城市河岸帶開發利用的原則與方法

王艷群

(寶雞市水利工程建設與管理處,陜西寶雞721000)

河流是人類文明的發源地,人類任何形態的文明總是建立在生存的生物學基礎上的,而在生存意義上,河流、土地這些特定的要素卻是最重要的支撐力量。河岸帶是指河水與陸地交界處的兩邊,直至河水影響消失的地帶[1-2],由于其特殊的位置,這里成為受水生環境強烈影響的陸地環境,具有獨特的空間結構和生態功能。研究[3-5]表明,河岸帶通過過濾和截留沉積物、水分及營養物質等來協調河流橫向和縱向的物質和能量流,因而在與之相關的土壤侵蝕程度降低、河道穩定、生物棲息地保護以及水質改善方面都起著重要的作用。

城市的河岸帶是城市寶貴的自然資源,過去由于認識的謬誤,許多城市在開發利用這一珍貴資源時,往往忽視保護其自然屬性,隨意的操縱和過度的開發導致了河道破壞、水質惡化和生態功能退化等惡果。而這些惡果無一例外都為城市所負擔。因此,人們在對城市河岸帶開發利用的過程中,必須理性地認識河流功能,尊重并保護河流的自然風貌和生態功能,通過采用一些新的技術和方法恢復已經人工化、城市化河流的自然特征和生物多樣性,統籌兼顧河流生存空間、河道泄洪空間與河岸帶開發利用的關系,以維護整個河流流域的持續穩定。

1 河岸帶的功能

由于河岸帶是水陸相互作用的地區,其界限可以根據土壤、植被和其它可以指示水陸相互作用的因素的變化來確定[1,6]。因而,其縱向(上游～下游)、橫向(河床～泛洪區)、垂直方向(河川徑流～地下水)、時間變化(河岸形態變化及河岸生物群落演替)四維結構特征,決定了河岸帶具有明顯的邊緣性,以河岸帶為主體的生態系統,是地球生物圈中最復雜的生態系統。其作為重要的自然資源,蘊含著不同的動植物資源、水資源、氣候資源和旅游資源,這就決定了河岸帶具有最重要的三個功能:①對地表和地下水徑流的保護功能;②對動植物生存環境的保護功能。河岸帶具有較高的生物多樣性,并通過改善環境間接地增加河流和陸地生物多樣性;③娛樂、休閑功能。在保護河岸帶生態環境的基礎上,適度開發這些功能,不僅可以實現人與自然和諧相處,而且可以提高濱水環境整體水平,促進濱水地帶經濟社會發展。

2 河岸帶的利用現狀

河岸帶的開發利用一直是一個比較敏感的問題,在歐美,對河岸帶的研究比較早也比較深入,從1977年至今30余年間,國外的研究成果和實踐表明[4],河岸帶植被的恢復和數量的增加,對控制工業、森林、草原、農業地區非點源污染過程具有強烈的過濾和緩沖作用,可以改善河流水質,恢復河溪灘地動植物生態環境、增加生物多樣性、增強河道及岸線的穩定性,降低流水的侵蝕和沉積作用,實現全流域生態環境的優化。

在我國,由于近年來城市區域河流生態環境不斷惡化,才使河岸帶尤其是城市河流的沿岸地帶受到重視,但仍處于一個探索階段,河岸帶土地開發利用帶來生態環境惡化局面還沒有引起全社會的普遍重視,特別是政府決策層的重視,惡化局面且有進一步發展的趨勢[7]。

