原创《小城镇河道的水环境特质和生态治理策略以云南省大理市下关镇金星河为例》
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Water Environment Qualities and Ecological Governance Strategy ofRivers in Small Towms
小城镇河道的水环境特质与生态治理策略
——以云南省大理市下关镇金星河为例
文 \ 汪振宇 \ Wang Zhenyu \ 昆明市政工程设计科学研究院有限公司城市规划工程师张洪波 \ Zhang Hongbo \ 昆明市政工程设计科学研究院有限公司园林景观助理工程师摘 要：通过对云南省小城镇城区河道水环境特质和现状存在问题的剖析,高度融合生态城市规划、海绵城市技术与黑臭水体整治的核心理念,秉承尊重自然、科学利用现状条件、尊重规划、防治结合、因地制宜、影响最低的原则,提出合理划定规划蓝线、绿线,确定河道生态断面,有效控制污染源,美化滨河景观环境,融合历史文脉,设置场地低影响开发设施等适合于云南省小城镇城区河道的生态治理策略,并成功践行于大理市下关镇金星河的生态治理.提出河道生态治理策略,意在使河道保持永久的清澈,最大限度提升河道的生态效应,改善小城镇的总体环境质量,以实现健康的城镇化的目标.图1 金星河生态治理断面形式图2 金星河生态治理后效果
DOI:10.3969/j.issn.1674-7739.2017.04.008
一、云南省小城镇河道水环境及其生态治理思路
(一)河道水环境总体概况
云南省小城镇城区的河道旱雨季分明,多为常年性河流.由于近年来人口的激增,源头生态环境的恶化,旧城区部分市政管网仍为雨污合流制,且缺乏截污设施,污水直排河道,河道水质严重污染,多为Ⅴ类水质,加之河堤老化,河床冲刷严重,局部区域水流不畅,重度淤积.同时,建筑临河而建,河道蓝线、绿线划分模糊,建筑基础受河水侵蚀,建设年代久远的房屋目前已成危房.沿岸生态环境严重恶化,滨河景观总体风貌不佳,河堤损毁严重,驳岸护坡残缺不全,对城市的总体风貌存在一定的影响.此外,随着城市气候的变迁,旱季时节河道源头水流量较小,河道生态需水量严重不足,雨季时节河道源头区域水土保持不佳,河道水体泥沙含量较高,水势汹涌,加之云南地区的小城镇地势高差起伏大,对河堤、河床的冲刷严重,沿河两岸存在一定的洪涝风险.
(二)生态治理的原则
尊重自然,利用现状.云南省小城镇城区的河道大多数为天然形成的自然河道,生态治理不宜改变河道原有的自然形态,应充分结合河道周边的自然环境,巧妙运用现状的条件制定生态治理的策略和方案,不轻易改变河道原有的线形和水体原有的流态.
尊重规划,防治结合.河道作为城市的生态敏感区域,又是城市重要的受纳水体和泄洪通道.生态治理需要紧密结合当地的城市总体规划、城市水系规划、区域控制性详细规划、城市防洪规划来实施,不仅要实现生态的良好治理,还要确保河道的防洪功能不减退.
因地制宜,影响最低.不同的城镇,不同的区域,河道的水环境不同,生态治理需紧密结合当地水环境的特征,科学划分河道的断面,选择当地的乡土植物作为滨河景观的绿化树种,生态治理的设施选择尽可能不破坏原有的风貌,实现低影响开发和治理.
(三)生态治理的总体思路
云南省小城镇城区的河道呈现断面面积小、河道深、人为影响大、自然环境差、文化生态缺乏的特点.生态治理需要紧密结合城市的上位规划,严格控制绿线、蓝线的侵占,科学划分河道生态治理的断面,提升河道的泄洪功能.悉心调研河道污染源,针对性制定点源污染、面源污染和扩散污染源的控制措施.充分利用河道空间,合理设置生态河床、生态护岸、生态跌水等相应的技术设施,利用雨水湿地效应,实现水体的自然修复.高度融合海绵城市理念,设置低影响开发技术设施,实现降雨径流的源头削减、管路控制和末端控制,有效控制降雨径流对河流水体的污染.
