現代城市河道治理設計理念淺析

許 樸 ，田愛平

（1.上海市政設計研究總院（集團）有限公司，上海 200092；2.上海市堤防（泵閘）設施管理處，上海 200050）

0 前言

河流、湖泊孕育了城市文明，濱水區已成為城市最為寶貴的資源。隨著城市化進程的加快，城市建設擠占河道，使河道空間減小，水域縮窄，行洪排澇能力降低；而工業污水和生活污水處理的滯后，又致使大量污水進入河道，水質普遍惡化。同時，城市化也使地表徑流量增加，洪澇災害頻發。為了抵御這些災害，傳統做法是加高加厚堤防護岸，修筑混凝土河床和漿砌石岸墻來加大河道過流能力并隔離污水滲透；有時還采取“裁彎取直”的辦法疏浚河道，以增加河道的行洪能力。可是渠道化的河道也有很多問題：河道的生態環境多樣性喪失、生物的生存條件被破壞、地下水與地表水的交換通道被阻斷、大大削弱了河道生態自然修復功能等。因此，如何治理城市河道，使其既滿足城市的防洪排澇、排污要求，又保護美化環境，最大程度地發揮工程的綜合效益，是現今工程設計人員面臨的又一新課題。

1 河道治理設計新理念

現代城市河道治理須改變過去工程水利的傳統觀念，建立生態水利河道治理的設計理念，即在滿足防洪排澇、排污、通航等多種功能的前提下，以“安全、生態、景觀”為設計目標，建設集多功能為一體的城市河流，從而營造一個生態、舒適、優美的濱水生活環境。其主要設計理念如下[1][2]。

1.1 功能理念

滿足城市河道防洪、排澇、航運等的基本功能，同時保護、美化周邊環境，最大程度地發揮工程的綜合效益。

1.2 生態理念

充分順應自然的水生態環境，合理設置河道平面與斷面及兩岸截污系統，維持區域內的生態完整性，與自然環境達到有機結合，創造舒適、優美的濱水綠化空間。

1.3 以人為本理念

建立點、線、面相結合的城市綠地系統及河道水生態系統，建造城市特色濱水景觀帶，為周邊市民提供適宜的休閑娛樂場所。

1.4 蓄洪涵水理念

蜿蜒曲折的河道形態、植被茂密的河岸、起伏多變的河床，都有利于減低河水流速，消減洪水的破壞能力。河流兩側的自然濕地調節河水之豐儉，緩解旱澇之災害。而設計過程中用百年一遇的標準，高筑防洪堤壩，裁彎取直，結果只能適得其反，洪水的破壞力被強化。

1.5 文化理念

傳統文化是現代社會文明發展的基礎，設計力求將現代理念與地域文化完美融合。

2 河道治理工程設計

河道治理新的設計理念，強調工程順應自然生態，河道斷面力求規整天然河道，河道底部在滿足防止洪水沖刷的條件下盡量采用天然河床，兩側邊坡則依河道水力條件采用天然或仿天然材料輔以耐水、耐沖刷植物，充分體現人與自然和諧統一。

因此，在進行實際的河道設計的時候，首先要找出設計河道本身存在的問題，明確治理目標，其次要根據現有河道的地形地貌及周邊環境的地理優勢，采用合理的總體布局，選取合理的河道平面走向、設計適宜的河道縱橫斷面，最后對河道進行護岸和景觀的設計。

2.1 河道治理平面設計

河道平面設計主要為河道中心線、河道岸邊藍線的確定，其受河流現狀、水流動力、周圍環境和社會發展需求等諸因素影響。故河道軸線布置的可變性和自由度均較小。河道寬度控制線是按水利計算由河道的過流能力確定的，其受城市規劃和工程投資控制，可變性和自由度也不大。因此，河道中心線與寬度控制線很容易形成平行直線組合，使人感覺單調乏味。而合理利用規劃河道寬度控制線與規劃河道管理范圍控制線之間的空間，形成沿河岸開放空間的淺水區域，形成松弛有度的水邊線，可能產生更好的效果：

