山區(qū)城鎮(zhèn)河道生態(tài)改造設(shè)計(jì)分析

何明梅，陳 靜，賀 俊

（1.貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽 550002；2.北京北林地景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司貴州分公司，貴州 貴陽 550002）

河流是城市誕生的搖籃、城市文明的發(fā)祥地、城市發(fā)展的靈魂，山區(qū)城鎮(zhèn)河道作為人類賴以生存的內(nèi)陸生態(tài)系統(tǒng)是原始人類重要的發(fā)源地之一，孕育了人類的早期文明，培育和發(fā)展了諸多繁榮的城市群體[1]。

在城市形成和發(fā)展的過程中，河流作為最關(guān)鍵的資源要素和環(huán)境載體之一，是關(guān)系城市生存、制約城市發(fā)展、影響城市風(fēng)格和美化城市環(huán)境的重要因素。但隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、山區(qū)城市空間的不斷擴(kuò)張和城市人口的大量集聚以及人為開發(fā)建設(shè)范圍的不斷擴(kuò)大，河道的自然空間被侵占和擠壓，河道的有效行洪斷面越來越小，排洪能力越來越有限。

20 世紀(jì)90 年代，為了提高河道的排洪泄洪能力，保障城區(qū)內(nèi)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，大部分的山區(qū)城鎮(zhèn)通過清淤清障、岸坡整治等工程措施，增強(qiáng)了河道自身的排洪能力，但是另一方面卻弱化了河流的生態(tài)功能，破壞了自然河流的生態(tài)系統(tǒng)，影響了城市景觀環(huán)境效果。

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，河流生態(tài)系統(tǒng)健康與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民日益增長的美好需要的矛盾日益突出，人們逐漸意識到城市的繁榮與水相生、與水共融，河道不僅僅是一個(gè)保證防洪泄洪安全的通道，也應(yīng)該是一個(gè)可供人們?nèi)粘Ｐ蓓斡[的場所，建設(shè)生態(tài)河道已成為現(xiàn)代城市河道治理的發(fā)展趨勢。在地勢平坦地區(qū)，控制洪水流量及設(shè)計(jì)水位相對容易，擁有相對簡單的影響因素；而山區(qū)存在洪水暴漲暴落、破壞性大的特點(diǎn)，以前工程中的一些親水設(shè)施布置以及水生植物極易被洪水損壞[2]，不少學(xué)者也發(fā)表了一些關(guān)于山區(qū)城鎮(zhèn)河道生態(tài)改造的研究成果。本文以冊亨縣者樓河為例，分析了山區(qū)城市河道生態(tài)改造的理念、目標(biāo)、原則等，以及在具體方案設(shè)計(jì)過程中如何在保證水安全的基礎(chǔ)下兼顧水生態(tài)、水文化、水景觀等方面的要求。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

冊亨縣位于貴州省西南部，屬黔西南布依族苗族自治州，冊亨縣城河道治理工程位于北盤江支流者樓河中游河段，屬珠江流域西江水系。冊亨縣地處貴州高原向廣西低山丘陵過渡的斜坡地帶上，地勢由西北逐漸向東南部降低，境內(nèi)海撥高程大多在400～1 500 m，具有典型的山區(qū)自然景觀特點(diǎn)。

冊亨縣是我國布依族的發(fā)源地和主要聚居點(diǎn)，占全國布依族人口的76%，2010—2016 年先后被國務(wù)院命名為“布依戲之鄉(xiāng)”，被貴州省布依學(xué)會(huì)授予“中華布依第一縣”“布依文化保護(hù)與傳承研究基地”，被中國民間文藝家協(xié)會(huì)命名為“中國布依族刺繡藝術(shù)之鄉(xiāng)”等榮譽(yù)稱號。者樓河流經(jīng)冊亨縣城，是冊亨政治經(jīng)濟(jì)文化的中心地帶，縣城擁有優(yōu)越的生態(tài)條件、優(yōu)美的自然風(fēng)光和深厚的布依族傳統(tǒng)文化。者樓河蜿蜒穿過冊亨縣城，是連接新老城區(qū)的一條紐帶，因此把者樓河打造成冊亨縣城的一條生態(tài)廊道，改善水環(huán)境，提升水景觀，充分發(fā)揮河流生態(tài)功能，并在此基礎(chǔ)上打造濱水景觀、弘揚(yáng)民族文化是迫切及必要的。

