城市地区骨干河道近自然化水利设计探析

邱小杰，毛倩倩

(上海市水利工程设计研究院有限公司，上海 20006)

对于城市地区而言，水系是不可缺少的命脉，由于人类活动的不断扩张，侵占了许多河道的基本生态空间，致使这类河道基本丧失了生态功能，与此同时，由于城市地区建设用地的稀缺性，在规划编制过程中，为了便于岸后土地的集约利用，骨干河道往往会规划成口宽统一、线型笔直的平面形态。如何对这类河道进行近自然化设计，值得去深入研究。

1 近自然化河道设计理念

近自然化河道设计理念是指传统河流整治的基础上，采用使河流治理成本较低、接近自然河流、保持良好景观的一种治理思路，最早由德国风景园林师、建筑师阿尔维塞弗特(AlwinSeiifert)在1938年发表的《近自然水利工法》一文中提出。随后德国、日本、美国、韩国等国家均对该理念进行了发展并实践运用，都认为河流治理的同时需要顺应自然生态的规律，保护河流周边自然环境，恢复河道自然美感。

近年来，我国逐渐意识到以往城市河道设计存在过度渠化、硬化等问题，开始探索城市河道的近自然化设计，以保证城市的可持续化发展。

2 城市骨干河道特点及应对策略

城市地区河网纵横，河流竖向高差小，以上海市为例，规划河底均为统一高程，为平坡，岸顶与河底高差为4～5m，高差较小。在平面河网水系中，骨干河道一般定位为区域重要的防洪除涝以及引、排水通道，也是水环境容量的重要载体，具有河口较宽、河势顺直、河道流速块、河槽蓄量大等特点。在以往的河道设计中，城市河流形态往往呈现均一化的特点，具体表现为河道平面布局直线化、横断面的规则几何化和河床材料的硬质化。

在此条件下，近自然化河道设计策略主要是将地形、水文、植被等自然要素作为设计的基础，以人工工程的手段，构建近自然的生境，产生丰富多样的栖息环境，保存动植物生存所需要的空间，在此基础上进行近自然风貌设计以及近自然动植物配置，利用生态自净能力进行河道修复，从而带动河流周边的生态系统恢复。

3 应用实例

3.1 工程概况

新谊河位于上海市青浦区北部，呈东西走向，东起盐仓浦，西至顾塘港，横贯青浦区的华新镇、重固镇、白鹤镇和香花桥街道，总长18.5km，如图1所示。新谊河是青松大控制片内规划主干河道“二横三纵”的二横之一，也是上海市规划226条骨干河道之一，并已列入国务院批准的《太湖流域水环境综合治理总体方案(2013年修编)》。

新谊河是青浦区北部重要排涝通道，承担着青浦区北部防洪排涝、水资源调度等重要任务，同时河道位于上海市的重点开发区—西虹桥商务区，城市发展对项目的建设也提出了更高的要求。

图1 项目区位图

3.2 项目区自然概况

青浦地处长三角，气候温和，雨水充沛，为典型的亚热带海洋性季风气候。“百河绕村镇、千桥卧碧波”，这是青浦特色鲜明的真实写照。沪上所有21个天然湖泊包括淀山湖汇聚于此，水面率高达18.3%，是上海乃至长三角最具水乡特色的区域之一。青浦区水产资源丰富，可养鱼水面有1.1万hm2，养殖鱼类达59种，有青、草、鳜、鳊、鲤等鱼类；软壳爬行类有甲鱼、河蟹、河虾等水产。

3.3 近自然生境构建

新谊河规划蓝线平面呈东西向布置，规划口宽统一为38m，河底高程-0.5m，堤顶设防高程为4.5m，为典型的平原骨干河道。原规划中最小过流断面面积、两岸绿带陆域控制线、河底高程等均为规划的刚性控制条件，本项目尊重规划，因地制宜，从平面设计、竖向设计、护岸材料选取三方面入手，将水利、水生态、水生态等多专业进行融合设计，营造出符合刚性控制条件的近自然生境，奠定了整个项目的近自然化设计基础。

3.3.1平面设计

新谊河河道蓝线规划已经划定并且由区政府批复，河道平面顺直布置，基本不存在蜿蜒性，由于规划的严肃性，平面上已无法进行大的调整，本项目从以下两个方面进行近自然化平面设计。

(1)少填多开，保留大蜿蜒

由于规划蓝线对部分现状河道进行了裁弯取直，原规划需对部分弯曲老河道进行回填，考虑到部分岸后用地条件充裕，对于这部分岸段原本要填埋的河道进行保留，形成一些天然凹岸，创造出自然的缓流区域。

