城中型風景區水土保持措施設計探討
——以武漢環東湖綠道工程為例

白翠霞，劉 晶，馬美景，李建明，劉晨曦

(1.武漢市水務科學研究院，湖北 武漢 430010； 2.水利部 科技推廣中心，北京 100083；3.長江水利委員會 長江科學院，湖北 武漢 430010；4.水利部 山洪地質災害防治工程技術研究中心，湖北 武漢 430010)

武漢東湖是中國最大的城中湖，由郭鄭湖、湯菱湖、團湖、后湖、廟湖、喻家湖等組成，水域面積達33 km2，是杭州西湖的6倍，最寬處28 km，最深4.75 m，湖岸線長111.5 km[1]。以東湖為核心的東湖風景名勝區由聽濤、磨山、落雁、吹笛、白馬五大景區組成，為國家級風景名勝區，包含32個獨立景物及65個景點，年旅客量超過500萬人次[2]。環東湖綠道工程以“讓城市安靜下來”為理念，是落實建設“兩型社會”的重要舉措，不僅可拓展城市濱湖休閑空間，引導城市健康發展，而且可進一步改善生態環境，提升城市生活品質。

綠道(Greenway)是一種線形綠色開敞空間，通常沿著河濱、溪谷、山脊、風景道路等自然和人工廊道建立，內設可供行人和騎車者進入的景觀游憩線路，連接主要的公園、自然保護區、風景名勝區、歷史古跡和城鄉居住區等，有利于更好地保護和利用自然、歷史文化資源，并為居民提供充足的游憩和交往空間[3]，也是引領低碳綠色交通生活方式的重要標志。環東湖綠道工程的設計秉承生態優先原則、因地制宜原則、服務便利原則和建設可行性原則，充分結合地形、水系、植被等自然資源特征，保持和修復綠道及周邊地區的原生生態功能，協調保護與發展的關系，形成具有地域特色性的綠道體系[4]。

由于本工程位于風景名勝區范圍內，工程建設造成的水土流失容易進入水體，不僅造成水土資源損失，還容易污染土壤及水體，破壞生態環境，因此在工程建設期間需要做好水土流失防護工作。本研究收集了工程建設前期、初步設計、施工期和竣工期的資料，對工程建設全過程的水土保持工作進行總結分析，以探討其水土保持防護體系的效益。

1 工程概況

環東湖綠道工程位于武漢市東湖風景名勝區，具體范圍為環郭鄭湖梨園廣場—磨山北門—楓多山—一棵樹段(湖中道、湖山道)、磨山核心景區(磨山道)及環團湖落雁景區(郊野道)區域，打造湖山道、湖中道、磨山道、郊野道4個綠道主題。綠道全長22.05 km，包括湖中道1.25 km，湖山道Ⅰ段3.3 km、Ⅱ段1 km，磨山道5.7 km，郊野道10.8 km。

環東湖綠道全線設計行車速度20 km/h(自行車)，定性為景區道路。道路紅線寬度6.5～19.3 m，主線自行車道寬度不小于6 m，微循環道路不小于4.5 m。共串聯14個景觀主題區域，其中8個驛站型主題區域、5個新增興趣點、3個停車場。工程總占地138.98 hm2，其中永久占地134.92 hm2，臨時占地4.06 hm2。工程實際完成投資為29.08億元，施工期為2016年5月至2016年12月。項目區各土地利用類型占比分別為：城鎮村及工礦用地41%，耕地11%，草地15%，交通運輸用地15%，水域及水利設施用地17%，駐扎用地1%。

2 項目區概況及水土流失現狀

項目區地貌屬長江沖洪積三級階地，地勢起伏較大，地面高程在20.40～27.87 m之間。屬北亞熱帶大陸性季風氣候，多年平均氣溫16.7 ℃，多年平均降水量1 192 mm，土壤類型以黃棕壤為主，植被屬北亞熱帶常綠落葉闊葉林地帶[5]。根據《武漢市水土保持規劃(2011—2020年)》，項目所在區域是武漢市水土保持重點預防區，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)，項目區土壤侵蝕背景值為160 t/(km2·a)。