在高山地區的河谷地帶,由于地勢較高山地低,氣溫較高,無霜期比高山地長,降水條件較好,河水又可以作為灌溉水源,河谷之間的山嶺一般都有森林,使河谷地土壤的腐殖質比較豐富,土壤比較肥沃,是山區適宜耕作的地區,因而農業比較發達,形成了河谷農業。我國的青海省黃河谷地、湟水谷地都是典型的谷地農業區,是青海省的主要耕作區。在平原地區的河谷地帶,土地利用主要集中在河岸帶的利用。人類先后經歷了20世紀80年代以前的農業耕作、20世紀末的大規模工業產業區建設和21世紀初的城市擴張三個階段。在農業耕作階段,人類活動對河流的影響主要是由耕作引起的水土流失、河流泥沙的增加;在大規模工業產業區建設階段,主要是河岸帶周邊土地的征用和工業廢水對河流水質的污染;在城市擴張階段,為城市建設而形成的河道規模化采砂和供市民休閑娛樂的濱水公園的建設不斷興起,帶來了城市人口的快速增長、生活污水排放量增加、因采砂導致河道下切、堤防工程隱患增加和洪水主橫的束窄,使河道洪水能力大幅度減小,洪水期間高水位持續時間延長,城市內澇災害嚴重,給城市發展造成巨大損失。

3 河岸帶利用存在的主要問題

隨著經濟的迅猛發展和城市的快速推進,河岸帶的利用過程中存在著許多問題:一是河岸帶的開發利用缺乏統一規劃,無序、過度開發問題嚴重;二是城市河岸帶在城市發展中的功能定位研究滯后,不適應城市發展規劃的要求;三是河岸帶開發利用對河流空間的侵占、河灘資源的掠奪性開采與日俱增;四是河岸帶植被破壞嚴重,生態環境十分脆弱;五是河流污染嚴重,河岸的各種生態環境被肆意破壞,生物種群減少,農業生產和人民生命安全受到嚴重威脅。

4 城市河岸帶開發利用的原則

城市河岸帶開發利用要以可持續發展為指導,評估河流的生態狀況,確定河流開發與保護的適宜程度,提出改善河流生態系統結構與功能的工程措施與管理對策,促進人與自然和諧相處。城市河岸帶開發利用的原則應包括六個方面:

(1)安全原則:防洪安全及人們生活的安全。根據河流兩岸防護對象的重要性,確定不同的防洪標準。

(2)自然原則:在滿足防洪排澇安全的基礎上,充分保護河流的自然景觀,創造人與自然和諧的河流空間。

(3)生態原則:了解自然水系狀況、氣候變化、水生物種類、水生態自凈能力等,提出維護水生態再生能力、物種多樣性、功能持續性的方案。

(4)景觀原則:以水造景,營造和諧的水景觀。

(5)開發利用的原則:開發利用河流沿線的文化、旅游、土地等資源。充分挖掘河道的文化、旅游內涵;統籌運作河道兩岸保護區新增和增值的土地。

(6)公眾參與的原則:征求沿線居民意見,公布規劃方案,充分聽取居民對水生態、水功能、水景觀、水文化的態度和需求。

5 城市河岸帶開發利用的規劃布局方案

河岸帶開發利用要達到人水和諧的目標,總體布局要對現狀自然河流網絡充分利用并進行疏理,采取疏、導、引的手法,使水系網絡貫通為有機的整體;水系、綠化、道路、用地相互依存,構成整個區域生態廊道的骨架,與城市總體規劃、土地利用規劃等規劃相銜接,具體要做好保、截、引、疏、拆、景、態、用、管九個方面的工程布局。

(1)“保”——防洪保安全:防止洪水侵襲兩岸保護區,保證防洪安全及人們沿河的活動安全。河道應有足夠的行洪斷面,滿足兩岸保護區行洪排澇的需要,河道護岸及堤防結構必須安全。在滿足河道防洪、排澇、蓄水等功能的前提下,建立生態性護岸系統滿足人們親水的要求。采取疏浚、拓寬、筑堤、護岸等工程手段提高河道的泄洪、排水能力,穩定河勢,避免水流對堤岸及涉河建筑物的沖刷,使河道兩岸保護區達到國家及行業規定的防洪排澇標準。

