城市河道生態治理與綠地規劃改造設計研究

摘 要：本研究聚焦于城市河道生態治理與綠地規劃改造，旨在探索綜合性方法來促進城市河道生態系統的恢復與可持續發展。文中首先分析城市河道生態系統當前面臨的主要挑戰，包括水體污染、生物多樣性喪失及城市化進程中的生態負擔。其次，提出一系列具體的治理與改造策略，涉及可持續城市排水系統的設計、綠色基礎設施與生物多樣性保護的融合設計，以及城市河道生態治理與綠地規劃改造的方案實施。突出強調建立生態恢復目標、實施綜合流域管理、采用綠色基礎設施、推廣社區參與以及采用科技創新增強監測和評估的重要性。

關鍵詞：城市河道生態治理；綠地規劃；改造設計文章編號：2095-4085（2024）06-0136-03

0 引言

城市河道作為城市生態系統的重要組成部分，其健康狀態直接影響著城市生態質量和居民福祉。然而，隨著城市化進程的加速，城市河道面臨著前所未有的挑戰：水體污染加劇、生物多樣性銳減、以及生態系統服務功能的退化。此問題嚴重威脅到水生生態系統的穩定性，不利于城市的可持續發展。因此，本研究旨在通過綜合性的分析和策略制定，提出有效的城市河道生態治理與綠地規劃改造方案，以期恢復和提升城市河道的生態健康，促進城市與自然的和諧共存。

1 城市河道的生態問題

1.1 水體污染與生態退化現狀分析

當前，城市河道面臨的最嚴峻挑戰之一是水體污染。由于工業廢水、農業徑流、以及生活污水未經充分處理直接排放，河道的水質急劇惡化。這種污染不僅含有高濃度的有機物，還常常包含重金屬和有害化學物質，對水生生物構成嚴重威脅。同時，生態退化表現為水生植被和動物種群的減少，生物多樣性的喪失，以及河床結構和河流生態功能的改變。這些生態問題進一步導致河流自凈能力的下降，形成惡性循環。因此，城市河道的生態恢復和水質改善迫在眉睫。

1.2 城市化進程中的河流生態負擔

隨著城市化的加速，城市河道的生態系統承受著越來越重的負擔。城市擴張和土地利用的變化導致自然水文循環的改變，河流生態流量減少，生物棲息地受到破壞。此外，河岸的硬化和河道的直線化改造削弱了河流對洪水的調節能力，增加了洪水風險。這些人為活動不僅打破了河流的自然狀態，還影響了河道內生物的多樣性和生態平衡。因此，城市化進程中的河流生態負擔需要通過合理規劃和管理來減輕。

1.3 氣候變化對城市河道生態的影響

氣候變化正以前所未有的速度影響城市河道的生態系統。極端氣候事件，如頻繁的洪水和長期的干旱，已經開始改變城市河道的水文特征和生態結構。升高的氣溫導致水體溫度上升，影響了水生生物的生長和繁殖周期，進而影響整個食物鏈的穩定性。此外，氣候變化導致的降雨模式改變，對河流的徑流量和污染物負荷產生影響。這些變化不僅威脅著河道生物的生存，也對城市水資源管理提出了新的挑戰。因此，考慮氣候變化因素對城市河道生態系統的長期適應性和恢復力至關重要。

2 綠地規劃改造的重要性與原則

2.1 綠地對城市生態系統的多重貢獻

綠地在城市生態系統中可提供生物多樣性的棲息地，有助于城市空氣質量的改善和城市熱島效應的緩解。綠地如公園、街道綠化帶、城市濕地等，通過其綠色植被，有效地吸收空氣中的污染物質和溫室氣體，同時為城市居民提供休閑和康養的空間。此外，綠地還有助于城市水文循環的調節，通過增加地面滲透能力，減少徑流量，從而降低洪水風險。

2.2 綠地規劃設計的可持續原則

綠地規劃設計應遵循可持續發展的原則，注重生態、社會和經濟層面的平衡。首先，生態方面需要考慮本土植被的選擇、生物多樣性的保護、以及生態系統服務的維護。其次，從社會角度來看，綠地設計應滿足不同群體的需求，包括休閑娛樂、文化教育和社區互動等，同時確保公共空間的易達性和安全性。經濟層面上，綠地規劃應考慮成本效益，實現經濟可行和長期可維護的目標。

2.3 綠地規劃中的創新與技術應用

在綠地規劃改造中應用創新技術和方法，可以有效提升綠地的功能性和美觀性。例如，采用智能灌溉系統和土壤濕度監測技術，可以實現更高效的水資源管理。同時，利用生態工程技術，如生態屋頂、垂直綠化、雨水花園等，不僅美化城市景觀，還能提高城市的生態效益。此外，綠地規劃還可以結合數字技術，如GIS（地理信息系統）和VR（虛擬現實）技術，進行更精確和直觀的設計與規劃，以達到更好的環境效果和用戶體驗。

