現(xiàn)代城市河道治理設(shè)計(jì)理念淺析

許 樸 ，田愛(ài)平

（1.上海市政設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海 200092；2.上海市堤防（泵閘）設(shè)施管理處，上海 200050）

0 前言

河流、湖泊孕育了城市文明，濱水區(qū)已成為城市最為寶貴的資源。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市建設(shè)擠占河道，使河道空間減小，水域縮窄，行洪排澇能力降低；而工業(yè)污水和生活污水處理的滯后，又致使大量污水進(jìn)入河道，水質(zhì)普遍惡化。同時(shí)，城市化也使地表徑流量增加，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。為了抵御這些災(zāi)害，傳統(tǒng)做法是加高加厚堤防護(hù)岸，修筑混凝土河床和漿砌石岸墻來(lái)加大河道過(guò)流能力并隔離污水滲透；有時(shí)還采取“裁彎取直”的辦法疏浚河道，以增加河道的行洪能力?？墒乔阑暮拥酪灿泻芏鄦?wèn)題：河道的生態(tài)環(huán)境多樣性喪失、生物的生存條件被破壞、地下水與地表水的交換通道被阻斷、大大削弱了河道生態(tài)自然修復(fù)功能等。因此，如何治理城市河道，使其既滿足城市的防洪排澇、排污要求，又保護(hù)美化環(huán)境，最大程度地發(fā)揮工程的綜合效益，是現(xiàn)今工程設(shè)計(jì)人員面臨的又一新課題。

1 河道治理設(shè)計(jì)新理念

現(xiàn)代城市河道治理須改變過(guò)去工程水利的傳統(tǒng)觀念，建立生態(tài)水利河道治理的設(shè)計(jì)理念，即在滿足防洪排澇、排污、通航等多種功能的前提下，以“安全、生態(tài)、景觀”為設(shè)計(jì)目標(biāo)，建設(shè)集多功能為一體的城市河流，從而營(yíng)造一個(gè)生態(tài)、舒適、優(yōu)美的濱水生活環(huán)境。其主要設(shè)計(jì)理念如下[1][2]。

1.1 功能理念

滿足城市河道防洪、排澇、航運(yùn)等的基本功能，同時(shí)保護(hù)、美化周邊環(huán)境，最大程度地發(fā)揮工程的綜合效益。

1.2 生態(tài)理念

充分順應(yīng)自然的水生態(tài)環(huán)境，合理設(shè)置河道平面與斷面及兩岸截污系統(tǒng)，維持區(qū)域內(nèi)的生態(tài)完整性，與自然環(huán)境達(dá)到有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)造舒適、優(yōu)美的濱水綠化空間。

1.3 以人為本理念

建立點(diǎn)、線、面相結(jié)合的城市綠地系統(tǒng)及河道水生態(tài)系統(tǒng)，建造城市特色濱水景觀帶，為周邊市民提供適宜的休閑娛樂(lè)場(chǎng)所。

1.4 蓄洪涵水理念

蜿蜒曲折的河道形態(tài)、植被茂密的河岸、起伏多變的河床，都有利于減低河水流速，消減洪水的破壞能力。河流兩側(cè)的自然濕地調(diào)節(jié)河水之豐儉，緩解旱澇之災(zāi)害。而設(shè)計(jì)過(guò)程中用百年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，高筑防洪堤壩，裁彎取直，結(jié)果只能適得其反，洪水的破壞力被強(qiáng)化。

1.5 文化理念

傳統(tǒng)文化是現(xiàn)代社會(huì)文明發(fā)展的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)力求將現(xiàn)代理念與地域文化完美融合。

2 河道治理工程設(shè)計(jì)

河道治理新的設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)調(diào)工程順應(yīng)自然生態(tài)，河道斷面力求規(guī)整天然河道，河道底部在滿足防止洪水沖刷的條件下盡量采用天然河床，兩側(cè)邊坡則依河道水力條件采用天然或仿天然材料輔以耐水、耐沖刷植物，充分體現(xiàn)人與自然和諧統(tǒng)一。

