生態(tài)智慧新城與水土區(qū)協(xié)調發(fā)展模式研究

文/北京太合生態(tài)科技有限公司 雷旭華

0 引言

水是涵養(yǎng)一切生物的根本，也是城市文明與繁榮的載體。隨著社會發(fā)展，人們重視經(jīng)濟發(fā)展的同時卻忽略了賴以生存的水環(huán)境，河水變質、淤積嚴重、生態(tài)脆弱，水域環(huán)境治理刻不容緩。以后河（悅來段）生態(tài)環(huán)境綜合整治為例，提出相關設計原則、理念及方案，為水土區(qū)生態(tài)智慧新城的建設提供參考。

1 生態(tài)智慧新城建設

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，人口數(shù)量增加，城市化進程不斷推進，城市環(huán)境污染日漸影響市民生活質量，也阻礙了城市可持續(xù)發(fā)展。將生態(tài)化、智慧化理念融入現(xiàn)代新城的規(guī)劃建設成為趨勢。

目前，生態(tài)智慧新城研究仍處于起步階段，其定義最早起源于2個概念：可持續(xù)發(fā)展與集約發(fā)展。生態(tài)智慧城市應包含智慧經(jīng)濟、智慧環(huán)境、自然生態(tài)、人文生態(tài)等多方面。生態(tài)智慧城市建設是對城市生態(tài)文明的思考，將環(huán)境、社會和經(jīng)濟協(xié)同可持續(xù)發(fā)展。

2 城市水土保持的意義

3 智慧城市建設與水土區(qū)協(xié)調發(fā)展

要實現(xiàn)智慧城市建設與水土區(qū)協(xié)調發(fā)展，需充分利用城市山水資源及海綿城市建設理念，通過一系列信息技術，將城市中的綠色基礎設施與海綿城市設施對接，實現(xiàn)智慧化的城市建設管理，構建自然與城市和諧共生的發(fā)展模式。

4 研究方法

1）文獻收集整理 對國內關于水資源整治的文案進行收集并系統(tǒng)分析，了解基礎理論和經(jīng)典案例。

2）數(shù)據(jù)分析 根據(jù)收集的數(shù)據(jù)分析得知中國境內80%的水資源遭受污染，深入研究水資源污染原因、類型及整治措施。

3）實地調查 到多個城市進行水域環(huán)境調研，了解真實情況，與收集的資料進行比對，加以記錄分析。

5 后河（悅來段）生態(tài)環(huán)境綜合整治工程方案設計

5.1 工程概述

后河（悅來段）整治以解決悅來新城與后河水資源的協(xié)調關系為目標，進而將悅來城建設成為生態(tài)、智慧的新型城區(qū)。后河整治工程方案設計遵循生態(tài)優(yōu)先、因地制宜原則，結合后河流域環(huán)境現(xiàn)狀，貫徹海綿城市設計思路，打造特色景觀新城。

5.2 設計原則

1）生態(tài)優(yōu)先 結合后河（悅來段）現(xiàn)狀，最大限度保留場地現(xiàn)有資源，在原有基礎上加以人工干預，促進自然生態(tài)發(fā)展，減少污染。項目分期建設，注重城市現(xiàn)狀與未來發(fā)展，以最少投入實現(xiàn)最大效益。

2）因地制宜 充分了解悅來段后河的場地現(xiàn)狀、氣候及水文條件，設計具有當?shù)靥厣淖匀痪坝^與游憩空間。

1.2.2 錄像觀察法 反復觀看首屆女籃亞洲杯中國隊與冠亞軍隊的比賽錄像，對3支球隊的每場比賽進行觀察分析與統(tǒng)計，以提高所需數(shù)據(jù)的準確性，從而歸納出每支隊伍在進攻一端的技術特征。

3）智能輔助 在綠道城市海綿系統(tǒng)基礎上，構建穿城而過的連續(xù)景觀，依托智能語音講解及語音互動裝置等智慧網(wǎng)絡系統(tǒng)，增強使用者的現(xiàn)代智能體驗。

5.3 設計理念

后河流域水資源整治采用綠道形式，結合城市水土資源與海綿城市設計理念，通過綠道串聯(lián)悅來新城內較長距離的自然景觀、人文景觀及文化節(jié)點，通過公共交通出行工具實現(xiàn)無縫銜接，打造集吃、住、行、游、購、娛于一體的生態(tài)智慧新城。

