唐雨語,陳 勇
(1.中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司,廣東 廣州 510610;2.水利部珠江水利委員會水生態(tài)工程中心,廣東 廣州 510610)
城市河流作為城市水資源的重要組成部分,影響著城市環(huán)境文明的發(fā)展和人們的生活質(zhì)量,已成為人與水和諧研究的主要課題,為城市河道治理提供支持。在此背景下,海綿城市建設(shè)方案為治理城市河流提供了新的契機。由藍(lán)色和綠色湖泊系統(tǒng)組成的綠地是海綿城市河道景觀生態(tài)恢復(fù)和建設(shè)的重要內(nèi)容,也是“藍(lán)綠”空間的重要組成部分,綠地的治理效果直接影響污水和生態(tài)水平,對于城市河道的治理十分重要。
海綿城市是指一種可持續(xù)發(fā)展的城市規(guī)劃理念,通過集中、分散和利用雨水等方式,將城市變成一個類似于海綿的結(jié)構(gòu),能夠吸收、儲存和利用降雨水,減少洪水排放,能在適應(yīng)自然環(huán)境變化和天然災(zāi)害等方面具備更好的“彈性”[1]。其主要原則是生態(tài)優(yōu)先和環(huán)保,旨在解決城市化進(jìn)程中面臨的水資源管理、洪澇災(zāi)害及城市生態(tài)環(huán)境問題,在確保城市排水防澇措施安全有效的同時,實現(xiàn)對城市生態(tài)環(huán)境的保護(hù)[2]。為了達(dá)到這一目標(biāo),海綿城市需要具備以下6個功能:滲、滯、蓄、凈、用、排[3]。其中,“滲”和“滯”指通過雨水吸收、蓄存和滲透來處理降雨;“蓄”是將所儲存的水資源釋放以供合理使用[4];“凈”指對雨水進(jìn)行凈化處理以達(dá)到可再利用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);“用”表示合理利用雨水資源,如在農(nóng)業(yè)灌溉、景觀澆灌、工業(yè)生產(chǎn)等方面;“排”是將不可再利用的廢水排放至污水處理廠進(jìn)行處理。
海綿城市建設(shè)需要從多個方面綜合考慮,包括前期準(zhǔn)備和綜合評估、系統(tǒng)性建設(shè)以及大排水系統(tǒng)建設(shè)等要點。在前期準(zhǔn)備和綜合評估階段,應(yīng)全面了解城市地質(zhì)地貌、人口數(shù)量、水系等方面,并根據(jù)綜合分析結(jié)果制定出科學(xué)合理、可持續(xù)的建設(shè)方案以及相應(yīng)的綜合評估指標(biāo)。此外,需要注重系統(tǒng)性建設(shè),將各方面納入考慮范圍內(nèi),實現(xiàn)水系的系統(tǒng)循環(huán),并綜合考慮城市的抗災(zāi)抗?jié)承问胶涂傮w規(guī)劃,實現(xiàn)建設(shè)的可持續(xù)性。在保護(hù)現(xiàn)有河道的雨水排泄通道的同時,還需為排泄通道留有足夠空間進(jìn)行側(cè)向移動,以實現(xiàn)大排水系統(tǒng)建設(shè)并保證城市排水的暢通和正常運轉(zhuǎn)[5]。
生態(tài)河道指的是在保證流水系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上,通過模擬自然生態(tài)過程、修建人工濕地以及植被栽種等手段,使河道具有凈化水質(zhì)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提升景觀價值等多種功能的河道系統(tǒng)。生態(tài)河道通過改造設(shè)計河岸帶和河床表層形成適應(yīng)性更強的生態(tài)系統(tǒng),從而實現(xiàn)生物多樣性維持、水體凈化和水資源合理利用等目標(biāo)[6]。相比傳統(tǒng)的硬質(zhì)河道,生態(tài)河道更注重自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建,更符合可持續(xù)發(fā)展的理念。生態(tài)河道的建設(shè)可以有效地改善城市水環(huán)境質(zhì)量,增加城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)能力,促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。具體來說,生態(tài)河道建設(shè)意義體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)增加城市景觀空間:生態(tài)河道建設(shè)注重營造優(yōu)美的自然景觀,通過河道兩岸的綠化帶、濕地等方式,增加城市綠色空間,此外,將綠地、水體和人文元素相結(jié)合,能更有效提高城市濱水空間質(zhì)量。
