严重。通过规划区基础条件分析，基于海绵生态格局研究，侧重水资源涵养与海绵体空间管控;针对不同类型的水土流失重点区域提出建设开发过程中的水土流失防治管控指引;强化灾害预警及应急管理。

2.案例分析——以三门峡市为例

三门峡市位于河南省西部，东临洛阳市，西与陕西渭南相邻，北隔黄河，与山西省运城相望。三门峡市中心城区约110平方公里。城市总体规划定位为晋陕豫黄河金三角地区重要中心城市，黄河湿地与黄土高原融合的特色生态宜居城市。具有典型的黄河台塬地貌，暖温带大陆性季风气候，年降雨量为 550~800 毫米。


三门峡市中心城区空间结构规划图

2.1 基础现状分析

基于对三门峡市自然条件分析(包括地形地貌、气候特征、水文水系、岸线类型、水环境质量、地下水、土壤特征、下垫面特征、地质灾害等)以及涉水基础设施系统分析(包括供水系统、排水防涝系统、污水系统、水利系统、潜在雨水调蓄系统等)，总结出三门峡市三大优势资源包括沿黄湿地、温塘温泉以及古风雅韵;三大问题挑战包括旱涝并存、湿陷黄土、水土流失。下面重点分析水土流失状况：


根据《三门峡市水土保持规划》，三门峡市域范围属于典型黄土山体，土壤较贫瘠，植被覆盖度不高。水土流失总量不大，分布广，强度不高，威胁大。三门峡市属于重度及以上程度的占水土流失总面积63.06%，三门峡市境内水土流失面积约占黄河流域面积的53%。湖滨区、陕州区、南部山区以及大的沟壑区水土流失较严重。降雨冲刷山体，径流携泥沙入河影响水环境、水生态及水安全。三门峡市水土流失成因主要包括自然因素及人为因素，《三门峡市水土保持规划》重点针对中心城区外的非建设用地，针对较大面积的水土流失区域进行评估及提出治理规划方案，但是缺乏中心城区内的小面积局部水土流失或存在风险区域的具体规划内容，水土流失整治工程项目也均分布于中心城区外。

《三门峡市海绵城市建设规划》重点规划范围是中心城区，结合海绵城市系统规划，提出中心城区范围内小面积局部水土流失及存在潜在水土流失风险区域的防控规划方案，可作为传统水土保持规划方案的补充，对城市建设区域也提出相应的防控对策。

2.2 水土流失防治常用技术分析2.3 中心城区水土流失重点防控区域识别及管控指引

(1)重点防控区域分类与识别

由于黄河流域的水土流失较为严重，三门峡中心城区主要河流均为多泥沙河流。中心城区范围内水土流失主要集中于非建设用地及现状未开发用地。综合考虑水土流失产生区域及受影响的区域，将水土流失重点防控区域分为以下5类，每类识别要点如下:

水源地保护区：主要包括地下水源地保护范围，中心城区内无地表水源地保护区。水土流失土壤侵蚀严重，土层薄，滞水能力差，渗流率低，致使地下水缺少补给。

河湖及其保护范围：主要包括河湖蓝线范围。水土流失极易使地表雨水径流携带泥沙进入河道，影响水质水环境，同时削减了行洪能力，影响防洪安全。

植被覆盖不足区：通过卫星影像以及遥感数据识别解译，识别出中心城区内植被覆盖不足的区域。植被对于水土保持及生态修复具有极为重要的作用，包括树冠截留降雨作用、枯枝落叶层蓄水作用、林地土壤渗透作用、林地土壤渗透作用以及改良土壤作用。裸露及少量植被地表经降雨冲刷，极易形成水土流失，并带来面源污染。

潜在汇水径流区：主要包括基于地形分析识别的潜在汇水径流区域。通过GIS地形分析，自然地貌会形成潜在汇水径流路径，除现状河流水系外，强降雨会通过潜在汇水径流路径进行汇集和排放。传统河道由于水流路径明确，都会按照防洪标准及水土保持要求进行相关的整治。但是潜在汇流路径一般是强降雨的状态下才可观察到径流汇集状态，形成具有较大冲刷、侵蚀力的径流，这类区域易受忽略，相对水安全风险大，水土流失风险较大。

地质敏感区：主要包括坡度大于25%的耕地及未建设区域。规划区台塬普遍，部分农田分布在坡度敏感区，庄稼固土保水能力较弱，开发建设过程中易造成严重的水土流失。


通过流域内封山育林、封坡禁牧、退耕还林、植树种草等水土保持生态措施，提高植被覆盖度，减少流域产沙量。下面针对水源地保护区、河湖及其周边区域、植被覆盖不足区、潜在汇水径流区、地质敏感区等提出相关水土保持的管控指引，并将相关管控工程与海绵城市生态水系整治类、防洪整治类、智慧能力建设类等项目库整合。

