李興印,王英杰
(中水珠江規劃勘測設計有限公司,廣東 廣州 510611)
黨的十九大報告指出:“中國特色社會主義進入了新時代,我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾”[1-3]。隨著我國經濟的不斷發展,人民生活水平的不斷提高,水利工程中人民對水生態、水環境、水景觀、水文化的要求也在日益增長。傳統的水利工程設計僅以滿足防洪、排澇等水安全為目的,已不能滿足新時代人民對水利工程的需求。本文以東江—沙河水系連通工程為例探究水生態、水景觀、水文化結合下新時代水利工程、河道治理設計。東江—沙河水系連通工程位于廣東惠州的博羅縣,工程主要內容為通暢小海河,連通東江與沙河,綜合治理河道長約4.5km。
我國近現代工業發展、城市建設主要以犧牲環境為代價,進行先建設后治理,導致不少河道出現各種各樣的問題。小海河道的問題也是近現代當地工業及城市發展所造成的。
(1)河道淤積。城市不斷發展,地面硬化,地表水攜帶大量泥沙未經凈化直排入河道。城市人口規模增加,人們環境意識不高,生活垃圾等堆放入河,現場新興路下游側及園洲大道上游側開挖過程中發現兩處歷史垃圾堆埋點。
(2)河道侵占。由于城市建設、工業及人口規模的不斷擴增,城市用地越來越緊張,出現大量侵占河道現象。本次工程區小海河道被東江堤防、工業大道、堆沙場、園洲大道、新興路及沙河堤防侵占而分成5段。
(3)自凈能力下降。由于河道侵占阻塞,水體流動能力大幅削弱,在河道運輸與擴散能力嚴重下降的過程中,河道水體自凈能力也會相應減少,增加河道污染程度[4]。
(4)河道生態景觀效果差。河道兩岸在傳統的工程治理中主要以硬化為主,河道兩岸建設未進行統一規劃,兩岸居民、廠房都“借水而建”,并且雜亂無章,導致河道生態景觀效果極差。
(5)水環境承載力低下,生物多樣性破壞。由于水體淤滯、引排水河道被侵占形成卡口段、斷頭河等問題的河段,導致水體失去與外界水體的交換條件,導致部分水體已近乎成為死水體。本次工程小海河道內水環境和水生態遭到嚴重破壞,水環境承載力低下,河道底泥淤積嚴重,水體嚴重發臭,生物交流被阻塞,生物多樣性堪憂。
根據新時代水利工程、河道治理設計需求制定小海河治理目標:打通小海河、連接東江與沙河水系,改善水體循環,提高小海河水環境承載力,改善小海河水生態環境,同時兼顧防洪排澇、景觀功能,將小海河及沙河兩岸地區建設成為具有地域特色的集生態、防洪、景觀、休閑娛樂于一體的城市濱水區,實現小海河道“河暢、水清、岸綠、景美”,成為滿足當地人民需求的生態河、景觀河、文化河[5-6]。
為達到工程生態河、景觀河、文化河治理目標,采取的主要措施有:水安全保障、水系溝通、河道活水、生態修復、生態護坡、景觀設計、文化融合。
水安全是人民安居樂業的重要保障。本次治理的小海河位于東江與沙河之間,為保障河道兩岸人民安全,在東江、沙河與小海河交匯處的東江大堤與沙河大堤分別修建了一座水閘用以控制河道內水位并且防御東江與沙河的超標洪水。工程結合現狀沙河與小海河交匯處的泵站工程保證小海河內澇水的外排。通過兩閘一泵保障小海河道及兩岸的水安全。
河道的連通是河道活水的重要保證,是河道生態建設的前提。本次工程對存在水體淤滯、引排水河道卡口段、斷頭河等問題的河段,通過拆除堰塞段、拓寬河道卡口段、增大過水涵洞、新增引排河道、溝通斷頭河等措施,形成暢通連續的河道[7]。主要挖除東江堤防、沙河堤防堵塞段并各建一水閘既阻擋東江與沙河洪水又起到連通東江與沙河作用。清除并拓寬工業大道與沙場阻隔斷、拓寬園洲大道與新興路段。最終使河道能夠重新連接東江與沙河,重新打通人、城、水的連接通道。
河道活水是河道水生動、植物生存的重要條件,是建立河道生態系統的重要保障。工程區河段所處的東江與沙河均為感潮河段,但由于近代城市建設需求,東江河道采砂量大,使河道水位下切嚴重,導致東江沙河潮水水位差減小。最終根據實際測量東江與沙河漲潮時僅存在0.11m的微水位差。在這種微水位差下如何讓水流動起來,并且補水量達到河道水生動植物需求成為關鍵。本次工程通過現代信息化技術進行解決。在東江堤防與沙河堤防分別修建南、北水閘并結合現代信息化技術,進行水閘在微水位差下的精準控制。從而達到河道活水(漲潮時東江水經小海流向沙河),以實現改善水體循環,提高小海水環境承載力。
生態修復是生態水利建設中生態系統完整及構建的重要一環,生態系統缺失或退化是河道生態系統退化和水質惡化的重要因素,因此生態環境的修復有力保障水利生態系統的不斷發展和優化[8-10]。生態修復堅持順應自然,堅持自然修復為主,減少人為擾動,把生物措施、農藝措施與工程措施結合起來,祛滯化淤,固本培元,恢復河流生態環境原則。重塑健康自然的彎曲河岸線,營造自然深潭淺灘和泛洪漫灘,為生物提供多樣性生境[11-12]。生態修復工程不僅應滿足斷面水質和景觀要求,所構建或修復的生態系統還應該具有一定的持續運營能力,對后繼工程起到支撐性作用[13]。本次采用自然可持續的零碳排放措施,主要包括:建設濕地鳥類棲息地保護區,采取生境修復工程措施(修建蜿蜒自然的河岸、構建淺灘與深潭、構建河心洲、構建丁壩和巨石、生態木樁、種植岸坡植被、種植水生植物等),構建多樣的水生動物群落區[14]。生態修復布局如圖1所示,主要采用本圖植物及水生動物。

