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城市河道综合整治与河道生态景观

城市河道综合整治与河道生态景观

2013年9月10日 18:48:54
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摘要:通过对城市河道功能的系统分析,提出了最大化发挥城市河道各项功能的综合整治原则。同时,从城市河道景观 生态功能建设出发,对河道生态景观的相关工程技术进行了初步探讨,并介绍了深圳市福田河综合整治工程概况及其整 治效果。

  关键词:河道整治;城市水务工程;河道生态;景观工程

  河道整治是当前我国城市水务工程建设的主要内 容之一,如何科学合理地进行城市河道综合整治,以满足社会经济发展的需要,是城市水务行业的科学研究和工程实践的热点问题。

  由于我国的绝大部分城市此前经历了膨胀式的发 展阶段,没有及时保护好城市内的河道,且在河道功能 等方面的认识存在一定的误区和不足之处。片面强调 其简单的防洪排涝工程属性(如“渠化”),而忽视生 态、景观等社会属性,致使部分城市河道污水横流、水 质低劣,河道及河道周边环境严重恶化,河道生态功能 尽失,更无河道景观可言。

  为此,对于如何进行科学的城市河道整治,满足多 方面的综合需求,结合近年深圳市的河道综合治理经 验和做法,对于城市河道整治的相关原则与方法,城市河道整治的生态景观工程技术进行了初步的探讨。

  1城市河道的功能

  河道是一个城市的“灵魂”,在人类社会发展的初期,人们都偏爱“近水而居”。我国的大部分规模或大 或小的城市都建在河道周边,这也反映了人类对河流 的潜在需求。社会发展到今天,城市河道的功能更加丰富和多样。

  城市河道的功能主要包括行洪排涝功能、灌溉供 水功能、交通运输功能、调节小气候与净化空气功能、 景观功能、休闲娱乐功能、生态功能等7个方面。

  (1)防洪排涝功能。河道的自然形态及两岸的湿 地具有减缓洪水行进速度的功能,从而减轻河道下游 洪峰的强度和形成。河道的行洪排涝作用是其最基本 的功能,也是对位于城市内河道或河段的最基本要求。

  (2)灌溉供水功能。河流具有一定的蓄水、滞水 作用,是城市居民与其他生物维持生存,以及城市环境 得以存在的必要因素。从河道引水灌溉农田、供给工 业和市民生活用水,因此,良好的河道水环境是保障水 资源持续供应的基础。

  (3)交通运输功能。随着其他交通方式的发展及 其较高的运输效率,河道运输已逐步淡出人们的视野。 但城市河道的运输功能依然存在,特别是在我国南方 的一些中大型河流上,仍然不失为一种低廉的交通运 输方式。此外,滨河道路和河道提防可以用作跨越式 通道、休闲运动通道或者立体交叉的空间。沿河道路 或者堤上道路也是交通观光、接近自然的途径。

  (4)调节小气候与净化空气的功能。河道具有调 节局域小气候的作用。由于城市河流有较大的水面蒸 发,河流水的高热容性、流动性以及河道风的流畅性, 可以增加临近区域的空气湿度,减弱城市的热岛效应, 为城市居民提供舒适宜人的生活空间。

  城市河道的周边绿化可以吸附灰尘、汽车尾气等 毒害气体,达到净化空气的作用。同时带状的绿化还 可以消解嘈杂的城市噪音以降低噪音污染。

  (5)景观功能。城市河道是一个城市的绿色生命 带。美丽的滨水景观可得几乎由直线条方块体构成的 城市不再机械,水面转化了固体边界,水体潜藏着无限 神秘,水流充满了勃勃生机。无论奔腾咆哮的大河,或 是清澈见底的涓涓溪流,几乎每一条河流,每一个水域 都会给人们带来美的享受,流动的水体和稳固的岸堤 构成了河流景观动与静的和谐统一。

  (6)休闲娱乐功能。城市河道不仅带给人们安谧 性、运动性、持续性和舒适性的美学享受和精神体验, 同时还具有休闲、娱乐功能。河流生态系统能够提供 的娱乐活动可以分为两类:①直接利用水的娱乐活动, 如划船、滑水、游泳、渔猎和漂流等;②沿河岸进行的休闲活动,如露宿、野餐、远足休闲和摄影等。

