人水共生視角下城市河流生態修復研究與實踐

梁堯欽 梅娟

摘 要：城市的形成和發展與河流水系密切相關。受城市蔓延與人口擴張影響，水質惡化、生態受損、生境退化等成為城市河流普遍存在的問題。結合人們對河流在安全、生態、景觀等方面的需求，探討了城市河流生態修復的策略與技術措施。以臨汾澇洰河和蘭州黃河溝道為例，探討了彈性型和緊縮型河流的生態修復和景觀營造策略。臨汾澇洰河作為彈性型河流，重點聚焦河堤結構調整、河道平面形態重塑、河岸緩沖帶修復及休閑活動空間營造。蘭州黃河溝道作為緊縮型河流，在堤岸沿線及河道內部尋求機會，在保證行洪安全和堤壩穩固的前提下，結合海綿設施、生態浮島等進行生態化改造及多級景觀平臺營造，以期實現人水共生的可持續發展。

關鍵詞：城市河流;生態修復;人水共生;蘭州黃河溝道;澇洰河;臨汾市

中圖分類號：TV212.5+2;X171.4 文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.02.018

引用格式：梁堯欽，梅娟.人水共生視角下城市河流生態修復研究與實踐[J].人民黃河，2022，44（2）：89-93，99.

Abstract： The formation and development of cities are closely related to river system. However， affected by urban sprawl and population expansion， frequent floods， water quality deterioration， ecological damage and habitat degradation have become common problems in urban rivers. In view of the above problems and combined with people’s demand for river safety， ecology， landscape and other aspects， strategies and technical measures of river ecological restoration were discussed. Taking Laoju River in Linfen and the Yellow River channel in Lanzhou as examples， it put forward ecological restoration and landscape construction strategies for the two kinds of urban rivers， namely an elastic river and a compact river. As an elastic river， Laoju River in Linfen City was focused on the adjustment of river bank structure， the reconstruction of river plane shape， the restoration of riparian buffer zone and the construction of open space. As a compact river， the Yellow River channel in Lanzhou City was focused on seeking opportunities along the embankment and inside the river. On the premise of ensuring flood safety and dam stability， combining with sponge facilities and ecological floating islands， ecological transformation and multi-level platform construction were carried out， so as to realize the sustainable development of human-water symbiosis.

Key words： urban river;ecological restoration;human-water symbiosis;Yellow River channel in Lanzhou City;Laoju River;Linfen City

逐水而居是人類選址定居的基本模式，世界上幾乎所有的歷史名城都和河流緊相毗鄰[1]。河流是人類社會經濟發展的重要支撐，承擔著防御、運輸、供水、休閑、清潔城市、生物棲息等綜合功能。城市河流與人類生活、生產關系密切，受人類活動影響，現代城市河流出現了許多問題，表現在洪澇災害加劇、河道渠化、水質惡化、水陸交錯帶喪失、生物多樣性銳減等[2]。各國河流治理都經歷了從水利治河向生態治河的轉變。20世紀30年代，河流生態修復理論初步形成，德國塞弗特在1938年首先提出了“近自然河流治理”的概念，這是人類對河流實施生態修復的開端[3]。20世紀中葉，河流生態修復理論不斷發展，修復重點逐漸由單一的河流水質保護轉變為多自然生態修復，以德國、瑞士為代表的歐洲阿爾卑斯山區相關國家采用“多自然型河道生態修復技術”，在河川生態治理方面積累了寶貴經驗[4]。20世紀80年代起，河流生態修復理論與實踐全面展開，相關技術日漸成熟并不斷創新完善。日本多自然型河川工程，在保證城市生態系統多樣性的同時，更強調城市河道空間與市民游憩功能的整合。新加坡“ABC水計劃”同樣強調河流的可親近性，并注重景觀的打造和自然岸線的保留，同時融合了雨水管理、水敏感性設計等理念。我國對近自然河流的研究起步較晚，最早起源于生態學和水利學。20世紀90年代，劉樹坤[5]提出“大水利”理論，為我國河流生態修復奠定了理論基礎。董哲仁[6]提出的“生態水工學”立足生態學理論與工程學科的融合。2005年至今，我國河流生態修復理論與實踐逐步發展，但大多僅關注水利、生態或景觀某一方面的功能，側重于水質凈化、近自然治理、生態景觀建設相關技術與方法的研究，對城市中人水關系密切、人地矛盾突出的河流生態修復研究尚待深入。