(2)“截”——截污水、截漂浮物:摸清河道兩岸污染物來源,進行河道集水范圍內的污染源整治,將河道兩岸污水無組織、任意地排放改為有組織排放。對工農業及生產生活污染源進行整治,新建、改建污水管道及興建污水泵站及污水處理廠,提高污水處理率,實行排污總量控制,通過對沿河地塊的污水截污納管,逐步改善河道水質;興建垃圾填埋場及農村垃圾收集點,建立垃圾收集、清運、處理處置系統。

(3)“引”——引水配水:對水體流動性不強,季節性降水補充不足的平原河網和城市內河的整治,需從天然水源比較充沛的河道,引入一定量的清潔水源,解決流速較小水量不充沛的問題,補充生態用水,并對河道污染起到一定的稀釋作用。

(4)“疏”——疏浚:對河岸進行襯砌和底泥清淤,改變水體黑臭現象。

(5)“拆”——拆違:即集中拆除沿河兩側違章建筑,還河道原有面貌,并為河道綜合整治提供必要的土地。

(6)“景”——景觀建設:加強對濱水建筑、水工構筑物等景觀元素的設計,恢復河道生態功能,改善濱水區環境,優化濱水景觀環境。河道應具有親水性、臨水性和可及性,沿岸開辟一定的綠化面積,美化河道景觀,盡可能保持河道原有的自然風光和自然形態,設置親水景點,從河道的平面、斷面設計及建筑材料的運用中注重美學效果,并與周邊的山峰、村落、集鎮、城市相協調。

(7)“態”——保護生態:建設生態河道,保護河道中生物多樣性,為魚類、鳥類、昆蟲、小型哺乳動物及各種植物提供良好的生活及生長空問,改善水域生態環境。

(8)“用”——開發利用:開發利用沿河的旅游資源和歷史文化遺存,注重對歷史文化的傳承,充分挖掘河道的歷史文化內涵。開發利用河道兩岸的土地,從各地的河道綜合整治實例看,河道整治后,河道兩岸保護區原來受洪水威脅的土地得到大幅度增值,臨近河道區塊成為用地的黃金地帶。在河道整治規劃設計中要充分開發和利用這些新增和增值的土地,通過招商引資的辦法,使公益性的河道整治工程產生經濟效益,走開發性整治的新路子。

(9)“管”——長效管理:理順管理體制,落實管理機構、人員、經費,劃定河道管理和保護范圍,明確管理職責,建立規章制度,強化監督管理。開展河道養護維修、巡查執法、保潔疏浚,鞏固整治效果,發揮整治效益。

6 城市河岸帶開發利用的方法

城市河流的一個主要特征是河道的人工化、硬質化,河道原有的自然的土質岸坡被鋼筋混凝土或其它硬質材料所替代,河流地貌不可避免要受到堤防工程的影響。從恢復自然環境功能但同時又能發揮防洪工程效益的角度出發,需要改進完善現有堤防的設計和建設方法[7],主要包括以下幾項技術:

(1)洪水后退。這項措施包括清除河漫灘內的所有結構物,把河道恢復到歷史狀態。設計河道形態時要使河流泥沙不會產生嚴重的沖刷和淤積現象,并能恢復到天然形態。河流形態可以自由蜿蜒,洪水可以漫灘,平均漫灘頻率為一年或兩年。從現實來看,這一技術在我國的應用將受到社會經濟發展的制約,對大多數已經建有堤防工程的城市河道而言,要實現河流形態的完全恢復是不切實際的。但對于尚未建造堤防工程的河段,在未來的防洪規劃中,可把這種非工程防護措施作為一個主要的待選方案。

(2)堤防后靠。這項措施與洪水后退措施在本質上是一致的,但河漫灘洪水被限制在兩岸堤防之間。堤防在布置上不應侵占蜿蜒帶,從而使河道在地貌變化活躍的廊道區域內仍可以擺動。這項措施符合當前的洪水管理理念,但在很大程度上受經濟條件的制約。對于新建堤防,在堤線布置方面,應遵循宜寬則寬的原則,處理好河道行洪和生態保護要求與土地開發利用之間的矛盾,河槽和河漫灘不僅要能滿足設計洪水的行洪要求,還要保持一定的淺灘寬度和植被空間,為生物的生長發育提供棲息地,既可發揮河流的自凈化功能,又有利于地表和地下水的聯通。