二、生态治理总体策略
(一)滨河区域的规划控制
1.河道绿线、蓝线的重新拟合
河道的绿线,指滨河绿化范围的控制线.河道的蓝线,是指河道水体的保护和控制的地域界线.两者的拟合需要在确保河道原有过水断面宽度不减少的前提下,充分结合上位规划和周边城乡建设用地的情况来考虑.为了减少周边的环境因素和人为活动对河道水环境的影响,河道绿线控制区域的宽度不得小于河道蓝线控制区域的宽度,河道两侧的蓝线控制区域宽度不得低于主河道宽度的80%,同时,滨水而开发的城乡建设用地红线距离河道的宽度不得低于河道绿线控制区域的宽度.
2.河道生态断面设计
河道生态断面设计需要依据河道绿线、蓝线的重新拟合情况来确定方案.河道生态断面主要分为主河道、河道缓冲带、滨河绿化三个板块进行考虑.河道生态治理中主河道的断面宽度经过分析论证,满足雨季时节过流能力,尽量不做调整.河道滨水缓冲带位于主河道两侧,由植物缓冲带和生态护岸组成.为了景观空间的协调和百年一遇洪水位的考虑,河道滨水缓冲带的宽度不得低于主河道宽度的1/2.其中,生态护岸的宽度一般不低于1.0m,高宽比不大于1:1.滨河绿化包括植物、园路、景观小品.绿化植物组成的绿带宽度在不低于河道蓝线控制宽度的前提下,结合现场实际情况确定.园路的宽度结合一位行人行走所需空间宽度和景观空间的美感分析,不得低于1.2m.景观小品融合周边环境,结合滨河绿化景观空间和人为活动的需求进行设置.
现状无法满足雨季时节过流能力,需要拓宽主河道的,在河道周边环境影响最低和河道水流向、流态不改变的前提下,重新拟合河道中心线后,确定主河道宽度,河道缓冲带、滨河绿化的宽度结合主河道的宽度和河道蓝、绿线控制的宽度,参考上述的控制指标确定,并需进行城市规划、城市住建、城市水利、城市园林绿化等行政职能部门的专项论证.
(二)污染源的控制
1.点源污染的控制
点源污染指的是城市污水,包括工矿企业和船舶等排放的污染源对河道造成的污染.在河道生态治理工程中必须在滨河绿化带下敷设管径不低于500m m的截污干管,有效截断生活污水、工矿企业的污水和初期雨水.鉴于云南省小城镇中的河道宽度较小、水流湍急,不具备船舶通行条件,故此类污染源对河道的影响甚微.
2.面源污染的控制
面源污染在城区主要指的是雨水的地面径流.在河道生态治理工程中,主要通过低影响开发技术设施,对雨水地表径流进行控制.
3.扩散源污染的控制
扩散源污染指随大气扩散的污染物通过沉降或降水等途径进入水体,如酸雨、放射性沉降物等.在河道生态治理工程中主要通过河道水体的自然修复来进行控制.
(三)水环境自然修复策略
1.生态河床
生态河床是指采用砂质黏壤土、黏质土壤、粉质黏土等作为建设材料进行铺筑并种植两栖植物和水生植物的河床,与水环境共同构成了带状的河道湿地系统,为水体提供滞留沉降条件.结合污染源的分布情况,在污染源较为集中的区域,河道内设置湿地泡塘,呈沟壑状串联,改善水动力,实现逐级净化,改善河道水质,提升河道水环境生态效应.
2.生态跌水
生态跌水是指使上游河道水流自由跌落到下游的落差构筑物.在河道落差集中的位置,视落差大小,设置单级或多级生态跌水堰.跌水堰采用重量不低于0.8t,体积大于0.25m3的下部稳重上端平直的梯形石料,石料底部设置散碎料石加以保护,同时,石料摆放顺应水流的自然流态,落差控制在50c m以内,高差较大的位置采用多级布置的方式.跌水堰为微生物提供良好的栖息环境,增加水体溶解氧,便于微生物的繁殖,能蓄积水面、降低水流速,沉淀污染杂质,为沉水植物提供生长环境,为富氧曝气和微生物激活素提供条件以形成优质的景观效果.
3.扬水曝气
扬水曝气装置指废水活性污泥法水处理过程中向曝气池供氧的设备.在河道跌水堰蓄积的区域设置扬水曝气装置,有利于补充氧气,促进微生物的生长,改善水质,同时具有良好的景观性,提供优美的水景观效果.