根據武漢市2018年水土保持公報，武漢市水土流失面積961.42 km2，占全市國土面積的11.22%，土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，土壤侵蝕強度以輕度侵蝕為主，面積占89.31%，中度、強烈、極強烈、劇烈侵蝕面積占比分別為6.19%、1.86%、1.32%和1.42%，中心城區的水土流失面積占武漢市水土流失總面積的8.31%。

3 水土保持措施布局

3.1 水土流失防治分區

水土保持措施設計需要根據不同分區的特點分項設計，以達到全面防治因工程實施而產生的新增水土流失的目的。水土流失防治分區根據以下原則確定：①分區內氣象水文特征、地形地貌特征、土壤植被等生態特征具有相似性；②分區與地方水土保持規劃中水土流失防治分區的劃分協調一致；③分區內主體工程建設時序及工程建設新增水土流失的特點相似。以工程施工工藝、工程布局、設計特點等為主要依據，結合工程的施工布置情況，考慮施工過程中水土流失的特點，將項目區劃分為道路工程區、橋梁工程區、停車場及驛站工程區、景觀工程區、臨時堆土場、施工場地、施工便道等7個防治分區。由于工程位于城市中心區域，以完善城市綠色景觀為主，因此本項目分區將景觀工程區單獨劃分，符合《生產建設項目水土保持技術標準》(GB 50433—2018)中對于防治分區劃分的規定。

3.2 水土保持措施總體布局設計

本工程結合施工特點、施工布置，以及所產生水土流失的影響和防治目標，在水土流失防治措施布局上，以臨時措施為先導，工程措施、植物措施一齊上，形成布局合理、功能完善的水土流失綜合治理措施體系。在施工工作面上及兩側結合工程建設修建排水溝和沉沙池等措施，減少地表徑流沖刷；在施工場地等“點”狀位置，以攔擋、排水為主；在道路及排水工程、臨時堆土場，采取排水、苫蓋、攔擋等臨時性防護措施，使水土流失在“線”上有效控制；通過對新增裸露地表采取土地整治、種植水保林草和園林綠化等措施，形成“面”的防治。這樣通過“點、線、面”和“工程措施+植物措施+臨時措施”的有機結合、相互作用，形成立體的綜合防治體系，達到保護地表、改善生態環境、防治水土流失、發揮植物措施的觀賞性和長效性的目的。本項目實施的水土保持措施總體布局見圖1。

圖1 水土保持措施總體布局

本工程實施的措施主要涵蓋防洪排導工程、土地整治工程、攔渣工程、降水蓄滲工程、臨時防護工程和植被建設工程，各項水土保持措施設計及實施符合要求，在項目竣工驗收時，根據《水土保持工程質量評定規程》要求，對工程措施和植物措施均進行了評定，結果表明實施的各項措施質量符合要求，能達到有效防治水土流失的效果。由于本工程位于城市中心，工程建設以“讓城市安靜下來”為理念，綠道工程所突出的主要是綠色，因此植物措施的配置是本工程設計和研究的重點所在。

3.3 景觀綠化設計

3.3.1 現狀綠化分析

東湖風景名勝區植物種類豐富，包括陸生和水生等常見或栽培植物1 000多種。曾艷[6]調查結果表明，喬木以對節白蠟、香樟、銀杏、女貞、池杉、桂花、石楠、楓楊、濕地松、龍柏為主，灌木以小蠟、鋪地柏、梅、櫻桃、日本晚櫻、紫葉小檗、杜鵑、十大功勞為主，水生植物以水燭+香蒲群落、菰群落、蓮群落為主。在工程設計中對不影響綠道道路功能，且現狀長勢良好的樹木，均予以原地保留，將綠道建設對現有綠帶的影響降到最低程度。