（1）淺水區水面與河道主槽河面是一體的，表面上沒有分隔，故會給人產生寬闊的水面感覺。

（2）在淺水區域上，可根據需要適當布置人們休閑嬉水的小景，如水上平臺、九曲橋、觀水亭、沙灘嬉水等。

（3）淺水區的存在可修飾整條河流，增強了河流自然美感。

2.2 河道斷面設計

河道斷面設計過程中充分注意河流兩岸的生態環境景觀建設。在城市防洪規劃中應遵循保持自然、回歸自然的原則。

首先應根據防洪、排澇及通航要求進行設計，初步確定河道規模和斷面型式，再依據環境景觀的要求，進行適當的調整，經過多次反復最終確定河道的橫斷面型式。根據不同功能要求設計不同的河道斷面形式，主要分為四類：復式、梯形、矩形、雙層等。

2.2.1 復式斷面

枯水期流量小，水流歸槽主河道。洪水期流量大，允許洪水漫灘，過水斷面大，洪水位低，通常無需修建體量較大的防洪堤。枯水期可充分開發河灘的功能，根據河灘的寬度和地形、地勢，結合當地實際，開發利用不同的功能，修建小型野外活動場所、河濱公園或輔助道路等。

2.2.2 梯形斷面

河道的橫斷面為梯形，梯形斷面結構簡單，在滿足泄洪要求的基礎上由于坡度較緩，還有利于兩棲動物的生存繁衍，有利于保護河道的生態多樣性，同時也為城市居民在有限的生活空間中創造盡可能多的水趣，為居民在茶余飯后、散步休閑提供了極好的去處，滿足人們的親水要求。

2.2.3 矩形斷面

河道的橫斷面為矩形，矩形斷面最大的優點就是占地面積很小，通常在原有河道的基礎上挖深就可以形成。在枯水期、汛期水位變幅不大，全年各時期正常水位基本相同的河流上應用較為適合，但沿河護岸擋墻的體量往往較大，工程投資也最大。

2.2.4 雙層河道斷面

上層為明河，下層為暗河。下層暗河主要用于泄洪、排澇；上層明河具有安全、休閑、親水等功能，一般水深可以較淺，河中放養各種魚類，河道可以設計蜿蜒曲折富有水趣，河道周邊建造噴泉，涼亭等休閑配套設施供兒童溪水玩耍，老人健身運動等。

而隨著城市面積不斷擴大，硬質地區面積不斷增加，城區雨洪量和峰值隨之加大，且匯流時間卻縮短。要實現新增雨洪的安全排放，勢必要擴大河道過流面積或加快過流速度。而中心城區河道受相鄰道路和建筑物限制，擴大河道寬度已經難以實施，為使雨洪過流暢通，保證城市防洪標準，唯一可采取的辦法就是優化河道斷面，本文認為復式斷面是現代城市河道設計中應優先選擇的斷面型式。

2.3 河道護岸設計

生態護岸融合了現代水利工程學、環境學、生物學、生態學、美學等多個學科，以保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提，在考慮具有一定強度、安全性和耐久性的同時，充分考慮生態效果，把河堤由過去的混凝土人工建筑改造成為水體和土體、水體和植物或生物相互涵養，適合生物生長的仿自然狀態的護岸[3][4]。作為一種新概念的河道護岸，在現代城市河道整治中被普遍使用。

2.3.1 原生態護岸

原生態護岸系指采用種植植被保護河岸、保持自然河岸特性的護岸。通常以水生、濕生植物為主,喬灌混交以充分發揮各種植被的生長特性，并利用高低錯落的空間和光照條件達到最佳郁閉效果。同時利用護岸植物舒展而發達的根系穩固堤岸，增強其抵抗洪水、保護河堤的能力。對于坡度緩或腹地大的河段，可以考慮采用原生態護岸來達到穩定河岸的目的。