(2)水源地保护区——涵养及净化管控指引

中心城区内水源保护区主要为湖滨区及陕州区地下水源保护区，由于地表存在的水土流失现象，会降低土壤系统的入渗及污染削减能力。同时，三门峡市温泉资源水量处于下降状态，地下水系统的修复与补给可间接保育温泉资源。因此，加强水源地保护区的水土流失防治十分重要，加强下垫面植被修复，通过植被根系保水固土，促进雨水下渗补充地下水，同时通过土壤植物系统净化，减轻面源污染对地下水的污染，保障温泉资源的水质。

水源地保护区范围需要遵循相关的建设管理规定，因此水土保持主要通过水源涵养林的建设来完成，水源涵养林将形成土壤植物系统，达到补充水量及提升水质的目标。

土壤植物系统具有转化、贮存太阳能为生物化学能的功能，是一个强有力的“ 活过滤器”，如能配合适当的环境工程措施，就可在整体上起到利用资源、节省能源、化害为利、保护环境的重要作用。因此，在水源保护区范围，应选择具有较强土壤及面源净化能力的植物重点建设水源涵养林，严格控制开发建设，定期监测水土流失情况，根据地下水水量、水质变化，不断优化水源涵养林的建设。

(3)河湖及其周边范围区域——水利水保管控指引

河湖作为水流受纳体，上游及周边区域的流失泥沙主要随径流汇入河湖，并可能形成河道湖体泥沙淤积，严重影响行洪水安全以及破坏原有水生态系统。因此，建议对河湖小流域进行建设及治理管控。基于海绵生态格局，划定城市蓝线，蓝线内严禁进行开发建设，以减少水土流失及避免破坏生态空间。蓝线周边范围结合城市功能区分布考虑，径流主要入河通道及周边应避免高强度开发建设，以公共空间建设为主，现状存在水土流失风险的区域应及时采取水土保持措施，其他区域结合工程措施在建设过程中应满足水土保持的相关要求。

在河道水系的中上游山体区域应增加涵养生态林或采用沟道拦蓄方式拦蓄泥沙，减少河流下游沙量。中心城区主要河流通过采取“上拦下排”为主的综合措施，合理利用和处理泥沙。上游拦沙主要包括流域拦沙和河道水库拦沙两个方面。下游排沙是通过河道整治，规顺流路，形成窄河深槽，将拦不住的泥沙通过河道尽可能地输送出去。

在上游控制泥沙的基础上，通过河道生态修复，利用河道内植被的稳固作用，拦蓄稳定泥沙，沉积泥沙还可形成河道植物群落生长基质，以植物固沙来减少进入黄河三门峡库区的泥沙量。中心城区南清河、好阳河等河流多处部位河道宽浅散乱、河势多变，影响河道输沙，河势游荡导致的高岸坍塌也会加重三门峡库区的泥沙淤积。通过采取河道整治工程措施，稳定流路，改善断面形态，提高河槽的单宽流量， 以相应增大河道的输沙能力。

重点需要进行管控的流域包括青龙涧河、苍龙涧河、淄阳河以及南清河，应采取生态湿地保护、上游控沙拦沙工程等。


(4)植被覆盖不足区——植被修复指引

非建设用地中植被覆盖程度低的区域，应当进行植被修复。通过植被群落种植复杂化，增加深根型乔木、灌木种类及数量等方式进行修复，提出以下指引：

选用枝叶繁茂的灌木品种增强树冠截留降雨作用。植被群丛生物量大，枝叶繁茂，生长茂盛，所形成的灌丛群落郁闭度较高。生长茂盛的枝叶，不仅对降雨具有缓冲作用，可减小和降低雨滴动能，防止因雨滴直接打击地面而造成的击溅侵蚀。

选用落叶植被增强蓄水作用。构建复杂落叶植被群落，生物量大，更新快，郁闭度大，人为干扰破坏较少。除本身的枯枝落叶外，还有草本及其他枝叶，枯枝落叶层积聚较厚，可对地表径流具有减缓、过滤作用，且拦蓄了部分径流量。对防止细沟及浅沟侵蚀具有明显的作用。

强化植被群落修复，增进林地土壤渗透作用。林地枯落物的存在不仅能够拦蓄、过滤径流，而且在微生物的熟化分解下，形成腐殖质层，增加土壤有机质含量，改良土壤结构，改善土壤理化性质，提高土壤渗透性能，促进地表径流入渗，补充地下水。

