山區城鎮河道生態改造設計分析

何明梅，陳 靜，賀 俊

（1.貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002；2.北京北林地景園林規劃設計院有限責任公司貴州分公司，貴州 貴陽 550002）

河流是城市誕生的搖籃、城市文明的發祥地、城市發展的靈魂，山區城鎮河道作為人類賴以生存的內陸生態系統是原始人類重要的發源地之一，孕育了人類的早期文明，培育和發展了諸多繁榮的城市群體[1]。

在城市形成和發展的過程中，河流作為最關鍵的資源要素和環境載體之一，是關系城市生存、制約城市發展、影響城市風格和美化城市環境的重要因素。但隨著國民經濟的快速發展、山區城市空間的不斷擴張和城市人口的大量集聚以及人為開發建設范圍的不斷擴大，河道的自然空間被侵占和擠壓，河道的有效行洪斷面越來越小，排洪能力越來越有限。

20 世紀90 年代，為了提高河道的排洪泄洪能力，保障城區內人民群眾的生命財產安全，大部分的山區城鎮通過清淤清障、岸坡整治等工程措施，增強了河道自身的排洪能力，但是另一方面卻弱化了河流的生態功能，破壞了自然河流的生態系統，影響了城市景觀環境效果。

隨著人們物質生活水平的提高，河流生態系統健康與社會經濟發展、人民日益增長的美好需要的矛盾日益突出，人們逐漸意識到城市的繁榮與水相生、與水共融，河道不僅僅是一個保證防洪泄洪安全的通道，也應該是一個可供人們日常休憩游覽的場所，建設生態河道已成為現代城市河道治理的發展趨勢。在地勢平坦地區，控制洪水流量及設計水位相對容易，擁有相對簡單的影響因素；而山區存在洪水暴漲暴落、破壞性大的特點，以前工程中的一些親水設施布置以及水生植物極易被洪水損壞[2]，不少學者也發表了一些關于山區城鎮河道生態改造的研究成果。本文以冊亨縣者樓河為例，分析了山區城市河道生態改造的理念、目標、原則等，以及在具體方案設計過程中如何在保證水安全的基礎下兼顧水生態、水文化、水景觀等方面的要求。

1 項目區概況

冊亨縣位于貴州省西南部，屬黔西南布依族苗族自治州，冊亨縣城河道治理工程位于北盤江支流者樓河中游河段，屬珠江流域西江水系。冊亨縣地處貴州高原向廣西低山丘陵過渡的斜坡地帶上，地勢由西北逐漸向東南部降低，境內海撥高程大多在400～1 500 m，具有典型的山區自然景觀特點。

冊亨縣是我國布依族的發源地和主要聚居點，占全國布依族人口的76%，2010—2016 年先后被國務院命名為“布依戲之鄉”，被貴州省布依學會授予“中華布依第一縣”“布依文化保護與傳承研究基地”，被中國民間文藝家協會命名為“中國布依族刺繡藝術之鄉”等榮譽稱號。者樓河流經冊亨縣城，是冊亨政治經濟文化的中心地帶，縣城擁有優越的生態條件、優美的自然風光和深厚的布依族傳統文化。者樓河蜿蜒穿過冊亨縣城，是連接新老城區的一條紐帶，因此把者樓河打造成冊亨縣城的一條生態廊道，改善水環境，提升水景觀，充分發揮河流生態功能，并在此基礎上打造濱水景觀、弘揚民族文化是迫切及必要的。

2 存在問題

處于山區的城市河流往往存在洪水陡漲陡落、水資源豐枯變化明顯、城市用地資源緊張、親水空間狹小等問題[3]，是城市河流治理中普遍面對的難點。

2.1 河流比降大

山區河道縱坡陡，河床比降大，水位變化幅度大，洪水呈陡漲陡落特點，而兩岸居民聚集，防洪要求高，防洪壓力大。所以，為了滿足防洪要求，早期修建的山區河道堤防大多是垂直高擋墻型式，河岸缺乏親水空間。又因為洪水期河水流速快，對護岸的沖刷損壞嚴重，堤防型式往往采用漿砌石或混凝土等硬質結構，景觀單一，缺乏生態服務功能[4]。

2.2 調蓄能力弱

山區河流基本為季節性河流，所在流域對降雨徑流很難有調蓄作用，自然狀態下枯期河流幾乎無蓄水能力，河流呈蜿蜒曲折狀，導致枯期河道內幾乎不能蓄水，河床大范圍裸露，淤積嚴重，影響景觀效果。

3 改造思路

本次改造設計依托冊亨縣城現有的基礎設施，以“水利優先、兼顧景觀”為理念，通過河道內蓄水美化，結合沿岸濱河景觀設計，力求在保證河道防洪功能的基礎上，激活濱河帶的生態、休閑服務等多重功能，增強山區城市的品質和形象，為區域經濟可持續發展提供有力的支撐和保障，順應人民對美好生活的向往和期待。

