國內外城市河流治理現狀

陳興茹

(中國水利水電科學研究院水力學研究所,北京 100038)

河流關乎人類生活的方方面面,它是動態、復雜的生態系統,具有為人類的生產、生活提供諸多生態服務和經濟服務的功能。城市化進程加劇是特定社會發展時期的產物,在這個階段,人類對自然的開發利用強度增加與自然環境的破壞并存,成為困擾人類發展的一對矛盾。人口快速增長導致水資源、土地資源日趨緊張,河流生態系統日漸退化[1],河流和濕地是世界范圍內受威脅最大的生態系統[2-4]。因此,河流和濕地的生態修復作為世界范圍內的現象,自20世紀90年代以來逐漸成為一個新興的產業[5-10]。城市河流通常指流經城市的河段,這部分河段由于受城市化和人類活動干擾強烈,因此,相對郊區河流,河貌和功能變化較大。

隨著人們對城市河流功能認知的日益深入,以及城市河流對城市經濟發展和人們生活的重要性,近年來城市河流研究工作在國內外得到廣泛開展,相關學者發表了很多的文章,研究內容涉及大江大河的生態調查評價[11-14]、近自然治理措施[15-17]、各生態因子間相關性分析[18]、流域尺度生態修復[19-21]、河岸帶修復與管理[22-23]、生態完整性的恢復和重建[24]、城市河流生態修復[25-33]等。

1 國內外城市河流治理思路的轉變

當前,經濟社會發展對城市河流的功能需求已由單純注重防洪排澇安全、供水向防洪、排澇、供水、生態、環境、景觀、文化等多功能并重轉變,由此,國內外城市河流治理的思路正逐漸向在保證防洪、供水安全的前提下,重視河流生態修復和濱水景觀建設方向發展。

a.生態修復成為治河的重要內容。河流生態修復始于20世紀40年代的歐美,20世紀90年代以來得到廣泛地開展,成為當前國際研究的熱點。河流生態修復是融水利工程學、環境科學、生物科學、生態學、美學等學科為一體的治河方法,它以“保護、恢復、重建”生物生存所必需的生境為前提,在不違背河道行洪安全的前提下,控制污水的入河量,修復河流生態系統,主要是建立緩沖帶(綠化帶)、拆除硬質護坡、種植水生植物、保護水生動物(包括底棲動物),從而提高河岸的過濾能力和河流的自凈能力,并充分利用生態系統原理,溝通陸域、水陸過渡域、水體,修復和建立生物生存通道。

b.濱河景觀環境建設成為熱點。城市濱河空間往往是城市市民親水的空間環境和場所,也是城市建設和開發的熱點。濱河景觀建設需對水體及其周圍陸域功能、景觀、環境、文化等方面所進行綜合考慮,其目的在于創造生動、優美、富于特色的城市濱河空間。自20世紀60年代以來,世界許多國家特別注重對城市濱河空間的綜合開發和利用,使其能夠帶動特色旅游,推動經濟發展,提升城市形象,供居民休閑娛樂。

c.水文化建設成為趨勢。當今社會,河流景觀建設更加注重其內涵以及個性化特征。世界上許多城市,從其建立到發展都與水有著密切的聯系,且受地理和地域文化的影響,各自形成了獨具特色的水文化。在對城市河流進行生態修復和景觀建設時,將水文化建設有機地融入其中,既可展現河流的個性化特征,增加河流景觀的持久性和生命力,又可滿足現代人對城市河流舒適性的需求。

2 國外城市河流治理現狀

20世紀60年代歐美廣泛開展了以改善濱水空間功能為目的的濱水區建設活動,之后大規模的城市濱水空間規劃也廣泛開展起來。以日本東京、橫濱濱水區建設和美國巴爾的摩內港建設為代表的濱水區開發,從根本上改變了濱水空間的形象,重新恢復了它的活力。華盛頓波多馬克河綠帶規劃及日本各地的親水公園建設,使城市河流重現河水清澈、綠樹成蔭的良好自然風貌。總體上講,國際上河流治理及修復比較成功的國家以日本、美國和歐洲國家為代表,他們對河流生態修復治理研究較早,修復技術相對成熟[15-16],較大河流的生態修復已有不少實例,如密西西比河、萊茵河、科羅拉多河等[11,17-18]。這些國家工作細致深入,在世界范圍內屬于領先水平,很多城市河流治理的思路和方法能夠為其他具有相似氣候、地形條件的國家提供借鑒。韓國的河流整治工作雖起步相對較晚,但在積極學習借鑒國外先進理念和經驗的基礎上,進展較快。