3.3.2 景觀定位設計和原則

由于項目所在的東湖風景名勝區以自然湖光山色風光見長，岸線曲折，楚文化人文環境突出，因此本工程景觀總體特色體現為“大氣在湖，秀氣在岸，文氣在物”，在總體景觀風貌服從于東湖大環境的前提下，秉承“讓城市安靜下來”的城建理念，以綠道建設為讓城市安靜下來的重要載體，以改善生態環境、激活東湖活力、提高市民生活品質為主線，依托東湖優越的自然人文資源本底，通過高標準規劃、高效聯動，構建區域聯動、體系完善、布局合理、特色多樣、設施完備、環保智能、銜接方便的綠道網絡系統，實現“漫步湖邊、暢游湖中、走進森林、登上山頂”的規劃目標，構建城市綠道的標桿工程。綠化總體設計原則包括生態優先原則、多樣性統一原則、植物造景原則和地方特色原則。

3.3.3 季相規劃

季相景觀的植被規劃主要是在現有的森林景觀基礎上進行適當改造，在常綠背景林的基礎上適當增加闊葉林、色葉林等，并控制灌木層的色葉樹種比例。在恢復用地上的季相色彩主要是從整個景區層面來考慮各種季相景觀分布的均勻性，從植被的四季景觀效果來考慮各種植物群落中植物物種的規劃和應用。季相規劃見表1。

表1 環東湖綠道綠化設計季相規劃

3.3.4 色彩規劃

風景區內植物景觀的色彩比較豐富，對景區內的色彩進行歸并后，將植物景觀分為濃綠色、淺綠色、黃色、紅色及其他顏色(包括白色、粉色、紫色等)，其中：濃綠色植物景觀主要有馬尾松、杉木、柏木、廣玉蘭及桂花等常綠樹種形成的植物群落；淺綠色植物景觀主要包括垂柳、樟樹、喜樹、竹類等植物形成的植物群落；黃色植物景觀主要包括櫟類、黃櫨、銀杏、無患子等觀葉植物，以及棣棠、蠟梅、金鐘花等開黃色花系的觀花植物所組成的植物群落；紅色植物景觀主要包括楓香、烏桕、黃櫨、紅瑞木和各種槭樹等觀葉植物，以及紫葉桃、月季、紅花夾竹桃、山茶等開紅色花系的觀花植物所組成的植物群落；其他色彩的植物主要是由其他各種色彩所形成的植物群落，包括刺槐、繡球、溲疏、白丁香等以白色花系為主的植物群落，紫藤、紫丁香、泡桐、紫玉蘭等以紫色花系為主的植物群落，以及桃、李、櫻等各種粉色花系的植物所形成的植物群落，另外還有黑色、藍色等色系組成的植物群落。

3.3.5 植物物種規劃

風景區內的植物物種規劃既包括對景區重點物種的規劃，也包括對其他物種的規劃，既要適地適樹體現鄉土特色和地帶性植被特征，也要增加植物的觀賞效果。因此，本工程結合植被景觀各層次規劃，分別規劃出基調植物、主調植物、輔調植物等，使植物物種在相應場地中的應用和選擇主次分明、目的性強。植物物種規劃見表2。

表2 環東湖綠道綠化設計季相規劃

4 水土保持措施適宜性評價及效益分析

4.1 水土保持措施適宜性評價分析

本工程在原有湖內道路系統的基礎上進行改造，在設計中考慮了湖泊形態保護的需要，采用陡坡、棧橋等方式，以減少對湖泊的占用。同時，對永久占湖面積和容積進行補償。根據補償方案，占補工作完成后東湖水域面積增加0.04 hm2，調蓄容積增加0.34萬m3，可有效補償湖泊形態。另外，注重保持和改善重要生態廊道及沿線的生態功能與景觀，體現“城湖共生、水綠交融”的整體空間格局，引領慢跑、散步、騎車等低碳綠色交通方式，減少機動車帶來的污染。因此，本次綠道的設計對東湖原有生態環境不會帶來破壞性影響，對于彰顯東湖地區乃至武漢市的文化魅力，提升城市品位有著積極作用。

