城市水系的生態(tài)修復(fù)與景觀設(shè)計(jì)研究

摘 要：生態(tài)修復(fù)是在生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)下，以生物修復(fù)為基礎(chǔ)，結(jié)合各種物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)以及工程技術(shù)措施，通過優(yōu)化組合，達(dá)到最佳效果和最低耗費(fèi)的一種綜合的修復(fù)污染環(huán)境的方法。城市水系作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，不僅可以緩解熱島效應(yīng)、調(diào)節(jié)環(huán)境氣候、保護(hù)物種多樣性以及保持水土，還具有承載地域文明的作用。景觀好、質(zhì)量佳的城市水系，可為快節(jié)奏城市生活中的人群提供休憩、親近自然的獨(dú)特方式。為此，基于生態(tài)修復(fù)理念，研究城市水系的治理，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。

關(guān)鍵詞：城市水系；水生態(tài)；景觀設(shè)計(jì)；生態(tài)修復(fù)

2020年8月31日，習(xí)近平總書記主持召開中共中央政治局會(huì)議，指出要統(tǒng)籌推進(jìn)山水林田湖草沙綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理。這使得生態(tài)修復(fù)逐漸成為新時(shí)代城市發(fā)展的重要方向。因此，應(yīng)大力加強(qiáng)水生態(tài)的保護(hù)與建設(shè)，發(fā)掘城市自然文化價(jià)值。

一、城市水系的作用

維系生態(tài)平衡：城市水系是城市的血脈，是維系城市生態(tài)平衡的重要組成部分，與城市發(fā)展密切相關(guān)。城市水系具有凈化環(huán)境的功能，如水體中的微生物能夠吸收水中的污染物，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，水生植物有減緩水體富營養(yǎng)化的功能。

提供水源：河流、湖泊、水庫等經(jīng)過處理后可以提供清潔的飲用水，滿足人類生活的需要。

調(diào)節(jié)氣候：水體的蒸發(fā)作用能夠增加空氣中的水含量，有利于提高空氣濕度。此外，水的不同物態(tài)變化起到了吸收和釋放熱量的作用，可以有效調(diào)節(jié)溫度，改善城市氣候。

豐富景觀體驗(yàn)：利用水資源，融合人工建造的景觀和環(huán)境，能實(shí)現(xiàn)人水和諧，形成健康互動(dòng)的空間。城市水系設(shè)計(jì)需綜合考慮生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等方面，塑造城市水環(huán)境系統(tǒng)，加強(qiáng)城市水系親水性，并起到貫通交通、承載文化的良好作用。城市水系為眾多水生生物提供了棲息環(huán)境，形成了天然的景觀，同時(shí)具備觀賞、休閑的價(jià)值，提高了城市居民的生活質(zhì)量。

二、當(dāng)前城市水系存在的問題

（一）生態(tài)問題

易斷流：城市水系中的部分河流為季節(jié)性河流，以雨水補(bǔ)給為主，主要是隨降雨季節(jié)變化而變化。季節(jié)性河流水量不穩(wěn)定，不能較好地滿足用水需求，且易發(fā)生斷流現(xiàn)象。

自然功能弱化：部分地區(qū)為降低治理難度，提升水體質(zhì)量，采用工程措施裁彎取直，導(dǎo)致溝渠化現(xiàn)象嚴(yán)重，水系滲透能力下降，生態(tài)調(diào)節(jié)功能被弱化。

河道底泥污染：受物理和化學(xué)因素的雙重影響，底泥污染物不斷污染著水質(zhì)，影響城市水系的溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）等指標(biāo)。城市水系的持續(xù)性污染導(dǎo)致水體中產(chǎn)生黑臭物質(zhì)，嚴(yán)重影響水生植物、動(dòng)物、微生物的生長。

水面漂浮物多：由于居民生活垃圾填埋，堵塞河道，水系對(duì)外聯(lián)系不暢，產(chǎn)生大量的水面漂浮物。

水體富營養(yǎng)化：生活、生產(chǎn)污水未經(jīng)處理就排放，導(dǎo)致藻類不斷繁殖，水體富營養(yǎng)化，水體自凈能力變?nèi)酰鷳B(tài)環(huán)境失衡。

流動(dòng)性差：水體流速不高，坡度較緩，活力較低。

（二）景觀設(shè)計(jì)問題

1.目標(biāo)兼顧困難

中國的河流生態(tài)修復(fù)通常以政府為主導(dǎo)、水利部門為主體，在實(shí)施過程中，往往缺乏生物、景觀等方面的專家參與設(shè)計(jì)及施工指導(dǎo)[1]。城市水系的生態(tài)修復(fù)不僅要關(guān)注各類水資源，而且要保證景觀系統(tǒng)的美觀性。治水、防洪、營造環(huán)境等多個(gè)目標(biāo)同時(shí)存在，專業(yè)協(xié)調(diào)性強(qiáng)，過程中難免存在沖突，因此全局思維尤為重要，只有統(tǒng)籌兼顧生態(tài)治理與景觀提升目標(biāo)，才能實(shí)現(xiàn)綜合效益。