2.1 日本城市河流治理現狀

日本的民意調查顯示:在被調查人群中,希望有舒適水域空間的占32.5%,要求有娛樂空間的占24.8%,要求有親水功能的占23.4%,希望景觀有文化氛圍的占19.3%。針對人們對河流功能需求的變化,日本逐漸認識到改造城市河流,不僅要還河流以自然空間,還要滿足人類對其功能的需求。于是,日本各地都提出了本地區的城市河流建設口號,如:“建設水和綠色的長廊”、“充滿活力和文化的河流”、“多姿多彩公園化的河流”、“市民向往的家鄉河”、“美麗的多自然河流”、“夜間被螢火蟲照亮的河流”、“清澈而舒適的河流”、“體現雪國歷史的河流”、“遍地黃花的河流”、“面對大海和傳統文化的河流”、“野鳥和鮮花的河流”、“充滿文化氣氛和新風俗的河流”、“綠色、水、文化協調的河流”等。20世紀90年代日本相繼提出了面向21世紀的河流治理方略和多自然工法,前者的目標是把日本建成具有健康富裕的生活條件與美麗自然環境相協調的富有活力的社會,提出要改進和建立有關管理體制,確保河流的生態環境用水量,恢復潔凈水體,保護水環境,形成良好的河流景觀與濱水環境,建設城市水網并加強綠化,要求水邊具有舒適開闊的空間,可為某些娛樂活動提供適宜的場所,并重視保護其生物多樣性;后者指導治河工程如何保護河流周邊環境,恢復自然生境,改進工程措施和應用非工程措施等。此后,原建設省又提出了建設多自然河流的方針,要求治河工程尊重自然多樣性、流域水循環和生態系統的整體性,改變了傳統的治河思路,開始由單一目標的河流整治向流域全面治理并兼顧生態環境建設方向發展[26]。1991年,日本開始推行重視創造多樣化河流形態的施工方法,即“多自然型河流建設”,僅該年全日本就有600多處試驗工程。近20年來,日本治河工程得到廣泛開展,截至2001年,已經開展的近自然修復項目約24000項[30],在這些工程中,推廣應用生態工程措施,建設富有魅力的水邊空間,恢復和創造有生命的河流,使河流的生態環境和生態系統得到了極大的改善。

總體上講,日本的城市河流治理更多地注重生態的恢復,包括水質的潔凈、生態系統的恢復等,主要通過試驗、生態調查、生物調查等手段,對城市河流開展較為詳細的調查,并注重資料的收集,生態理念涵蓋較多,比較符合其近自然河流生態修復的思路。

2.2 韓國城市河流治理現狀

韓國的河流河床非常陡,徑流季節性變化明顯,65%的降雨受季風和臺風的影響,主要集中在6—9月。近幾十年來,受城市化和工業化進程加速的影響,韓國的河流形態、水質、生態形態等方面均變化較大。20世紀60年代以前,大多數河流幾乎均呈自然狀態,自20世紀60年代以來,韓國的河流受城市化和工業化進程的影響可分為5個階段,即自然河流、防災河流、侵占的河流、河流公園、近自然河流。進入20世紀70年代,河流管理主要集中在防洪方面,為此對河流進行渠道化治理,河流也因此而失去了環境功能,生物棲息地、自凈和岸邊景觀等日漸消失(防災的河流);在20世紀70年代晚期,開始建設城市河流公園,大多數公園建筑在灘地上(侵占的河流);進入20世紀80年代,河流灘地成為停車場、休閑娛樂場所、道路和農田等(河流公園);自20世紀90年代早期,自然生態系統的退化成為最重要的社會現象之一,開始引進和適應日本和德國等的城市河流改善措施;20世紀90年代中期,開始河流生態修復研究;20世紀90年代末,河流生態修復的示范項目,如Osan-cheon,Gyeongan-cheon,Anyang-cheon等開始執行;21世紀早期,著名的清溪川(Chenggyecheon)綜合整治開始,并取得了良好的效果。

