雙碳目標下城鎮(zhèn)型河流生態(tài)環(huán)境的復蘇探索

梁瑤瑤，陳 勇，王英杰

(1.中水珠江規(guī)劃勘測設計有限公司，廣東 廣州 510610；2.珠江水利委員會水生態(tài)工程中心，廣東 廣州 510610)

0 引言

在當前雙碳目標的戰(zhàn)略背景下，水利作為生態(tài)環(huán)境改善的重要保障之一，如何在水生態(tài)系統(tǒng)修復的基礎上提升江河湖庫固碳增匯的能力，已成為值得思考研究的問題[1]。近年來，隨著“一河(湖)一策”“幸福河湖”“母親河復蘇行動”等政策的推動，新時代生態(tài)文明建設取得重大成果，國內已建成多個美麗河湖樣板，具有廣泛的示范性，然而研究低碳化河流生態(tài)環(huán)境復蘇設計的工程較少。

本文將以東江-沙河水系連通工程為例，“碳”究河流生態(tài)環(huán)境的復蘇設計如何更有效地發(fā)揮節(jié)能減排和減碳固碳的作用，為水利工程的低碳化設計提供新途徑、新思路，助力推動新階段水利的高質量發(fā)展。

1 河流生態(tài)環(huán)境復蘇的研究背景

1.1 復蘇的概念內涵

河流生態(tài)環(huán)境復蘇主要針對受損的河流生態(tài)系統(tǒng)，如干涸斷流或自然形態(tài)受損的河道，通過系統(tǒng)有序的修復措施，促進其逐漸恢復生態(tài)平衡，保持穩(wěn)定的生態(tài)功能，實現河流生生不息的自然景象[2]。河流生態(tài)環(huán)境復蘇不僅是新階段水利高質量發(fā)展的重要舉措，而且是建設美麗中國的必然要求，具有廣泛而深遠的意義。

1.2 城鎮(zhèn)型河流的特征

城鎮(zhèn)型河流主要指依托流經中小城市城區(qū)及鎮(zhèn)區(qū)的河流水系。相比于都市型河流具有高密度、高投入、高開發(fā)等建設特征，城鎮(zhèn)型河流主要服務于中小城市及城鎮(zhèn)地區(qū)人口相對稠密的區(qū)域，建設管理和水岸開發(fā)力度都較低，河流周邊常有大量高污染高能耗的產業(yè)集聚，濱水產業(yè)結構正處于轉型提升期；在滿足人民休閑生活的基礎上，城鎮(zhèn)型河流強調生態(tài)修復和經濟發(fā)展的雙重功能，對加強流域空間綜合開發(fā)利用、提升濱水綠地價值有著更迫切的治理需求。相比于鄉(xiāng)村型河流具有低密度、低開發(fā)、仍留有原生鄉(xiāng)野之美的特征，城鎮(zhèn)型河流具有城鄉(xiāng)融合的特征，注重展現城鎮(zhèn)自身山水特色。

城鎮(zhèn)型河流生態(tài)環(huán)境的復蘇是生態(tài)、文化、經濟的多元復蘇，是城鎮(zhèn)幸福河湖建設的重要途徑，更是城鎮(zhèn)宜居宜游宜業(yè)生活圈構建的重要組成部分。推動城鎮(zhèn)型河流生態(tài)環(huán)境復蘇的綠色化、低碳化設計，是新階段高質量發(fā)展的應有之義，是引導人民群眾向綠色低碳生產、生活方式的必然選擇。

2 博羅縣東江-沙河水系現狀分析與目標任務

東江-沙河水系連通工程位于廣東省惠州市博羅縣園洲鎮(zhèn)境內，北靠羅浮山，自然環(huán)境優(yōu)越。古時小海河道(約4.56km)連通著東江和沙河兩大水系，水草豐沛，魚躍鳥鳴，人民沿著小海不斷遷徙，自發(fā)形成了多個傳統(tǒng)的村莊聚落。村鎮(zhèn)依水而興，甚至出現了厘金廠等重要金融場所，孕育了獨特的東坡文化、龍舟文化和粵曲文化，形成了水陸相交、商貿繁盛的魚米之鄉(xiāng)。

然而在上世紀50年代，由于修筑堤防末段小海被填筑堵塞，小海成為死水，與東江的水體交換和生物交流被阻塞。隨后由于經濟快速發(fā)展，小海兩岸興建了不少印染企業(yè)，流域內低端高污染的產業(yè)不斷集聚，粗放式的產業(yè)發(fā)展方式導致小海污染日益嚴重，斷頭河日漸發(fā)臭，水質呈斷崖式下降[3]；沙河下游也由于受三角洲潮汐的影響，河道水流呈往復流，污染物在涉河內迭蕩，造成沙河水環(huán)境承載力低下，如圖1所示。

