(湖南省水利水电勘测设计研究总院长沙市410007)
以常德新河水系整治为例浅谈城市生态治水
唐仁杰
(湖南省水利水电勘测设计研究总院长沙市410007)
水生态建设是城市可持续发展的重要支撑条件,生态城市作为一种未来城市的理想模式,不仅为人们提供了解决既有问题的可行方案,还提供了实现可持续发展目标的可行途径,对城市化建设研究具有重要意义。目前城市生态治水主要手段包括水系连通、河道整治、景观护岸以及水质处理等等。生态治水一般考虑从生态学与工程学的途径综合解决水问题,即以水环境为载体,在多尺度上对水系统进行生态与工程相结合的设计及实施,通过水系的生态恢复提升水系的生态服务功能。文章以湖南省常德市新河水系整治为例,从该工程的设计原则中归纳总结城市中生态治水的一些治理思路及方法。
生态水系连通水质
水是生产之基、生态之要、生命之源,社会发展越来越快,但环境却越来越坏,生态治水理念也应运而生。现如今,在河道的综合治理问题上,生态治水理念已经成为现代水利工程的基本要求。在河道的整治过程中,应用生态治水概念,可以营造出生态指数更高的河道景观,极大的提升城市的形象。常德市为2015年全国海绵城市建设试点区,而新河水系整治工程则是其营造海绵城市过程中重要的建设环节。
常德市地处中国的中南部,湖南省西北部,沅江下游和澧水中下游,洞庭湖西岸,新河水系综合整治工程项目位于常德市江北城区西北部,现状为城郊农村区域,为规划中的城区范围。控制集雨面积59 km2。工程范围涉及三条河:新河水系、杨桥河、新河渠。原为区域内灌溉、排涝水系。依据工程区现状情况,新河水系整治工程项目主要包括水系连通工程、河道拓宽工程、排涝工程、景观护岸工程以及水质处理工程。
2.1 水系不连通问题及设计情况
目前工程区水系蜿蜒曲折,水生植物茂盛,河道淤塞较为严重,不少河段水流无法流动。河道不连通以及水流不畅,不仅不利于河道行洪,而且极大地影响了当地水质。根据工程区实际情况,本次将新河水系、杨桥河以及新河渠通过南湖港河相连通,同时与渐河相连。各河段连通后,将形成一个有机的水系网,不仅有利于该区域的防洪、排涝以及供水灌溉,而且可以使水流动起来,死水变活水,有利于水流自净功能的发挥,从而最终改善河流的水质。因此,水系连通工程是整个新河水系工程实施的基础。
图1 新河水系示意图
2.2 河道岸线杂乱及部分河段过窄问题及设计情况
目前工程区河道岸线较为凌乱,河道宽窄不一,部分河段过窄不利于行洪,河道调蓄能力较弱,考虑防洪安全以及该区域最终将建设成为景观性水系等方面因素,本次考虑对河道岸线进行重新规划,对河道过窄的地方进行拓宽。
经实地查勘,为满足水面规划要求,根据按照“将自然引入城市,将河道还之于民”设计核心理念,水系河道拓宽布置为自然和人工的结合。在拓宽方向选择上遵循工程建设投资省、工程施工方便以及工程效果好的原则,最终确定新河渠按最小20 m河道宽度确定,新河水系按(80~100)m宽度控制,杨桥河按(50~60)m宽度控制。
2.3 工程区排涝问题及设计情况
新河水系沿岸地势较低,在汛期,新河水位较高时,区内排水基本上要依靠电排抽排至新河水系,再通过反帝河自流至占天湖、柳叶湖排至沅江。新河整治项目实施以后,临河堤防将降低,随着城市建设步伐的加快,区内防洪和排涝标准亦由农村标准提高至城市标准。为了确保工程建成后新河区域内不会因为反帝河和柳叶湖洪水倒灌造成洪涝灾害,因此本次设计区域排水采取抽排方案。同时抽排方案采用分区排水原则,区域内排水同常德市城市排水规划相结合,实施雨污分流。
2.4 工程区河道岸坡护砌问题及设计情况
堤防护岸处理方案对河道的影响十分重要,其平面布置、结构形式将直接影响项目实施效果。根据同类工程的设计经验,并吸收国内外护岸工程的先进理念,本次设计主要采用植栽软质护岸。植栽软质护岸上部以种植植被为主,下部采用天然石料护底,以增加堤岸的稳固。如在坡脚采用石笼、木桩或石块等护底,其上筑有一定坡度的土堤,斜坡种植植被,实行乔灌木结合,固堤护岸。该驳岸型式形成了绿色生态的亲水空间,提高了城市滨水带的景观质量,同时造价较低,施工简便。
这种驳岸型式可以使河道具有可塑性,增强河道的平面形态,使得河流的型式更加丰富,更富有生命力。它具有自然河流的特点,可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节,同时也具有一定的抗洪强度。植栽软质驳岸边缘都设置有植被缓冲带,有利于保护水体生态系统健康,既将水体与其它土地利用类型分离,阻止水体的波浪和洪水对岸线的侵蚀,过滤有害物质,同时也给水生动物留有活动空间,保证生态多样性。