(四)低影响开发技术的运用
1.源头削减措施
（1）透水铺装
为了确保地下水和土壤的生态平衡,缓解路面积水,避免内涝发生,减少路面污染对河道水环境的影响,河道周边的车行道路路面采用透水沥青铺装,结构形式与普通沥青路面相同,在地面层两侧增加碎石排水暗沟；园路采用陶瓷透水砖,透水性和摩擦系数高,结构自上而下依次为透水砖、级配砂石找平层、透水基层和素土夯实,通过废物循环利用,减轻污染,节省能源；亲水平台采用透水混凝土铺装,结构由素土夯实、砂卵石、80m m透水混凝土、无色密封剂组成,雨水可以渗透至周围的土壤中加以储存.
（2）雨水花园带
雨水花园是指在自然形成或人工挖掘的浅凹绿地内种植地被植物、花灌木以及乔木等植物的专类工程设施.河道周边的雨水花园带收集来自地表的雨水,通过土壤和植物过滤作用使之得到净化,并将雨水暂时储存其中,之后慢慢入渗,超标部分的雨水进而排放至河道中.
雨水花园为以削减径流污染为目的,对土壤配比、植物选择以及底层结构要求比较严密,土壤需要结合当地水文地质情况,对雨水花园覆盖区域的土壤进行砂土改良.雨水花园结构由砾石层、砂层、种植土壤层、覆盖层和蓄水层组成,底部设有H D P E穿孔雨水管,以排除超出设计蓄水量的雨水.雨水花园中的乔木以红枫、乌桕、水杉等植物为主,灌木以苍山杜鹃、冬青、木芙蓉等植物为主,地被以鸢尾、毛莨、菖蒲、水葱、千屈菜、荷花、菱等植物为主,以减少地表径流,降低洪涝风险.
（3）植草沟
植草沟指种有植被的地表沟渠,可收集、输送和排放径流雨水,并具有一定的雨水净化作用,可用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统.滨河区域,结合雨水花园带和植物缓冲带使用.植草沟的浅沟断面形式宜采用倒抛物线形、三角形或梯形.植草沟的边坡坡度不宜大于1∶3（垂直∶水平）,纵坡不应大于4%.纵坡较大时宜设置为阶梯型植草沟或在中途设置消能台坎.植草沟最大流速应小于0.8m/s,曼宁系数宜为0.2～0.3.滨河区域的植草沟为转输型植草沟,其中的植被高度宜控制在100～200mm.
2.管路控制措施
（1）雨水调蓄池
雨水调蓄池是雨水调节和储存的设施,其主要作用为削减雨季峰值流量、消除和减少排水管道的过载、降低径流污染负荷、缓解水资源短缺.由于云南地区多山的特征,云南省小城镇城区的路面保洁频率低,道路上沉积的泥沙较多,初期雨水水质较差,直排河流会对水体造成一定的污染.滨河绿化带与植物缓冲区总宽度超过7m的河道周边,在植草沟末端、雨水花园带及生物滞留设施最低点设置容积不低于汇流区域产生的降雨峰值径流量的雨水调蓄池,连通河道,雨季削减河道径流峰值,旱季提供河道水量的补给,同时结合雨水调蓄池的位置,设置绿化喷淋系统,将雨水作为灌溉用水的补给.雨水调蓄池的出流管位置需要高于河道百年一遇洪水位标高,避免洪水倒灌,引起调蓄池的溢流.
（2）截污格栅
格栅是去除水体中漂浮物的经济、有效的方式.云南小城镇城区中的很多河流发源于水土流失较为严重的山区,泥沙含量和固体物质、漂浮物较多,且河道城区段的流域范围较小,大量的泥沙、悬浮物进入城区段会造成重度淤积,阻塞河道,压缩过水断面,造成水体流动不畅形成黑臭现象.故而,在河道进入城区前设置细格栅,并配备真空系统等去除砂砾的设备,确保进入城区段的水流泥沙含量最低,同时配合跌水堰和桥梁,分段设置截污格栅,有效降低河道下游的污染物含量,改善河道水质.