位于韓國首都首爾的清溪川河道景觀及文化建設一度成為各大媒體談論的熱點,清溪川的整治實踐是韓國河流生態修復的典型代表,它也成為其他城市競相效仿的成功模式之一。清溪川因城市發展被填埋,改成高架公路。隨著經濟的發展,韓國認識到修復河流的重要性,因此,于2004年開始修復清溪川的工作,2005年工程結束。工程開工前,通過廣泛的宣傳,使市民了解工程概況、諒解工程施工對其生活造成的不便,從而使工程施工獲得廣泛的群眾參與和支持。該工程通過水域景觀和水文化建設,提升了首爾的國際形象,獲得良好的經濟社會效益和生態環境效益。

總體上,韓國的河流生態修復也處于起步階段,基本理論和經驗大多從歐美和日本引入,但研究發展速度很快,很多理論已經被應用于河流生態修復,大規模的研究和示范項目已經在中央和地方政府開展。目前,生態河流工程師應更多地關注由人類活動包括大壩、礫石開采、渠道化等因素引起的河道內流量變化、河流生態修復與水和地貌的相互作用。理解不同尺度(微觀、中觀和宏觀)的水流、泥沙、地貌、結構和植被之間的相互作用對于更好地開展河流生態修復與保護工作是必要的[28]。

2.3 美國城市河流治理現狀

美國的城市河流整治工作開展較早,早在1962年,美國生態學家Todum將生態學的概念應用于工程建設中,進一步推動了人們對生態治河工程措施的認識,其根本任務是根據河流的自然狀況和生態特點,采用近自然的工程措施治理河流,以滿足人類對河流功能的需求,并同時保護河流的生物多樣性。美國的南佛羅里達州在20世紀70年代修建了很多人工河道,但逐漸發現周圍濕地越來越干,生物多樣性也急劇減少,進入90年代開始對河流進行有效的改造和修復,目前已恢復河道的蜿蜒狀態。著名的洛杉磯河也正在拆除襯砌。另外,科羅拉多河的生態修復也受到人們的關注,美國地質調查局(USGS)對該河開展了大量工作,包括電站運行對該河下游泥沙的影響,魚類等水生生物資源調查,濱水植物和相關野生動物、鳥類的調查,娛樂價值及其他非使用價值計算,文化資源調查等[11]。美國另一條生態修復比較成功的河流是基西米河。歷史上的基西米河自然蜿蜒,包括很多濕地,生物多樣性豐富;1962—1971年,河道被渠道化改造,生物多樣性大幅度下降,生態功能喪失。基西米河生態修復的目標是恢復其原有的自然水文情勢,重建原有河流、灘地的連續性,恢復原有濕地植物群落的多樣性,恢復原有生物多樣性和功能。

以美國地質調查局和陸軍工程兵團(USACE)為代表,開展了大量的河流整治與生態修復工作,積累了大量的數據和經驗,研究也相對深入,不僅對河流生態現狀進行了充分的原野調查,還探討了河流生態修復工程實施后的監測評估工作,如提出了河流生態修復成功的評價標準[9],這一思路的提出為評價項目實施效果,不斷改進修復手段,完善該領域的工作提供了有力的參考。為了推動河流生態修復工作的深入開展,于1996年成立了河流生態修復委員

會[29]。

總體上,美國在河道整治領域的研究進行得較多,涉及生態、景觀、文化等諸多方面,主要目的表現在生態環境改善、休閑娛樂空間的美化、文化的復原保護及土地升值等對經濟的連帶作用等方面。

