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河道整治是當前我國城市水務工程建設的主要內容之一,如何科學合理地進行城市河道綜合整治,以滿足社會經濟發展的需要,是城市水務行業的科學研究和工程實踐的熱點問題[1]。由于我國的絕大部分城市此前經歷了膨脹式的發展階段,沒有及時保護好城市內的河道,且在河道功能等方面的認識存在一定的誤區和不足之處。片面強調其簡單的防洪排澇工程屬性(如“渠化”),而忽視生態、景觀等社會屬性,致使部分城市河道污水橫流、水質低劣,河道及河道周邊環境嚴重惡化,河道生態功能盡失,更無河道景觀可言[2]。為此,對于如何進行科學的城市河道整治,滿足多方面的綜合需求,結合近年深圳市的河道綜合治理經驗和做法,對于城市河道整治的相關原則與方法,城市河道整治的生態景觀工程技術進行了初步的探討。 1城市河道的功能 河道是一個城市的“靈魂”,在人類社會發展的初期,人們都偏愛“近水而居”。我國的大部分規?;虼蠡蛐〉某鞘卸冀ㄔ诤拥乐苓叄@也反映了人類對河流的潛在需求。社會發展到今天,城市河道的功能更加豐富和多樣。城市河道的功能主要包括行洪排澇功能、灌溉供水功能、交通運輸功能、調節小氣候與凈化空氣功能、景觀功能、休閑娛樂功能、生態功能等7個方面[3-5]。 (1)防洪排澇功能。河道的自然形態及兩岸的濕地具有減緩洪水行進速度的功能,從而減輕河道下游洪峰的強度和形成。河道的行洪排澇作用是其最基本的功能,也是對位于城市內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、滯水作用,是城市居民與其他生物維持生存,以及城市環境得以存在的必要因素。從河道引水灌溉農田、供給工業和市民生活用水,因此,良好的河道水環境是保障水資源持續供應的基礎。 (3)交通運輸功能。隨著其他交通方式的發展及其較高的運輸效率,河道運輸已逐步淡出人們的視野。但城市河道的運輸功能依然存在,特別是在我國南方的一些中大型河流上,仍然不失為一種低廉的交通運輸方式。此外,濱河道路和河道提防可以用作跨越式通道、休閑運動通道或者立體交叉的空間。沿河道路或者堤上道路也是交通觀光、接近自然的途徑。 (4)調節小氣候與凈化空氣的功能。河道具有調節局域小氣候的作用。由于城市河流有較大的水面蒸發,河流水的高熱容性、流動性以及河道風的流暢性,可以增加臨近區域的空氣濕度,減弱城市的熱島效應,為城市居民提供舒適宜人的生活空間。城市河道的周邊綠化可以吸附灰塵、汽車尾氣等毒害氣體,達到凈化空氣的作用。同時帶狀的綠化還可以消解嘈雜的城市噪音以降低噪音污染。 (5)景觀功能。城市河道是一個城市的綠色生命帶。美麗的濱水景觀可得幾乎由直線條方塊體構成的城市不再機械,水面轉化了固體邊界,水體潛藏著無限神秘,水流充滿了勃勃生機。無論奔騰咆哮的大河,或是清澈見底的涓涓溪流,幾乎每一條河流,每一個水域都會給人們帶來美的享受,流動的水體和穩固的岸堤構成了河流景觀動與靜的和諧統一。 (6)休閑娛樂功能。城市河道不僅帶給人們安謐性、運動性、持續性和舒適性的美學享受和精神體驗,同時還具有休閑、娛樂功能。河流生態系統能夠提供的娛樂活動可以分為兩類:①直接利用水的娛樂活動,如劃船、滑水、游泳、漁獵和漂流等;②沿河岸進行的休閑活動,如露宿、野餐、遠足休閑和攝影等。 (7)生態功能。