2 存在問題

處于山區(qū)的城市河流往往存在洪水陡漲陡落、水資源豐枯變化明顯、城市用地資源緊張、親水空間狹小等問題[3]，是城市河流治理中普遍面對的難點(diǎn)。

2.1 河流比降大

山區(qū)河道縱坡陡，河床比降大，水位變化幅度大，洪水呈陡漲陡落特點(diǎn)，而兩岸居民聚集，防洪要求高，防洪壓力大。所以，為了滿足防洪要求，早期修建的山區(qū)河道堤防大多是垂直高擋墻型式，河岸缺乏親水空間。又因?yàn)楹樗诤铀魉倏?，對護(hù)岸的沖刷損壞嚴(yán)重，堤防型式往往采用漿砌石或混凝土等硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，景觀單一，缺乏生態(tài)服務(wù)功能[4]。

2.2 調(diào)蓄能力弱

山區(qū)河流基本為季節(jié)性河流，所在流域?qū)涤陱搅骱茈y有調(diào)蓄作用，自然狀態(tài)下枯期河流幾乎無蓄水能力，河流呈蜿蜒曲折狀，導(dǎo)致枯期河道內(nèi)幾乎不能蓄水，河床大范圍裸露，淤積嚴(yán)重，影響景觀效果。

3 改造思路

本次改造設(shè)計(jì)依托冊亨縣城現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，以“水利優(yōu)先、兼顧景觀”為理念，通過河道內(nèi)蓄水美化，結(jié)合沿岸濱河景觀設(shè)計(jì)，力求在保證河道防洪功能的基礎(chǔ)上，激活濱河帶的生態(tài)、休閑服務(wù)等多重功能，增強(qiáng)山區(qū)城市的品質(zhì)和形象，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供有力的支撐和保障，順應(yīng)人民對美好生活的向往和期待。

設(shè)計(jì)過程構(gòu)思基于以下4個(gè)原則。

（1）安全性原則。河道首先要滿足城市防洪的要求。行洪泄洪是河道的一個(gè)重要功能，出于生態(tài)、美觀等方面的考慮，對傳統(tǒng)工程措施進(jìn)行生態(tài)改造的前提是必須保障河道的行洪順通和水工程的運(yùn)行安全，工程建設(shè)后河道的行洪能力不低于建設(shè)前的行洪能力。

（2）生態(tài)性原則。為了在河道內(nèi)蓄水形成穩(wěn)定的水面，考慮山區(qū)河道河床縱坡大的特點(diǎn)，可在河道內(nèi)分級布置生態(tài)蓄水壩，還能利用水的重力打造自流式瀑布濱水景觀節(jié)點(diǎn)，形成動(dòng)靜結(jié)合的河面景觀，柔化了河岸固體的邊界，水流給城市景象增添了勃勃生機(jī)。

在河道兩岸有針對地進(jìn)行植物配置，完善植物布局，提升河道的生態(tài)廊道功能，改善河道水環(huán)境，優(yōu)化多樣性水生態(tài)系統(tǒng)，提高水體自凈能力。

（3）文化性原則。城市河道不僅是一種自然景觀的表現(xiàn)，更承載著豐富的文化底蘊(yùn)，它是自然要素也是一種文化資產(chǎn)。改造應(yīng)從當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛布帮L(fēng)土人情出發(fā)，充分發(fā)掘地方歷史文化特色，在沿岸景觀打造中融合冊亨縣特有的歷史文化傳統(tǒng)，突出地域文化特征，延伸老城文化，彰顯布依魅力。

（4）共享性原則。城市河道景觀不僅具有自然山水的情趣和歷史文化底蘊(yùn)深厚的特點(diǎn)，而且是獨(dú)具特色的城市敞開空間，應(yīng)由全體居民共享，既要考慮到觀賞者的視覺美感，也要考慮方便居民活動(dòng)。并在保證安全的前提下打造居民親水活動(dòng)區(qū)，滿足人們親近自然、接近水體的愿望，增加居住體驗(yàn)，提升濱水區(qū)居民生活品質(zhì)，建成集安全性、生態(tài)性、觀賞性和游樂性于一體的優(yōu)美宜居環(huán)境，讓河道成為一條生態(tài)、綠色的河道，一圈可繞河閑坐的運(yùn)動(dòng)道，讓人們恢復(fù)逐水而居的城市記憶。

4 改造措施

本次改造主要解決2 個(gè)問題：①河道縱坡較大，枯水期怎么保持平穩(wěn)寬闊的水面；②河水流速較大，如何在保證防洪安全基礎(chǔ)上，提升河道的生態(tài)性和美觀性。