(2)改善水體環(huán)境質(zhì)量:通過植物的吸收作用和土壤的過濾,對城市污水進(jìn)行處理,減少污染物排放,保障水資源的可持續(xù)利用。
(3)維護(hù)生態(tài)平衡:生態(tài)河道為許多生物提供了棲息地和食物源,促進(jìn)自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和保護(hù),維護(hù)河道生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性。
(4)洪水調(diào)控:生態(tài)河道能有效增加水體的自然排澇能力,減少城市內(nèi)澇和洪水災(zāi)害的發(fā)生,并能減緩洪峰和枯水期的影響,提高水資源的利用效率。
可見,生態(tài)河道建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)前城市可持續(xù)發(fā)展理念中不可或缺的一部分。
海綿城市是一種以自然生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過設(shè)計和建設(shè)人工設(shè)施,實現(xiàn)雨水資源的集中利用、處理和保護(hù)的城市形態(tài);而生態(tài)河道則是海綿城市中重要的雨水管理措施之一,通過生態(tài)修復(fù)和濕地恢復(fù)等手段,提高河道和周邊區(qū)域的水環(huán)境質(zhì)量,增加水體儲存能力和水資源利用效率。具體來說,海綿城市通過在城市內(nèi)部設(shè)置排水設(shè)施、改善路面透水性、修建雨水花園等方式,減少城市徑流對河道的沖擊和侵蝕,并將雨水集中到生態(tài)河道中進(jìn)行處理和凈化。生態(tài)河道則通過植被栽種、還原河流自然結(jié)構(gòu)、增加濕地面積等方法,提高其生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自我修復(fù)能力,從而實現(xiàn)河道生態(tài)修復(fù)和雨水管理的雙重目標(biāo)[7]。
海綿城市和生態(tài)河道互為補充,相輔相成,通過生態(tài)河道整治和海綿城市建設(shè)的相互配合,可以充分利用城市的水資源,提高城市的環(huán)境質(zhì)量,有效地應(yīng)對氣候變化帶來的挑戰(zhàn),共同構(gòu)建起一個可持續(xù)發(fā)展的城市生態(tài)系統(tǒng)。
隨著水資源的需求日益增加,部分不合理的使用和污染已經(jīng)對自然環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。河道作為人們獲取水資源的重要途徑,也遭受了巨大的壓力和威脅。“十四五”時期是我國水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵期,需要清醒認(rèn)識保護(hù)生態(tài)環(huán)境、治理環(huán)境污染的緊迫性和艱巨性,加強生態(tài)保護(hù)區(qū)和生態(tài)流域建設(shè),全面落實“十六字”治水方針,為維護(hù)河道生態(tài)健康提供全新的思想保障[8]。
生態(tài)河道治理需要充分認(rèn)識到河道對當(dāng)?shù)厣鐣?、?jīng)濟和環(huán)境的重要性。雨季河道中的水位上漲,河水流動時易沖走泥沙和碎石,導(dǎo)致河道岸坡侵蝕嚴(yán)重,嚴(yán)重影響河道水流暢通,且易引發(fā)泥石流及洪水災(zāi)害,破壞兩岸的農(nóng)田及基礎(chǔ)設(shè)施,直接威脅著兩岸群眾的生命財產(chǎn)安全;旱季河道中的水位下降,水源缺乏或干涸,導(dǎo)致周邊區(qū)域人畜飲水困難,進(jìn)而影響人們的生產(chǎn)生活[9]。
在這種背景下,開展河道治理是非常必要的。河道治理旨在滿足人類對水資源的需求、促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)文明建設(shè),并在保護(hù)生態(tài)環(huán)境和維持生態(tài)系統(tǒng)平衡方面起到關(guān)鍵作用。