自然狀態下的河道具有豐富的生物多樣性;河邊綠化可凈化市區空氣,調節小氣候,減弱城市的熱島效應;河水的自凈能力能夠消除污染物質,凈化水體,同時邊坡植被可截留部分污染物;生態河岸可有效降低岸邊土壤流失,提高水土保持能力;作為景觀生態學中的線性要素,河道的異質性決定其河流廊道的身份,供野生動物棲息,尤其是輸送礦物養分滿足生物遷徙需求,具有其他廊道類型所無法替代的作用;河床的透水性可以保證河水與地下水交換,減弱河道的水文變化。在城市河道的以上功能中,行洪排澇功能、灌溉供水功能、交通運輸功能最易于被人們理解和接受,而調節小氣候與凈化空氣的功能、景觀功能、休閑娛樂功能、生態功能則在一定的歷史階段被人們忽視,特別是在我國城市急劇擴張的某些階段,某些城市的某些河道的這些功能已喪失殆盡。 從城市生態和河流健康的角度,只有具備以上各項功能的河道才是一條完全意義上的河道,名副其實的河道,才能發揮河道的系統功能。所以,從可持續發展的角度出發,現代城市水務工程河道綜合整治的目的在于充分發揮城市河道的以上功能,特別需要注重調節小氣候與凈化空氣功能、景觀功能、休閑娛樂功能、生態功能等易于被人們忽視的城市河道功能的最大程度保護、開發和重構。 2城市河道綜合整治的原則 在城市河道綜合整治的過程中,應充分遵循河流本身的自然規律和自然屬性,使得通過河道整治的相關工作,還原河道的本質屬性和自然屬性,并在此基礎上實現城市河道的各項功能。因此,在城市河道的整治過程中,需要遵循以下幾方面的基本原則[6-7]。 (1)遵循河流本身特性的原則。這是城市河道綜合整治的基本原則與本質性規律性所在。在整治的過程中,河流自身的水流特性、水力學特性、生態流量、降解特性、生物屬性等自然屬性是整治工作的依據和落腳點。任何違背以上規律的城市河道整治工作都將不能完全發揮城市河道的功能,或者留下其他隱患。 (2)防洪安全與生態安全并重的原則。在河道整治的過程中,需要同步解決防洪排澇問題和河道生態安全問題。河道整治的目的不僅僅是為了防洪排澇安全,更重要是為了供水安全、生態用水安全和水環境的質量安全。河道整治應以生態安全為基礎,保留或重構原有的生物群落及其棲息地,促使水體自然循環與凈化,實現河道生態系統的可持續發展。 (3)地域適應性原則。不同區域具有不同的特點,地域的差異性和特殊性要求在河道綜合整治過程中不能照搬照抄,需要因地制宜選擇適應的整治措施。流經城鎮居民區的河段在整治過程中宜注重景觀功能,滿足人們回歸、親近自然的要求,把水利工程和城鎮景觀結合起來,造當地濃郁的人文氣息。在具體實施過程中,切勿照抄照搬其他城市的整治措施或具體方案,而應該根據本區域的氣候特性、河流特性、生物群落等特點和屬性,選擇適合的整治方案。#p#分頁標題#e# (4)河道獨特性原則。城市河道綜合治理的整體目標應與城市發展相協調,然而其河道景區內的各功能分區、景觀節點、建筑小品、河道護岸風格等應各具特色。根據沿河區域歷史文化、經濟和生態環境等方面的特點,可將整個城區段劃分為商業、生態休閑、親水景觀等不同的功能分區。各功能區的方案設計應根據所在功能區的特點而具有獨特的風格,最大程度發揮河道帶給城市的“靈性”,避免因簡單的重復而乏味。 (5)截污治污同步原則。城市河道整合整治的同時必須進行系統的截污治污工作,這也是保證河道整治成效的關鍵環節。任何一條河道的污水承載力都有限度,超出其納污承載力的河道生態系統必將受到破壞,無法實現預期的河道整治目標。因此,在城市河道整治的同時,必須對河道沿岸的污水排放進行系統治理,確保各類污水達標后再排放。 3城市河道生態景觀工程技術 城市河道生態景觀工程是城市河道綜合整治的重要環節,是確保河道整治工作成效的基礎與關鍵,其工程技術體系已逐漸發展與完善。