縱觀人類與河流的共存發展史，大致經歷了原始自然、工程控制、污染治理和生態系統綜合修復4個主要階段[7]。黨的十九大報告提出“堅持人與自然和諧共生”，對人水關系提出了更高層次的要求。共生在醫學界或生物界指兩種不同物種之間互相依賴所形成的互利關系。人水共生是人與水互相依靠、共同發展，綜合考慮人文系統和水系統的一種更加積極健康的人水相處模式。河流生態修復要與所處人類—河流關系的階段相適應，比如在未完成污染治理時，很難營造出良好的生物棲息環境。同理，在實現了生態系統綜合修復的階段目標后，河流生態修復才將邁進人水雙向互動共生的更高階段，其理想狀態是人文系統依賴水系統，水系統通過人的修復治理更加健康有活力。

筆者從人水共生的視角，探討城市河流的生態修復方法。城市河流主要有緊縮型河流、彈性型河流和開拓型河流3種[8]。其中，開拓型河流指渠化河流完全脫離原有的軀殼，重生為一條在形態、功能和流動模式上都更近似于自然的河流，是較為理想化的一類河流，其修復策略與彈性型河流有諸多相似之處，僅河流形態及空間設計上有所不同（可參照自然河流），且開拓型河流對人水共生體現不足，因此不作為重點研究對象。本文以臨汾澇洰河和蘭州黃河溝道為例，探討彈性型和緊縮型兩大類河流的生態修復和景觀營造策略，力求實現城市河流在水利、生態、景觀、社會等方面的綜合效益。

1 河流生態修復策略與技術措施

河流生態修復緣于以人類為中心的用水、治水工程所導致的河道淤積、水質惡化、生態功能衰退等問題。河流生態修復的目標是恢復河流的健康狀態，實現人與河流和諧共生，其核心并不是簡單地使河流恢復到原始狀態，而是通過適度人工干預，使河流受損功能恢復到接近期望的理想狀態，即修復其物理、生物和生態過程，同時提高河流生態價值和生物多樣性，在遵循河流自身發展規律的條件下滿足人類發展的需要。

河流生態修復主要包括水文特征、水環境質量、結構形態和生物種群結構修復4個方面[9]。水文特征主要通過調節水利工程運行和調度方式，恢復河道水文平衡，改善生態環境條件;水環境質量可通過物理、化學、生物多種方式，從源頭、中途、末端全面修復被污染的水體;結構形態通過自然生態工法，恢復河道的連續性、連通性和多樣性;生物種群結構通過生物技術、生境營造，恢復和提高生物多樣性。在制定河流生態修復規劃時，應對河流形態、河道斷面、駁岸類型、親水設施等要素進行系統分析，通過對關鍵脅迫因子的識別，有針對性地確定生態修復技術重點，制定綜合而非單一的修復技術措施，見表1。

2 彈性型河流生態修復策略

城市彈性型河流指河流本身被堤壩和防洪墻所圍合，但仍具有一定空間進行生態拓展，潛在拓展空間可選擇堤內或堤外的綠地、防護帶等[10]。澇洰河位于臨汾市老城北部，向西匯入汾河，其周邊現狀多為耕地、灘地和散布的村莊，片區控規主要為城市多功能用地和綠地，是典型的彈性型河流。規劃重點聚焦河堤結構調整、河道平面形態重塑以及河流自然屬性修復。同時充分利用堤內外空間，借河岸緩沖帶彈性泛洪，營造生態友好型動物棲息環境，并為城市居民提供休閑活動場所。

2.1 河堤調整及河流形態近自然設計

澇洰河兩岸有數10 m寬的河岸緩沖帶，南岸規劃防洪堤馬上要建設實施，形式為硬質直線堤岸，而此類堤岸結構硬化、形態規整、功能簡單，是導致城市河流自然生態系統惡化的主要原因，現狀北岸防洪堤近4 m的落差阻隔了人們的親水需求。設計師和生物學家與水利專家討論確定，防洪堤位置南移至規劃市政路（見圖1），保證河灘地生態系統的完整性和連續性，為恢復河湖水域生物棲息環境創造良好的用地條件。同時在原規劃堤壩一帶增加20 a一遇堤防，結合不同防洪要求形成多層景觀，實現防洪與景觀功能融合。

堤岸南移后如何合理設計岸線形態、建設近自然形態的河流是需要解決的下一個問題。水利設計師按常規做法提供基本等寬的河道及相關數據，景觀設計師統籌安排河道與濱水區綠地及園林設施。之后水利專家根據景觀設計的河道條件重新推演水面線，對需要加高堤防或加深河道的地方提出設計要求，最后調整水形和地形形成最終方案。在河流形態設計中，重點是處理好“水-河灘-人”三者之間的動態關系，在盡量保留原河道自然蜿蜒形態的基礎上進行人工拓寬或加深，營造濕地、河灣、深潭、淺灘等多樣的河流形態。

