海綿城市水生態系統研究

楊璧竹

（廣州市市政工程設計研究總院，廣東 廣州 510000）

廣州市增城區科教城片區位于增城區朱村街和中新鎮，是廣州市東部山水新城東部組團的組成部分。地處珠三角平原向北部山地過渡的低丘緩坡地帶，山水資源豐富，內有白水山及眾多小山丘，呈現山水生態、水鄉田園的風貌格局。文章以廣州市增城區科教城片區海綿城市建設為背景，構建水生態系統，改善水環境，為海綿城市建設提供參考。

1 水生態現狀

1.1 現狀水系分析

規劃范圍位于西福河的中上游段，處于西福河與其支流坑背水的交界段。河道主要為西福河及其支流，西福河主河道位于場地西側，規劃范圍內長約4.5 km，流域面積為20.44 hm2，寬度為20～40 m，河道兩側多為村居和工廠建筑，距離河道較遠。水庫有2處，分別是上小磜水庫和下小磜水庫，其中上小磜水庫水域面積2.62 hm2，總庫容14.17 萬m3，壩頂高程67.76 m，防洪能力未達20年一遇；下小磜水庫水域面積為9.53 hm2，總庫容70.21 萬m3，壩頂高程33.41 m，防洪能力已達20年一遇。

1.2 現狀堤岸分析

西福河河道以自然形態為主，水生態系統保持相對完整，岸線均為生態岸線，河道堤岸為自然無護土堤，河道兩側用地均是新建用地和在建工程，無生態補水及人工補水。

上小磜水庫和下小磜水庫基本以自然形態為主，僅有一段人工堤岸，無生態補水及人工補水。

1.3 現狀下墊面分析

城市綜合徑流系數主要受集水區的地形、流域特性因子、平均坡度、地表植被情況及土壤特性等因素影響，主要影響因素是降雨特性和下墊面條件，且城市下墊面性質對綜合徑流系數影響較大。城市不透水面積比例越大，綜合徑流系數越高，越多的雨水形成地表徑流。城市快速發展帶來的道路、廣場、屋頂等不透水面積急劇增加，綜合徑流系數隨之增長。通過各類用地徑流系數的加權平均得到科教城的城市綜合徑流系數為0.46。

2 水生態問題

2.1 保障生態修復水系

科學地劃定水系藍線[1]，通過合理的藍線管理，實現城市藍線在空間上的強制管制和保護，通過“護水”“凈水”“活水”提升水生態環境品質，重塑科教城水文化服務功能以及水生態服務功能[2]。

2.1.1 非建設區藍線劃定

非建設區范圍內的河道可能由于上游城市建設而提高堤防標準，因此應預留拓寬空間，參照《增城市水系規劃》，規劃范圍內的西福河為Ⅳ級堤防，兩側預留保護范圍為20 m。

2.1.2 城市建設區藍線劃定

根據河道寬度確定陸域控制線退讓距離，考慮到城市景觀和親水空間的要求，河涌和排渠建議采用生態堤防或堤路結合的形式，提高地塊標高、用地的利用率。

2.2 避免硬化建設模式破壞水生態

傳統水工程在以“排”為主導的水利建設理念下，把河道作為排洪渠，使水資源流失嚴重，地下水得不到有效補充。

水系“渠化、硬化”造成水土分離、水與生物分離，阻斷了河道和岸線生態系統之間的生態功能，導致河流的連續性破壞，造成與河道相伴的大量濕地資源喪失、水體珍稀物種絕跡、水系的旱澇自調節能力及污染自凈能力喪失。

因此，在科教城水系岸線建設過程中，應注重結合水系兩側公園綠地建設形成自然生態化岸線，保護水系兩側的生態環境，加強水系生態岸線的污染自凈能力。

3 水生態目標確定

3.1 年徑流總量控制率

年徑流總量控制率指通過自然和人工強化的滲透、集蓄、利用、蒸發、蒸騰等方式，場地內累計全年得到控制（不直接外排）的雨量占全年總降雨量的比例。年徑流總量控制率=100%-年均外排雨量占年均總降雨量的比例。

根據《增城區海綿城市建設專項規劃（2019—2035年）》要求，統計各類型用地面積，在《廣州市建設項目海綿城市建設管控指標分類指引》（穗水河湖〔2020〕7號）中不同地塊年徑流總量控制率推薦取值基礎上，結合片區各類用地典型下墊面組成，搭建地塊模型進行模擬復核，確定用地年徑流總量控制率取值為72%。

3.2 生態岸線比例

生態岸線恢復率是指在不影響防洪安全的前提下，對城市河湖水系岸線、加裝蓋板的天然河渠等進行生態修復，達到藍線控制要求，恢復生態功能的河涌長度占河涌總長度的比例。控制目的在于恢復水系自然形態、地區自然水文過程，進而使流速減緩、生境多樣性以及濱水環境良好。

在不影響防洪安全的前提下，對科教城河湖水系岸線、區內河湖水系岸線、天然河渠等進行生態修復，達到藍線控制要求，恢復其生態功能。由于科教城屬于新建區域，建設條件較好，根據規劃要求，建設方案岸線長度約為209.85 km，將全部按照生態岸線恢復和建設，本次方案生態岸線恢復比例達到100%。

3.3 水面率

水域面積率指城市規劃控制區內的河湖、濕地、塘洼等面積與規劃區總面積的比值。規劃中水域面積率指規劃區總水面面積，包括自然水面面積和人工水面面積，占規劃區總面積的比率。其中水域包含河流、溝渠、坑塘、湖泊和水庫等水面。

