给水排水|太湖流域塘浦圩田体系对现代海绵城市建设的启示

小编说太湖平原河网密布，湖漾众多，汛期水患严重。为排除水患、振兴农业，太湖流域先民开挖土方、竹木围篱，创造了位位相接、棋盘化农田水利系统--塘浦圩田。它将浚河、筑堤、建闸等水利工程措施统一于农业耕作中，自然河道与人工河道紧密联系在一起，这一治水与治田相结合的水利体系不仅展现了太湖流域传统治水技术，催生了“鱼米之乡”“吴越文化”，甚至被我国已故水利届泰斗郑肇经评价为“可与‘都江堰’‘郑国渠’媲美的独特创造”。在海绵城市建设中，除了推广现代城市治水技术和方法外，还应借鉴和学习古代水利工程体系中蕴含的朴素生态理念和治水工程哲学，以期引导海绵城市更好的发展。本文在分析太湖流域塘浦圩田水利工程体系的建设理念及雨水管理经验的基础上，探讨塘浦圩田体系对现代海绵城市建设的启示。1塘浦圩田水利体系雨洪管理的智慧1.1层级分明的圩田格局古代先民依托太湖周边湖漾滩涂众多的地理条件，在太湖沿岸开挖塘浦，用挖出的土构筑堤岸，兼有防御外水和农田灌溉的作用。堤内的滩涂淤地自然发展成农田，圩内通过坑塘湖漾层层调蓄防洪防涝，横塘纵浦和各斗门控制引水灌溉，除此之外，沿湖还有一定数量的骨干河道可以用于宣泄主流洪峰，各溇港渎浦之间由规模不一的横塘相连，便于水量调度、水系互通，这些纵横交错的灌排渠系和堤岸有利于圩内分级控制。太湖沿岸溇渎港分布见图1。

层级分明的圩田格局，是太湖流域水乡城市极具特色的身份标识。太湖沿岸河湖滩地的水流被整理成层级分明、相互联通的二级水网和三级水网，即圩田之间的人工河道和圩田内部的灌溉河渠。每一个单位圩田作为水文流域单元，其内部的水位由斗门控制，形成一个排水单元，控制太湖流域来水和去水的平衡。圩田格局正是以流域中的运河和自然河道为基础，以圩田单元内外的河道、沟渠为骨干，充分利用太湖流域中间高四周低的地貌特征，因势利导地创造出科学治水和治田的思想1.2 功能显著的蓄排系统“塘”和“浦”是圩内横贯东西和纵穿南北的排灌沟渠。每当雨季来临，由纵浦担负起宣泄雨水的功能，遇到天旱，便可引水灌溉。而横塘的作用则是储蓄积水，通过斗门涵闸控制灌溉，调节水量，发挥河网水系的调蓄、行洪功能。太湖地区沼泽满布，且中部低洼四周高起，形成一个以太湖为中心的碟形洼地，拥有水高田低的独特地势。该片区地势低洼，集水量大，且地下水位高，雨季极易内涝，因此迫切需要相应的水利排灌设施，于是塘浦圩田体系应运而生。综合考虑地形地势的影响，根据水网及滩涂洼地情况进行相应的规划布局，针对太湖周边高地和腹内洼地不同，按照不同的工程措施，实现高田和低田分治。治低田主要通过拓宽塘浦，筑高堤岸来达到防洪防涝的目的。一方面可以排除积水，另一方面取土筑堤，依靠堤岸抵御急湍之流。治高田则通过深浚塘浦，储蓄雨水，这样做是为了引水灌溉圩田。在高田区与低田区交界处设置闸口控制地面径流，雨季控制高地的径流，防止高田雨水漫流至低田，以缓解低田区的洪涝压力。旱季高田则依赖存储的雨水进行灌溉。1.3 行之有效的治水思想由于西北季风的影响，太湖周边苏州、湖州等地极易出现泥沙淤积现象。为应对这一现象，古代先民提出一系列治水策略，智慧也在“水”上展露得淋漓尽致、曲韵天成。(1)闸口控制水位平衡。闸是一项十分重要的水利设施，入湖口的闸口，用于调节河道横塘与太湖间的水位(见图2)。汛期，关上闸门，太湖高水就无法侵入圩田;旱时，引太湖水浇灌良田，闸口起着防、引、蓄、排、挡、运等综合功能。