2.4 歐洲城市河流治理現狀

歐洲自20世紀中葉就已認識到河流和灘地生態修復的必要性,從20世紀60年代起,隨著實施有效的污染控制措施,歐洲河流的水質明顯改善,但河流的棲息地質量、生物多樣性的狀況依然不容樂觀,人們重新審視傳統的河流治理技術和管理措施。20世紀80年代,德國、瑞士等國家提出了“重新自然化”概念,將河流修復到接近自然的程度;英國采用了近自然河道治理技術,它強調在修復和維護河流時,必須優先考慮河流的生態功能;荷蘭強調河流生態修復與防洪的結合,提出了“給河流以空間”的理念,水循環對修復和維護河流的生態完整性非常重要。在歐洲水資源管理中非常重視河流的“環境需水量”,例如,英國使用“最小可接受流量”強調對河流生態的重視。

目前,歐洲已經資助了很多河流生態修復項目,為便于這些經驗能讓更多的組織受益,又在1995年成立了歐洲河流生態修復中心(ECRR)來收集這些信息。1999年,ECRR正式會議在丹麥召開,來自22個歐洲國家的55個代表參會,管理機構成立,極大地便利了河流生態修復組織和個人了解該領域的相關信息、促進交流、分享經驗教訓等,有利于推動河流生態修的快速發展。

在工程實踐方面,歐洲國家重視河流生態修復示范工程建設,如160km長的多瑙河“重新自然化”修復工程,約19km長的Skjema河“再現蜿蜒河流”修復工程。對于“跨國界的河流”,如萊茵河,通過流域各國共同制定修復計劃,萊茵河水質狀況大大改善,通過有計劃地修復萊茵河兩岸濕地,使河流的棲息地質量提高,久違的鳥類重新回到人們的身邊,萊茵河又重現了往日的美麗景色。

總之,很多國家都在對破壞河流自然環境的行為進行反思,并逐漸將河流進行回歸自然的改造和建設。20世紀90年代以來,德國、美國、日本、法國、瑞士、奧地利等國紛紛大規模地拆除了硬質襯砌。其實,拆除襯砌的資金投入要比鋪襯砌昂貴得多,但這些國家普遍認為,保持河道的自然環境對保護動植物資源、保護水質、防止水土流失都具有極為重要的作用。對河流采用生態護岸,修復水邊植物群落與河畔林,已成為當今國際上河流建設的主要趨勢之一。城市濱水空間的規劃設計與建設活動使我們清晰地看到,還河流以空間,恢復其優美、宜人、充滿生機的原貌,建設滿足現代城市經濟發展需求的城市濱水空間,是未來世界城市河流建設發展的主要趨勢之一。

3 國內城市河流治理現狀

受國外治河成功及國內城市經濟發展對河流整治需求推動的影響,國內城市河流治理正在如火如荼地開展,積累了豐富的治河經驗,促進了該領域的深入研究,帶動了相關產業的發展。治理后的城市河流發揮了巨大的經濟效益、社會效益和生態環境效益。但總體上講,我國的城市河流治理仍更多地停留在以改善河流周圍環境、促進經濟鏈發展的層面,河流整治多以景觀美化為主要目標,與國外的城市河流生態修復工作仍存在差距,要達到真正意義上的河流生態修復目標,仍需要不斷地總結經驗,積極探索和研發新技術、新方法,以增強我國城市河流治理的生態效果。