圖1 古河道1986年衛(wèi)星圖與2018年衛(wèi)星圖對比示意圖

近年來，博羅縣園洲鎮(zhèn)堅持“以人為本、生態(tài)優(yōu)先、文化引領、創(chuàng)新驅動”的發(fā)展思路，積極優(yōu)化產業(yè)結構，改善流域水質環(huán)境，以治水倒逼治產，清退了大量的高污染產業(yè)，在東江與沙河水系連通工程啟動前完成了截污工程，為水系連通工程夯實了建設基礎。

東江與沙河水系連通工程以改善城市水體循環(huán)為首要目標，同時兼顧防洪排澇、生態(tài)環(huán)境、文化休閑等治理目標，從流域出發(fā)，通過河道疏浚、開挖、新建水閘等措施，恢復東江與沙河水系連通，將小海及兩岸地區(qū)建設成為具有地域特色的集生態(tài)、防洪、景觀、休閑娛樂于一體的城市濱水區(qū)，如圖2所示。

圖2 工程總平面布置圖

3 雙碳目標下城市邊緣區(qū)河流復蘇的設計“碳”索

以綠色發(fā)展理念為指引，按照“水系連通、潮差活水、多維生境、低碳景觀、智慧調度”多目標的系統(tǒng)治理思路，統(tǒng)籌解決小海水安全、水生態(tài)、水環(huán)境、水景觀等涉水問題，強化涉水空間資源的保護、開發(fā)與利用，實現河流的生態(tài)、景觀、產業(yè)等多重服務價值的有效提升，促進人-水-城和諧共生發(fā)展，打造當地幸福河湖的美麗樣板。

3.1 “碳”索多專業(yè)協(xié)作方式，共建生態(tài)永續(xù)的水利工程

工程巧借蘇軾治西湖的妙思，將人工治理、生態(tài)營造與景觀美學有機融合，深度促進水文、水工、生態(tài)、景觀、移民、施工、造價等多專業(yè)的協(xié)作，主要通過水系連通、河道疏浚等實現可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)水利設計。

3.1.1留足河流自然生長的空間

傳統(tǒng)的水系連通工程大多按照單一的河流寬度和長度確定工程的建設范圍，僅僅考慮水利部門密切相關的河道管理范圍、保護范圍線、行洪控制線等，未能充分考慮與城市綠線、藍線的融合。

以尊重現狀土地利用情況和空間管控為原則，在工程設計的前期階段，通過地形勘測、調研座談等方式摸清河流周邊的土地利用情況，整合河流周邊可利用的濱水小廣場、防護綠地、閑置的低洼地等濱水綠地資源，積極銜接國土空間規(guī)劃，劃定更合理的工程紅線范圍，避免只用河流寬度這類單一的指標割裂濱水綠地資源，破壞現狀生態(tài)廊道的連續(xù)性。在不增加工程造價投資的基礎上，充分考慮碳匯水岸植被群落構建、河流多元生境營造、濱水游憩系統(tǒng)建設等需求，對濱水綠地進行整合優(yōu)化，預留能讓河流自然生長、讓萬物復蘇的生態(tài)廊道空間，為城鎮(zhèn)未來的發(fā)展留足彈性空間；同時通過土地的資源整合，可有效提高濱水綠地的利用率和使用率，實現土地的集約利用。

3.1.2夯實韌性多維的藍綠基底

傳統(tǒng)水利設計為了保障水系行洪通道的順暢，常采用單一、順直的護岸斷面形式，忽略現狀自然多變的地形，對水系進行直接拓挖，粗暴地清除河流現狀內由于多年沖積形成的自然灘地和濕地，由此產生的大量挖方往往難以實現就地平衡，需要外運處理。這種傳統(tǒng)模式不僅不能適應新時代水生態(tài)建設的要求，還會增加碳排放，不利于工程的節(jié)能減排管控。

工程秉持從源頭減碳的原則，在方案比選初期就主動思考水利工程的規(guī)劃設計如何服務雙碳目標，積極推動傳統(tǒng)設計方式的綠色轉型。工程充分考慮小海季節(jié)性水位變化，以疏浚、水系連通等措施為主，最大化保留現狀的灘地、低洼地等濕地，對河床底泥進行達標處理，重點通過微地形設計、種植土回填等方式實現資源的就地利用和土方平衡，最終實現防洪排澇、生態(tài)補水、活水暢流等多重功能，重塑自然蜿蜒、豐富多變、彈性共生的藍綠基底。