(2)蓝绿融合，创造小蜿蜒

结合规划河道走势，借用蓝线后6～15m的绿线范围，在不突破陆域控制线范围的前提下对河口线进行微调，使得河口线产生小范围变动的蜿蜒形态。河道平面布置如图2所示。

通过以上设计手法，原本笔直的规划岸线呈现出自然蜿蜒的平面形态，不仅使得河道岸线产生自然蜿蜒的美感，更是为水生动植物创造了近自然的生境。

图2 河道平面布置示意图

3.3.2竖向设计

根据河道蓝线规划，在满足规划断面基础上，结合河道生境构建要求，开展河道竖向设计。河道断面整体采用斜坡式，坡比一般不小于1∶2.5，有条件的地方尽量放缓坡度，一方面可以增加水生植物的布设宽度，另一方面更可以创造出利于两栖动物栖息产卵的条件，使其具有水域与陆地双重属性。同时可以在浅水区域适当设置隆起的滩岛，使得局部区域的流速分布发生变化，形成缓流区和急流区，营造水下多样生境。

另外，因新谊河的实地开河段有大量的土方开挖，为防止土方外弃对周边环境的破坏，除了利用开挖土方进行防汛道路基础回填外，尽量在岸后利用景观手法塑造微地形，高处形成缓坡高地，低处形成雨水花园，打造高低错落有致的岸后生态空间，形成岸上多样生境。其典型断面设计如图3所示。

3.3.3护岸材料选取

新谊河是青浦区东西向重要的引排水通道，可达到1～2m/s流速，流速较大，而传统的硬质驳岸会彻底截断水生动植物和护岸物质交换的通道，工程选用空隙率较大的柔性护坡水土保护毯，孔隙率达到95%，岸坡植物以及水生植物的根茎可以轻易地透过护坡材料扎入土中，利用根系和护坡材料共同作用，保证河岸的抗水流冲击能力；同时材料为柔性，搭接剪切方便，可以根据景观竖向设计塑造微地形，材料隐藏于土面以下，很好地兼顾了安全性、生态性、自然性。同时在部分岸段水位以下，设置一层生态基质，基质主要由陶粒，生物石等材料组成，模拟了自然环境下的水下生境，以促进水生动物的栖息繁殖。

图3 典型断面设计图

3.4 近自然风貌设计

新谊河穿越青龙文化遗址区、青浦区古村落遗址及农耕文化区，河道设计除了要体现当地自然风光外，还要发掘周边的历史文化背景，重现当地历史文化风貌。

选用当地植被物种例如水杉、垂柳、芦苇等来恢复河岸两边自然风貌。同时考虑到与项目周边历史文化古迹青龙塔的协调性，在青龙文化遗址区岸段还选用带有地域特色、鲜明历史痕迹的仿古材料青砖作为护岸材料，修旧如旧，重现历史上喧嚣热闹的商埠码头，恢复青龙古镇盛景。

3.5 近自然植物配置

近自然植物配置主要包括两个目标，一是建立由陆生植物、挺水植物以及沉水植物构成具有完整生境功能的植物群落体系；二是由构建高低层次明显，四季景色各异的全周期自然风貌展示的植物群落体系。

陆生植物考虑乔灌草搭配，草皮选择狗牙根、百喜草以及本地草种组合的混合草籽撒播，保证了护岸的整体抗冲性，灌木选择金叶石菖蒲、金线蒲、紫娇花、柳叶马鞭草、春鹃等间植，乔木选择注重落叶、常绿乔木的搭配，选取池杉种植在河道低水位处，池杉耐湿性很强，长期及在水中也能较正常生长；选取水杉、垂柳、墨西哥落羽杉、香樟、木槿、木瓜海棠等种植于堤顶，形成天然氧吧，净化空气。

挺水植物选择黄菖蒲、千屈菜、玉蝉花、芦苇、花叶芦竹、水生美人蕉等多种类型，利用植物杆茎消减波浪影响，固定水位变动区土壤，为水生动物提供繁殖空间。

沉水植物选择四季常绿矮型苦草，该草种适用于各种水体和气候，具有耐低温、耐弱光、耐污染、耐高温、耐盐等特点，根、茎、叶发达，四季常绿，高效吸收氮磷等污染物、光合作用强，适合大面积水体种植，对水体水质改善起着至关重要的作用。

4 结语

(1)本文针对城市地区骨干河道近自然化水利设计进行了初步研究，并加以实际应用。对于采用项目实施后的具体生态自然修复效果，还需在未来进一步探索研究。

(2)目前，近自然化理念在河湖治理方面取得了一定的实践效果，但城市地区骨干河道治理方面的应用较少。本文创造性地提出河道大小蜿蜒的平面设计概念，以此为基础进行近自然化风貌设计和植物配置，对类似工程设计具有一定的参考价值。