导读：由于城市明渠缺乏自然补水能力，控源截污后往往出现无水流动，丧失景观生态功能的情况。针对城市明渠的特点，应用水力学、环境学等理论，以石家庄为例，系统分析了在规划目标要求下，结合防洪排涝、污染控制、景观提升等多因素限制的适用于城市明渠的生态补水量的计算思路。为城市明渠污染控制、生态用水配置提供了新的解决途径。

0 引言

城市明渠与一般自然河道不同，多为人工开挖、浆砌的硬质沟槽，长期作为城市重要排涝或主要纳污通道使用，随着城市的发展，居民对美好生活追求的日益提高，对城市明渠赋予了生态改善、景观休闲等更多的功能。但由于城市明渠基本无自然汇水区，补水多以城市雨污水排放或上游河库引水为主，因此采取控源截污措施后将明显减少城市明渠来水，甚至丧失景观生态功能。尤其北方地区水资源较为缺乏，如何科学确定明渠整治后的生态补水水源与水量，是当前工作中的一个难点。

相对于自然河道，明渠水质、水量受人为控制作用明显，与自然生态系统的交互作用较弱，基本丧失了一般河流的自然属性和生态属性，因此其需水量计算不再简单适用于一般河道以生态环境机理为主的计算方法，如Tennant法、湿周法等。城市明渠的需水量主要是考虑在一定的环境目标、景观要求下采取的人为补水措施，主要受到蒸发、下渗、污染物降解等因素影响，目前相关经验较少。

石家庄海绵城市专项规划把石家庄市内明渠的水环境、水生态改善作为一个重要目标，通过统筹明渠排涝、景观、生态等功能，有效衔接了排水防涝、控源截污、生态修复、活水保质等措施。本文以石家庄海绵规划为例，重点介绍如何结合多种目标确定生态补水量，以期改善明渠水生态和水环境，开展活水保质的思路与方法。

1明渠现状

1.1明渠分布与功能定位

石家庄市区内河以民心河与东南环水系为主。民心河是基于1954~1982年建设的农灌与排涝渠道修缮联通形成的明渠水系，主要包括总退水渠、元村明渠、南栗明渠、桥西明渠、东明渠、五支渠等；东南环水系则为2010年石家庄开始建设的集防洪排涝、生态景观等功能为一体的环城水系长廊。石家庄现状水系分布见图1。

1.2水环境质量

结合资料及现场调研，民心河、东南环水系皆为劣Ⅴ类水体，局部为黑臭水体。综合分析，除合流制溢流污染与面源污染持续输入大量污染物外，以下原因也加重了石家庄明渠水质的恶化。

（1）补水水质较差。各渠道补水主要为中水，辅以少量上游水库水，现状中水水质为劣V类，难以满足水质需求。

（2）补水量小、水位高、流动性差。现状渠道为保持开阔的景观水面，沿线设置了大量的橡胶坝提高水位，增加了蓄水量和补水需求。但目前仅有3条中水补水线路，补水总量不足20万m³/d，测算明渠水体平均流速小于0.003 m/s，流动性极差，使得污染物在被橡胶坝分割形成的一个个静止水体中持续累积。

（3）渠化严重、生态功能丧失。现有渠道基本采用三面光的浆砌形式，不适宜水生生物生长，难以形成完善的水生态系统，自净能力较差。

2明渠生态补水目标

规划确定石家庄市明渠为城市重要的排涝与景观渠道，由此确定改善水体水环境质量，达到景观环境用水需求，同时保证合理的排涝功能和景观水位为石家庄市明渠生态补水的目标。

石家庄海绵城市专项规划中明渠水质改善，水生态修复的工作思路如图2所示。

以上各项工程策略紧密联系，通过详细分析点面源污染的现状，优先给出了控源截污的目标与措施。在此基础上，结合排水防涝、景观需求等工作合理确定了生态补水的措施，测算了补水量。