2.2 多種形式水源的水量保障系統

澇洰河中游主河道目前已斷流，為保證未來城市水質水量，規劃將雨水和中水作為城市生態用水。規劃在污水處理廠西側河灘地營造人工濕地，對中水進行生物凈化，將中水再處理與地形條件相結合，局部低洼處營造水景觀;同時，利用場地高差營造景觀微地形，建立匯水溝渠，加強雨洪管理，充分收集地表徑流和雨水，并經過植草溝、滯留池等海綿設施過濾后匯入主河道，見圖2。通過城市雨水收集、中水回用以及濕地凈化，構建多種形式的水量水質保障系統。

2.3 河岸緩沖帶泛洪濕地建設

退堤增加的洪泛區是河流的重要組成部分，既為河流分擔排洪壓力，又能有效防止城市內澇[11]，同時作為生態廊道，為魚類及過境鳥類提供適宜的生境。規劃合理利用洪泛區，將人的活動范圍與生物棲息空間分區管理。

近水區水生與濕生植被帶包括河道、凈水面、灘涂、島嶼、次生林等，為關鍵目標物種提供多樣的棲息環境。開敞植被帶為過渡地帶，以水生、濕生、灌木、草本等低矮植被為主，為蜻蜓、兩棲類動物提供生境，同時設計石汀步為人類探索活動提供空間。疏林草地帶考慮淹沒頻率及水深，建設河灘濕地，營造人類休閑游憩場所，兼顧親近人的動物的生境需求。堤壩沿線營造密林區，結合市政路綠化形成濱河風景林帶，見圖3。

2.4 棲息地生態化設計

豐富棲息地的生物多樣性，營造多空隙生境是河流生態恢復的重點[12]。在棲息地中保留枯木、樹根、樹洞、亂石堆、土丘等，種植水生濕生植物，豐富動物棲息、覓食和繁衍的空間。調查發現，岸邊帶缺失及河床堤岸硬化導致水生和兩棲類動物在河道大流量過流時缺乏避難所，因此規劃設計生態護岸坡腳，為魚類、蛙類等水生動物和兩棲類動物提供棲息空間。同時采用石塊群、巖洞為小型爬行類動物提供潛在洞穴，水中島嶼、水邊灌叢為鳥類提供棲息繁衍場所。

2.5 人與河灘地的互動

人類活動區是人水共生理念的重要承載空間，規劃建設河灘地公園，加強“水-河灘-人”互動。適當增加休閑活動、科普教育場地，設置漫步道、自行車道、親水平臺、棧橋等，豐富市民親水空間，拉近河流與人的關系，見圖4。設計中利用微地形、草坪、林地營造兒童游戲、林地拓展等活動空間，并結合濕地讓市民在河畔、泥潭進行露營、戲水、觀鳥、捉蟹等自然體驗活動。

3 緊縮型河流生態修復策略

緊縮型河流城市用地與河流關系緊密，可利用空間狹小，堤壩的形態和穩固性不可隨意調整，這類河流在城市中較為多見[10]。蘭州黃河溝道作為緊縮型河道，城區段河道頂寬均在40 m以下，兩側與建設用地相鄰。規劃重點在河流堤岸沿線及河流內部尋求機會，在保證行洪安全和堤壩穩固的前提下，以點帶線進行駁岸生態化改造和多層景觀平臺建設，并結合海綿設施、生態浮島改善河流生態環境，見圖5。

蘭州處于西北干旱地區，水量匱乏，因常年無水，故溝道不斷被建筑物、市政管線侵占，成為城市堆填垃圾、排放污水的消極空間。由于河道坡度陡，洪水流速快，因此雨季河流兩岸沖刷非常嚴重。針對上述問題，基于溝道的詳細調研，提出三大解決策略，制定菜單式生態修復和環境整治措施（見表2）。