(2)入湖口朝向设计。每条溇港入湖口的水闸都整齐地朝向东北，因太湖南岸主要承受的是来自西北方向的季风，如果溇港的入湖口朝向西北，西北风带来的泥沙会直接堵塞溇港，入湖口转向东北，西北风带来的泥沙，只能沉积在溇港口岸的边上(见图3)，不会对溇港造成正面的堵塞，水流可以轻易把泥沙冲走。

(3)“束水攻沙”的治水巧思。大钱村溇港上的古桥跨度不大，连续的4座拱桥，南宽北窄的桥洞，把临近入湖口的河道突然变小，汛期涝水经过4座拱桥的时候，桥墩把由南往北的水流逼向了河道中央，入湖口淤积的泥沙被蓄势加速的水流冲向了太湖(见图4);到了旱期，由北往南的水流回到河道，滋养圩田。这一藏在溇港桥下的玄机，让世界级的河工专家潘季驯加以完善形成了“束水攻沙”的治水理论，并应用于黄河的治理上。黄河下游泥沙淤积，河水经常泛滥，通常人们对黄河下游的治理，多采取开挖支流，把河水疏通到周边的河道，但潘季驯的做法截然相反，要解决黄河的泥沙问题，不仅不能开挖新的河道，而且要把现有的支河堵住，逼水归槽，束水攻沙。