5.4 設計方案

后河（悅來段）整治以自然生態(tài)環(huán)境建設為基礎，通過綠道連接城市與自然環(huán)境，形成“一帶兩廊、三核多點、連線成網(wǎng)” 的生態(tài)海綿系統(tǒng)布局，即嘉陵江生態(tài)綠帶、水系生態(tài)綠廊（張家溪、后河生態(tài)公園）、海綿綠地核心、多個小型綠地公園、綠色網(wǎng)絡系統(tǒng)。從流域水體綜合整治、自然山地海綿體保護修復、綠道及智能監(jiān)測4個專項設計中對悅來段后河進行針對性整治，打造生態(tài)智慧的新型山水城市（見圖1，2）。

圖1 總平面

圖2 鳥瞰

5.5 專項設計

5.5.1 流域水環(huán)境整治專項

結合悅來城區(qū)與水域環(huán)境關系，轉變傳統(tǒng)整治做法，以生態(tài)自然修復為主，人工干預修復為輔，在滿足水利功能需要的同時，兼顧生態(tài)系統(tǒng)的健康可持續(xù)性，主要體現(xiàn)在旁路式生態(tài)塘及生態(tài)岸線的布置2方面。

1）旁路式生態(tài)塘 通過水生植物與動物、微生物間的食物鏈形成復雜生態(tài)系統(tǒng)，在人工生態(tài)強化措施基礎上，利用自然生態(tài)循環(huán)改善水資源。包括硅沙生物處理、生態(tài)穩(wěn)定塘、跌水復氧景觀、濕地景觀等4種處理方式（見圖3）。旁路式生態(tài)塘的設置加強了生物與生物、生物與環(huán)境間的聯(lián)系，增加了物種多樣性及生態(tài)系統(tǒng)結構的復雜性，使后河流域的生態(tài)環(huán)境更穩(wěn)定。

2）生態(tài)岸線 結合后河河道水利工程堤岸，補植具有凈化及美觀功能的濕生水生植物，以減少環(huán)境污染并美化環(huán)境。

5.5.2 自然山地海綿體保護修復專項

山地海綿系統(tǒng)修復是整個后河整治的核心內容，包括截污工程、山體保護與修復、凈水工程與人工智能干預等。統(tǒng)籌考慮后河流域的水環(huán)境、水安全、水生態(tài)、水資源四位一體的綜合治理。結合悅來新城整體地勢東高西低、背嶺向谷的地形所形成的地表徑流及落差變化進行雨水調控及高水低用，充分發(fā)揮“滲、滯、蓄、凈、用、排”海綿體系功能（見圖4）。主要修復措施包括截污工程、堰塘、凈水梯田、植被保護與修復等。

1）截污工程 根據(jù)水環(huán)境調查結果分析得知：位于后河流域上游的豬腸溪與城北污水廠是主要污染源，造成部分面源污染及污水排放。截污工程的實施有效控制住了后河污染源頭，減少污染物在后河流域中的擴散。

2）堰塘+凈水梯田 改造山地中現(xiàn)有梯田，利用自然地形高差變化，使其成為具有“蓄、滯、凈”作用的堰塘及凈水梯田。對雨水進行初步沉淀和凈化，收集區(qū)域內雨水，使其在堰塘、梯田中停留，短時間存蓄雨水，形成暫時性景觀水源。

3）植被保護與修復 保護山谷現(xiàn)有植被體系，恢復山地生態(tài)系統(tǒng)，結合場地情況對不同類型地塊進行分區(qū)處理，分為現(xiàn)狀保留、棄土復綠、凈水梯田、河岸緩沖4個區(qū)域。充分發(fā)揮植被對雨水的滯留能力，將雨水進一步凈化用于綠地澆灌及道路沖洗等。通過植物物種保護及修復，緩解雨水沖刷及涵養(yǎng)下滲徑流，防止水土流失，保護邊坡，防止塌坡。同時，保護生態(tài)環(huán)境及動植物品種多樣性，穩(wěn)定生態(tài)結構，使整條河道形成綠色自然景觀。

自然山地海綿體對后河流域的保護與修復有助于悅來新城的城市生態(tài)環(huán)境保護，二者相輔相成，體現(xiàn)了生態(tài)智慧新型城市與自然水土區(qū)環(huán)境之間相互協(xié)調的重要性。