為創(chuàng)造更健康、豐富和可持續(xù)的河道生態(tài)系統(tǒng),需要營造不同深淺程度的水域以及多樣化的生態(tài)岸線。深水淺灘的水域設(shè)計能為河道底層生物群落創(chuàng)造合適的生境,設(shè)計要對河床底部高程進(jìn)行處理,并結(jié)合水文條件,建立適宜的河道底層生物群落棲息地,如巖石堆、沙質(zhì)區(qū)域和水下結(jié)構(gòu)物等。在多樣化生態(tài)岸線的設(shè)計中,則需控制和預(yù)防水土流失,選擇適宜的生態(tài)駁岸類型,并根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦魏蜕鷳B(tài)特征進(jìn)行因地制宜的規(guī)劃;加固滑坡風(fēng)險較高的駁岸區(qū)域應(yīng)采取生態(tài)加固措施,以保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[10]。這將有助于改善水質(zhì),并讓河道岸線景觀、生境更加優(yōu)美和諧,從而提升城市品質(zhì)和形象。
要確保河道治理后能夠恢復(fù)高質(zhì)量的自然形態(tài),應(yīng)對設(shè)計方案和施工過程進(jìn)行把控。在策劃和實施防洪和防災(zāi)措施時,除了將地形、水文條件等多種因素進(jìn)行全面評估和分析之外,還要綜合考慮河岸和河堤的受力和沖刷情況,以減少淤積效應(yīng)對河道造成的影響。此外,需要深入了解河道結(jié)構(gòu)的性能,通過科學(xué)準(zhǔn)確的測量和建模,以更精確地理解河道的變化和演化過程,并根據(jù)所獲得的信息制定出相應(yīng)的治理方案。因此,河道治理需要注重細(xì)節(jié)并與自然形態(tài)保持一致,從而實現(xiàn)河道治理的高質(zhì)量、高效率,提高生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力,從而達(dá)到最終的生態(tài)治理效果。
自然河道通常具有不規(guī)則的岸線、適宜的寬度深度以及不同的坡度等特征,設(shè)計應(yīng)借鑒些特征,嚴(yán)格控制河道形態(tài),以最大程度地形成河道的自然狀態(tài),并提高其水力性能和環(huán)境適應(yīng)能力。此外,設(shè)計應(yīng)采用生態(tài)友好型措施,對河道周邊的環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芸兀_保河道與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致,以進(jìn)一步提高生態(tài)河道治理效果。
在實際治理工作中,需要注意在河岸兩側(cè)增加植被面積,并減少人工痕跡,能有效幫助河道恢復(fù)至較為原始的自然形態(tài)。這樣有利于恢復(fù)河道的自然生態(tài),從而促進(jìn)河道中生物群落的增加和多樣性的提高,加強整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和完整性,并且有效推動生態(tài)平衡的形成。
建立一個健康的水生生態(tài)系統(tǒng)需要創(chuàng)建相對完整的水系和濕潤的湖岸土壤灌木,形成一個完整、有序且自然的景觀河段系統(tǒng)。設(shè)計可以根據(jù)植物的種類和特性來傳遞陸地和水上的物質(zhì)流和能量流,形成從河岸到河內(nèi)的階梯,營造良好的景觀和生物棲息地。同時利用沉水植物,為微生物等提供附著場所,從而豐富生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈,為不同生物提供更多的食物資源和能量來源。在具體的設(shè)計中,可以選擇如梭魚草、菖蒲、美人蕉等水生植物,來改善河流生物的多樣性;種植黑藻、伊樂藻、金魚海藻、苦草、眼菜等沉水植物來有效固定沉淀物、吸收水中的氨等有害物質(zhì),維持生態(tài)平衡,以進(jìn)一步促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。通過綜合運用這些措施,可以為河道創(chuàng)造一個健康的水生生態(tài)系統(tǒng),促進(jìn)物種豐富度和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
水系的暢通程度以及水質(zhì)的優(yōu)劣對整個水生態(tài)系統(tǒng)具有重要影響,因此,保持水系的流通對于維護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定至關(guān)重要。只有保證水系暢通無才能有效實現(xiàn)小微生態(tài)系統(tǒng)的自我凈化和修復(fù),在進(jìn)行城市河道的生態(tài)治理中,確保水系暢通是首要問題。以下3個方面是實施疏通水系的主要途徑。