按科教城控規用地規劃，水域面積67.40 hm2，規劃水面率約為6.24%，滿足海綿城市建設指標體系要求。

4 生態格局控制方案

4.1 生態系統格局

打造“一核一廊多楔”的生態空間格局。一核：以白水山為核心的秀山公園；一廊：以西福河為核心的濱水生態景觀廊道；多楔：以指狀山脈周邊的谷地形成的多個生態綠楔。

4.2 水生態核心保護區

生態空間控制如圖1所示。

以廣州市增城區規劃藍線為基礎，對河、湖、庫、渠、人工濕地、滯洪區等調蓄空間等城南河流水系實現地域界線的保護與控制，明確界定核心保護線。保留綠帶、道路等自然匯流路徑，保障河、渠、坑、塘、低洼濕地等重要匯水通道暢通，避免填充占用。

具體包括下小磜、上小磜水庫、知行園和秀山公園水庫等四座小型水庫。

西福河以及冷水渠、中央水系、低排東渠、教育環山渠等干渠水系。

4.3 徑流路徑保護方案

方案結構：“兩廊、多分支”的總體徑流路徑保護結構。兩廊：敬學路—環山渠徑流路徑保護廊道、西福河—尚禮大道—低排東渠徑流路徑保護廊道。多分支：冷水渠徑流路徑保護分支、博約路排水渠徑流路徑保護分支、致用路徑流路徑保護分支等。徑流路徑保護方案如圖2所示。

圖2 徑流路徑保護方案

4.4 水系廊道生態岸線建設方案

將水體兩側岸線綠地作為水生態緩沖保護區，分為原始型、生態型、公園型和堤岸型四類。在不影響防洪安全的前提下，對科教城河湖水系岸線進行生態修復，包括自然生態河道修復及人工堤岸防護升級改造，達到藍線控制要求。需要恢復的生態型岸線約27.84 km，人工防護堤岸共10.61 km。

4.4.1 原始型岸線

主要針對河道沿岸為原生態濕地的岸線，長度為3.33 km，以涵養水源為主，包括秀山公園、知行園（東湖公園）和上小磜水庫。

水生植物：采用大量的鄉土樹種或草本進行植被恢復，體現生物多樣性。

周邊綠地：采用滲透塘、濕塘和蓄水池等設施，結合人工濕地布局強化水生植被凈化系統。

4.4.2 生態型岸線

主要針對河道水面沿岸生態系統較為優越且景觀打造以生態景觀為主的岸線，栽種濱水植物形成自然護坡，包括西福河和冷水渠，共12.68 km。

生態岸線：采用生態岸線，在局部放置火山巖石、枯木等營造緩流、淺灣生態環境，有利于水生動物的繁育與棲息。

沿河兩岸植物：河岸喬木，如垂柳、廣玉蘭、棕櫚、銀杏、女貞、落羽杉、香樟等；地被植物，如麥冬、酢漿草、結縷草、黑麥草等。

斜坡植物：河岸斜坡灌木，如八角金盤、黃馨、紅葉女貞、紫穗槐等；地被植物，如沿階草、鴨跖草、過路黃、鳶尾、馬尼拉等。

水生植物：睡蓮、芡實、茶菱、水紅菱等。

周邊綠地：按照植物緩沖帶要求進行建設，采用下沉式綠地、濕塘等，結合岸邊水生植被、生態浮島等，達到多層削減周邊徑流面源污染的效果。

4.4.3 公園型岸線

主要針對河道水面較寬且周邊有一定用地、功能為居住、商業等的岸線，增加親水平臺豐富斷面層次，包括知行園、東湖公園、吸附石地公園和中央水系，共11.83 km。

生態岸線：采用生態岸線，在局部放置火山巖石、枯木等營造緩流、淺灣生境，有利于水生動物的繁育與棲息。

沿河兩岸植物：河岸喬木，如垂柳、銀杏、女貞、落羽杉、紫葉李、香樟；河岸灌木，如杜鵑花、海桐、珊瑚樹、迎春花、連翹等；地被植物，如麥冬、酢漿草、結縷草、黑麥草等。

地被植物：鴨跖草、鳶尾、馬尼拉等。

水生植物：菖蒲、香蒲、梭魚草、慈姑等。

周邊綠地：采用下沉式綠地、濕塘等，景觀草階可設計為梯級凈化系統，達到多層削減周邊徑流面源污染的效果。

4.4.4 堤岸型岸線

主要針對規劃區結合防洪堤、截洪渠的生態化改造，包括低排東渠、教育環山渠、博約路排渠和秀山路排渠，共10.61 km。

人工堤岸：采用透水鋪裝、LID樹池等設施。

沿河兩岸植物：河岸喬木，如垂柳、銀杏、香樟等；河岸灌木，如木芙蓉、彩葉杞柳、石楠等；地被植物，如麥冬、酢漿草、黑麥草等。

河岸斜坡植物：河岸斜坡灌木，如八角金盤、黃馨、紅葉女貞、紫穗槐等；地被植物，如沿階草、狗牙根、鴨跖草、鳶尾、馬尼拉等。

水生植物：水生美人蕉、香蒲、花藺等。

周邊綠地：采用滲透鋪裝及植草溝等，草坪下面鋪設濾層，過濾凈化地表徑流，促進雨水下滲。

5 結語

海綿城市建設是重要的城市雙修工程，也是區域水生態系統要素、成分、秩序、生態位與水系統的修復工程。從城市生態安全格局、城市土地利用、城市市政基礎設施等層面增加或修復城市海綿體的規劃建設，有利于城市生態環境及城市的發展。