4.2 水土保持效果及效益分析

4.2.1 水土保持效果

本工程在方案編制階段，對工程建設造成的水土流失總量、土石方開挖總量和投資等進行了估算；在工程建設期，水土保持監測單位對工程建設的各項水土保持措施落實情況進行了監督；項目竣工后，水土保持設施驗收單位對水土保持設施進行了驗收，最終形成了完整的水土保持工作鏈。對比項目實施前后的水土保持數據，可有效地展現水土保持措施的防護效果。不同階段水土保持情況對比數據見表3。

表3 不同階段水土保持情況對比

由表3可知，在方案編制階段，預測工程建設可能造成的水土流失總量為8 123 t，而實際建設過程中，通過落實各項水土保持措施，本工程建設產生的水土流失總量經監測和施工單位核實為3 132 t，較預測值減少61.44%。預測的土石方開挖總量為404.32萬m3，經過主體工程及水土保持措施的優化設計，實際土石方開挖總量為189.27萬m3，減少了53.19%，主要是后續施工中優化了設計標高，填方量較預測減少量大，但實際產生的棄土棄渣量較方案預測增加101.14%。在工程土石方利用與調配上，綜合考慮路基填挖方的施工時序、土石方組成成分及材料質量、自然節點和運輸距離等因素，注意施工的可能與方便，盡可能避免和減少了遠距離運輸等措施，使土石方的調配合理、可行。水土保持總投資預測與實際差異僅為0.11%，但工程措施投資大幅增加。各項投資中植物措施總投資占比達到93.63%，也表明進行城中型風景區水土保持措施設計時，在保證主體工程安全和防治水土流失的基礎上，重點需要對植物配置進行深入研究，通過改善生態環境，實現“讓城市安靜下來”的城建理念。

4.2.2 水土保持效益

本工程所在區域屬武漢市水土流失重點預防區，其水土流失防治標準執行等級為一級標準。環東湖綠道工程中采取的水土保持工程措施符合標準要求，符合水土保持方案的設計要求，質量達到設計要求，能夠發揮良好的水土保持效果，有效攔截棄渣和減少水土流失。植物措施布局比較合理，擾動地貌的可綠化區采取了植被恢復措施，植被長勢良好，各項指標均達到建設類一級防治標準值，取得了較好的水土流失防治效果。水土流失防治目標及實際達到情況見表4。

表4 水土流失防治目標及實際達到情況

調查結果表明，擾動土地整治率、水土流失總治理度、土壤流失控制比、攔渣率、林草植被恢復率和林草覆蓋率6項指標均達到了批復的要求，特別是林草覆蓋率，按照規范要求執行一級標準需要達到27%，而本項目達到了61.22%，進一步體現了作為以城市休閑為主的生產建設項目重點是做好綠化設計。

5 結論與建議

以武漢環東湖綠道工程為例，在分析項目區水土流失特征和防治分區的基礎上，提出了“點、線、面”結合、“工程措施+植物措施+臨時措施”的綜合防治體系。進行城中型風景區水土保持措施設計時，在保證主體工程安全和防治水土流失的基礎上，重點需要對植物配置進行深入研究，通過改善生態環境，實現“讓城市安靜下來”的城建理念。本項目從綠化現狀分析、景觀定位、設計原則等方面出發，制定了植物措施配置的季相規劃和色彩規劃，并從適地適樹的鄉土特色和植物的觀賞效果兩方面制定了植物物種規劃。經監測和驗收核實，東湖綠道工程中采取的水土保持措施標準符合要求，質量達到設計要求，能夠發揮良好的水土保持效果，有效攔截棄渣和減少水土流失。

東湖屬湖北省及武漢市水功能區劃一級水功能開發利用區，在項目建設與運行的全過程中尤其要加強對東湖水質和周邊生態環境的保護工作。在建設過程中，要嚴格依照水土保持方案進行施工，布置攔擋、排水溝、沉沙池等防護措施，做到封閉施工、文明施工，保護好周圍景物、水體、林草植被、野生動物資源和地形地貌，不得造成污染和破壞，嚴禁泥水直接入湖；加強渣土運輸的水保意識，做到渣土運輸不漏灑，施工過程不揚塵；施工期雨污水排放至市政配套的排水管網，嚴格杜絕生產與生活廢污水排入湖泊水體。