  (7)生态功能。自然状态下的河道具有丰富的生物多样性;河边绿化可净化市区空气,调节小气候,减 弱城市的热岛效应;河水的自净能力能够消除污染物 质,净化水体,同时边坡植被可截留部分污染物;生态 河岸可有效降低岸边土壤流失,提高水土保持能力;作 为景观生态学中的线性要素,河道的异质性决定其河 流廊道的身份,供野生动物栖息,尤其是输送矿物养分 满足生物迁徙需求,具有其他廊道类型所无法替代的 作用;河床的透水性可以保证河水与地下水交换,减弱 河道的水文变化。在城市河道的以上功能中,行洪排 涝功能、灌溉供水功能、交通运输功能最易于被人们理 解和接受,而调节小气候与净化空气的功能、景观功 能、休闲娱乐功能、生态功能则在一定的历史阶段被人 们忽视,特别是在我国城市急剧扩张的某些阶段,某些 城市的某些河道的这些功能已丧失殆尽。

  从城市生态和河流健康的角度,只有具备以上各项功能的河道才是一条完全意义上的河道,名副其实的河道,才能发挥河道的系统功能。所以,从可持续发 展的角度出发,现代城市水务工程河道综合整治的目 的在于充分发挥城市河道的以上功能,特别需要注重 调节小气候与净化空气功能、景观功能、休闲娱乐功 能、生态功能等易于被人们忽视的城市河道功能的最 大程度保护、开发和重构。

  2城市河道综合整治的原则

  在城市河道综合整治的过程中,应充分遵循河流 本身的自然规律和自然属性,使得通过河道整治的相 关工作,还原河道的本质属性和自然属性,并在此基础 上实现城市河道的各项功能。因此,在城市河道的整 治过程中,需要遵循以下几方面的基本原则。

  (1)遵循河流本身特性的原则。这是城市河道综 合整治的基本原则与本质性规律性所在。在整治的过 程中,河流自身的水流特性、水力学特性、生态流量、降 解特性、生物属性等自然属性是整治工作的依据和落 脚点。任何违背以上规律的城市河道整治工作都将不 能完全发挥城市河道的功能,或者留下其他隐患。

  (2)防洪安全与生态安全并重的原则。在河道整 治的过程中,需要同步解决防洪排涝问题和河道生态 安全问题。河道整治的目的不仅仅是为了防洪排涝安 全,更重要是为了供水安全、生态用水安全和水环境的 质量安全。河道整治应以生态安全为基础,保留或重 构原有的生物群落及其栖息地,促使水体自然循环与 净化,实现河道生态系统的可持续发展。

  (3)地域适应性原则。不同区域具有不同的特 点,地域的差异性和特殊性要求在河道综合整治过程 中不能照搬照抄,需要因地制宜选择适应的整治措施。 流经城镇居民区的河段在整治过程中宜注重景观功 能,满足人们回归、亲近自然的要求,把水利工程和城 镇景观结合起来,造当地浓郁的人文气息。

  在具体实施过程中,切勿照抄照搬其他城市的整 治措施或具体方案,而应该根据本区域的气候特性、河 流特性、生物群落等特点和属性,选择适合的整治方案。

  (4)河道独特性原则。城市河道综合治理的整体 目标应与城市发展相协调,然而其河道景区内的各功 能分区、景观节点、建筑小品、河道护岸风格等应各具 特色。根据沿河区域历史文化、经济和生态环境等方 面的特点,可将整个城区段划分为商业、生态休闲、亲 水景观等不同的功能分区。各功能区的方案设计应根 据所在功能区的特点而具有独特的风格,最大程度发挥河道带给城市的“灵性”,避免因简单的重复而乏味。

  (5)截污治污同步原则。城市河道整合整治的同 时必须进行系统的截污治污工作,这也是保证河道整 治成效的关键环节。任何一条河道的污水承载力都有 限度,超出其纳污承载力的河道生态系统必将受到破 坏,无法实现预期的河道整治目标。因此,在城市河道 整治的同时,必须对河道沿岸的污水排放进行系统治 理,确保各类污水达标后再排放。