2.5 工程区河道水质处理问题及设计情况
由于新河水系是一个内陆水系,除了降雨外没有上游来水。因此,保持水系的流动性,保证整个水系形成较完整的水生态系统,保证外围没有污水排入,对于新河水系整治完成后的良性运行至关重要。为解决上述问题,本次方案拟通过引水工程以及河道景观工程两方面来解决。
引水工程主要为保证新河水系具有一定的流动性,最终确保日常运行中水质达标。根据国内已建成类似工程的运行经验。本次确定新河水系的整个换水周期为75 d,即对新河水系的库容水量在75 d内连续、均匀地更换一次。
河道景观工程从保持和形成完整水生态系统的角度出发,对河道边坡及河道景观处理引入生态的概念。边坡处理主要采用生态、自然等原生态形式方式,同时融入生态环保的处理手法,结合水质处理的工程经验,拟在排入新河水系之前,分片区集中设置几处人工湿地,利用湿地系统对污水的拦截和处理作用达到去除水中一部分SS、COD和氮磷等污染物的目的。湿地系统的设置与该区域现状农田及雨水排水系统结合考虑,在每处自排及电排设施的进水前池之前布置一处湿地生态系统。
2.6 景观功能分区问题及及设计情况
图2 水生生物布置示意图
按照城市规划,新河水系区内将有34 km2将建成为城区,通过构建环城水系,突出生态岸线和水景观建设,打造人水和谐、滨水生态宜居城市,展现一幅水畅、水清、岸绿、景美的画卷,提升城市品位,促进旅游事业发展和市民生活质量的提升。本次依据景观功能,将工程区划分为以下6个区:
(1)时尚商业区:位于西城新区北部商业核心,与新区规划中的城区CBD紧密相连。结合原规划商业地块,创造一个集时尚购物、商务休闲、现代餐饮、风情酒吧街、名店直销为一体的富有生命力的现代多功能复合型城市商业消费中心。
(2)旅游风情区:位于杨桥河与新河衔接的关键区域。设置滨水广场、特色商业街、情调酒吧、主题酒店等一个个现代化的旅游设施。
(3)水上游乐区:依托滨水优势,打造一个大型的水上游乐嘉年华。
(4)文化体验区:设置城市休闲公园及文化展览馆。通过城市风景林、滨水观光长廊、滨水栈道、水景广场、休闲配套商业等项目,为城市居民提供一个休闲游憩的优良场所。
(5)水上运动区:设置游艇俱乐部、摩托艇、帆船、滑水、亲水码头等水上娱乐项目和为此地段配套的商业设施。
(6)湿地生态区:位于新河北端与太阳山交界地带,为大面积的原生态湿地景观区域。设有大量的生态浮岛,生态栈道以及观鸟台地以展示原生态湿地景观。
生态治水即从生态学与工程学的途径综合解决水问题,即以水环境为载体,在多尺度上对水系统进行生态与工程相结合的设计及实施,通过水系的生态恢复提升水系的生态服务功能,根据常德新河水系治理工程方案,归纳出以下治理原则及思路供以后其他类似工程参考:
(1)水系连通工程是整个水系整治的核心部分,水系各河段连通后,将形成一个有机的水系网,不仅有利于该区域的防洪、排涝以及供水灌溉,而且可以使水流动起来,死水变活水,有利于水流自净功能的发挥,从而最终改善河流的水质。
(2)必须充分考虑生态性原则,生态治水主要使河道具有可塑性,增强河道的平面形态,使得河流的型式更加丰富,更富有生命力。例如新河水系整治中对岸坡护砌型式的选取,融入了水生态治理元素,采用了植栽软质护岸形式,而摒弃了传统的硬护坡型式。
(3)必须远近结合,与工程区域其他规划充分衔接。例如,新河整治项目区为规划的城区范围,如果以现状标准进行设计,将无法适应未来城市化建设的需要,故在排涝设计中,将工程区内防洪和排涝标准由农村标准提高至城市标准,结合西城新区已规划的污水处理厂,工程区内的排水可实现雨污分流,另外新河水系整治工程实施完毕,可以与远期规划的花山河湿地有机结合,构建良好的生态保护区。
(4)必须充分考虑工程的经济效益,建国以来,随着经济发展,国家对水利各领域的关注度与投资力度不断加大,巨额的资金投入,高涨的社会关注度,引发了一股水利建设的热潮。但是,投入与回报是否成正比,是水利工程建设者必须直面的问题,新河水系通过整治后,不仅能带来常规的防洪效益、治涝效益、灌溉效益以及供水效益,还能使土地升值,这为以后的生态治水工程提供了很好的借鉴平台。
最后,必须充分考虑工程区实际情况,因地制宜选取最合适的方案。由于各地区情况各异,各河道千差万别,治理方案不可能一尘不变,必须在充分了解当地实际情况,综合考虑其经济性可行性的前提下选择最终的治理方案。
2016-12-25)
唐仁杰(1983-),男,湖南湘潭人,硕士,工程师,目前从事水利水电规划工作,手机:15973150579。