3.末端处理措施
（1）滨水缓冲带
植被缓冲带为坡度较缓的植被区,经植被拦截及土壤下渗作用减缓地表径流流速,并去除径流中的部分污染物的设施.植被缓冲带坡度控制在0.5%～3%,宽度不宜小于2m.同时,可以根据实际情况,设置一定的渗井和溢流井,满足超标雨水排放的需求.生态驳岸是位于水陆两地交界的区域,具有水域和陆地两种特性.生态驳岸要保证驳岸结构稳定和满足生态平衡要求.海绵城市中生态驳岸主要有自然和人工驳岸两种类型,其优点是保护河岸,防止雨水冲刷损毁,并有利于建立河道自净化系统,维持河流生态系统的完整与健康.生态驳岸以植被护岸为主,并结合河道本身特点合理选择生态型硬质驳岸.云南省小城镇的生态型硬质驳岸可以选择生态混凝土框格驳岸、生态型砌石驳岸、石笼驳岸、土壤生物工程驳岸四种.
（2）雨水湿地
雨水湿地为利用物理、水生植物及微生物等作用高效径流污染控制设施.河道入江入湖或与其他水系汇流的区域,绿地面积广,滩涂面域大,休憩空间充足,可以结合实地情况适当设置休憩型人工生态湿地,常水位水深1.5m,洪水位水深2.5m,植物群落形成陆生植物-挺水植物-浮水植物-沉水植物的生态梯度.在湿地中心区域设置坑塘植物带净化水质,汇流口前50m的位置设置A S K自动闸门河坝,调节季节性降雨的洪水水位.
湿地的核心区域和储水区域结合周边环境特质和湿地的空间布局,设置鸟类栖息地和滨水休憩园林景观空间.
(五)滨河景观的优化
1.植物景观
河道生态治理所涉及的乔木选择耐涝为主兼具抗旱能力、景观性好、维护成本低的常绿树种,灌木、地被选择耐湿、耐阴的多年生草本花卉植物,灌木与地被结合环境特质,设置花境效果,水生植物选择多年生草本植物,层次、形态、色彩需要与滨河景观相协调.植物多选择本地物种,乔灌地被的控制配比为2∶4∶4,水生植物的挺、浮、漂、沉4类植物依据建设场地实际情况配置.植物物种的选择根据云南省植物分布特点,分滇南、滇西南区,滇东南区,滇中高原区,滇西、滇西北横断山脉区,滇东北区四大区系,结合河道所在地区的植物区系,协调当地景观特质综合考虑后确定.
2.园路
园路是滨河景观区域的重要步行交通系统.园路的设计不能孤立于绿化景观进行,需要紧密协调绿化景观的层次、色彩来进行园路的尺度选择、铺装色彩、铺装艺术组合设计.尺度包含宽度、铺装石材的尺寸两个方面,园路的宽度在满足单位行人活动的前提下,需要结合绿化带的宽度来统筹考虑,铺装石材的尺寸确定遵循“横向三分半”的原则,即垂直于人行路线方向,三块整砖并排铺砌加压边缘的石材共同组成的宽度等于园路的宽度.滨河园路所处区域为生态敏感区,除了满足尺度和铺装艺术美感的需求之外,需要考虑环保的因素,故而,滨河园路的铺装材料推荐采用碎石或者透水砖,色彩以暗色系、冷色调为主.
3.景观小品
景观小品是滨河景观的核心要素,点位布局和形式选择是规划设计工作的重点.滨河区域的景观小品包括果皮箱、休憩坐凳、景观雕塑、健身器材等,其中果皮箱、休憩坐凳是必备要素.景观只有人的融入才能称之为景,因此果皮箱综合河道周边环境进行布设,休憩坐凳布置于园路一侧,二者布置间距不超过120m.景观雕塑根据城镇文脉综合考虑,健身器材结合周边居民的需求情况和滨河空间的尺度统筹考虑.
(六)文化生态的提升
文化生态指的是人类在社会历史实践中所创造的物质财富和精神财富所显露的美好的姿态或生动的意态.滨河区域的文化生态主要指的是河道在历史和社会推移的过程中所留下来的物质、非物质文化遗产.
云南省历史悠久,是历史文化名城、名镇、名村较为集中的省份,河道的生态治理,紧密结合河道所处区域的物质文化和非物质文化,在景观空间的布局、景观元素的设计中融入文化生态的理念,传承历史文脉,彰显文化景观的魅力,提升景观空间、景观要素的内涵和文化底蕴.