第一，還空間于沖溝，保障行洪安全。拆除侵占藍線的違章建筑，清除沖溝建筑垃圾和生活垃圾，疏通行洪通道，并制定詳細的政府工作方案及保障措施。

第二，整治沖溝環境，發揮生態作用。結合場地條件對駁岸進行分段生態化改造;結合海綿設施建設，吸納蓄滯周邊雨水;通過生態島和棲息地建設，構建河流生態網絡。

第三，功能復合利用，激發活力空間。在保障防洪安全的基礎上，營造可淹沒的多級景觀，最大化提高綠地利用率，將現狀消極空間改造為激發城市活力的積極空間。

3.1 護岸生態化改造

現狀城區段河流為硬質護岸，上游段為自然護岸，重點對城區硬質護岸段進行生態化改造。生態化是結合河流岸坡的坡度、水流特征和土質條件等因素，根據不同洪水流量和水位，設計岸坡及防護結構并驗算其穩定性。行洪壓力大的河段仍使用混凝土護岸，但結合內襯塊石、石籠墻構筑梯狀臺階等方式進行近自然改造。對滿足生態化改造的河段，采用置石駁岸、鋼絲石籠等方式，盡可能減緩護岸坡度，降低護岸高度，提高護岸粗糙度。

3.2 海綿設施集水凈水

對于西北干旱地區的季節性河流，設計一個既能保證河流水量又能滿足行洪安全的河床尤為重要[13]。首先，構建場地的雨水收集系統，通過雨水徑流分析及設計將周邊雨水匯集至河道內自然下滲;其次，通過局部疏挖、攔蓄拓寬河道，營造雨水花園，洪水期雨水經植草溝長距離流動、過濾、凈化后匯入主河道，見圖6;再次，在洪道等級較高，雨洪流量較大的溝道，上游建設沉沙池，集蓄夏季雨洪補充河道水體，下游利用原河道相對低洼的區段，改造形成蓄水區，結合植物種植延緩水體干涸。在水環境整治方面，實行“源頭、中途、末端”系統管控，末端結合濕地進行水質凈化。

3.3 生態島建設

在常年有水、流速較慢的溝道較寬段，運用生物工程技術，以土質岸坡為堤，局部抗壓固定，構建生態島，隔離人類干擾，以較小的生態空間實現多樣的生物棲息場所，見圖7。以生態島為踏腳石，結合河流生態化改造，構建城市生物完整而連續的生物通道，為昆蟲、魚、蝦、蟹、軟體動物等提供庇護所，為越冬鳥類提供多樣的食物選擇，形成健康循環的河流生態系統。

3.4 多層平臺構建

在行洪安全的前提下，建立多層次復合景觀系統是緊縮型河道親水性設計的重要方式。縱向上采取駁岸分段改造，城區入黃河段人流量大，結合城市廣場設計跌水景觀和親水平臺，促進人與水的親密接觸，并與周邊商業、居住區相融合;城外段通過生態改造，營造自然景觀;中間段根據行洪和場地條件適當增加親水空間，兼顧安全、生態與人類活動需求。橫向上采用復式斷面擴寬河道，營造多級可淹沒的景觀平臺，見圖8。河道上部過流頻率低，裸露時間長，可種植草本或低矮喬木，洪水期可作為臨時行洪通道。溝底營造旱生濕地景觀（見圖9），河槽內的子槽是河道非汛期的主要流路[14]，保留野生灌叢自然覆蓋，恢復河流的自然生態過程。河堤與子槽之間的洪泛區局部加設卵石步道，提供親水游覽的開敞空間。

4 結 語

城市河流的生態修復需要建立在對河流演變規律充分了解和尊重的基礎上。對于彈性型河流擴大洪泛區范圍是最好的辦法，可以營造豐富的生物棲息地類型，還可以成為市民親近自然、休閑活動的場所，這也是“海綿城市”“韌性城市”所提倡的重要解決策略。對于緊縮型河流，一般受限于用地空間和堤壩形態，且大部分時間呈干涸或少水狀態，瞬時洪峰流量大，只能尋找點狀或線性空間進行近自然營造。因此，對于不同類型的河流，需要結合場地條件、水文特征等，因河施策制定相應解決方案和改造措施。

人水共生視角下的河流生態修復是生態文明建設時代背景下對河流治理更高層次的要求。重視生態系統健康和人類活動需求，在城市內將河流恢復到近自然狀態，并結合人的主觀愿望滿足生態安全、經濟發展、民生福祉、文化積淀等各方面需求。因此，人水共生視角下的河流治理不同于傳統的河流生態修復或濱水景觀設計，而是一項復雜的系統工程和動態的演變過程，需要協調水利、生態、景觀、環境、規劃、建設等各學科、各層面。通過綜合技術手段，搭建多專業協作平臺，水利專業提供洪水和防洪安全計算，生態、環境專業提供技術支持，聚焦生態修復、景觀營造和經濟社會價值發揮，既保證防洪安全、生態系統健康，又兼顧人民美好生活需要，并落實在河流多樣空間的營造上，從而實現河流生態系統的健康循環和人水共生的可持續發展。

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【責任編輯 呂艷梅】