圖1 生態修復工程及景觀設計布局圖
生態護坡型式多種多樣,本次設計在選擇岸坡型式和材料時,充分利用當地原有材料,在滿足結構及防沖安全的基礎上,盡量選擇生態護岸,滿足環境美化、促進生物多樣性、提高水體自凈能力的要求。工程在河道治理過程中兩側護岸主要為緩坡式生態護岸。護岸型式一:岸坡以土坡結合木樁、水生植物、草皮、綠化喬木為主,坡腳防沖部位采用拋石護腳,如圖2所示。護岸型式二:橋梁連接段岸坡以土坡結合木樁、水生植物、草皮、綠化喬木為主,護腳采用格賓石籠護腳[15],如圖3所示。護岸型式三:部分受廠區用地寬度影響的部位采用生態池進行護岸、護腳,對路面雨水進行生態凈化處理后排進河道,如圖4所示。

圖2 護岸型式一示意圖

圖3 護岸型式二示意圖

圖4 護岸型式三示意圖
隨著人民物質水平的提高,對景觀的需求跟要求也在與日俱增。本工程以“特色小鎮+美麗鄉村”為出發點,形成特色的生態景觀空間,重新激活人、村、水三者的關系,做到人與水環境互惠互利,為當地的旅游增加一道風景。工程以兩岸主干交通為景觀主線(4m寬彩色瀝青砼岸頂休閑道路),形成通達的綠道環線。同時充分考慮人與水的交流,以水面內側濱水組織內部的景觀設施(濱水臺階、親水休閑棧道等),增加空中棧道和林間小道豐富交通的可達性和體驗性。同時輔以各種游玩、休憩、觀賞小品等設施。通過南北閘進行生態景觀水位控制,為當地人民提供更好的親水平臺、更大的休閑空間。
文化是一個國家、一個民族的靈魂。文化興國運興,文化強民族強。我國優秀傳統文化是我們民族的“根”和“魂”,我們應結合時代要求繼承創新[16]。然而我們近代傳統的水利工程設計建設過程中極少考慮水利與文化的融合。本次河道治理設計過程中,在對當地的歷史文化進行了詳細的調查后,將當地的古村落文化融入到本次的設計之中。對當地儒家文化、戲曲文化、龍舟文化等進行傳承。首先通過提取當地古村五常的布局特色,對河道進行儒家五常文化布置形成“興仁、崇儀、敦禮、廣智、秉信”五大功能分區,賦予每個分區一個主題色,形成特色的生態景觀空間,賦予不同的功能。興仁:寓意“綠色平安”—生態科普教育區;崇儀:寓意“生產健康”—農業觀光游賞區;敦禮:寓意“禮序幸福”—林蔭水岸游憩區;廣智:寓意“聰慧快樂”—文化休閑活動區;秉信:寓意“歷史長壽”—村落文化旅游區。其次對工程范圍內種植的具有200年歷史的古荔枝樹進行保留、保護,并將其打造成300m長的荔枝古道。最后根據村落保留的古龍舟及龍舟文化建成龍舟文化展覽館,對當地龍舟文化進行傳承。
當下城市河道淤、堵、硬化問題突出,人民居住環境越來越差,傳統水利建設已不能滿足人民的需求,新時期的生態文明水利建設已迫在眉睫。本文結合東江—沙河水系連通工程初次探索生態、景觀、文化結合下的河道治理設計。通過水安全保障、水系溝通、河道水活、生態護坡、景觀設計、文化的融入等工程及生態措施建設一條能極大地滿足當地人民對水景觀、水環境及水域周邊休閑娛樂日常需求的美麗小海河,初步探索新時代“人水和諧”的生態河、景觀河、文化河的設計思路,對新時期水利建設、河道治理有一定指導意義。但在建設過程中由于征地原因整個方案也面臨局部調整,征地問題也是當今城市水利工程建設的一大難題,須通過各方努力共同解決。