設計過程構思基于以下4個原則。

（1）安全性原則。河道首先要滿足城市防洪的要求。行洪泄洪是河道的一個重要功能，出于生態、美觀等方面的考慮，對傳統工程措施進行生態改造的前提是必須保障河道的行洪順通和水工程的運行安全，工程建設后河道的行洪能力不低于建設前的行洪能力。

（2）生態性原則。為了在河道內蓄水形成穩定的水面，考慮山區河道河床縱坡大的特點，可在河道內分級布置生態蓄水壩，還能利用水的重力打造自流式瀑布濱水景觀節點，形成動靜結合的河面景觀，柔化了河岸固體的邊界，水流給城市景象增添了勃勃生機。

在河道兩岸有針對地進行植物配置，完善植物布局，提升河道的生態廊道功能，改善河道水環境，優化多樣性水生態系統，提高水體自凈能力。

（3）文化性原則。城市河道不僅是一種自然景觀的表現，更承載著豐富的文化底蘊，它是自然要素也是一種文化資產。改造應從當地的地形地貌及風土人情出發，充分發掘地方歷史文化特色，在沿岸景觀打造中融合冊亨縣特有的歷史文化傳統，突出地域文化特征，延伸老城文化，彰顯布依魅力。

（4）共享性原則。城市河道景觀不僅具有自然山水的情趣和歷史文化底蘊深厚的特點，而且是獨具特色的城市敞開空間，應由全體居民共享，既要考慮到觀賞者的視覺美感，也要考慮方便居民活動。并在保證安全的前提下打造居民親水活動區，滿足人們親近自然、接近水體的愿望，增加居住體驗，提升濱水區居民生活品質，建成集安全性、生態性、觀賞性和游樂性于一體的優美宜居環境，讓河道成為一條生態、綠色的河道，一圈可繞河閑坐的運動道，讓人們恢復逐水而居的城市記憶。

4 改造措施

本次改造主要解決2 個問題：①河道縱坡較大，枯水期怎么保持平穩寬闊的水面；②河水流速較大，如何在保證防洪安全基礎上，提升河道的生態性和美觀性。

根據工程現狀，充分借鑒國內外河道改造的設計理念和關鍵技術，如首爾清溪川復原、成都的“三河”改造、桂林的內河水系景觀建設等工程，取其精華，結合自身特點，因地制宜采取以下工程措施：①新建生態壩，它可在枯期運行，升起閘門擋水，合理控制河道內水位，有效改善水環境和形成活水景觀，而且閘門門頂溢流過水可打造人工瀑布的景觀效果。通過升壩蓄水、降壩行洪，既可解決城市河道泄洪與蓄水的矛盾，又能保證防洪安全。②沿河打造景觀節點，通過必要可行的工程措施，在河道蓄水的基礎上，通過植物配置、小品打造等進行濕地綠化和兩岸濱河帶的環境美化，建成以“人、城市、生態、文化”為主題集生態性、觀賞性和游樂性于一體的優美宜居環境[5]。

4.1 生態蓄水壩

山區河道縱坡較陡，河水陡漲陡落，通過修建生態蓄水壩，在枯期攔水形成穩定的景觀水面，打造“動靜結合”的河流景觀，同時在汛期不影響河道原本的行洪能力。其平面位置依據“上游斷流時河道不干枯，上下游水景連續銜接”這一重要原則，考慮水景要求、主河道坡度、河床高程等，結合現場地形地質條件來選取，采取分級筑活動壩的布置方式。在治理段河道內布置5 座活動壩，壩高為3～5 m 不等，壩長為30 ～45 m不等。

根據地性條件、蓄水條件及運行要求，生態蓄水壩需滿足運行安全可靠、景觀效果好、日常運行管理及維護方便的要求。本工程對橡膠壩、水力自控翻板閘、底軸轉動液壓鋼壩作如下比較。

（1）橡膠壩。其優點是相對于常規閘投資較低，施工時間較短，安裝壩袋只需3～15 d即可。壩體是柔性軟殼結構，能較好抵抗波浪沖擊，可安裝跨度大，汛期可倒壩泄洪，不阻水。其缺點是壩袋由高分子合成材料聚合而成，容易受到尖銳物體的損壞，而山區河道汛期河道內常有較大石塊等，且長期在室外環境中壩袋易老化，使用壽命一般為10～15 a。升降壩是通過充泄水系統來完成，一般需要2～3 h；橡膠壩運行時壩頂溢水高度小于50 cm，所形成的瀑布景觀效果一般。充泄水系統需要修建泵房、充泄水管路等配套設施，運行管理不夠安全可靠。橡膠壩單延米投資約3萬元（不含土建投資）。