根據(jù)工程現(xiàn)狀，充分借鑒國內(nèi)外河道改造的設(shè)計(jì)理念和關(guān)鍵技術(shù)，如首爾清溪川復(fù)原、成都的“三河”改造、桂林的內(nèi)河水系景觀建設(shè)等工程，取其精華，結(jié)合自身特點(diǎn)，因地制宜采取以下工程措施：①新建生態(tài)壩，它可在枯期運(yùn)行，升起閘門擋水，合理控制河道內(nèi)水位，有效改善水環(huán)境和形成活水景觀，而且閘門門頂溢流過水可打造人工瀑布的景觀效果。通過升壩蓄水、降壩行洪，既可解決城市河道泄洪與蓄水的矛盾，又能保證防洪安全。②沿河打造景觀節(jié)點(diǎn)，通過必要可行的工程措施，在河道蓄水的基礎(chǔ)上，通過植物配置、小品打造等進(jìn)行濕地綠化和兩岸濱河帶的環(huán)境美化，建成以“人、城市、生態(tài)、文化”為主題集生態(tài)性、觀賞性和游樂性于一體的優(yōu)美宜居環(huán)境[5]。

4.1 生態(tài)蓄水壩

山區(qū)河道縱坡較陡，河水陡漲陡落，通過修建生態(tài)蓄水壩，在枯期攔水形成穩(wěn)定的景觀水面，打造“動(dòng)靜結(jié)合”的河流景觀，同時(shí)在汛期不影響河道原本的行洪能力。其平面位置依據(jù)“上游斷流時(shí)河道不干枯，上下游水景連續(xù)銜接”這一重要原則，考慮水景要求、主河道坡度、河床高程等，結(jié)合現(xiàn)場地形地質(zhì)條件來選取，采取分級筑活動(dòng)壩的布置方式。在治理段河道內(nèi)布置5 座活動(dòng)壩，壩高為3～5 m 不等，壩長為30 ～45 m不等。

根據(jù)地性條件、蓄水條件及運(yùn)行要求，生態(tài)蓄水壩需滿足運(yùn)行安全可靠、景觀效果好、日常運(yùn)行管理及維護(hù)方便的要求。本工程對橡膠壩、水力自控翻板閘、底軸轉(zhuǎn)動(dòng)液壓鋼壩作如下比較。

（1）橡膠壩。其優(yōu)點(diǎn)是相對于常規(guī)閘投資較低，施工時(shí)間較短，安裝壩袋只需3～15 d即可。壩體是柔性軟殼結(jié)構(gòu)，能較好抵抗波浪沖擊，可安裝跨度大，汛期可倒壩泄洪，不阻水。其缺點(diǎn)是壩袋由高分子合成材料聚合而成，容易受到尖銳物體的損壞，而山區(qū)河道汛期河道內(nèi)常有較大石塊等，且長期在室外環(huán)境中壩袋易老化，使用壽命一般為10～15 a。升降壩是通過充泄水系統(tǒng)來完成，一般需要2～3 h；橡膠壩運(yùn)行時(shí)壩頂溢水高度小于50 cm，所形成的瀑布景觀效果一般。充泄水系統(tǒng)需要修建泵房、充泄水管路等配套設(shè)施，運(yùn)行管理不夠安全可靠。橡膠壩單延米投資約3萬元（不含土建投資）。

（2）水力自控翻板閘。其優(yōu)點(diǎn)是閘門啟閉完全由門前水位變化引起的壓力改變而實(shí)現(xiàn)，不需要任何外力和人工監(jiān)控。運(yùn)行時(shí)正常蓄水位等于或略低于門頂高程，當(dāng)蓄水位高于門頂0.1～0.3 m 時(shí)，門板受水壓力作用而倒伏；當(dāng)擋水位只有門高30%～20%時(shí)，門板受重力作用而升起。其缺點(diǎn)是閘門啟閉受泥沙淤積影響較大。運(yùn)行時(shí)，門前泥沙淤積位于支鉸支點(diǎn)以下形成啟門阻力矩，可能導(dǎo)致閘門難以正常開啟；關(guān)閉時(shí)如門后泥沙淤積或硬物卡在支鉸處，導(dǎo)致閘門難以正常關(guān)閉，對安全運(yùn)行不利。水力自控翻板閘單延米投資約5 萬元（不含土建投資）。

（3）鋼壩。其外形美觀、實(shí)用、新穎，不設(shè)中墩，可形成大跨度水景觀效果。閘門采用鋼材，表面進(jìn)行熱噴鋅，堅(jiān)固耐用。運(yùn)轉(zhuǎn)件為特殊復(fù)合材料，在水下運(yùn)行多年無需加潤滑油。閘門通過液壓設(shè)備啟閉，速度快，一般在2 min 之內(nèi)即可完成。特有的鎖定裝置可以有效地控制閘門開啟角度，水位可以任意調(diào)節(jié)。啟閉機(jī)也可以配備手動(dòng)裝置，操作力只需50 N，若遇停電或故障亦可以保障正常運(yùn)行。鋼壩單延米投資約12萬元（不含土建投資）[6]。