三、案例分析—大理市下关镇金星河
(一)河道总体概况
金星河,贯穿大理市下关镇南市区的重要河流,发源于大理下关镇吊草村山坳,全长8 . 3 k m,城区段长3 . 4 4 k m,河道面积35 247m2,两岸建筑建设年代较长,分布面积约30万m2.河道旱雨季分明,为常年性河流,最大流速440m3/s.河道全线水质为Ⅴ类水质,河堤老化,河床冲刷严重,局部区域水流不畅,河堤损毁严重,滨河景观总体风貌不佳,对城市的总体风貌存在一定的影响.
(二)河道生态治理思路
金星河生态治理是基于现状实态,调研河周边土地利用规划情况,融合海绵城市的理念,尊重自然,利用现状地形,确保水体的自然流态不改变,滨河景观的生态效应最大化,降低滨河建筑物对河道造成的影响,减少河道周边污染物的排放,控制面源污染要素对河道造成的影响.
(三)河道生态治理断面设计
河道宽8.25m,两侧设置宽度为1.5m,坡比为1∶1的生态护岸,两侧的2.0m绿化带实施海绵化改造,设置生物滞留带,对地表雨水径流进行有效净化和控制,两侧严格按照规划绿线和蓝线实施建筑物的7m退距,靠近建筑物一侧的3.0m绿化带设置为雨水花园带,有效截留和净化建筑物屋面雨水和地表径流,主河道体现雨水湿地效应,河堤采用浆砌片石重新砌筑,河床实施生态化改造,种植两栖植物,设置扬水曝气装置（图1）.
(四)污染源控制
做好源头区域的水土保持工作和生态敏感区域的面源污染控制工作,环城南路与关巍路交叉口节点的桥梁前设置细格栅,对来自源头的水体在进入城区河段进行过滤和净化处理,避免大颗粒的泥沙进入城区河道产生淤积,减弱源头污染的影响.清除河道中私自耕种的菜地,确保水体的自然流态,减少雨季水体对河道的重度冲刷.全线排查市政排水管道,确保雨污水全部接入已建截污干管,提升河道水质.
(五)滨河景观优化
融入海绵城市理念,清除影响河道水流态的杂草,河道内部种植耐冲刷和潮湿的景观水生植物（以灌木为主）.设置亲水平台,融合城市主体的使用性.结合滨水景观的规划,环城南路至龙溪路段加固现状河堤,龙溪路至西洱河入水口段改造为生态河堤或植物缓冲带,西洱河出水口区域绿地面域广,设置为滨河雨水湿地公园.园路采用青灰色透水砖铺砌,按照间距120m设置果皮箱和休憩坐凳,局部开敞的位置结合居住建筑配备健身器材（图2）.
(六)文化生态提升
金星河是大理市下关镇城区历史悠久的水系,也是南市区自20世纪40年发以后的核心泄洪通道,承载着大理下关镇居民无数的记忆.生态治理在满足泄洪功能、生态功能、景观功能的同时,融合河道周边历史文脉,在滇纺厂旧址、沙河埂、一号桥等重要的历史文化节点位置布设影雕,在市规划设计院及离休干部休养所等处的古旧桥梁按照历史面貌进行修复,并禁止车辆通行.
四、结论与建议
通过对云南省小城镇城区河道水环境特质的剖析,融合海绵城市技术与黑臭水体整治的核心理念,从规划控制线划定、空间布局、污染源控制、低影响开发改造、景观优化、文化生态提升等五个方面提出云南省小城镇城区河道生态治理的相关策略,并通过对大理市下关镇金星河的生态治理的典型案例分析,得出尊重自然、科学利用现状条件,合理划定规划蓝线、绿线,有效控制污染源,美化滨河景观环境,融合历史文化,实现低影响开发为云南省小城镇城区河道生态治理的主要技术措施.建议在生态治理中高度融合城镇特质和现代生态规划的新技术、新理念,实施过程中加大对滨河生态敏感区域各项设施的养护和管理,全生命周期实施可持续性的建设,保持河道的永久清澈,最大限度提升河道的生态效应,改善小城镇的总体质量,营造健康的城镇化环境.
■责任编辑：许 丹
云南省论文参考资料：
小结,该文是一篇适合金星和小城镇河道和生态治理策略论文写作的大学硕士及关于云南省本科毕业论文，相关云南省开题报告范文和学术职称论文参考文献。