2.3.2 護坡式護岸

傳統河工學中，對于較陡的坡岸或沖蝕較嚴重的地段，通常采用天然石材、木材等具有一定的強度的材料保護坡腳，提高整個護岸的抗沖刷能力，發揮護岸的防洪效應；此外，木樁、石塊間的縫隙也為水生植物留下了生長的空間，并為魚、蝦等水生動物提供了棲息的場所，但其耐久性較差。

而隨著科學技術的發展，生態新型材料（如土工材料綠化網、植被型生態混凝土、水泥生態種植基、土壤固化劑等等）逐漸被應用于河道整治工程中。其本質上與傳統治河工所用材料基本相同，都可以避免不透水的硬質材料對水生生境的破壞，且耐久性大大提高，但造價也相應升高。

因此，城市河道整治中可以根據工程實際情況和社會、環境綜合效益選擇應用，比如將護岸工程分為低水位以下和以上兩部分，低水位以下可以采用混凝土或生態新型材料，傳統類材料則較多應用于低水位甚至常水位以上部位，以求得工程投資最小的同時生態效益最大化。

2.3.3 復式護岸

由于防洪功能或水動力需要，許多河岸不得不采用非自然型護岸。同時，城市化建成區河道的整治中最大困難在于土地的缺乏，征地拆遷成本過高也迫使許多河段收縮邊坡或者采用直立式護岸。

直立式護岸最大的缺點是影響河道的自然生態功能，并且與城市景觀和綠化生態不協調。因此在進行河道整治設計時，應該同時采取各種生態景觀設計措施，盡量彌補河道自然生態功能的損失，改善河道景觀。

（1）采用復式斷面，盡可能避免一墻到頂的直立式護岸形式，根據河道行洪控制斷面要求，枯水位或常水位以下采用拋石或混凝土護岸，水位以上則通過斜坡應用生態材料布置綠化達到設計頂高程。既達到了河道防洪要求，又為市民提供了更多接近水體的機會。

在空間許可的條件下，可以將低水位以下的斷面做成蜿蜒有度的自然型河道，低水位以上可以用石砌或混凝土鋪設硬質材料建成利于洪水通過的形式，通過臺階或坡道等連接成為日常休閑區和親水區，洪水期則作為行洪區；如果空間有限不允許采用復式斷面，則局部地段采用傾斜式或臺階式護岸，避免河道護岸形式的千篇一律。

（2）常水位以上可預留二級平臺，布置親水人行道。二級平臺以下常水位以上采用攀援植物進行垂直綠化，坡頂向下懸垂，坡底向上攀援，2～3 a內覆蓋整個斷面，滿足遠期綠化效果，同時遮擋水泥等非自然景觀。

3 結語

現代城市河道治理要改變過去工程水利的傳統觀念，建立生態水利河道治理的設計理念，即要考慮滿足防洪排澇、排污、通航等基本功能，又要兼顧生態、景觀、人文等綜合要求，以“安全、生態、景觀”為設計目標，建設集多功能為一體的現代城市河流，從而營造一個生態、舒適、優美的濱水帶，給整個城市增添生命的活力。

進行實際的河道設計的時候，應根據現有河道的地形地貌及周邊環境的地理優勢，采用合理的總體布局，選取合理的河道平面走向、選擇適宜的河道縱橫斷面，最后對河道進行護岸和景觀的設計。本文認為復式斷面與生態護岸是而現代城市河道整治工程比較好的選擇。

[1]劉向榮，彭藝藝，余潤生，等.城市河道綜合整治設計新理念[J].工程建設與管理，2010，（4）：31-33.

[2]趙經龍.基于生態可持續發展下城市河道整治關鍵措施分析[J].科技咨詢，2010，（34）：30-31.

[3]王新軍，羅繼潤.城市河道綜合整治中生態護岸建設初探[J].復旦學報(自然科學版)，2006，（2）：120-126.

[4]張國忠.城市河道生態駁岸設計研究[J].園林工程與建筑，2008，（5）：55-57.