生態智慧新城與水土區協調發展模式研究

文/北京太合生態科技有限公司 雷旭華

0 引言

水是涵養一切生物的根本，也是城市文明與繁榮的載體。隨著社會發展，人們重視經濟發展的同時卻忽略了賴以生存的水環境，河水變質、淤積嚴重、生態脆弱，水域環境治理刻不容緩。以后河（悅來段）生態環境綜合整治為例，提出相關設計原則、理念及方案，為水土區生態智慧新城的建設提供參考。

1 生態智慧新城建設

隨著我國經濟發展，人口數量增加，城市化進程不斷推進，城市環境污染日漸影響市民生活質量，也阻礙了城市可持續發展。將生態化、智慧化理念融入現代新城的規劃建設成為趨勢。

目前，生態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：可持續發展與集約發展。生態智慧城市應包含智慧經濟、智慧環境、自然生態、人文生態等多方面。生態智慧城市建設是對城市生態文明的思考，將環境、社會和經濟協同可持續發展。

2 城市水土保持的意義

3 智慧城市建設與水土區協調發展

要實現智慧城市建設與水土區協調發展，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，實現智慧化的城市建設管理，構建自然與城市和諧共生的發展模式。

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分析，了解基礎理論和經典案例。

2）數據分析 根據收集的數據分析得知中國境內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）生態環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調關系為目標，進而將悅來城建設成為生態、智慧的新型城區。后河整治工程方案設計遵循生態優先、因地制宜原則，結合后河流域環境現狀，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）生態優先 結合后河（悅來段）現狀，最大限度保留場地現有資源，在原有基礎上加以人工干預，促進自然生態發展，減少污染。項目分期建設，注重城市現狀與未來發展，以最少投入實現最大效益。

2）因地制宜 充分了解悅來段后河的場地現狀、氣候及水文條件，設計具有當地特色的自然景觀與游憩空間。

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計，以提高所需數據的準確性，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基礎上，構建穿城而過的連續景觀，依托智能語音講解及語音互動裝置等智慧網絡系統，增強使用者的現代智能體驗。

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，通過綠道串聯悅來新城內較長距離的自然景觀、人文景觀及文化節點，通過公共交通出行工具實現無縫銜接，打造集吃、住、行、游、購、娛于一體的生態智慧新城。

5.4 設計方案

后河（悅來段）整治以自然生態環境建設為基礎，通過綠道連接城市與自然環境，形成“一帶兩廊、三核多點、連線成網” 的生態海綿系統布局，即嘉陵江生態綠帶、水系生態綠廊（張家溪、后河生態公園）、海綿綠地核心、多個小型綠地公園、綠色網絡系統。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 流域水環境整治專項

結合悅來城區與水域環境關系，轉變傳統整治做法，以生態自然修復為主，人工干預修復為輔，在滿足水利功能需要的同時，兼顧生態系統的健康可持續性，主要體現在旁路式生態塘及生態岸線的布置2方面。

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

2）生態岸線 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，以減少環境污染并美化環境。

5.5.2 自然山地海綿體保護修復專項

山地海綿系統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。統籌考慮后河流域的水環境、水安全、水生態、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 根據水環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 保護山谷現有植被體系，恢復山地生態系統，結合場地情況對不同類型地塊進行分區處理，分為現狀保留、棄土復綠、凈水梯田、河岸緩沖4個區域。充分發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下滲徑流，防止水土流失，保護邊坡，防止塌坡。同時，保護生態環境及動植物品種多樣性，穩定生態結構，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環境保護，二者相輔相成，體現了生態智慧新型城市與自然水土區環境之間相互協調的重要性。

5.5.3 綠道專項

綠道是多功能線性系統，連接較長距離的自然人文景觀、公共中心及文化節點，通過公共交通等出行工具實現無縫銜接，集市民吃、住、行、游、購、娛于一體。在悅來新城后河流域整治中，綠道是整體生態環境的紐帶（見圖5）。綠道與山地海綿設施、植被保護與修復、景觀節點、智能科普設施相結合，充當串聯景觀節點、水資源涵養及科普宣傳的角色。規劃綠道總長為23.9km，分為主線和支線2個等級，根據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 生態塘演示

圖4 山地海綿體系

圖5 生態綠道

綠道除作為連接城市與后河環境的交通要道外，還具有生態環保功能。綠道的生態性主要體現在自身鋪裝、綠道游徑位置及設計形式方面，根據海綿城市體系要求，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，利用高差設置生態護坡，護坡選材采取就近原則，使用當地紅砂巖進行自然堆壘、擋土加固。綠道與智能科普設施的結合改變了傳統自然水土區域環境的設計形式，為其注入現代科技元素，使自然環境與城市、市民的結合更親密。

5.5.4 智能監測專項

智能監測系統是后河流域實現生態環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、水環境、水資源及水安全。通過對后河流域環境自動檢測、模型整合及輔助檢測等一系列數據處理，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測將以通信手段反饋給悅來新城，后河流域環境還將反作用于城市內部環境。后河流域環境監測是對悅來城市新城的間接監測，可有效防止城市或后河環境生態惡化，對城市內部包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動等需求做出智能響應，加強整個后河流域環境與悅來城區的密切聯系，推動悅來新城生態化、智慧化的發展進程。

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境的整治方法，針對水安全、水生態、水利用及水循環要求，采用自然山地海綿體+河道水文條件+綠道+現狀地形地貌的生態智慧新城模式，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具有較大成效。如通過截污工程有效控制上游水污染，經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的海綿城市體系相互聯系、制約，構成完整的生態結構。

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、智能監測、生態工程及特色植物等相互聯系，改善城市內部整體環境質量及市民生活方式，改善后河流域自然狀態，增加人文智能因素。這種自然與城市的和諧是生態智慧型新城的體現。

6 結語

后河（悅來段）生態環境綜合整治推動了悅來生態智慧新城的可持續性發展。生態智慧新城是現代城市發展趨勢，處理好人與自然環境的協調關系是發展新型城市的前提。通過諸多措施將城市海綿系統與自然環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、環保與可持續發展，打造自然與城市和諧發展的生態智慧城市新模式。