城市河岸带开发利用的原则与方法

王艳群

(宝鸡市水利工程建设与管理处,陕西宝鸡721000)

河流是人类文明的发源地,人类任何形态的文明总是建立在生存的生物学基础上的,而在生存意义上,河流、土地这些特定的要素却是最重要的支撑力量。河岸带是指河水与陆地交界处的两边,直至河水影响消失的地带[1-2],由于其特殊的位置,这里成为受水生环境强烈影响的陆地环境,具有独特的空间结构和生态功能。研究[3-5]表明,河岸带通过过滤和截留沉积物、水分及营养物质等来协调河流横向和纵向的物质和能量流,因而在与之相关的土壤侵蚀程度降低、河道稳定、生物栖息地保护以及水质改善方面都起着重要的作用。

城市的河岸带是城市宝贵的自然资源,过去由于认识的谬误,许多城市在开发利用这一珍贵资源时,往往忽视保护其自然属性,随意的操纵和过度的开发导致了河道破坏、水质恶化和生态功能退化等恶果。而这些恶果无一例外都为城市所负担。因此,人们在对城市河岸带开发利用的过程中,必须理性地认识河流功能,尊重并保护河流的自然风貌和生态功能,通过采用一些新的技术和方法恢复已经人工化、城市化河流的自然特征和生物多样性,统筹兼顾河流生存空间、河道泄洪空间与河岸带开发利用的关系,以维护整个河流流域的持续稳定。

1 河岸带的功能

由于河岸带是水陆相互作用的地区,其界限可以根据土壤、植被和其它可以指示水陆相互作用的因素的变化来确定[1,6]。因而,其纵向(上游～下游)、横向(河床～泛洪区)、垂直方向(河川径流～地下水)、时间变化(河岸形态变化及河岸生物群落演替)四维结构特征,决定了河岸带具有明显的边缘性,以河岸带为主体的生态系统,是地球生物圈中最复杂的生态系统。其作为重要的自然资源,蕴含着不同的动植物资源、水资源、气候资源和旅游资源,这就决定了河岸带具有最重要的三个功能:①对地表和地下水径流的保护功能;②对动植物生存环境的保护功能。河岸带具有较高的生物多样性,并通过改善环境间接地增加河流和陆地生物多样性;③娱乐、休闲功能。在保护河岸带生态环境的基础上,适度开发这些功能,不仅可以实现人与自然和谐相处,而且可以提高滨水环境整体水平,促进滨水地带经济社会发展。

2 河岸带的利用现状

河岸带的开发利用一直是一个比较敏感的问题,在欧美,对河岸带的研究比较早也比较深入,从1977年至今30余年间,国外的研究成果和实践表明[4],河岸带植被的恢复和数量的增加,对控制工业、森林、草原、农业地区非点源污染过程具有强烈的过滤和缓冲作用,可以改善河流水质,恢复河溪滩地动植物生态环境、增加生物多样性、增强河道及岸线的稳定性,降低流水的侵蚀和沉积作用,实现全流域生态环境的优化。

在我国,由于近年来城市区域河流生态环境不断恶化,才使河岸带尤其是城市河流的沿岸地带受到重视,但仍处于一个探索阶段,河岸带土地开发利用带来生态环境恶化局面还没有引起全社会的普遍重视,特别是政府决策层的重视,恶化局面且有进一步发展的趋势[7]。

在高山地区的河谷地带,由于地势较高山地低,气温较高,无霜期比高山地长,降水条件较好,河水又可以作为灌溉水源,河谷之间的山岭一般都有森林,使河谷地土壤的腐殖质比较丰富,土壤比较肥沃,是山区适宜耕作的地区,因而农业比较发达,形成了河谷农业。我国的青海省黄河谷地、湟水谷地都是典型的谷地农业区,是青海省的主要耕作区。在平原地区的河谷地带,土地利用主要集中在河岸带的利用。人类先后经历了20世纪80年代以前的农业耕作、20世纪末的大规模工业产业区建设和21世纪初的城市扩张三个阶段。在农业耕作阶段,人类活动对河流的影响主要是由耕作引起的水土流失、河流泥沙的增加;在大规模工业产业区建设阶段,主要是河岸带周边土地的征用和工业废水对河流水质的污染;在城市扩张阶段,为城市建设而形成的河道规模化采砂和供市民休闲娱乐的滨水公园的建设不断兴起,带来了城市人口的快速增长、生活污水排放量增加、因采砂导致河道下切、堤防工程隐患增加和洪水主横的束窄,使河道洪水能力大幅度减小,洪水期间高水位持续时间延长,城市内涝灾害严重,给城市发展造成巨大损失。

3 河岸带利用存在的主要问题

随着经济的迅猛发展和城市的快速推进,河岸带的利用过程中存在着许多问题:一是河岸带的开发利用缺乏统一规划,无序、过度开发问题严重;二是城市河岸带在城市发展中的功能定位研究滞后,不适应城市发展规划的要求;三是河岸带开发利用对河流空间的侵占、河滩资源的掠夺性开采与日俱增;四是河岸带植被破坏严重,生态环境十分脆弱;五是河流污染严重,河岸的各种生态环境被肆意破坏,生物种群减少,农业生产和人民生命安全受到严重威胁。