(1)清除河道淤泥和污染底泥
加大疏浚力度,將淤泥堵塞的地方進(jìn)行深度清淤,確保水系通暢。高含量的總氮和總磷是城市河湖水體二次污染的主要原因之一,底泥由于長期接受面源污染的影響,積累大量的營養(yǎng)物質(zhì)。在進(jìn)行河湖清淤工作時,需要根據(jù)國內(nèi)的經(jīng)驗來判斷是否需要采取清淤措施,當(dāng)河湖底泥中的總磷含量超過500毫克/千克,或者總氮含量超過1000毫克/千克時,就需要采取清淤措施對其進(jìn)行處理[11]。底泥中的過量磷和氮會嚴(yán)重影響水體質(zhì)量,并導(dǎo)致水環(huán)境污染。
(2)進(jìn)行有效的外部規(guī)劃
為保障城市河道的暢通,需要通過建立泵站、涵閘等設(shè)施,并采用人工和機械手段提升水流的動能來實現(xiàn)。具體而言,可以在合適的位置設(shè)置泵站,利用水泵將水流引向下游;對于較深的地方,還可以修建涵洞或涵閘,通過調(diào)節(jié)水位高低,使水流得以順暢流動。這些外部規(guī)劃措施,有利于提高河道的自凈能力,從而更好地維護(hù)城市水生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定和健康。
(3)增強水系的儲水能力
在高水位期間,可以通過建設(shè)水庫等其他貯水設(shè)施來儲備一定量的水資源。適時向河道補充水流,保證水體總量得以循環(huán)利用,并維護(hù)河道生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定。這種措施可以有效地提高水源的供應(yīng)能力,還可以減輕干旱、洪澇等自然災(zāi)害給生態(tài)環(huán)境和人類社會帶來的影響。
在解決城市水問題和改善生態(tài)環(huán)境方面,基于海綿城市構(gòu)建下的生態(tài)河道治理具有巨大的潛力。以下是海綿城市與生態(tài)河道治理對社會效益的影響。
(1)環(huán)境質(zhì)量改善
海綿城市建設(shè)和生態(tài)河道治理能夠通過收集、儲存、凈化和利用雨水等手段,促進(jìn)城市水資源的可持續(xù)利用,同時降低污染物排放,從而改善城市環(huán)境質(zhì)量,提高人們的生活品質(zhì)。
(2)災(zāi)害防治和安全保障
海綿城市建設(shè)和生態(tài)河道治理能夠有效降低洪澇災(zāi)害和滑坡等自然災(zāi)害的發(fā)生概率,保障當(dāng)?shù)鼐用竦陌踩拓敭a(chǎn)不受損失,提高社會安全保障水平。
(3)生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展
海綿城市建設(shè)與生態(tài)河道治理強調(diào)生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)城市和自然的和諧共處,推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),形成可持續(xù)的城市發(fā)展模式。
綜上所述,基于海綿城市構(gòu)建下的生態(tài)河道治理對社會效益有著深遠(yuǎn)的影響和作用,在推進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展方面具有不可替代的重要性。
通過生態(tài)河道整治和海綿城市建設(shè)的相互配合,可以充分利用城市的水資源,提高城市的環(huán)境質(zhì)量。我們相信,隨著建設(shè)的深入推進(jìn),城市水生態(tài)系統(tǒng)將得到有效保護(hù)和修復(fù)。然而實現(xiàn)這一目標(biāo),還需要持續(xù)地深化研究、推動創(chuàng)新和加強各專業(yè)的合作。本文在具體的治理策略方面仍有不足之處,社會效益評估也需要進(jìn)一步深化與分析,后續(xù)研究可以繼續(xù)完善和深化相關(guān)內(nèi)容,包括具體的技術(shù)方法和實施步驟等方面,為決策者提供更有針對性的參考。希望本文能夠?qū)ο嚓P(guān)領(lǐng)域的從業(yè)者和研究人員提供有價值的借鑒和啟示,共同推動城市水生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。