城市地區骨干河道近自然化水利設計探析

邱小杰，毛倩倩

(上海市水利工程設計研究院有限公司，上海 20006)

對于城市地區而言，水系是不可缺少的命脈，由于人類活動的不斷擴張，侵占了許多河道的基本生態空間，致使這類河道基本喪失了生態功能，與此同時，由于城市地區建設用地的稀缺性，在規劃編制過程中，為了便于岸后土地的集約利用，骨干河道往往會規劃成口寬統一、線型筆直的平面形態。如何對這類河道進行近自然化設計，值得去深入研究。

1 近自然化河道設計理念

近自然化河道設計理念是指傳統河流整治的基礎上，采用使河流治理成本較低、接近自然河流、保持良好景觀的一種治理思路，最早由德國風景園林師、建筑師阿爾維塞弗特(AlwinSeiifert)在1938年發表的《近自然水利工法》一文中提出。隨后德國、日本、美國、韓國等國家均對該理念進行了發展并實踐運用，都認為河流治理的同時需要順應自然生態的規律，保護河流周邊自然環境，恢復河道自然美感。

近年來，我國逐漸意識到以往城市河道設計存在過度渠化、硬化等問題，開始探索城市河道的近自然化設計，以保證城市的可持續化發展。

2 城市骨干河道特點及應對策略

城市地區河網縱橫，河流豎向高差小，以上海市為例，規劃河底均為統一高程，為平坡，岸頂與河底高差為4～5m，高差較小。在平面河網水系中，骨干河道一般定位為區域重要的防洪除澇以及引、排水通道，也是水環境容量的重要載體，具有河口較寬、河勢順直、河道流速塊、河槽蓄量大等特點。在以往的河道設計中，城市河流形態往往呈現均一化的特點，具體表現為河道平面布局直線化、橫斷面的規則幾何化和河床材料的硬質化。

在此條件下，近自然化河道設計策略主要是將地形、水文、植被等自然要素作為設計的基礎，以人工工程的手段，構建近自然的生境，產生豐富多樣的棲息環境，保存動植物生存所需要的空間，在此基礎上進行近自然風貌設計以及近自然動植物配置，利用生態自凈能力進行河道修復，從而帶動河流周邊的生態系統恢復。

3 應用實例

3.1 工程概況

新誼河位于上海市青浦區北部，呈東西走向，東起鹽倉浦，西至顧塘港，橫貫青浦區的華新鎮、重固鎮、白鶴鎮和香花橋街道，總長18.5km，如圖1所示。新誼河是青松大控制片內規劃主干河道“二橫三縱”的二橫之一，也是上海市規劃226條骨干河道之一，并已列入國務院批準的《太湖流域水環境綜合治理總體方案(2013年修編)》。

新誼河是青浦區北部重要排澇通道，承擔著青浦區北部防洪排澇、水資源調度等重要任務，同時河道位于上海市的重點開發區—西虹橋商務區，城市發展對項目的建設也提出了更高的要求。

圖1 項目區位圖

3.2 項目區自然概況

青浦地處長三角，氣候溫和，雨水充沛，為典型的亞熱帶海洋性季風氣候。“百河繞村鎮、千橋臥碧波”，這是青浦特色鮮明的真實寫照。滬上所有21個天然湖泊包括淀山湖匯聚于此，水面率高達18.3%，是上海乃至長三角最具水鄉特色的區域之一。青浦區水產資源豐富，可養魚水面有1.1萬hm2，養殖魚類達59種，有青、草、鱖、鳊、鯉等魚類；軟殼爬行類有甲魚、河蟹、河蝦等水產。

3.3 近自然生境構建

新誼河規劃藍線平面呈東西向布置，規劃口寬統一為38m，河底高程-0.5m，堤頂設防高程為4.5m，為典型的平原骨干河道。原規劃中最小過流斷面面積、兩岸綠帶陸域控制線、河底高程等均為規劃的剛性控制條件，本項目尊重規劃，因地制宜，從平面設計、豎向設計、護岸材料選取三方面入手，將水利、水生態、水生態等多專業進行融合設計，營造出符合剛性控制條件的近自然生境，奠定了整個項目的近自然化設計基礎。

3.3.1平面設計

新誼河河道藍線規劃已經劃定并且由區政府批復，河道平面順直布置，基本不存在蜿蜒性，由于規劃的嚴肅性，平面上已無法進行大的調整，本項目從以下兩個方面進行近自然化平面設計。

(1)少填多開，保留大蜿蜒

由于規劃藍線對部分現狀河道進行了裁彎取直，原規劃需對部分彎曲老河道進行回填，考慮到部分岸后用地條件充裕，對于這部分岸段原本要填埋的河道進行保留，形成一些天然凹岸，創造出自然的緩流區域。