4 城市河岸带开发利用的原则

城市河岸带开发利用要以可持续发展为指导,评估河流的生态状况,确定河流开发与保护的适宜程度,提出改善河流生态系统结构与功能的工程措施与管理对策,促进人与自然和谐相处。城市河岸带开发利用的原则应包括六个方面:

(1)安全原则:防洪安全及人们生活的安全。根据河流两岸防护对象的重要性,确定不同的防洪标准。

(2)自然原则:在满足防洪排涝安全的基础上,充分保护河流的自然景观,创造人与自然和谐的河流空间。

(3)生态原则:了解自然水系状况、气候变化、水生物种类、水生态自净能力等,提出维护水生态再生能力、物种多样性、功能持续性的方案。

(4)景观原则:以水造景,营造和谐的水景观。

(5)开发利用的原则:开发利用河流沿线的文化、旅游、土地等资源。充分挖掘河道的文化、旅游内涵;统筹运作河道两岸保护区新增和增值的土地。

(6)公众参与的原则:征求沿线居民意见,公布规划方案,充分听取居民对水生态、水功能、水景观、水文化的态度和需求。

5 城市河岸带开发利用的规划布局方案

河岸带开发利用要达到人水和谐的目标,总体布局要对现状自然河流网络充分利用并进行疏理,采取疏、导、引的手法,使水系网络贯通为有机的整体;水系、绿化、道路、用地相互依存,构成整个区域生态廊道的骨架,与城市总体规划、土地利用规划等规划相衔接,具体要做好保、截、引、疏、拆、景、态、用、管九个方面的工程布局。

(1)“保”——防洪保安全:防止洪水侵袭两岸保护区,保证防洪安全及人们沿河的活动安全。河道应有足够的行洪断面,满足两岸保护区行洪排涝的需要,河道护岸及堤防结构必须安全。在满足河道防洪、排涝、蓄水等功能的前提下,建立生态性护岸系统满足人们亲水的要求。采取疏浚、拓宽、筑堤、护岸等工程手段提高河道的泄洪、排水能力,稳定河势,避免水流对堤岸及涉河建筑物的冲刷,使河道两岸保护区达到国家及行业规定的防洪排涝标准。

(2)“截”——截污水、截漂浮物:摸清河道两岸污染物来源,进行河道集水范围内的污染源整治,将河道两岸污水无组织、任意地排放改为有组织排放。对工农业及生产生活污染源进行整治,新建、改建污水管道及兴建污水泵站及污水处理厂,提高污水处理率,实行排污总量控制,通过对沿河地块的污水截污纳管,逐步改善河道水质;兴建垃圾填埋场及农村垃圾收集点,建立垃圾收集、清运、处理处置系统。

(3)“引”——引水配水:对水体流动性不强,季节性降水补充不足的平原河网和城市内河的整治,需从天然水源比较充沛的河道,引入一定量的清洁水源,解决流速较小水量不充沛的问题,补充生态用水,并对河道污染起到一定的稀释作用。

(4)“疏”——疏浚:对河岸进行衬砌和底泥清淤,改变水体黑臭现象。

(5)“拆”——拆违:即集中拆除沿河两侧违章建筑,还河道原有面貌,并为河道综合整治提供必要的土地。

(6)“景”——景观建设:加强对滨水建筑、水工构筑物等景观元素的设计,恢复河道生态功能,改善滨水区环境,优化滨水景观环境。河道应具有亲水性、临水性和可及性,沿岸开辟一定的绿化面积,美化河道景观,尽可能保持河道原有的自然风光和自然形态,设置亲水景点,从河道的平面、断面设计及建筑材料的运用中注重美学效果,并与周边的山峰、村落、集镇、城市相协调。

(7)“态”——保护生态:建设生态河道,保护河道中生物多样性,为鱼类、鸟类、昆虫、小型哺乳动物及各种植物提供良好的生活及生长空问,改善水域生态环境。

(8)“用”——开发利用:开发利用沿河的旅游资源和历史文化遗存,注重对历史文化的传承,充分挖掘河道的历史文化内涵。开发利用河道两岸的土地,从各地的河道综合整治实例看,河道整治后,河道两岸保护区原来受洪水威胁的土地得到大幅度增值,临近河道区块成为用地的黄金地带。在河道整治规划设计中要充分开发和利用这些新增和增值的土地,通过招商引资的办法,使公益性的河道整治工程产生经济效益,走开发性整治的新路子。

(9)“管”——长效管理:理顺管理体制,落实管理机构、人员、经费,划定河道管理和保护范围,明确管理职责,建立规章制度,强化监督管理。开展河道养护维修、巡查执法、保洁疏浚,巩固整治效果,发挥整治效益。

6 城市河岸带开发利用的方法

城市河流的一个主要特征是河道的人工化、硬质化,河道原有的自然的土质岸坡被钢筋混凝土或其它硬质材料所替代,河流地貌不可避免要受到堤防工程的影响。从恢复自然环境功能但同时又能发挥防洪工程效益的角度出发,需要改进完善现有堤防的设计和建设方法[7],主要包括以下几项技术:

(1)洪水后退。这项措施包括清除河漫滩内的所有结构物,把河道恢复到历史状态。设计河道形态时要使河流泥沙不会产生严重的冲刷和淤积现象,并能恢复到天然形态。河流形态可以自由蜿蜒,洪水可以漫滩,平均漫滩频率为一年或两年。从现实来看,这一技术在我国的应用将受到社会经济发展的制约,对大多数已经建有堤防工程的城市河道而言,要实现河流形态的完全恢复是不切实际的。但对于尚未建造堤防工程的河段,在未来的防洪规划中,可把这种非工程防护措施作为一个主要的待选方案。

(2)堤防后靠。这项措施与洪水后退措施在本质上是一致的,但河漫滩洪水被限制在两岸堤防之间。堤防在布置上不应侵占蜿蜒带,从而使河道在地貌变化活跃的廊道区域内仍可以摆动。这项措施符合当前的洪水管理理念,但在很大程度上受经济条件的制约。对于新建堤防,在堤线布置方面,应遵循宜宽则宽的原则,处理好河道行洪和生态保护要求与土地开发利用之间的矛盾,河槽和河漫滩不仅要能满足设计洪水的行洪要求,还要保持一定的浅滩宽度和植被空间,为生物的生长发育提供栖息地,既可发挥河流的自净化功能,又有利于地表和地下水的联通。

(3)两级河道。两级河道实质上是大河道内套小河道,即上部河道主要用于行洪,枯水河道主要用于改善栖息地质量和提高泥沙输移能力。上部河道可设计成公共娱乐场所或湿地型栖息地,枯水河道可设计成蜿蜒形态。

(4)行洪河道。把现有河道恢复到原来的形态,同时建设一条行洪河道或大流量河道以满足行洪需求。恢复的河道主要是为了修复栖息地,而行洪河道则可设计成湿地或低洼栖息地,或开发为旅游休闲地,其作用就如同一个分离的河漫滩。

(5)河道内栖息地加强结构。通过在河道内增加砾石、翼型导流设施(侧堰)、堆石堰和鱼巢等结构,可以增强河道栖息地功能。但在设计中,必须考虑这些结构对河道过流能力和泥沙输移能力的影响,以保证防洪工程的可靠性。

(6)岸坡防护。在河道岸坡防护工程中引入树木和灌木类植被,不仅能提供良好的生物栖息地环境,而且还可以增加审美情趣。这类措施对防洪工程的改变最小,因此最容易实施,并强调在多孔性防护结构底部设置反滤层和垫层。此外,河岸植被将增进河道糙率,因此需进行详细的水力学分析来评价这种影响。

(7)挑空式亲水平台。亲水平台是一个重要的景观处理的手法,它能够将人们带到离水边很近的地方。它能够作为教育宣传点、观景点、野生动物观赏点、垂钓区、社区入口、林荫道的连接点和非正式的集会场所。当亲水平台作为滨水区的通道时,它也可以为公共开敞空间和滨水林荫道提供连续性。当然,亲水平台还有另外一个重要作用,即它能够为鱼类等水生生物提供遮护和阴蔽。

(8)创造和恢复野生生物环境的技术。有许多技术方法被用于城市河岸恢复中来增加和促进改善野生动物的生存环境。其中方法之一是紧贴水面以下构造一个梯台,梯台或者平台的功能是形成一个狭窄的滨水湿地,并维持湿地中自然生长的滨水植物。这个新的湿地环境会吸引野生动物,包括昆虫、小龙虾、蜗牛、水鸟、鱼等前来栖息。利用石块锚固,重建后的岸坡,其水面线以上的区域可以用本地植物恢复植被,并逐渐的融入到公共林荫道中。垂在岸边的植物同样也能够为滨水的野生动物提供庇护。

7 结 语

随着区域经济发展与土地资源紧缺矛盾的日益尖锐,城市河岸带的开发利用进入快速发展时期。要在开发河岸带自然资源的同时,注重修复其生态资源,并按照河岸带的现状、自然和生态特征,划定不同的功能区,统筹安排,在保护中适度开发利用,使河岸带在服务经济、社会发展的同时,生态环境得到有效恢复,维护全流域的持续稳定。

[1]张建春.河岸带功能及其管理[J].水土保持学报,2001,15(6):143-146.

[2]夏继红,严忠民.生态河岸带研究进展与发展趋势[J].河海大学学报(自然科学版),2004,32(3):252-255.

[3]张建春,彭补拙.河岸带及其生态重建研究[J].地理研究,2002,21(3):373-383.

[4]岳隽,王仰麟.国内外河岸带研究的进展与展望[J].地理科学进展,2005,24(5):35-42.

[5]白慧强,李全平.河岸带研究现状与存在问题探讨[J].科技情报开发与经济,2007,17(22):165-167.

[6]夏继红,严忠民.生态河岸带的概念及功能[J].水利水电技术,2006,37(5):14-18.

[7]董哲仁,孙东亚,等.生态水利工程原理与技术[M].北京:中国水利水电出版社,2007:265-286.