發揮河網調蓄功能　消減城市雨洪災害
——基于傳統生態智慧的思考

車　越,楊　凱

華東師范大學上海市城市化生態過程與生態恢復重點實驗室, 上海　200241

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發揮河網調蓄功能消減城市雨洪災害
——基于傳統生態智慧的思考

車越*,楊凱

華東師范大學上海市城市化生態過程與生態恢復重點實驗室, 上海200241

車越,楊凱.發揮河網調蓄功能消減城市雨洪災害——基于傳統生態智慧的思考.生態學報,2016,36(16):4946- 4948.

河網水系不但是我國東部平原區重要的生態廊道和自然生境,也是體現典型江南水鄉特色的自然與人文景觀,具有重要的生態服務價值和歷史文化價值。但近半個世紀以來人類活動對區域河網水系的干擾日趨嚴重,河流排水調整為管道排水,村鎮小水體出現大面積填埋,河流濱岸帶生態廊道連續性受限,非主干河流不斷減少,河流自然調蓄功能日趨萎縮。

■河網水系具有重要的自然調蓄功能和社會文化功能

河網水系通過河流分級、河網密度、河流頻度、河流數目以及河流長度等自然因素,影響著河流形態、水系結構、調蓄能力、水循環過程以及區域景觀特征,具有鮮明的地域特點。就河網水系的形成和演變過程而言,按照自然規律形成的河網水系自有一定的結構形態。在太湖流域,由于人類活動的長期影響,河流水系的自然形態及結構已受到影響乃至破壞,在一定程度上偏離了自然規律,這是導致水災加劇和水環境退化的重要原因之一。

河網水系一方面具有重要的自然調蓄功能,是關鍵的綠色基礎設施。太湖流域中小河流密布,河網調蓄能力受到水面數量和水系結構的共同影響,河網調蓄能力與末端低等級河流的數量和長度密切相關。通常高等級河流到低等級河流可調蓄容量與槽蓄容量的比值,呈現逐級遞增的變化特征,即河流等級越低,可調蓄容量所占的比重越大,反映出中小河流潛在的調蓄能力更強。另一方面,河網水系作為連接自然與社會的紐帶,具有重要的遺產價值和歷史文化價值。河流是河網地區主要的自然地理實體要素,地名與河流有密切的關系,河流對地名、地名對河流名互有影響,河網水系變遷的同時也對江南水鄉文化以及地名文化造成影響。

■人類高強度開發活動干擾太湖流域河網水系及其調蓄功能

密布且連通的河網是江南水鄉典型的自然與人文景觀,保持近自然的河網水系結構以及相應的生態環境功能,對區域生態環境建設至關重要。但在快速的城市化以及社會經濟發展過程中,為了爭奪有限的土地資源,局部河流水面被人為侵占、河網末端眾多村鎮級小河流被填埋,高度城市化地區非主干河流不斷減少,河網結構趨于簡單,水系自然調蓄功能退化的現象逐步顯現。如果持續如此,今后太湖流域平原河網的網狀結構將名不副實,江南水鄉的內涵和風貌也將退化。

以上海為例,根據第一次水利普查數據,全市共有河流26603條,河流總長25348.48km,其中鄉鎮級和村級河流合計26300條,占全市河流總數的98.9%；鄉鎮級和村級河流總長22099.4km,占全市河流總長度的87.2%[1]。河網末端的鄉鎮級和村級河流對于上海網狀的水系結構具有舉足輕重的作用。但在城市化過程中隨著土地利用類型的變化,區域河網水系結構發生著具有內在聯系的趨勢性變化,鄉鎮級和村級河流消亡迅速。上海地區原有的近自然型水系結構(遠郊黃浦江上游部分區域)、井字型水系結構(近郊經過田園化改造的河網水系)和干流型水系結構(城區為數不多的主干河流)可能是城市化過程中河網水系結構面臨的變化趨勢。

大規模的市政工程建設、工業區發展、房地產開發、農業土地平整等是局部中小河流消亡以及形成死水斷頭浜的主要影響因素。局部地區部分末端低等級河流的逐步消亡對區域河網調蓄能力的影響尤為明顯,這在一定程度上加劇了城市對排水泵站等“工程硬排水”的依賴程度,潛在的災害風險在不斷累積。

■傳統生態智慧對太湖流域河網水系結構及水鄉風貌恢復的啟示

歷史上太湖流域密布的河網水系是區域排水防澇系統的重要組成,蘇州古城區唐宋已有“水陸平行,河街相臨”的雙棋盤式城市布局,明末崇禎九年(1639年)的《吳中水利全書》中也有“城內河流三橫四直之外,如經如緯,尚以百計,皆自西趨東,自南趨北,歷唐宋元不湮”的記載[2]。優先利用自然河流作為調蓄和排水系統,充分發揮河網水系對雨水的蓄滲和緩釋作用,是太湖流域傳統的經過長時間實踐檢驗的生態智慧。在當前城市內澇頻發的背景下,重新在這一理念的引領和指導下開展水系結構及水鄉風貌的恢復顯得尤為必要和迫切。