通过林地根系固土减少泥沙及土壤肥力流失，改良土壤。选用深根系植被，根系在林地土壤内形成根系网络，对根层土壤有一定的固结作用。植被在长期的生长过程中促进矿质营养元素的生物循环，林地大量枯落物积累和根系的生长活动，使其土壤的物理性状和养分元素都有着明显的变化。


优先保护现有天然次生林。黄土高原残存的天然次生林，基本分布在人为因素干扰小的山区，已适应了恶劣的生存环境，是该区域植被恢复的基础(种源地)。应以它为中心，采取逐步扩大封山育林和人工造林相结合的措施，恢复植被。2018火电机组节能改造与清洁能源代替技术论坛 7月5-6日 北京
(5)潜在汇水径流区——清障水保指引

针对潜在汇水流域，通过软件分析大致路径和分布，建议加强径流路径两侧植被修复，定期清理泥沙淤积，以及为保障防洪排涝安全清除障碍构筑物。

在汇水径流路径及周边范围实行系列管控，包括进行开发建设;禁止新建排污口;大力发展生态绿色农业，开展农业面源污染物减排，禁止建设规模化畜禽养殖场;开展污水中水回用，实行用水梯级循环;禁止矿山开采等水生态环境破坏严重的项目;已建成的与水土保持、水利安全、水生态修复建设无关的项目，责令拆除或关闭。
(6)地质敏感区——坡地改造指引

规划区台塬普遍，部分农田分布在坡度敏感区，庄稼固土保水能力较弱。坡度在25%以上的区域应严禁开发建设，并进行耕地改造，敏感区耕地可以采用坡改梯方式，通过梯田形式滞留水土，建设蓄水池(窖)等进行坡面集水，基本农田应大力发展节水农业。部分坡度较大的耕地考虑退耕还林，发展耐干旱瘠薄的经济林和生态林。

推动农业产业结构调整，形成多元的、开放的经济结构和社会结构，充分发挥本地区的资源优势。基于基本农田建设、水利设施配套、节水灌溉技术和设施及新技术和新品种等的推广普及，以此发展生态农业，其余陡坡耕地退耕还林还草，恢复植被，改善生态环境。

在土石山区控制土壤侵蚀的重点是封山育林及合理采伐，禁止25%以上陡坡开荒，坡耕地要坚决退耕还林还牧;建立林牧业基地。主要布局是：在缓坡地种草植树;在支毛沟修石谷坊或闸沟造地;在干沟中有条件的地方治滩造田，促进坡地退耕还林还草;在荒山荒坡和退耕地上大力种草植树，采取封山封坡措施。

在黄土丘陵沟壑区搞水平梯田，变三跑田为三保田，山地建设水平梯田具有拦截降水的作用，水平梯田土壤含水率比坡耕地提高6%~11%;在大旱情况下，土壤含水率比坡耕地提高20~60%，同时水平梯田可减少地面径流70.7%，减少泥沙流失93%，平均增产粮食76%。应主要抓黄土塬面林网化，平整深翻梯田化，以及大小沟岔育林绿化。生产建设方向是粮果并举，水土流失治理模式是营造防护林，防风、固土;在沟坡开展工程造林、种草、护坡、固沟;在沟底营造沟底防护林，修谷坊、淤地坝和治沟骨干工程。

在黄土阶地区，水土流失集中，水蚀强烈，库水侵泡和顶冲，造成库岸坍塌严重。生产建设方向是建立粮食生产基地，发展水利建设高产稳产基本农田，适当发展经济林果树;库岸线上采取工程措施与生物措施相结合进行综合治理，在低滩岸根选择防护作用大、耐水蚀、生长快、寿命长、经济价值较高的树种，营造乔灌混交防护林带，达到固定库岸之目的;在岸坡地段，选择耐旱树种 (如刺槐 )，大力种树种草，结合岸坡形成一条防护林带(植被缓冲带)。


3.结语

黄土高原地区城市进行海绵城市建设，除了常规的洪涝安全、水源短缺、水环境恶化、水生态待修复等问题外，还应充分考虑本地水土流失等典型生态问题，基于海绵城市生态敏感性分析及水土流失起源至影响末端的过程分析，识别城市主要建设范围内的水土流失重点管控区域，并提出不同类型区域的建设管控、生态修复指引。

本文相对于传统侧重于城市生态区域的水土保持规划，更多是在构建生态、韧性的海绵城市理念下，研究对于城市建设区域内局部的非建设用地、未开发用地的水土保持对策。可为城市水土保持规划提供新的规划研究角度和建议，但对于城市建设区域与生态区域的水土保持方案的衔接和整合仍需进一步进行研究。