具體的工程技術內容包括生態護坡技術、水質綜合修復與凈化技術、河道景觀設計3大塊,這3個方面協調發揮作用,缺一不可[7]。 3.1生態護坡技術 對于標準“梯形”漿砌石斷面或混凝土斷面對河道生態系統帶來的不利影響已成為人們的共識,為了合理解決防洪和生態保護之間的關系,各類河道岸坡生態護坡技術應運而生,已經成為國際上公認的解決河道整治問題行之有效的方法。生態護坡技術是基于水土保持學、生態學、水利工程學和生物科學等學科的基本原理,利用植物及植物與工程材料相結合的方法,在邊坡上構建具有生態功能的護坡系統,通過生態工程的自我支撐、自我組織與自我修復等功能,實現邊坡的抗沖蝕、抗滑動和生態恢復,以達到減少水土流失、維持坡面植物生存環境、提高坡面動物和微生物棲息地的質量、營造健康的河流生態系統和改善人居環境等目的[8]。發展到今天,生態護坡技術的體系已日臻完善,根據土質條件可分為土質生態邊坡防護和巖質邊坡防護,巖質邊坡防護的關鍵是創造植被生長的有利條件。生態護坡必須考慮邊坡的穩定性和安全性,植被的選擇與周圍大環境相協調一致,并考慮植被的生態性、形態性、地域性,應適合當地氣候條件、土壤條件,且抗逆性強,生長迅速、自繁殖能力強、適應粗放管理,維護工作量小。當前國內外采用的各種生態護坡技術主要有生物工程技術、土工網復合植被技術、植被型生態混凝土技術、多自然型技術等。 3.2水質綜合修復與凈化技術 城市河道水質修復與凈化需要從3個方面做好工作。①系統的截污、治污,確保排放到河道的水滿足相關的質量標準。同時,需要做好河床的清淤工作,使得整治后的“初始河道”歸位于清潔的狀態。否則,就算是其他工作做得再好,對于河道水質的治理也無濟于事。②確保城市河道所需要的基本生態流量、流速等特性與性質參數,使得河道保持一定的自凈能力。③通過對物理方法、化學方法、生物方法等水質凈化技術,包括土壤滲濾技術、人工濕地技術、穩定塘技術、人工浮島技術等的綜合運用,保持城市河道水質,且實現穩步提高的理想效果。其中,人工濕地技術充分利用濕地生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化,具有投資小、處理效果好、運行維護方便等特點,同時水生植物的搭配還能起到良好的景觀效應。人工濕地技術廣泛應用于景觀水處理、湖泊生態修復、生活和工業、農業等污水處理。 3.3河道景觀設計 “仁者樂山,智者樂水”,親水是我國永恒的主題。中國人在幾百年前已經引進了水利景觀的概念,追求的是自然的地理景觀,以青山綠水、煙波浩淼為美。而現代人除此之外,還追求有人工建筑的美,如園林、水鄉、水城、親水建筑和水的文化氛圍。河道景觀設計的牽涉面較廣,不同地區、不同城市、不同主題的河道景觀差別較大,但在保持河流生態系統的完整性、引入城市歷史文化元素、與周邊環境相融合、功能多樣性以及鮮明的景觀主題等方面的基本原則是一致的,需要綜合考慮相關因素。可通過河道護岸形式、景觀節點和景區的設置、河堤連續生態綠地的塑造、水生植物的選擇、親水活動設施的建設(棧橋、碼頭、親水平臺等)、小品和配套設施、生態駁岸設置等多種形式構造理想的城市河道景觀。 4深圳市福田河綜合整治工程簡介 福田河位于深圳市福田中心區,北起梅林坳,南至深圳河。流域面積15.9km2,干流全長6.8km,橫穿筆架山公園、中心公園兩大市政公園。河道周邊人口稠密,是深圳市民主要的休閑游覽場所之一,是聯系南部紅樹林自然生態保護區和北部梅林山自然生態保護區的綠色生態紐帶,是提升深圳市環境質量、建設宜居生態城市的重要節點。 