河網水系作為地域性生態系統類型和歷史文化景觀應予以整體保護

建議將大量的末端低等級河流納入城市規劃管理范疇。目前河網地區水系結構的保護未被整體全面納入到政府的規劃監管范圍,規劃控制的主要是一些骨干河流,而構成網狀水系結構基礎的低等級河流猶如“毛細血管”,要使其真正實現“水清、水流、水通”,亟待加強整體規劃與結構保護,從生態建設的角度提升其功能定位。應將太湖流域眾多的低等級河流視為一筆寶貴的地域性自然景觀和資源,深化開展相關生態效應的基礎研究,關注河網水系結構變化對流域長遠的生態環境影響和面臨可能的災害風險。

建議在控制河流數量面積指標的基礎上關注水系形態結構。現狀規劃控制只是著重水面率指標,事實上對快速城市化的城郊而言,水面率指標仍然比較局限。以上海市青浦區為例,1965—2006年間86.9%的區域河流曲度出現降低,97.6%的區域河流連通性和成環率出現降低[3]。既然是平原河網江南水鄉,就應該將反映網狀結構的河網密度以及河網分枝層次的要求整體納入到規劃保護范圍,河網構成層次越豐富,支撐主干河流的支流水系越發達才能更好的體現平原河網的地域特征與景觀。因此,保護體現太湖流域地域特征的河網水系景觀,不能只“抓大放小”,維護河網水系近自然的層次結構以及河網密度同樣至關重要。

建議從自然生態系統與水鄉歷史文化兩方面綜合保護河網水系。系統梳理不同發展階段河網水系變遷的驅動因素以及相關社會文化影響,梳理太湖流域河流對地名、地名對河流名互有影響的關系,研究水鄉古鎮河流與建筑、橋梁、詩歌、民俗的聯系,為保護“前市后河”的江南水鄉文化和相關的河流地名文化提供參考依據,為流域河網水系的未來規劃提供扎實的自然與社會文化基礎。

河網水系作為綠色基礎設施和自然蓄排系統能消減雨洪災害

建議發揮河流作為分散式自然蓄排系統的調蓄能力。進一步突出河網水系作為城市綠色基礎設施的作用,使得分散式的自然系統(河流、湖泊、池塘等)與集中式的人工系統(排水系統)共存,綜合消減城市雨洪。此外,太湖流域分布大量的水閘,實際調度運行過程中水閘關閉時間較長,應進一步優化水閘調度,延長水閘開啟時間,增加河流生態系統能量與物質的流動,并在暴雨前預降水位,充分發揮各類水體的可調蓄容量。

建議從規劃層面恢復河流的連通性和可達性。河網水系的可調蓄容量是自然生態系統消減城市雨洪的重要途徑。但在快速城市化過程中,不但河流數量、長度、密度等數量指標減少導致可調蓄容量降低,而且曲度、連通性、成環率等形態指標降低進一步影響了河流生態功能的發揮。此外,城市化地區河網水系提供的開放濱水空間也受到工業地塊、居住小區、市政設施的侵占,河流兩岸的可達性受到不同程度干擾。因此,應從規劃層面恢復河流的連通性和可達性,綜合提高河網水系應對城市雨洪事件的韌性。

[1]上海市水務局, 上海市統計局. 上海市第一次全國水利普查暨第二次水資源普查公報. (2013-08-08) [2016-08-22].. http://www.stats-sh.gov.cn/sjfb/201308/260299.html.

[2]王新慶, 王志紅, 韓素華, 陸敏博, 張衛萍, 孟繁茹. 蘇州古城區排水防澇歷史研究. 給水排水, 2016, 42(2): 137-142.

[3]Zhu H,Ren X, Jin Y, Yang K,Che Y. Multilevel analysis of a riverscape under rapid urbanization in the Yangtze Delta Plain, China: 1965—2006. Environmental Monitoring and Assessment,2015,187(11): 711.

2016-08-01

10.5846/stxb201608011580

車越，華東師范大學生態與環境科學學院教授、博士生導師，國際城市生態學會中國分會(SURE-China)理事、中國工程建設標準化協會城市給水排水專業委員會委員。從事水資源、固體廢棄物、景觀等要素的環境政策模擬及生態和社會響應研究，發表學術論文80余篇。E-mail:yche@des.ecnu.edu.cn

導讀： 河網水系是我國東部平原區關鍵的生態廊道和自然生境,具有重要的自然調蓄功能和社會文化功能,但伴隨著區域快速的城市化進程,河網水系在數量密度和結構形態方面都受到人類活動的強烈干擾。回顧了近年來太湖流域河網水系結構形態面臨的主要壓力,分析了相關結構形態指標變化引發的生態水文和社會服務功能響應,探討了傳統生態智慧對太湖流域河網水系結構及水鄉風貌恢復的啟示,建議將河網水系這一地域性生態系統類型和歷史文化景觀予以整體保護,作為綠色基礎設施和自然蓄排系統消減雨洪災害。