通過上述綜合比較，考慮到者樓河洪水來臨時(shí)河道水位漲幅較快且河道內(nèi)有大量的推移質(zhì)和懸移質(zhì)，為能夠快速開啟閘門泄水且閘門不易被損壞，本次推薦采用底軸轉(zhuǎn)動(dòng)液壓鋼壩，如圖1所示。

圖1 底軸轉(zhuǎn)動(dòng)液壓鋼壩模型

4.2 沿岸景觀工程

設(shè)計(jì)主要從布依文化精髓內(nèi)提取靈感，如吊腳樓的形式及材質(zhì)、常用樂器及形象、蠟染的圖案紋樣等，將這些文化沿河落地，成為布依風(fēng)情的展示長廊，與設(shè)計(jì)有機(jī)融合，打造獨(dú)一無二的冊亨布依景觀。

設(shè)計(jì)以一線（沿河運(yùn)動(dòng)）、一段（生態(tài)涵養(yǎng)）、兩點(diǎn)（親水互動(dòng)）、四區(qū)（文化展示）、五帶（靜水緩流）、六橋（橋體景觀）為整體景觀結(jié)構(gòu)。

（1）一線（沿河運(yùn)動(dòng)）。利用現(xiàn)有慢行道、河岸步道等進(jìn)行動(dòng)線組織，沿岸慢行閉合，連通兩側(cè)濱水空間，形成可達(dá)性較強(qiáng)的慢行路網(wǎng)，打造雙側(cè)連續(xù)的健身步道、活力節(jié)點(diǎn)，讓河流律動(dòng)起來。通過上述措施實(shí)施，提高片區(qū)的可達(dá)性，讓河流與周邊道路、居住區(qū)等聯(lián)系更緊密，讓水岸生活成為人民的生活記憶。

（2）一段（生態(tài)涵養(yǎng)段）。生態(tài)涵養(yǎng)段位于河道中下游，坡度稍緩，通過在河道沿岸種植水生植物進(jìn)行水質(zhì)涵養(yǎng)，有針對性地進(jìn)行植物選擇布置，選用喬木、灌木、藤本植物完善植物群落構(gòu)成，從視覺角度強(qiáng)化綠地空間和水面空間的建設(shè)，弱化堤防空間邊界，改善親水性，構(gòu)建河流綠色廊道，提升河流的生態(tài)廊道功能，從而改善堤防周邊的生態(tài)環(huán)境，在空間尺度上弱化硬質(zhì)堤防給人帶來的堅(jiān)硬冰冷的感受。

（3）兩點(diǎn)（親水互動(dòng)點(diǎn)）。在河道較寬、縱坡較緩的位置結(jié)合地形設(shè)置多級活動(dòng)空間，有親水平臺、休息平臺、過河汀步等。上層空間保證行人基本通行，下層空間則可進(jìn)行親水活動(dòng)，親近自然享受清涼，在汛期來臨時(shí)不影響行人通行功能。

（4）四區(qū)（文化展示區(qū)）。在河道段設(shè)置4 處文化展示區(qū)，集中展示冊亨布依族少數(shù)民族文化。以建筑文化作為載體，進(jìn)行整體文化落點(diǎn)基礎(chǔ)，通過景觀小品等形式，讓市民在沿河游憩的過程中了解冊亨縣豐厚的民族文化特色，身臨其境感受當(dāng)?shù)氐奈幕l(fā)展，利用景觀節(jié)點(diǎn)的方式敘述城鎮(zhèn)文化，以此作為冊亨縣對外展示布依文化的窗口之一。

（5）五帶（靜水緩流帶）。在治理河段內(nèi)，因地制宜地設(shè)置5 座生態(tài)蓄水壩，形成5 段靜水緩流段，整體形成水流流速多樣的狀態(tài)。

（6）六橋（文化橋體景觀）。目前，老城區(qū)橋梁有6 座。結(jié)合周邊的文化落位及功能分布，主要采用彩繪的手法，結(jié)合欄桿雕刻、展板展示等，使6 座大橋分別體現(xiàn)布依族服飾文化、節(jié)慶文化、歌舞文化、古籍文字等教育文化、生活文化、民風(fēng)民俗以及河流村莊文化等。

5 結(jié)語

針對者樓河縣城段的特點(diǎn)，本工程以保障區(qū)域防洪能力、改善河流生境、提升濱水景觀為核心，以生態(tài)和景觀相結(jié)合的理念，通過修建生態(tài)蓄水壩、濱水文化建筑物等措施，在滿足原有防洪功能的同時(shí)，對改善人居環(huán)境、提升景觀視覺效果、傳達(dá)城市歷史文化等方面有著極其重要的意義。