本次治理工程之前,福田河雖然地處城市中心800m綠化帶,但總體上滯后于城市發展,與其所在的重要區位極不相稱。存在著3大突出問題:①排澇困難。河流防洪標準低,只能滿足10a一遇的過流能力,雨季時經常發生沿河社區水浸現象。②水質低劣。河流污染嚴重,水質發黑、發臭,河道自然凈化能力喪失,流域水生態系統遭到破壞,魚蝦滅絕,人跡稀少。③景觀不良?;炷粱驖{砌塊石梯形明渠河道,水面窄小、水景觀少、濱水空間和親水設施不足,無法滿足市民親水、賞水需求;綠化以荔枝樹為主,品種單一,公園面積雖大,但利用率低,市民游覽興趣不大。該工程在規劃設計階段充分利用800m綠化帶預留空間,科學統籌治澇、治污、水質改善、景觀提升、綠道建設5大任務,按照現代城市水務工程的要求與標準規劃設計、建設福田河綜合整治工程。 該工程的建設任務與目標主要包括5個方面。(1)通過治澇提高了城市防洪排澇能力。改造干流駁岸3.1km,在紅荔路河段增設19萬m3滯洪庫容作為滯洪區,在深南路段增設分洪壓力箱涵,防洪標準從10a一遇提高到100a一遇。(2)通過治污提高了中心城區污水收集處理能力。沿河敷設截污管涵6.78km,建設1座2萬m3的調蓄池,攔截、收集入河初期雨水污染和旱季漏排污水,全流域每天13.5萬m3污水實現旱季100%收集,解決流域污水“跑、冒、滴、漏”問題。收集的污水全部送到污水廠達標處理。(3)通過利用再生水提高了河流水體質量。敷設補水管道從濱河污水處理廠引再生水回補河道,每天補水4萬m3,河流水質顯著改善,消除了黑臭現象。利用濕地系統對補入滯洪景觀湖的4000m3再生水進行深度處理,出水主要指標達到地表水Ⅲ類要求。同時,利用工程補水系統加大向福田中心城區主要河湖的補水量,替代周邊部分市政綠化用水,規模達10萬m3。(4)通過綠化造景提高了兩大市政公園的景觀水平。拓展滯洪庫功能,蓄水形成景觀湖3個,形成6.2萬m2的湖面水景。結合公園改造升級,進行駁岸綠化,種植3600棵喬木、綠化面積38萬m2,增加公園綠量;利用工程建設土方就地平衡形成4處小山丘,塑造山巒起伏、山水相依的立體質感地貌,兩大公園整體景觀水平大幅提升。(5)通過綠道建設提高了河流、公園與人居環境的有機融合。利用防洪堤岸建設6.8km的沿河綠道,下穿打通兩大公園4處市政道路的隔離瓶頸,激活兩大公園共18km的人行步道,使294萬m2的市政公園融入城市綠道系統。增設跨河橋梁8座,打造親水平臺11個,便利市民戲水、賞水,增強了市民游公園、行綠道的親水興趣,顯著提升了周邊居民生活質量。#p#分頁標題#e# 深圳市福田河綜合整治工程于2009年6月開工建設,通過采取河流截污、中水利用、人工濕地、水循環凈化、清淤、營造水景觀等科學治水方法,使幾年前的臭水河搖身一變成為一條美麗的景觀河,同時河流的防洪能力、自凈能力、水資源利用能力得到提升,使河岸兩側的居民切身感受到城市水環境的明顯改觀。 5結語 河道整治成為我國當前社會發展階段面臨的重要課題,各大城市正著力開展此項工作。河道整治工作需要從河流的自然屬性出發,遵循其自身規律,糾正曾經的單一化、硬化處理方式,最大程度發揮河道所具有的各項功能。在城市河道整治過程中,可借鑒國外和國內北京、杭州、深圳等城市的成功經驗,充分利用水土保持學、生態學、水利工程學、河流生態學等相關學科的理論與方法,依靠相關的工程技術創新和實踐,穩步推進城市河道整治工作,創建優美的河道景觀,構建良性循環的河道生態。