2.空間受限

城市水系承擔(dān)著居民休閑娛樂的功能，周邊應(yīng)配套娛樂區(qū)、休閑區(qū)等功能分區(qū)。只有分區(qū)合理多樣，景觀才會(huì)豐富。因?yàn)槌鞘兴瞪鷳B(tài)修復(fù)的大部分面積集中于水域，所以用地及景觀改造的空間都有限制，不能很好地發(fā)掘空間潛力。

3.文化性弱

對(duì)城市文化挖掘力度小，展現(xiàn)形式大多為普通的展板展示，文化承載、生態(tài)治理、景觀設(shè)計(jì)不能融合，形式單一。

三、城市水系生態(tài)修復(fù)與景觀設(shè)計(jì)的原則及理念

（一）設(shè)計(jì)原則

因地制宜：充分考慮當(dāng)?shù)刈匀粭l件、環(huán)境承載能力等情況，根據(jù)水質(zhì)、污染原因、治理目標(biāo)的不同，合理選擇治理方式。保證工藝設(shè)計(jì)的合理性、可行性及可靠性。

突出重點(diǎn)：以水環(huán)境綜合治理為主，高標(biāo)準(zhǔn)提升水質(zhì)、修復(fù)生態(tài)和整治岸線。明確重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)河段及相應(yīng)的重點(diǎn)措施，分清主次，統(tǒng)籌兼顧，提高整體流域水環(huán)境。

綠色發(fā)展：結(jié)合生態(tài)保護(hù)修復(fù)、環(huán)境景觀建設(shè)等，推進(jìn)水資源的綠色發(fā)展，實(shí)現(xiàn)污水治理與生態(tài)發(fā)展、文明建設(shè)的有機(jī)銜接。

（二）設(shè)計(jì)理念

修復(fù)水生態(tài)：注重生態(tài)調(diào)水，增加生態(tài)用水量。貫通周邊水系，建立水資源綜合利用系統(tǒng)，為生態(tài)建設(shè)提供前提條件。

打造水文化：以營造親水空間、打造生態(tài)微景觀、建立生態(tài)走廊及保護(hù)物種多樣性為主，保證岸線景觀功能的充分發(fā)揮。優(yōu)化城市水環(huán)境能夠帶動(dòng)周邊的消費(fèi)，使經(jīng)濟(jì)、人文、自然充分融合，提高人們的幸福指數(shù)。

加強(qiáng)水治理：多措并舉、多管齊下，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)環(huán)境的改善。

四、城市水系生態(tài)修復(fù)與景觀設(shè)計(jì)的流程與措施

（一）修復(fù)與設(shè)計(jì)流程

分析與調(diào)研：對(duì)項(xiàng)目概況進(jìn)行分析調(diào)研，內(nèi)容包括項(xiàng)目范圍、水源水質(zhì)、水量狀況、水質(zhì)數(shù)據(jù)、水質(zhì)斷面要求。通過收集數(shù)據(jù)、水樣取樣、水質(zhì)檢測(cè)等方式，了解項(xiàng)目需求及主要問題。

確定治理思路：根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)告等資料，編寫水生態(tài)治理方案。重點(diǎn)突出治理重點(diǎn)、難點(diǎn)及治理措施，明確詳細(xì)的方案計(jì)劃。

控源截污：聯(lián)系相關(guān)單位嚴(yán)控周邊管線排入城市水系，加強(qiáng)監(jiān)督及規(guī)范。

長期監(jiān)測(cè)：落實(shí)河道水生態(tài)跟蹤維護(hù)規(guī)定。由環(huán)保部門負(fù)責(zé)河道水污染的監(jiān)督和管理，各分管部門負(fù)責(zé)轄區(qū)內(nèi)河道的日常清障保潔、堤防及兩岸綠化的管理和養(yǎng)護(hù)等，多部門協(xié)調(diào)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)河道生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展。

（二）修復(fù)與設(shè)計(jì)內(nèi)容

生態(tài)修復(fù)主要利用培育的植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動(dòng)，對(duì)河流水體中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化，達(dá)到水生態(tài)系統(tǒng)的重建目的，使其擁有自凈能力，最終實(shí)現(xiàn)水質(zhì)改善[2]。城市水系的生態(tài)修復(fù)與景觀設(shè)計(jì)主要分為水體修復(fù)、岸線修復(fù)、生境重構(gòu)、水循環(huán)以及建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、加強(qiáng)后期運(yùn)營管理等方面內(nèi)容，經(jīng)過人工改造與自然修復(fù)相結(jié)合，改善環(huán)境，提高景觀功能，實(shí)現(xiàn)景觀在生態(tài)治理中的價(jià)值提升。