（2）水力自控翻板閘。其優點是閘門啟閉完全由門前水位變化引起的壓力改變而實現，不需要任何外力和人工監控。運行時正常蓄水位等于或略低于門頂高程，當蓄水位高于門頂0.1～0.3 m 時，門板受水壓力作用而倒伏；當擋水位只有門高30%～20%時，門板受重力作用而升起。其缺點是閘門啟閉受泥沙淤積影響較大。運行時，門前泥沙淤積位于支鉸支點以下形成啟門阻力矩，可能導致閘門難以正常開啟；關閉時如門后泥沙淤積或硬物卡在支鉸處，導致閘門難以正常關閉，對安全運行不利。水力自控翻板閘單延米投資約5 萬元（不含土建投資）。

（3）鋼壩。其外形美觀、實用、新穎，不設中墩，可形成大跨度水景觀效果。閘門采用鋼材，表面進行熱噴鋅，堅固耐用。運轉件為特殊復合材料，在水下運行多年無需加潤滑油。閘門通過液壓設備啟閉，速度快，一般在2 min 之內即可完成。特有的鎖定裝置可以有效地控制閘門開啟角度，水位可以任意調節。啟閉機也可以配備手動裝置，操作力只需50 N，若遇停電或故障亦可以保障正常運行。鋼壩單延米投資約12萬元（不含土建投資）[6]。

通過上述綜合比較，考慮到者樓河洪水來臨時河道水位漲幅較快且河道內有大量的推移質和懸移質，為能夠快速開啟閘門泄水且閘門不易被損壞，本次推薦采用底軸轉動液壓鋼壩，如圖1所示。

圖1 底軸轉動液壓鋼壩模型

4.2 沿岸景觀工程

設計主要從布依文化精髓內提取靈感，如吊腳樓的形式及材質、常用樂器及形象、蠟染的圖案紋樣等，將這些文化沿河落地，成為布依風情的展示長廊，與設計有機融合，打造獨一無二的冊亨布依景觀。

設計以一線（沿河運動）、一段（生態涵養）、兩點（親水互動）、四區（文化展示）、五帶（靜水緩流）、六橋（橋體景觀）為整體景觀結構。

（1）一線（沿河運動）。利用現有慢行道、河岸步道等進行動線組織，沿岸慢行閉合，連通兩側濱水空間，形成可達性較強的慢行路網，打造雙側連續的健身步道、活力節點，讓河流律動起來。通過上述措施實施，提高片區的可達性，讓河流與周邊道路、居住區等聯系更緊密，讓水岸生活成為人民的生活記憶。

（2）一段（生態涵養段）。生態涵養段位于河道中下游，坡度稍緩，通過在河道沿岸種植水生植物進行水質涵養，有針對性地進行植物選擇布置，選用喬木、灌木、藤本植物完善植物群落構成，從視覺角度強化綠地空間和水面空間的建設，弱化堤防空間邊界，改善親水性，構建河流綠色廊道，提升河流的生態廊道功能，從而改善堤防周邊的生態環境，在空間尺度上弱化硬質堤防給人帶來的堅硬冰冷的感受。

（3）兩點（親水互動點）。在河道較寬、縱坡較緩的位置結合地形設置多級活動空間，有親水平臺、休息平臺、過河汀步等。上層空間保證行人基本通行，下層空間則可進行親水活動，親近自然享受清涼，在汛期來臨時不影響行人通行功能。

（4）四區（文化展示區）。在河道段設置4 處文化展示區，集中展示冊亨布依族少數民族文化。以建筑文化作為載體，進行整體文化落點基礎，通過景觀小品等形式，讓市民在沿河游憩的過程中了解冊亨縣豐厚的民族文化特色，身臨其境感受當地的文化發展，利用景觀節點的方式敘述城鎮文化，以此作為冊亨縣對外展示布依文化的窗口之一。

（5）五帶（靜水緩流帶）。在治理河段內，因地制宜地設置5 座生態蓄水壩，形成5 段靜水緩流段，整體形成水流流速多樣的狀態。

（6）六橋（文化橋體景觀）。目前，老城區橋梁有6 座。結合周邊的文化落位及功能分布，主要采用彩繪的手法，結合欄桿雕刻、展板展示等，使6 座大橋分別體現布依族服飾文化、節慶文化、歌舞文化、古籍文字等教育文化、生活文化、民風民俗以及河流村莊文化等。

5 結語

針對者樓河縣城段的特點，本工程以保障區域防洪能力、改善河流生境、提升濱水景觀為核心，以生態和景觀相結合的理念，通過修建生態蓄水壩、濱水文化建筑物等措施，在滿足原有防洪功能的同時，對改善人居環境、提升景觀視覺效果、傳達城市歷史文化等方面有著極其重要的意義。