在工程設計的過程中需要各專業(yè)的設計內容充分銜接，如將底泥回填到河道兩岸重塑地形，不能僅僅只考慮回填地形的美觀性，還需要復核回填的地形是否影響行洪和水動力、是否有利于生物棲息地的營造等等；如護岸設計，水文和水工專業(yè)需提供相關的洪水位數據和防洪斷面規(guī)模給生態(tài)和景觀專業(yè)，進行進一步的豎向設計；務求在充分的、科學的論證基礎上實現多能合一的河流生態(tài)環(huán)境設計[4]。

在項目的施工階段，定期進行現場進度查勘和無人機航拍記錄，把低碳理念落實到各個實施環(huán)節(jié)之中，關注工程全周期的碳排放來源，對水利建設進行實時的監(jiān)督，優(yōu)先考慮環(huán)保型的節(jié)能材料，將現狀擋墻、構架等拆除后形成的紅磚、石塊等進行回收利用；同時積極與施工單位溝通，發(fā)現有明顯不良影響的，及時提出有效的解決措施和意見，盡量減少不必要的建設環(huán)節(jié)，實現可持續(xù)發(fā)展的低碳水利。

3.2 “碳”索多層次鄉(xiāng)土植被，共享高效固碳的綠美水岸

3.2.1營造與水共生的多層次濱水植被群落

國家法律法規(guī)對水利工程關于在河道內種植苗木有嚴格的規(guī)定，在行洪河道內種植的苗木不得影響行洪通暢；因此傳統(tǒng)水利工程的濱水綠化設計往往更慎重，在滿足覆綠的基礎上通常僅考慮少量的植物搭配，濱水植被群落往往較單一、固碳的能力也較低。然而傳統(tǒng)的市政園林項目往往會更側重于植物的色彩、造型設計，滿足游客獵奇打卡的需求，而忽略原生植被的生態(tài)特性，過于追求視覺效果。

工程濱水植被群落的設計以保障行洪通暢和生態(tài)活水為基礎，兼顧新時代生態(tài)建設和人民的多元游憩需求，充分考慮東江與沙河潮水位多變的特征，主要通過喬木、灌木、草地的混合種植設計，最大化保留現狀有價值的喬木和大型灌木，構建適應性強、層次豐富、疏密有致的濱水植被群落。

根據研究表明，構建“喬木-灌木-草本”的多層次植被群落不僅能增加植被群落的多樣性，增強植被群落的自我調節(jié)能力，還能將植物的固碳、增氧能力發(fā)揮到最大效果；喬木的冠幅相比于灌木更大，因此其固碳能力更強；落葉植物的固碳能力通常比常綠植物更強[5]。

由于小海每日水位漲落變化約在2m范圍內，針對這特殊的過渡帶，補植濕生、水生花卉植物等，增加能有效凈化水質的植物品種，如香蒲、再力花和鳶尾，做到場地和水體之間的良好過度，恢復河流濕地景觀，創(chuàng)造物種豐富的低碳濱水植被群落。總體上構建以沉水植物-濕生植物-挺水植物為主的濱水植被生長格局，不僅能有利于維持長久的、良好的水質環(huán)境，還能為不同的微生物提供多樣的生存空間，從而影響水岸空間的碳儲存，綜合提升河流生態(tài)廊道的碳匯能力。

濱水植被群落設計不僅考慮了多層次的植物搭配，還注重不同植物組團搭配的合理密度，避免盲目追求植物的碳匯能力而導致過度種植，引起植物不良生長甚至枯萎死亡等現象。同時緊密結合水生態(tài)系統(tǒng)的營造需求，補充細葉榕、鳳凰木、楝樹等蜜源性、食源性植物，給鳥類提供豐富多元的落腳點和食物，吸引不同的鳥類棲息，讓河流成為鳥類和其他生物繁衍棲息的天堂，打造生生不息的濱水生境。

3.2.2制定以鄉(xiāng)土植被為主的高碳匯苗木表

鄉(xiāng)土植被不僅具有明顯的地域性和良好的適應性，而且對本地市民有鮮明的文化性和獨特性，是人民承載鄉(xiāng)愁記憶的重要載體。相比于外來植物品種，鄉(xiāng)土植被擁有更加穩(wěn)定的群落結構，不容易對當地的生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響，有利于建立良好的、持久的、穩(wěn)定的碳匯水岸生態(tài)系統(tǒng)；在施工和養(yǎng)護期間，鄉(xiāng)土植被的運輸和養(yǎng)護成本更低，能從源頭上更有效降低工程建設的碳排放。

堅持以鄉(xiāng)土植被為主、以外來植被為輔的原則，科學篩選苗木，充分考慮工程全周期和植物全生命周期的碳排放特征，合理選擇苗木規(guī)格，優(yōu)選單位面積固碳釋氧效應較好的優(yōu)勢品種[6]，如羊蹄甲、樟樹、鳳凰木、白蘭、木棉、海南蒲桃等喬木和美人蕉、扶桑、蜘蛛蘭、龍船花、海棗等灌木以及臺灣草，制定有實施性、地域性的高碳匯苗木表，并在施工期間與施工團隊保持緊密溝通，根據當地苗圃的實際供應情況做出動態(tài)調整。