1.水體修復(fù)

水體修復(fù)主要使用微生物技術(shù)。微生物技術(shù)能顯著提升底泥、上覆水中氨氮及耗氧有機(jī)物的去除能力，主要通過氧化、還原、水解作用將有機(jī)污染物降解為無害的物質(zhì)，同時(shí)通過富集于底泥氧化層的底棲微型動(dòng)物食物鏈的轉(zhuǎn)換作用來實(shí)現(xiàn)底泥修復(fù)和減量。

2.岸線修復(fù)

城市水系因考慮城市居民生活需求，大多采用人工截彎取直的策略，但嚴(yán)重破壞了自然岸線的生態(tài)系統(tǒng)，威脅了生物多樣性發(fā)展和保護(hù)。當(dāng)前，城市使用較為廣泛的護(hù)坡形式有現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、預(yù)制混凝土塊體護(hù)坡、漿砌塊石護(hù)坡等。設(shè)置護(hù)坡的目的是穩(wěn)定城市水系岸線，滿足防洪排澇的需求，基本不考慮生態(tài)要素和景觀設(shè)計(jì)。生物多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用，而城市水系岸線固化后，水生生物的生活環(huán)境被破壞，難以流動(dòng)能量及信息，使得物種種類減少，河道自凈能力減弱。因此，生態(tài)岸線修復(fù)工作迫在眉睫。

城市水系生態(tài)修復(fù)的目的之一是構(gòu)建人與自然和諧相處的氛圍。在岸線修復(fù)過程中，應(yīng)側(cè)重對(duì)岸線的設(shè)計(jì)，優(yōu)化岸線的形態(tài)。結(jié)合水生植被構(gòu)建護(hù)坡，能夠?yàn)楹拥涝黾涌勺兛臻g，形成沿河岸開放的淺水區(qū)域，不僅給人們提供開闊的視野，還能在淺水區(qū)域設(shè)置植物造景空間[3]。

保護(hù)城市水系的蜿蜒形態(tài)，避免截彎取直，在已經(jīng)被人工改造的部分，盡可能恢復(fù)水系的自然性能。對(duì)于難以改良的岸線，采取生態(tài)護(hù)坡或建設(shè)礫石群，改良水系水力條件，保證足夠的孔隙率實(shí)現(xiàn)物質(zhì)交換，維持豐富的深潭和淺灘景觀。

根據(jù)不同水深合理種植挺水植物、浮水植物、沉水植物。結(jié)合木棧道、游步道、騎行道等景觀設(shè)施，增強(qiáng)駁岸的參與性。城郊較為平緩的河岸可采取全系列生態(tài)式護(hù)坡，以生態(tài)性為主，增強(qiáng)固坡、凈水功能。

在滿足親水性要求的前提下，景觀設(shè)施的應(yīng)用在堤岸中尤為重要?？刹捎蒙鷳B(tài)駁岸，岸線修復(fù)材料利用土、木、石、植被等對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行美化，讓時(shí)間和自然做工，形成自然、豐富的微觀生態(tài)系統(tǒng)。預(yù)留挺水植物、沉水植物的生長空間，以及兩棲動(dòng)物登岸所需要的通道，致力于打造生態(tài)持久的岸線。另外，親水平臺(tái)為接觸水生動(dòng)植物、了解水環(huán)境提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，因此，以水資源為依托的景點(diǎn)注意對(duì)親水平臺(tái)的打造。

3.水循環(huán)

城市水系容量有限，導(dǎo)致水流速度較慢，而較低的流速會(huì)積存較kWg2p6sNQ3lwxWMCpSB6CllTCT4WXM5LfaJdsZUc5oA=多的沉積物。

首先，解決設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的生態(tài)用水問題，提高水資源的綜合利用率；結(jié)合周圍水系及地下水，開展蓄水工程，蓄洪補(bǔ)枯，調(diào)節(jié)徑流，使天然來水能在時(shí)間和空間上滿足河道的要求，從而實(shí)現(xiàn)水體的綜合利用效益。

其次，水循環(huán)動(dòng)力不足會(huì)阻滯污染物的降解擴(kuò)散，對(duì)此，可以新建曝氣設(shè)備，優(yōu)化流量分配，提高水體流動(dòng)速率，加快水循環(huán)，增加溶解氧的含量，提高水體的自凈能力。