2塘浦圩田体系对海绵城市建设的启示海绵城市建设以遵循自然、生态优先为原则，转变了传统雨水快排的理念和模式，将雨水的排放和渗透相结合，致力于修复城市水生态系统，解决城市水环境问题。而塘浦圩田体系在雨水管理方面所展现的智慧与经验，无一不表现出对雨水资源的科学化管理以及对生态环境的敬重，同时为现代海绵城市建设策略带来了重要的启示，尤在以下几方面表现出重要的借鉴价值。2.1 充分尊重自然，科学规划，构建城市水生态格局太湖南岸星罗棋布的塘浦圩田体系具有蓄滞雨洪和农业灌溉两大功能，圩田系统顺应水的自然特性，蕴含的“蓄滞、调控以及科学用水”指导思想与海绵城市的建设理念不谋而合，且能够充分利用山水格局与河道弯道旋流的水流规律，顺应水的自然特性，既从生态角度保留河流湖漾自身特色，也对太湖整个流域的原始生态没造成任何破坏，这对当前海绵城市建设中水生态格局的保护与修复有极大的借鉴意义。太湖南岸现今仍保留“五里七里一纵溇，七里十里一横塘”的水网格局，以溇为代表的圩田体系串联贯通重要横塘，一方面在梅雨季节进行调蓄疏泄，一方面在农业灌溉时进行调配补给，对优化水资源的分配具有重要的意义。因此，在海绵城市建设过程中，应将合理规划水生态格局作为关键环节。其次，应当以保障水域、林地等生态空间为核心，依托城市山水资源，构建“流域-城市-汇水片区”等多重尺度的生态结构，优化生态用地布局。此外，还应借鉴塘浦圩田生态格局的建设理念，组织网络状的生态廊道，一方面加强保护城市水系脉络，从流域和城市尺度对雨水径流进行管控，减缓城市管网的压力，增大城市区域范围内对超过管渠排放能力的径流雨水的蓄滞能力;另一方面，能够对建设用地形成隔离，防止不透水面成片发展，缓解热岛和雨岛效应，并提高削减城区雨水径流的能力。2.2 挖掘城市内涵，延续文脉，构建城市水文化体系延续千年的塘浦圩田体系见证了太湖两岸自然变迁和人文发展，形成了丰富的水文化内涵及水、田、人和谐相处的聚落模式，是江南城镇地域识别和象征的典型代表。其水管理制度、法规制度及古桥、碑刻、灌溉节日、民风民俗等，都反映出塘浦圩田千余年的发展脉络以及历史文化特征，其作为载体凝聚积淀的水文化及蕴含的朴素生态设计，对当前城市基础设施建设过分注重功能性，忽略文化内涵有着重要启示，能给当前海绵城市建设者进行绿色基础设施设计融合水文化保护与传承予以借鉴。因此，在海绵城市建设过程中，应当从宏观、中观、微观层面，提出保护和传承文化的总体策略并层层落实，既能实现水文化传承目标，提升城市内涵，又能够唤起人们对水文化遗产的保护意识，让人们享受海绵城市建设的生态果实。宏观层面，在顶层设计阶段，明确城市水文化建设目标和指标，结合城市紫线划定重点文化遗产保护区，针对重点文保区、城市风貌协调区、新建区，提出相应的规划策略、设计方法和控制指标;中观层面，按照城市水文化地域分布特性，考虑按不同主题将建设目标划分到建设分区的具体地块中去，并结合湿地公园、生态景观廊道等建设项目落实水文化目标，传承水文化本体;微观层面，针对分散的源头减排控制项目，应当将地域水文化元素融入到技术措施设计中去，做到文化延续，如水体景观、各类标识等。2.3 注重竖向设计，层级控制，构建水安全保障体系塘浦圩田区别于一般圩田的地方在于，针对太湖周边高地和洼地不同，因地制宜地采取低田和高田分治策略。此外，利用 “横塘纵浦”的独特的格局，急流缓受、级级调蓄，有利于扩散山洪激流、增加排洪能力，较好地解决汛期太湖区域河流急湍奔突和滨湖平原地势低洼、洪涝不易外排和旱季引水的难点。塘浦圩田水利体系依据地块高程不同对雨水径流进行层级控制，见效显著。因此海绵城市建设过程中，在排水系统方面要注意竖向规划，可通过多层级的地表排水通道和内涝调蓄空间，来提高城市水安全系统能力。另外，在城市湿地设计时，也可借鉴这一思想，可充分利用自然的低洼、水渠、坑塘，如将低洼、坑塘改造成浅滩草地，串联人工湿地，并联系场地内外水系，形成内外互通的多级水循环系统，等到雨季来临，雨水集中于各级湿地中，蓄水防洪、净化雨水的同时，有效控制径流污染。2.4 建立管理机制，长效维护，实现可持续发展塘浦圩田体系的可持续运行不仅依靠科学先进的治水理念和技术，更离不开其合理有效的管理制度和后期维护。唐朝以来，官府组织人员形成治水治田的队伍，负责河道清淤、开阔塘浦、闸口管理以及其他水利基础设施的养护。私圩则由各圩田的百姓自发在雨季来临前做好修筑堤岸和圩田防护工作。塘浦圩田具有政府督导、民间自治结合的管理机制，并通过溇港疏浚、防汛报汛等管理制度将治水治田、防洪排涝结合起来，形成了以塘浦为核心的区域水利社会管理体系。这对于当前我国海绵城市建设与研究重视规划、设计与技术，轻视维护管理的问题具有重要的启示。近几年各地海绵城市的建设经验告诉我们，雨洪管理的最终成效很大程度上与雨水设施长期有效的管理维护有关。当前海绵城市涵盖了低影响开发与绿色基础设施、市政管网排水系统、超标雨水控制系统等多个子系统，且雨水管理机制涉及面较广，包括投资、建设、管理、运营和维护等多个阶段。因此，我国在进行雨水设施维护管理时，应当在项目规划设计阶段，除了项目方案设计外，对需要管理维护的内容、范围、费用作出合理的安排和估算。在维护运营阶段，应当建立适用的维护运营承包制度，鼓励社会企业参与监督管理雨水设施，协调政府与企业的职能。3结语塘浦圩田水利工程，将治理太湖、防涝、灌溉等多种功能整合在一起，综合解决了防洪防灾和水资源利用等问题，千百年来滋养世代太湖人民，直至现在仍具有生命力，其中蕴含的生态治水经验值得借鉴。海绵城市建设是一项以雨水综合控制利用为核心的系统工程。在海绵城市建设背景下，我们应借鉴塘浦圩田体系规划与建设的优秀经验。在顶层设计层面，应当遵循自然的生态建设理念，规划注重因地制宜，时刻保持对自然的尊重和敬畏，巧借自然之力解决雨水滞留、管控和科学用水问题。在工程建设层面，尤其要注重对城市水系统的统筹考虑和科学合理的系统方案制定，重视城市水系蓄排功能、雨水的源头控制、水循环系统及雨水设施的生态服务功能，不能只追求单个项目工程建设成效，以防海绵城市建设碎片化推进。在管理维护层面，应当采用政府履责、公众参与的管理机制，赋予公民参与海绵城市建设、监督的权利，使其积极主动地参与到雨水设施维护管理中来，并自觉承担起社会监督的责任，以提升海绵城市决策的科学性。微信对原文有删减。原文标题“太湖流域塘浦圩田水利体系对海绵城市建设的启示”;作者:李俊奇、吴婷;作者单位:北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育重点实验室 北京建筑大学国家级水环境实验室。刊登于《给水排水》2018年第8期。