(3)兩級河道。兩級河道實質上是大河道內套小河道,即上部河道主要用于行洪,枯水河道主要用于改善棲息地質量和提高泥沙輸移能力。上部河道可設計成公共娛樂場所或濕地型棲息地,枯水河道可設計成蜿蜒形態。

(4)行洪河道。把現有河道恢復到原來的形態,同時建設一條行洪河道或大流量河道以滿足行洪需求?；謴偷暮拥乐饕菫榱诵迯蜅⒌?而行洪河道則可設計成濕地或低洼棲息地,或開發為旅游休閑地,其作用就如同一個分離的河漫灘。

(5)河道內棲息地加強結構。通過在河道內增加礫石、翼型導流設施(側堰)、堆石堰和魚巢等結構,可以增強河道棲息地功能。但在設計中,必須考慮這些結構對河道過流能力和泥沙輸移能力的影響,以保證防洪工程的可靠性。

(6)岸坡防護。在河道岸坡防護工程中引入樹木和灌木類植被,不僅能提供良好的生物棲息地環境,而且還可以增加審美情趣。這類措施對防洪工程的改變最小,因此最容易實施,并強調在多孔性防護結構底部設置反濾層和墊層。此外,河岸植被將增進河道糙率,因此需進行詳細的水力學分析來評價這種影響。

(7)挑空式親水平臺。親水平臺是一個重要的景觀處理的手法,它能夠將人們帶到離水邊很近的地方。它能夠作為教育宣傳點、觀景點、野生動物觀賞點、垂釣區、社區入口、林蔭道的連接點和非正式的集會場所。當親水平臺作為濱水區的通道時,它也可以為公共開敞空間和濱水林蔭道提供連續性。當然,親水平臺還有另外一個重要作用,即它能夠為魚類等水生生物提供遮護和陰蔽。

(8)創造和恢復野生生物環境的技術。有許多技術方法被用于城市河岸恢復中來增加和促進改善野生動物的生存環境。其中方法之一是緊貼水面以下構造一個梯臺,梯臺或者平臺的功能是形成一個狹窄的濱水濕地,并維持濕地中自然生長的濱水植物。這個新的濕地環境會吸引野生動物,包括昆蟲、小龍蝦、蝸牛、水鳥、魚等前來棲息。利用石塊錨固,重建后的岸坡,其水面線以上的區域可以用本地植物恢復植被,并逐漸的融入到公共林蔭道中。垂在岸邊的植物同樣也能夠為濱水的野生動物提供庇護。

7 結 語

隨著區域經濟發展與土地資源緊缺矛盾的日益尖銳,城市河岸帶的開發利用進入快速發展時期。要在開發河岸帶自然資源的同時,注重修復其生態資源,并按照河岸帶的現狀、自然和生態特征,劃定不同的功能區,統籌安排,在保護中適度開發利用,使河岸帶在服務經濟、社會發展的同時,生態環境得到有效恢復,維護全流域的持續穩定。

[1]張建春.河岸帶功能及其管理[J].水土保持學報,2001,15(6):143-146.

[2]夏繼紅,嚴忠民.生態河岸帶研究進展與發展趨勢[J].河海大學學報(自然科學版),2004,32(3):252-255.

[3]張建春,彭補拙.河岸帶及其生態重建研究[J].地理研究,2002,21(3):373-383.

[4]岳雋,王仰麟.國內外河岸帶研究的進展與展望[J].地理科學進展,2005,24(5):35-42.

[5]白慧強,李全平.河岸帶研究現狀與存在問題探討[J].科技情報開發與經濟,2007,17(22):165-167.

[6]夏繼紅,嚴忠民.生態河岸帶的概念及功能[J].水利水電技術,2006,37(5):14-18.

[7]董哲仁,孫東亞,等.生態水利工程原理與技術[M].北京:中國水利水電出版社,2007:265-286.