5.5.3 綠道專項

綠道是多功能線性系統(tǒng)，連接較長距離的自然人文景觀、公共中心及文化節(jié)點，通過公共交通等出行工具實現(xiàn)無縫銜接，集市民吃、住、行、游、購、娛于一體。在悅來新城后河流域整治中，綠道是整體生態(tài)環(huán)境的紐帶（見圖5）。綠道與山地海綿設施、植被保護與修復、景觀節(jié)點、智能科普設施相結合，充當串聯(lián)景觀節(jié)點、水資源涵養(yǎng)及科普宣傳的角色。規(guī)劃綠道總長為23.9km，分為主線和支線2個等級，根據(jù)綠道所依托的資源特征可分為山地型綠道與濱水型綠道。城市規(guī)劃時應因地就勢，合理設計綠道位置及形式。納米材料原位強化

圖3 生態(tài)塘演示

圖4 山地海綿體系

圖5 生態(tài)綠道

綠道除作為連接城市與后河環(huán)境的交通要道外，還具有生態(tài)環(huán)保功能。綠道的生態(tài)性主要體現(xiàn)在自身鋪裝、綠道游徑位置及設計形式方面，根據(jù)海綿城市體系要求，綠道路面鋪裝多為透水材料，可暫時性儲存雨水，達到減少路面雨水徑流、改善水質、控制洪水、保護河道的作用。在道路施工時，依托山地地形，利用高差設置生態(tài)護坡，護坡選材采取就近原則，使用當?shù)丶t砂巖進行自然堆壘、擋土加固。綠道與智能科普設施的結合改變了傳統(tǒng)自然水土區(qū)域環(huán)境的設計形式，為其注入現(xiàn)代科技元素，使自然環(huán)境與城市、市民的結合更親密。

5.5.4 智能監(jiān)測專項

智能監(jiān)測系統(tǒng)是后河流域實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境智慧式管理及運行的重要手段，其檢測范圍是整個山地海綿修復體系的水生態(tài)、水環(huán)境、水資源及水安全。通過對后河流域環(huán)境自動檢測、模型整合及輔助檢測等一系列數(shù)據(jù)處理，完成海綿城市建設全面檢測的體系目標。對后河流域的智能監(jiān)測將以通信手段反饋給悅來新城，后河流域環(huán)境還將反作用于城市內部環(huán)境。后河流域環(huán)境監(jiān)測是對悅來城市新城的間接監(jiān)測，可有效防止城市或后河環(huán)境生態(tài)惡化，對城市內部包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務、工商業(yè)活動等需求做出智能響應，加強整個后河流域環(huán)境與悅來城區(qū)的密切聯(lián)系，推動悅來新城生態(tài)化、智慧化的發(fā)展進程。

5.6 實施結果評估

對后河（悅來段）流域治理改變了以往水域環(huán)境的整治方法，針對水安全、水生態(tài)、水利用及水循環(huán)要求，采用自然山地海綿體+河道水文條件+綠道+現(xiàn)狀地形地貌的生態(tài)智慧新城模式，實踐效果良好。

1）海綿體系建設 后河流域山地海綿體系建設對后河流域水資源涵養(yǎng)具有較大成效。如通過截污工程有效控制上游水污染，經(jīng)改造的山地梯田具有蓄滯凈化及存儲水源的作用，可形成暫時性的景觀水源。后河流域的自然山地海綿體系與悅來城區(qū)的海綿城市體系相互聯(lián)系、制約，構成完整的生態(tài)結構。

2）自然與人文景觀建設 通過綠道將人文景觀與自然山水景觀、智能監(jiān)測、生態(tài)工程及特色植物等相互聯(lián)系，改善城市內部整體環(huán)境質量及市民生活方式，改善后河流域自然狀態(tài)，增加人文智能因素。這種自然與城市的和諧是生態(tài)智慧型新城的體現(xiàn)。

6 結語

后河（悅來段）生態(tài)環(huán)境綜合整治推動了悅來生態(tài)智慧新城的可持續(xù)性發(fā)展。生態(tài)智慧新城是現(xiàn)代城市發(fā)展趨勢，處理好人與自然環(huán)境的協(xié)調關系是發(fā)展新型城市的前提。通過諸多措施將城市海綿系統(tǒng)與自然環(huán)境中的山水海綿體對接，使城市智能化設施與自然景觀銜接，推動城市綠色、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展，打造自然與城市和諧發(fā)展的生態(tài)智慧城市新模式。