因此，在進(jìn)行實(shí)際的河道設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要找出設(shè)計(jì)河道本身存在的問(wèn)題，明確治理目標(biāo)，其次要根據(jù)現(xiàn)有河道的地形地貌及周邊環(huán)境的地理優(yōu)勢(shì)，采用合理的總體布局，選取合理的河道平面走向、設(shè)計(jì)適宜的河道縱橫斷面，最后對(duì)河道進(jìn)行護(hù)岸和景觀的設(shè)計(jì)。

2.1 河道治理平面設(shè)計(jì)

河道平面設(shè)計(jì)主要為河道中心線、河道岸邊藍(lán)線的確定，其受河流現(xiàn)狀、水流動(dòng)力、周圍環(huán)境和社會(huì)發(fā)展需求等諸因素影響。故河道軸線布置的可變性和自由度均較小。河道寬度控制線是按水利計(jì)算由河道的過(guò)流能力確定的，其受城市規(guī)劃和工程投資控制，可變性和自由度也不大。因此，河道中心線與寬度控制線很容易形成平行直線組合，使人感覺(jué)單調(diào)乏味。而合理利用規(guī)劃河道寬度控制線與規(guī)劃河道管理范圍控制線之間的空間，形成沿河岸開(kāi)放空間的淺水區(qū)域，形成松弛有度的水邊線，可能產(chǎn)生更好的效果：

（1）淺水區(qū)水面與河道主槽河面是一體的，表面上沒(méi)有分隔，故會(huì)給人產(chǎn)生寬闊的水面感覺(jué)。

（2）在淺水區(qū)域上，可根據(jù)需要適當(dāng)布置人們休閑嬉水的小景，如水上平臺(tái)、九曲橋、觀水亭、沙灘嬉水等。

（3）淺水區(qū)的存在可修飾整條河流，增強(qiáng)了河流自然美感。

2.2 河道斷面設(shè)計(jì)

河道斷面設(shè)計(jì)過(guò)程中充分注意河流兩岸的生態(tài)環(huán)境景觀建設(shè)。在城市防洪規(guī)劃中應(yīng)遵循保持自然、回歸自然的原則。

首先應(yīng)根據(jù)防洪、排澇及通航要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，初步確定河道規(guī)模和斷面型式，再依據(jù)環(huán)境景觀的要求，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)最終確定河道的橫斷面型式。根據(jù)不同功能要求設(shè)計(jì)不同的河道斷面形式，主要分為四類：復(fù)式、梯形、矩形、雙層等。

2.2.1 復(fù)式斷面

枯水期流量小，水流歸槽主河道。洪水期流量大，允許洪水漫灘，過(guò)水?dāng)嗝娲螅樗坏?，通常無(wú)需修建體量較大的防洪堤?？菟诳沙浞珠_(kāi)發(fā)河灘的功能，根據(jù)河灘的寬度和地形、地勢(shì)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，開(kāi)發(fā)利用不同的功能，修建小型野外活動(dòng)場(chǎng)所、河濱公園或輔助道路等。

2.2.2 梯形斷面

河道的橫斷面為梯形，梯形斷面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在滿足泄洪要求的基礎(chǔ)上由于坡度較緩，還有利于兩棲動(dòng)物的生存繁衍，有利于保護(hù)河道的生態(tài)多樣性，同時(shí)也為城市居民在有限的生活空間中創(chuàng)造盡可能多的水趣，為居民在茶余飯后、散步休閑提供了極好的去處，滿足人們的親水要求。

2.2.3 矩形斷面

河道的橫斷面為矩形，矩形斷面最大的優(yōu)點(diǎn)就是占地面積很小，通常在原有河道的基礎(chǔ)上挖深就可以形成。在枯水期、汛期水位變幅不大，全年各時(shí)期正常水位基本相同的河流上應(yīng)用較為適合，但沿河護(hù)岸擋墻的體量往往較大，工程投資也最大。