最后，還可以采用活水補(bǔ)水措施，加強(qiáng)水系的聯(lián)通，增設(shè)泵站，實(shí)現(xiàn)水量平衡。保證城市水系的流動(dòng)性和枯水期水位高度，不斷補(bǔ)充活水，保障水源充足。

4.生境重構(gòu)

生境重構(gòu)涉及基地改良技術(shù)、生態(tài)交錯(cuò)帶構(gòu)建技術(shù)、沉水植物去除富營養(yǎng)化技術(shù)、沉水植物群落構(gòu)建技術(shù)、水下森林生境重構(gòu)技術(shù)等。生境重構(gòu)旨在通過水生動(dòng)植物和微生物發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)河道的生態(tài)凈化，構(gòu)建水下全生態(tài)系統(tǒng)，利用微生物、水生植物和水生動(dòng)物等配置，豐富生態(tài)多樣性，提升河道自凈能力，構(gòu)建良性循環(huán)的生態(tài)環(huán)境。

生境重構(gòu)還能采用垂直混交技術(shù)，在改良地被植物種類的同時(shí)種植適量的喬木樹種，以“喬木+地被”的群落構(gòu)建方式來展示開花地被植物，同時(shí)保證區(qū)域視野的開闊性。檜柏可作為群落的建群種，烏桕作為共優(yōu)種。植物群落采用種類繁多的開花地被植物，如開春花的鳶尾科植物，開夏花的石蒜、慈姑，以及開秋花的玉簪等，搭配紅色葉的雞爪槭、烏桕，展現(xiàn)“繁花似錦，綠柳如煙”的景象。

5.數(shù)字化治理

詳細(xì)調(diào)查相關(guān)排水位置，建立排水口數(shù)字化管理體系，進(jìn)行智能化檢測(cè)及測(cè)量。利用現(xiàn)代信息技術(shù)識(shí)別問題，如發(fā)現(xiàn)管道破損、滲漏等問題及時(shí)處理，確保徹底截污，實(shí)現(xiàn)污水分流、精準(zhǔn)治理。必要時(shí)，可落實(shí)人工智能運(yùn)營維護(hù)技術(shù)，減少污水匯入城市水系，影響生態(tài)治理效果。

五、城市水系生態(tài)修復(fù)與景觀設(shè)計(jì)的實(shí)施框架

（一）踏勘調(diào)研

充分調(diào)研是工程管理的第一步，也是關(guān)鍵性的一環(huán)。在工程的前期調(diào)研中，需要研讀前期設(shè)計(jì)方案，解讀設(shè)計(jì)圖紙，具體了解相關(guān)內(nèi)容后再進(jìn)行現(xiàn)場踏勘。踏勘過程應(yīng)根據(jù)資料，結(jié)合現(xiàn)場水環(huán)境狀況開展深入了解，合理制定實(shí)施方案。

（二）合同管理

合同管理由招投標(biāo)、合同簽訂、合同履行、合同變更等組成。合同簽訂后，根據(jù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，制定科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的工程進(jìn)度計(jì)劃，以及相關(guān)的應(yīng)急管理措施，保證施工的合理性和可行性。

（三）施工管理

施工管理主要包括進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理。嚴(yán)格按照施工進(jìn)度計(jì)劃施工，確保項(xiàng)目按時(shí)完工。為保證施工質(zhì)量，應(yīng)遵循設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范，加強(qiáng)與業(yè)主監(jiān)理的溝通協(xié)調(diào)，在其監(jiān)督管理下保證施工質(zhì)量。安全管理主要是保證作業(yè)人員、周邊建筑物及居民的安全。

綜上所述，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，城市水系在生態(tài)環(huán)境中的地位愈加重要。然而，當(dāng)前的生態(tài)治理形勢(shì)十分嚴(yán)峻。城市水系的生態(tài)修復(fù)與景觀設(shè)計(jì)應(yīng)以生態(tài)構(gòu)建為發(fā)力點(diǎn)，通過修復(fù)水生態(tài)、打造水文化、加強(qiáng)水治理等措施，實(shí)現(xiàn)景觀與水體的融合，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展與水體景觀設(shè)計(jì)的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡鞍鋼.中國實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰目標(biāo)及主要途徑[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2021（3）：1-15．

[2]高曉波，張瑤，廖楷杰，等.生態(tài)城市視域下大型體育場館景觀功能價(jià)值意蘊(yùn)與實(shí)現(xiàn)策略[J].體育文化導(dǎo)刊，2021（6）：33－40.

[3]胡朝陽.城市河湖連通新模式：“分流島”[J].水電能源科學(xué)，2022（3）：38-41.

作者簡介：

任靜，山東華特環(huán)保科技有限公司中級(jí)工程師。研究方向：農(nóng)學(xué)。