動邊界條件下感潮內河綜合整治項目對策研究＊

李鵬程 郝坤 丁鈺力 陳焜

（1.上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海 200092；2.北京水星環境有限公司，北京 101501）

0.引言

我國幅員遼闊，各地區氣候、地形、經濟發展水平、水環境本底特征千差萬別，治理手段也應因地制宜。僅就河道級別、區域位置、水動力條件、治理階段、腹地空間、治理模式進行粗略分類，可能的組合就達1000多種。河道綜合整治項目在探索中不斷前行，也應在實踐中不斷總結，本文針對窄腹地、動邊界條件下感潮內河綜合整治PPP項目所面臨的挑戰及對策進行總結與闡述，拋磚引玉。

1.由傳統工具向綜合工具轉變

水系綜合整治項目往往存在動態邊界與海量數據的管理問題，河道現狀與工程效果的評估問題，傳統的設計工具難以很好的滿足二者的需求，因此需要多種工具的協同參與。

1.1 地理信息系統

傳統設計的邊界比較明確，一般用地范圍在項目的前期就已確定。例如：污水廠、泵站等，項目具體設計過程中，很少發生邊界的頻繁變更，即使存在變更，塊狀范圍的變更無論從專業交接還是項目管理的角度，傳統的CAD工具均能較好應對。水系項目的邊界為條狀（沿河道兩側），一般總河長20km～150km，存在拆遷工作的整治項目，特別是位于城中村的內河，不可避免的存在動邊界問題，即設計過程與拆遷過程同步進行，用地邊界隨拆遷實施動態變化。CAD作為專業設計軟件，在動態信息的采集、儲存、查詢、分析、提取、數據挖掘與知識發現等方面功能較為薄弱，而地理信息系統（Geographical information system，GIS）的核心功能就是數據的空間儲存與分析。在不同空間（不同河道、不同河段）發生的幾十甚至上百次邊界調整的要素（時間、地點、原因、進度、交接），GIS能更好的進行統籌管理（如圖1），大大提高設計及管理的效率。

圖1 GIS工具在水環境綜合整治項目的應用

目前，上海浦東中小河道綜合整治等項目已將GIS平臺引入，提高了中小河流河道綜合整治工程設計和管理的信息化水平[1]。

1.2 數學模型工具

水環境綜合整治項目的方案評估更加偏重于長系列數據的過程分析，而不僅僅是傳統排水側重的極值分析，考慮到“大水小水”的結合，“長系列計算降雨、溢流、調蓄、放空”的效率，水環境類項目對綜合分析工具的需求更加迫切。從傳統的流域產流計算，到坡面匯流計算，河道水動力計算，污染物遷移、擴散計算，數學模型軟件也開始從單一、專項功能模塊向綜合、一體化模型轉變。無論是源頭海綿效果、過程管網污染物累計與沖刷、還是末端灰色設施的調蓄與溢流、河道污染物擴散與遷移，模型工具的使用都更加頻繁，其計算與分析成果可為設計方案的評估與優化提供支撐。

值得注意的是，與推理公式相比，采用模型進行過程計算，在水循環計算的每個環節都引入了大量參數（如圖2），要特別注意非確定性參數設置的合理性，必要時輔助以物理實驗，此外由于模型本身的缺陷或參數冗余造成的“異參同效”問題[2]也會給參數的選擇帶來困難。

圖2 模型參數的確定

2.由功能設計向體驗設計轉變

根據水利部《河道等級劃分辦法》（1994，106號），我國大多數城市的內河河道級別為第五級。與高級別河道更關注河道的防汛安全相比，城市內河除滿足必要的防洪標準外，也需要重視體驗感的設計，即更加注重人在濱水空間的獲得感。對設計來說，由單純的功能性設計向體驗性設計轉變，主要是對各個專業的相互協同提出了更高的要求，特別是狹窄腹地的綜合整治設計，由河道藍線至用地邊界往往不足6m，在狹窄的空間內布置排水管道、水工駁岸、景觀附屬設施、步道、綠化等，如何實現最佳效果，植物種植與駁岸安全（草本、灌木、喬木），排水檢查井的景觀處理形式（下沉井蓋、素石裝飾、蘆葦遮擋、小平臺處理）等需要更強的專業協同性，傳統的嚴格劃分專業間的交界面，各自在自身范圍做設計的方法往往會導致最終方案欠缺體驗感。在不影響方案功能的前提下，發揮景觀專業特長，提高設計的濱水體驗感，做到既有“里子”又有“面子”，是由功能設計向體驗設計轉變的關鍵。

3.由階段設計向全過程參與轉變

傳統設計項目的工作重點在方案設計階段，水系綜合整治PPP項目一般存在兩大特點：一是設計方案存在階段性（消除黑臭、穩定達標、運營維護）；二是設計參與的全過程性，“效費掛鉤”，對駐場設計的需求較大。與傳統項目的“資料收集、方案設計、施工配合”不同，綜合整治類項目的全過程體現在紛繁復雜的事務性導致傳統設計角色的模糊化，拆遷邊界的確定，與建委、園林、文物、水利、管網、電力、規劃、水務等各個部門的溝通，使得水系整治方案幾乎是一段一段“碰”出來的，節點方案的前期、中期、后期、甚至到施工配合階段都可能根據現場的實際情況發生調整，“人在家中坐”的模式并不適于綜合整治項目[3]。

由階段設計向全過程設計轉變，就是由“方案做的好”，向“推得動、想的全、做的深、用的好”轉變，進一步提高設計的綜合能力。

4.由單項工程向流域生命體工程轉變

綜合性項目需要綜合性的手段，單項工程難以解決系統問題，從流域生命體的角度出發，統籌水循環各個環節，才能形成真正的系統化設計。流域生命體工程對頂層規劃的廣度和深度提出了更高的要求。源頭海綿能控制多少，空間分布如何，排水管網的查、建、改、修進度如何，污水廠的接納能力是否與水環境質量的提升目標相匹配，污水廠的出水能否作為生態基流回補河道，是否建立了管理的長效機制，水系整治項目的工作范圍如果僅僅局限在末端，那么無疑“小辮子”掌握在別人手里，難以發揮設計方案的最優效果。

5.結語

水系綜合整治類項目逐漸成為行業熱點。我國各地水環境特征千差萬別，動邊界條件下的感潮內河綜合整治項目僅為其中一個典型案例，見微知著，水環境整治對設計從業者提出了新的要求，由傳統工具向綜合工具的使用轉變，由功能設計向體驗設計轉變，由階段設計向全過程參與轉變，由單項工程向流域生命體工程轉變，只有不斷提高自身的綜合素質，才能更好地適應行業的新發展。