2.2.4 雙層河道斷面

上層為明河，下層為暗河。下層暗河主要用于泄洪、排澇；上層明河具有安全、休閑、親水等功能，一般水深可以較淺，河中放養(yǎng)各種魚類，河道可以設(shè)計(jì)蜿蜒曲折富有水趣，河道周邊建造噴泉，涼亭等休閑配套設(shè)施供兒童溪水玩耍，老人健身運(yùn)動(dòng)等。

而隨著城市面積不斷擴(kuò)大，硬質(zhì)地區(qū)面積不斷增加，城區(qū)雨洪量和峰值隨之加大，且匯流時(shí)間卻縮短。要實(shí)現(xiàn)新增雨洪的安全排放，勢(shì)必要擴(kuò)大河道過(guò)流面積或加快過(guò)流速度。而中心城區(qū)河道受相鄰道路和建筑物限制，擴(kuò)大河道寬度已經(jīng)難以實(shí)施，為使雨洪過(guò)流暢通，保證城市防洪標(biāo)準(zhǔn)，唯一可采取的辦法就是優(yōu)化河道斷面，本文認(rèn)為復(fù)式斷面是現(xiàn)代城市河道設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選擇的斷面型式。

2.3 河道護(hù)岸設(shè)計(jì)

生態(tài)護(hù)岸融合了現(xiàn)代水利工程學(xué)、環(huán)境學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、美學(xué)等多個(gè)學(xué)科，以保護(hù)、創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境和自然景觀為前提，在考慮具有一定強(qiáng)度、安全性和耐久性的同時(shí)，充分考慮生態(tài)效果，把河堤由過(guò)去的混凝土人工建筑改造成為水體和土體、水體和植物或生物相互涵養(yǎng)，適合生物生長(zhǎng)的仿自然狀態(tài)的護(hù)岸[3][4]。作為一種新概念的河道護(hù)岸，在現(xiàn)代城市河道整治中被普遍使用。

2.3.1 原生態(tài)護(hù)岸

原生態(tài)護(hù)岸系指采用種植植被保護(hù)河岸、保持自然河岸特性的護(hù)岸。通常以水生、濕生植物為主,喬灌混交以充分發(fā)揮各種植被的生長(zhǎng)特性，并利用高低錯(cuò)落的空間和光照條件達(dá)到最佳郁閉效果。同時(shí)利用護(hù)岸植物舒展而發(fā)達(dá)的根系穩(wěn)固堤岸，增強(qiáng)其抵抗洪水、保護(hù)河堤的能力。對(duì)于坡度緩或腹地大的河段，可以考慮采用原生態(tài)護(hù)岸來(lái)達(dá)到穩(wěn)定河岸的目的。

2.3.2 護(hù)坡式護(hù)岸

傳統(tǒng)河工學(xué)中，對(duì)于較陡的坡岸或沖蝕較嚴(yán)重的地段，通常采用天然石材、木材等具有一定的強(qiáng)度的材料保護(hù)坡腳，提高整個(gè)護(hù)岸的抗沖刷能力，發(fā)揮護(hù)岸的防洪效應(yīng)；此外，木樁、石塊間的縫隙也為水生植物留下了生長(zhǎng)的空間，并為魚、蝦等水生動(dòng)物提供了棲息的場(chǎng)所，但其耐久性較差。

而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生態(tài)新型材料（如土工材料綠化網(wǎng)、植被型生態(tài)混凝土、水泥生態(tài)種植基、土壤固化劑等等）逐漸被應(yīng)用于河道整治工程中。其本質(zhì)上與傳統(tǒng)治河工所用材料基本相同，都可以避免不透水的硬質(zhì)材料對(duì)水生生境的破壞，且耐久性大大提高，但造價(jià)也相應(yīng)升高。

因此，城市河道整治中可以根據(jù)工程實(shí)際情況和社會(huì)、環(huán)境綜合效益選擇應(yīng)用，比如將護(hù)岸工程分為低水位以下和以上兩部分，低水位以下可以采用混凝土或生態(tài)新型材料，傳統(tǒng)類材料則較多應(yīng)用于低水位甚至常水位以上部位，以求得工程投資最小的同時(shí)生態(tài)效益最大化。