3.3 “碳”索多形式教育途徑，共創(chuàng)人人自覺的低碳未來

3.3.1打造低碳化的濱水民俗游徑

古河道不僅在各村落中承擔著重要的交通連接、生產商貿等作用，而且在村落歷史發(fā)展、文化繁衍中飾演著重要的角色。雖然小海受到嚴重污染而堵塞斷流，村民們失去了重要的親水活動空間，但村民們依然心懷敬畏，把相關的濱水民俗節(jié)慶用具保存在古河道周邊，如龍舟、花燈等。

在河流生態(tài)廊道營造的基礎上，通過堤頂路、親水園路、親水棧道的多元連接，重點串聯(lián)古河道周邊的鄉(xiāng)公所、文化站、榕樹廣場、寺廟祠堂、荔枝古道和龍舟存放處等，為人民的日常社交、濱水民俗活動搭建起便利通達、自然樂活的通道，將城市的藍色基礎設施與灰色基礎設施進行有效的融合，打造具有鮮明地域特色的濱水民俗游徑，全面提升河流兩岸的活力。

濱水游徑的低碳設計主要體現在以下3個方面：①將規(guī)劃堤頂路與現狀沿河村道進行結合，降低硬質鋪裝的比例，提高濱水綠地面積，助力河流減排增匯的建設，打造融堤防巡視、慢行游覽、快速穿梭等于一體的一級園路系統(tǒng)；②在滿足安全規(guī)范的基礎上，結合河流地形地貌設計，利用回填的土方設計高低起伏的親水園路，保障親水園路近水岸2m范圍內的常水位小于(不含)0.7m，親水園路實現100%的無欄桿設計，把高昂的欄桿成本置換為綠籬、花帶等自然攔護形式，這不僅可以優(yōu)化投資造價，有效增加碳匯空間，還可以構建更人性化、更利于人民親水戲水的二級園路系統(tǒng)，實現真正的還水于民；③將低碳、節(jié)能的理念應用到濱水游徑的照明設計中，采用節(jié)能環(huán)保燈具，不以追求最亮或花哨的燈光效果為目標，在滿足基礎照明的前提下嚴控光污染，為生物創(chuàng)造一個可持續(xù)發(fā)展的夜環(huán)境，培育綠色發(fā)展的夜經濟。

3.3.2創(chuàng)建主題化的文化教育節(jié)點

因水而生的村落自古崇尚“上善若水”，信仰儒學，并以儒家五常“仁義禮智信”的特色對村落進行統(tǒng)一謀劃布局，人民逐水而居，又因水而榮。多年來，村民保持著淳樸的民風，維持著綠色可持續(xù)的農業(yè)生產，善用竹、木、石等自然材料建造自己的美好家園，可謂是人與自然和諧相處的典范。

工程設計不僅滿足于水安全、水動力、水生態(tài)等方面的營造，而且聚焦于滿足人民多元的精神文化需求、新時代生態(tài)文明思想的宣傳需求、節(jié)水型社會構建需求等，結合河道自身的特點，打造以“興仁、崇儀、敦禮、廣智、秉信”為主題的五大特色濱水文化教育節(jié)點，以水育德，創(chuàng)建融合鄉(xiāng)愁記憶、時代價值、水哲學于一體的水文化宣傳教育空間，引導人民向低碳綠色的生活方式轉型。

節(jié)點的設計以低干預為原則，盡量使用自然材料或環(huán)保材料，主要通過不同規(guī)模的濱水學堂、休閑草階、水科普裝置、雕塑小品、文化長廊等多元化、趣味化、互動化的設施提升節(jié)點空間的吸引力，營造寓教于游、能陶冶性情的濱水人文場所。

4 結語

河流生態(tài)環(huán)境復蘇的低碳化設計是當前城鄉(xiāng)建設的必然趨勢，不僅需要從流域出發(fā)統(tǒng)籌水安全、水生態(tài)、水環(huán)境、水景觀等多重涉水問題，重視水生態(tài)系統(tǒng)修復全階段、全過程的低碳化設計，而且需要從區(qū)域出發(fā)，在政府、設計團隊、施工團隊等多方的協(xié)同合作的基礎上有序推進濱水空間的管控與開發(fā)利用，科學引導人民向綠色低碳的生產生活方式轉型，才能更有效地讓水生態(tài)價值轉化取得良好成效，為推動城鎮(zhèn)生態(tài)、文化、經濟的全面復蘇與高質量發(fā)展提供有價值的實踐經驗。