我國較早開展河流整治且比較成功的案例是四川成都府南河公園,它是一個以水的整治為主題的生態環保公園,受到污染的水從府南河抽取上來,經過公園的人工濕地系統進行自然生態凈化處理,最后變為“達標”的活水,回歸河流。該公園的創意由美國學者貝?達蒙女士提出,得到成都市政府的支持,后組織中、美、韓3國的水利、城建、環保、園林和藝術家共同設計而成,2000年10月召開的21世紀城市建設與環境成都國際大會,對成都市府南河的治理給予了充分肯定,該項目獲得了世界人居獎等3項國際大獎。府南河治理工程的成功,包含了城市可持續發展、城市建設與環境、住房與安居等多方面的內涵,是城市河流治理的成功范例。北京的城市河流整治以奧運會為契機,根據每條河流所處的區位及周圍土地利用情況,有針對性地制定生態保護與修復措施,對六環內的多條河流進行了整治,如長河、轉河、小月河、菖蒲河、涼水河等,再現了水清、岸綠、景美的濱水環境,為市民提供了更多的休閑娛樂場所。紹興市城市防洪一期工程,讓人們透過護城河改造工程,體味到了古城紹興的風韻,再現了江南水鄉獨特的地域風貌,帶動了城市經濟的發展。值得一提的是,哈爾濱的城市河流整治工作雖開展較晚,但突出“以水定城”的新理念,2009年規劃并實施的“松北濕地水城規劃”,將水系規劃作為城市規劃的上位規劃,突出了水系對城市經濟和生態系統的重要支撐地位,有利于實現水系規劃與城市規劃有機協調。其他如上海、廣州、蘇州、西安、天津、合肥等都陸續開展了城市河流整治工作,取得了良好的經濟效益、生態環境效益和社會效益。城市河流治理不僅在我國大城市及省會城市得到了普遍地開展,一些中小城市也陸續開展了城市河道生態修復和景觀重建工作,可以說,我國的城市河流整治掀起了以東部發達省市起始,逐步帶動其余省市整治的熱潮,各級政府及公眾對河流整治的重視為河流面貌的改善提供了前所未有的機遇。

總體上,我國目前城市河流整治的初衷是改善城市面貌、提高城市環境質量、打造城市特色濱河空間、帶動沿河經濟發展等,因此,城市河流整治主要圍繞改善水質、改善濱河空間環境、增加河道內蓄水量等展開。水質改善主要通過換水、原位凈化、引水稀釋等實現,濱河空間環境改善和休閑娛樂空間的建立主要通過對寶貴的濱河空間按照新時期“人-水-建筑”三者間的關系重新梳理定位,根據不同河段的功能需求建設濱河綠地、休閑空間,提高人居環境質量。城市河流整治技術主要包括生態需水量確定、水質改善措施、河道形態的近自然化、滿足生態需水過程的生態水文調度、生物棲息地構建、滿足城市人群需求的景觀重現、規劃設計和水文化展現等方面。目前,我國在借鑒國外先進經驗進行城市河流整治實踐的同時,對上述各種技術都有所嘗試并取得了一定的成績,相關學者也就此發表了很多的學術論文。

4 結 語

總體上講,國內外的城市河流治理仍處于探索階段,屬于“干中學”(learning by doing)。發達國家,如歐美和日本更多地從流域視角,綜合考慮防洪排澇、供水、水環境、水生態、水景觀等綜合功能,統籌考慮恢復或修復河流生態系統的措施,以恢復比較完整的河流生態系統作為重塑河流景觀的基礎。當前我國城市河流治理仍停留在以景觀改善、帶動周圍土地升值、促進經濟發展為主要目的的層面。正由于城市河流治理蘊藏著巨大的經濟利益,因此,目前我國的城市河流治理正受到全社會各層面的廣泛關注,從業者涉及包括市政、城市規劃、環保、水利等多部門,許多單位都在陸續開展相關的科研、設計及生態產品的研發、經營等,生態修復工作還有待加強,手段也更多地局限于河段,缺乏從流域視角考慮問題的意識,未綜合考慮河流建設與經濟社會發展、水資源、旅游、居民需求、文化等方面的關系,城市河流治理缺乏系統的理論指導。

城市河流由于其功能的重要性而越來越受到人們的關注。隨著經濟的發展,我國城市河流面臨的問題也越來越突出,如何緩解和解決這些問題,成為關乎城市經濟和生態系統可持續發展的關鍵。未來仍需要研究的方向包括:①城市河流建設要更多地考慮城市河流與所在地區之間的關系,根據城市的發展規劃制定合理的城市河流建設目標、策略、方法等;②城市河流建設要更多地考慮如何推動當地經濟發展和滿足城市居民的需求,探索如何使生態修復、景觀建設和文化有機融合的方法;③研究各種水質凈化技術和生態系統修復與保護技術等;④重視河流管理工作,探討合理的管理機制,實現“投資—收益—更多投資—更大收益”的良性循環。

本文分析了國內外城市河流治理的思路及生態修復的現狀,可為今后我國城市河流開展相關工作、緊跟時代發展的步伐提供參考和經驗借鑒。

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