2.3.3 復(fù)式護(hù)岸

由于防洪功能或水動(dòng)力需要，許多河岸不得不采用非自然型護(hù)岸。同時(shí)，城市化建成區(qū)河道的整治中最大困難在于土地的缺乏，征地拆遷成本過(guò)高也迫使許多河段收縮邊坡或者采用直立式護(hù)岸。

直立式護(hù)岸最大的缺點(diǎn)是影響河道的自然生態(tài)功能，并且與城市景觀和綠化生態(tài)不協(xié)調(diào)。因此在進(jìn)行河道整治設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該同時(shí)采取各種生態(tài)景觀設(shè)計(jì)措施，盡量彌補(bǔ)河道自然生態(tài)功能的損失，改善河道景觀。

（1）采用復(fù)式斷面，盡可能避免一墻到頂?shù)闹绷⑹阶o(hù)岸形式，根據(jù)河道行洪控制斷面要求，枯水位或常水位以下采用拋石或混凝土護(hù)岸，水位以上則通過(guò)斜坡應(yīng)用生態(tài)材料布置綠化達(dá)到設(shè)計(jì)頂高程。既達(dá)到了河道防洪要求，又為市民提供了更多接近水體的機(jī)會(huì)。

在空間許可的條件下，可以將低水位以下的斷面做成蜿蜒有度的自然型河道，低水位以上可以用石砌或混凝土鋪設(shè)硬質(zhì)材料建成利于洪水通過(guò)的形式，通過(guò)臺(tái)階或坡道等連接成為日常休閑區(qū)和親水區(qū)，洪水期則作為行洪區(qū)；如果空間有限不允許采用復(fù)式斷面，則局部地段采用傾斜式或臺(tái)階式護(hù)岸，避免河道護(hù)岸形式的千篇一律。

（2）常水位以上可預(yù)留二級(jí)平臺(tái)，布置親水人行道。二級(jí)平臺(tái)以下常水位以上采用攀援植物進(jìn)行垂直綠化，坡頂向下懸垂，坡底向上攀援，2～3 a內(nèi)覆蓋整個(gè)斷面，滿足遠(yuǎn)期綠化效果，同時(shí)遮擋水泥等非自然景觀。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代城市河道治理要改變過(guò)去工程水利的傳統(tǒng)觀念，建立生態(tài)水利河道治理的設(shè)計(jì)理念，即要考慮滿足防洪排澇、排污、通航等基本功能，又要兼顧生態(tài)、景觀、人文等綜合要求，以“安全、生態(tài)、景觀”為設(shè)計(jì)目標(biāo)，建設(shè)集多功能為一體的現(xiàn)代城市河流，從而營(yíng)造一個(gè)生態(tài)、舒適、優(yōu)美的濱水帶，給整個(gè)城市增添生命的活力。

進(jìn)行實(shí)際的河道設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有河道的地形地貌及周邊環(huán)境的地理優(yōu)勢(shì)，采用合理的總體布局，選取合理的河道平面走向、選擇適宜的河道縱橫斷面，最后對(duì)河道進(jìn)行護(hù)岸和景觀的設(shè)計(jì)。本文認(rèn)為復(fù)式斷面與生態(tài)護(hù)岸是而現(xiàn)代城市河道整治工程比較好的選擇。

[1]劉向榮，彭藝藝，余潤(rùn)生，等.城市河道綜合整治設(shè)計(jì)新理念[J].工程建設(shè)與管理，2010，（4）：31-33.

[2]趙經(jīng)龍.基于生態(tài)可持續(xù)發(fā)展下城市河道整治關(guān)鍵措施分析[J].科技咨詢，2010，（34）：30-31.

[3]王新軍，羅繼潤(rùn).城市河道綜合整治中生態(tài)護(hù)岸建設(shè)初探[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，（2）：120-126.

[4]張國(guó)忠.城市河道生態(tài)駁岸設(shè)計(jì)研究[J].園林工程與建筑，2008，（5）：55-57.