  3城市河道生态景观工程技术

  城市河道生态景观工程是城市河道综合整治的重 要环节,是确保河道整治工作成效的基础与关键,其工 程技术体系已逐渐发展与完善。具体的工程技术内容 包括生态护坡技术、水质综合修复与净化技术、河道景 观设计3大块,这3个方面协调发挥作用,缺一不可。

  3.1生态护坡技术

  对于标准“梯形”浆砌石断面或混凝土断面对河 道生态系统带来的不利影响已成为人们的共识,为了 合理解决防洪和生态保护之间的关系,各类河道岸坡 生态护坡技术应运而生,已经成为国际上公认的解决 河道整治问题行之有效的方法。生态护坡技术是基于 水土保持学、生态学、水利工程学和生物科学等学科的 基本原理,利用植物及植物与工程材料相结合的方法, 在边坡上构建具有生态功能的护坡系统,通过生态工 程的自我支撑、自我组织与自我修复等功能,实现边坡 的抗冲蚀、抗滑动和生态恢复,以达到减少水土流失、 维持坡面植物生存环境、提高坡面动物和微生物栖息 地的质量、营造健康的河流生态系统和改善人居环境等目的。

  发展到今天,生态护坡技术的体系已日臻完善,根 据土质条件可分为土质生态边坡防护和岩质边坡防护,岩质边坡防护的关键是创造植被生长的有利条件。 生态护坡必须考虑边坡的稳定性和安全性,植被的选 择与周围大环境相协调一致,并考虑植被的生态性、形 态性、地域性,应适合当地气候条件、土壤条件,且抗逆 性强,生长迅速、自繁殖能力强、适应粗放管理,维护工 作量小。当前国内外采用的各种生态护坡技术主要有 生物工程技术、土工网复合植被技术、植被型生态混凝 土技术、多自然型技术等。

  3.2水质综合修复与净化技术

  城市河道水质修复与净化需要从3个方面做好工作。①系统的截污、治污,确保排放到河道的水满足相 关的质量标准。同时,需要做好河床的清淤工作,使得 整治后的“初始河道”归位于清洁的状态。否则,就算 是其他工作做得再好,对于河道水质的治理也无济于 事。②确保城市河道所需要的基本生态流量、流速等 特性号陛质参数,使得河道保持一定的自净能力。③ 通过对物理方法、化学方法、生物方法等水质净化技 术,包括土壤渗滤技术、人工湿地技术、稳定塘技术、人 工浮岛技术等的综合运用,保持城市河道水质,且实现 稳步提高的理想效果。

  其中,人工湿地技术充分利用湿地生态系统中的 物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附、沉 淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的 高效净化,具有投资小、处理效果好、运行维护方便等 特点,同时水生植物的搭配还能起到良好的景观效应。 人工湿地技术广泛应用于景观水处理、湖泊生态修复、 生活和工业、农业等污水处理。

  3.3河道景观设计

  “仁者乐山,智者乐水”,亲水是我国永恒的主题。 中国人在几百年前已经引进了水利景观的概念,追求 的是自然的地理景观,以青山绿水、烟波浩淼为美。而 现代人除此之外,还追求有人工建筑的美,如园林、水 乡、水城、亲水建筑和水的文化氛围。

  河道景观设计的牵涉面较广,不同地区、不同城 市、不同主题的河道景观差别较大,但在保持河流生态 系统的完整性、引入城市历史文化元素、与周边环境相 融合、功能多样性以及鲜明的景观主题等方面的基本 原则是一致的,需要综合考虑相关因素。可通过河道 护岸形式、景观节点和景区的设置、河堤连续生态绿地 的塑造、水生植物的选择、亲水活动设施的建设(栈 桥、码头、亲水平台等)、小品和配套设施、生态驳岸设 置等多种形式构造理想的城市河道景观。

  4深圳市福田河综合整治工程简介

  福田河位于深圳市福田中心区,北起梅林坳,南至 深圳河。流域面积15.9平方公里 ,干流全长6.8 km,横穿 笔架山公园、中心公园两大市政公园。河道周边人口 稠密,是深圳市民主要的休闲游览场所之一,是联系南 部红树林自然生态保护区和北部梅林山自然生态保护 区的绿色生态纽带,是提升深圳市环境质量、建设宜居 生态城市的重要节点。