(2)藍綠融合，創造小蜿蜒

結合規劃河道走勢，借用藍線后6～15m的綠線范圍，在不突破陸域控制線范圍的前提下對河口線進行微調，使得河口線產生小范圍變動的蜿蜒形態。河道平面布置如圖2所示。

通過以上設計手法，原本筆直的規劃岸線呈現出自然蜿蜒的平面形態，不僅使得河道岸線產生自然蜿蜒的美感，更是為水生動植物創造了近自然的生境。

圖2 河道平面布置示意圖

3.3.2豎向設計

根據河道藍線規劃，在滿足規劃斷面基礎上，結合河道生境構建要求，開展河道豎向設計。河道斷面整體采用斜坡式，坡比一般不小于1∶2.5，有條件的地方盡量放緩坡度，一方面可以增加水生植物的布設寬度，另一方面更可以創造出利于兩棲動物棲息產卵的條件，使其具有水域與陸地雙重屬性。同時可以在淺水區域適當設置隆起的灘島，使得局部區域的流速分布發生變化，形成緩流區和急流區，營造水下多樣生境。

另外，因新誼河的實地開河段有大量的土方開挖，為防止土方外棄對周邊環境的破壞，除了利用開挖土方進行防汛道路基礎回填外，盡量在岸后利用景觀手法塑造微地形，高處形成緩坡高地，低處形成雨水花園，打造高低錯落有致的岸后生態空間，形成岸上多樣生境。其典型斷面設計如圖3所示。

3.3.3護岸材料選取

新誼河是青浦區東西向重要的引排水通道，可達到1～2m/s流速，流速較大，而傳統的硬質駁岸會徹底截斷水生動植物和護岸物質交換的通道，工程選用空隙率較大的柔性護坡水土保護毯，孔隙率達到95%，岸坡植物以及水生植物的根莖可以輕易地透過護坡材料扎入土中，利用根系和護坡材料共同作用，保證河岸的抗水流沖擊能力；同時材料為柔性，搭接剪切方便，可以根據景觀豎向設計塑造微地形，材料隱藏于土面以下，很好地兼顧了安全性、生態性、自然性。同時在部分岸段水位以下，設置一層生態基質，基質主要由陶粒，生物石等材料組成，模擬了自然環境下的水下生境，以促進水生動物的棲息繁殖。

圖3 典型斷面設計圖

3.4 近自然風貌設計

新誼河穿越青龍文化遺址區、青浦區古村落遺址及農耕文化區，河道設計除了要體現當地自然風光外，還要發掘周邊的歷史文化背景，重現當地歷史文化風貌。

選用當地植被物種例如水杉、垂柳、蘆葦等來恢復河岸兩邊自然風貌。同時考慮到與項目周邊歷史文化古跡青龍塔的協調性，在青龍文化遺址區岸段還選用帶有地域特色、鮮明歷史痕跡的仿古材料青磚作為護岸材料，修舊如舊，重現歷史上喧囂熱鬧的商埠碼頭，恢復青龍古鎮盛景。

3.5 近自然植物配置

近自然植物配置主要包括兩個目標，一是建立由陸生植物、挺水植物以及沉水植物構成具有完整生境功能的植物群落體系；二是由構建高低層次明顯，四季景色各異的全周期自然風貌展示的植物群落體系。

陸生植物考慮喬灌草搭配，草皮選擇狗牙根、百喜草以及本地草種組合的混合草籽撒播，保證了護岸的整體抗沖性，灌木選擇金葉石菖蒲、金線蒲、紫嬌花、柳葉馬鞭草、春鵑等間植，喬木選擇注重落葉、常綠喬木的搭配，選取池杉種植在河道低水位處，池杉耐濕性很強，長期及在水中也能較正常生長；選取水杉、垂柳、墨西哥落羽杉、香樟、木槿、木瓜海棠等種植于堤頂，形成天然氧吧，凈化空氣。

挺水植物選擇黃菖蒲、千屈菜、玉蟬花、蘆葦、花葉蘆竹、水生美人蕉等多種類型，利用植物桿莖消減波浪影響，固定水位變動區土壤，為水生動物提供繁殖空間。

沉水植物選擇四季常綠矮型苦草，該草種適用于各種水體和氣候，具有耐低溫、耐弱光、耐污染、耐高溫、耐鹽等特點，根、莖、葉發達，四季常綠，高效吸收氮磷等污染物、光合作用強，適合大面積水體種植，對水體水質改善起著至關重要的作用。

4 結語

(1)本文針對城市地區骨干河道近自然化水利設計進行了初步研究，并加以實際應用。對于采用項目實施后的具體生態自然修復效果，還需在未來進一步探索研究。

(2)目前，近自然化理念在河湖治理方面取得了一定的實踐效果，但城市地區骨干河道治理方面的應用較少。本文創造性地提出河道大小蜿蜒的平面設計概念，以此為基礎進行近自然化風貌設計和植物配置，對類似工程設計具有一定的參考價值。