  本次治理工程之前,福田河虽然地处城市中心800 m绿化带,但总体上滞后于城市发展,与其所在的 重要区位极不相称。存在着3大突出问题:①排涝困 难。河流防洪标准低,只能满足10 a一遇的过流能 力,雨季时经常发生沿河社区水浸现象。②水质低劣。 河流污染严重,水质发黑 发臭,河道自然净化能力丧 失,流域水生态系统遭到破坏,鱼虾灭绝,人迹稀少。 ③景观不良。混凝土或浆砌块石梯形明渠河道,水面 窄小、水景观少、滨水空间和亲水设施不足,无法满足 市民亲水、赏水需求;绿化以荔枝树为主,品种单一,公 园面积虽大,但利用率低,市民游览兴趣不大。

  该工程在规划设计阶段充分利用800 m绿化带预 留空间,科学统筹治涝、治污、水质改善、景观提升、绿 道建设5大任务,按照现代城市水务工程的要求与标 准规划设计、建设福田河综合整治工程。该工程的建 设任务与目标主要包括5个方面。

  (1)通过治涝提高了城市防洪排涝能力。改造干流驳岸3.1 km,在红荔路河段增设19万立方米滞洪库容 作为滞洪区,在深南路段增设分洪压力箱涵,防洪标准从10年一遇提高到100年一遇。

  (2)通过治污提高了中心城区污水收集处理能 力。沿河敷设截污管涵6.78 km,建设1座2万立方米的 调蓄池,拦截、收集人河初期雨水污染和旱季漏排污 水,全流域每天13.5万立方米污水实现旱季100%收集, 解决流域污水“跑、冒、滴、漏”问题。收集的污水全部 送到污水厂达标处理。

  (3)通过利用再生水提高了河流水体质量。敷设补水管道从滨河污水处理厂引再生水回补河道,每天 补水4万立方米。,河流水质显著改善,消除了黑臭现象。 利用湿地系统对补入滞洪景观湖的4 000立方米 再生水 进行深度处理,出水主要指标达到地表水Ⅲ类要求。 同时,利用工程补水系统加大向福田中心城区主要河 湖的补水量,替代周边部分市政绿化用水,规模达l0 万立方米。

  (4)通过绿化造景提高了两大市政公园的景观水 平。拓展滞洪库功能,蓄水形成景观湖3个,形成6.2 万平方米的湖面水景。结合公园改造升级,进行驳岸绿 化,种植3 600棵乔木、绿化面积38万平方米 ,增加公园绿 量;利用工程建设土方就地平衡形成4处小山丘,塑造 山峦起伏、山水相依的立体质感地貌,两大公园整体景观水平大幅提升。

  (5)通过绿道建设提高了河流、公园与人居环境 的有机融合。利用防洪堤岸建设6.8 km的沿河绿道, 下穿打通两大公园4处市政道路的隔离瓶颈,激活两 大公园共18 km的人行步道,使294万平方米 的市政公园 融入城市绿道系统。增设跨河桥梁8座,打造亲水平 台11个,便利市民戏水、赏水,增强了市民游公园、行 绿道的亲水兴趣,显著提升了周边居民生活质量。

  深圳市福田河综合整治工程于2009年6月开工 建设,通过采取河流截污、中水利用、人工湿地、水循环 净化、清淤、营造水景观等科学治水方法,使几年前的 臭水河摇身一变成为一条美丽的景观河,同时河流的 防洪能力、自净能力、水资源利用能力得到提升,使河 岸两侧的居民切身感受到城市水环境的明显改观。

  5结语

  河道整治成为我国当前社会发展阶段面临的重要 课题,各大城市正着力开展此项工作。河道整治工作 需要从河流的自然属性出发,遵循其自身规律,纠正曾 经的单一化、硬化处理方式,最大程度发挥河道所具有的各项功能。

  在城市河道整治过程中,可借鉴国外和国内北京、 杭州、深圳等城市的成功经验,充分利用水土保持学、 生态学、水利工程学、河流生态学等相关学科的理论与 方法,依靠相关的工程技术创新和实践,稳步推进城市 河道整治工作,创建优美的河道景观,构建良性循环的河道生态。