3 城市河道生態治理與綠地規劃改造的方案設計

3.1 綜合生態恢復設計，結合綠地與河道治理

在城市河道生態治理與綠地規劃改造的綜合設計中，關鍵是要實現水域與陸地生態系統的和諧共生。

首先，設計中需考慮河道的自然化恢復，包括重構河岸線、恢復河岸原生植被、以及建立河岸濕地。這些措施有助于提升河道生態系統的自凈能力，同時為水生動植物提供必要的生存環境。

其次，綠地規劃應與河道治理相結合，如在河岸附近設計城市公園、休閑步道和觀景區，既美化城市環境，又提供居民親水空間。同時，綠地設計應注重生態多樣性，選用適應當地氣候和土壤條件的本土植物，增強綠地的生態穩定性和抵抗力。此外，規劃設計中應考慮生態連通性，通過建立生態走廊和綠色網絡，連接城市不同的綠地和水域，形成一個統一而協調的生態體系。這樣的設計不僅有利于動植物種群的遷移和擴散，也有助于維持城市生態系統的完整性和功能性。

最后，規劃設計中需考慮河道與周邊城市布局的整合，確保河道治理與城市發展規劃相協調，共同推動城市可持續發展。這包括合理布局城市基礎設施，如排水系統、交通網絡等，以及確保河道治理與城市土地利用規劃的一致性。

3.2 可持續城市排水系統的設計

在設計可持續城市排水系統時，需考慮系統的綜合性能和對環境影響的最小化。

首先，系統設計需依據城市特定的水文和地質特征，采用低影響開發（LID）策略，如生物滯留設施和滲透性鋪裝。例如，滲透性鋪裝的設計需考慮地面承載能力和雨水滲透率，其尺寸設計應基于每年的平均降水量（如100mm/h）和地面滲透速率（如15mm/h）。

其次，排水系統中的生態元素，如人工濕地或雨水花園，應根據流域面積設計，以確保有效的水量管理和生態平衡。例如，人工濕地的面積應為其服務的流域面積的10%，以實現有效的污染物去除和生物多樣性保護。此外，排水系統設計還應考慮未來氣候變化對城市水循環的影響，如極端降雨事件的增加。因此，系統的設計需有足夠的彈性，以適應未來可能的氣候變化。

3.3 綠色基礎設施與生物多樣性保護的融合設計

在綠色基礎設施與生物多樣性保護的融合設計中，重點是在城市規劃中整合生態系統服務和生物多樣性的保護。此融合設計應基于生態系統的原則，強調自然過程和生態連通性的重要性。

首先，綠色基礎設施的設計應以模仿自然生態系統為基礎，包括創建城市濕地、綠色屋頂、生物保留區和生態廊道。這些設施不僅提供了城市生物多樣性的棲息地，還有助于改善空氣質量、調節城市微氣候、并提高城市居民的生活質量。例如，生態廊道的寬度設計至少應為10m，以確保動植物物種的遷移和遺傳多樣性。

其次，生物多樣性的保護應納入城市規劃的每個階段，確保保護區域與城市發展的協調一致。設計時需要考慮本土物種的保護和恢復，同時減少外來物種的影響。例如，選擇本土樹種進行街道綠化，不僅有助于生態平衡，還能提高綠化的適應性和生存率。

此外，公眾參與在融合設計中也扮演著重要角色。社區居民應被鼓勵參與綠色基礎設施的規劃和管理，如通過社區花園或公民科學項目。這樣不僅能增強社區的環境意識，還能促進居民對自然環境的尊重和保護。

4 城市河道生態治理與綠地規劃改造的方案實施

4.1 建立生態恢復目標，達到優先考慮

第一，水質改善是生態恢復的核心目標之一。為此，需要定量設定如減少污染物負荷的具體目標，如將氨氮和總磷含量降低至國家規定的環境保護標準以下。同時，通過植被過濾和生物降解技術減少河道中的懸浮固體和其他污染物。

第二，生物多樣性的恢復和提升也是重要目標。為達成此目標，應重點關注本土物種的保護和恢復，防止外來入侵物種的擴散。例如，通過種植本土水生植物和建立魚類通道，以恢復和維持河流生態系統的自然功能。

第三，目標設定中還應包括提高河道的生態教育和休閑價值。通過建立生態教育路徑、觀鳥站和公共休閑區，提升公眾對生態保護的認識和參與度。

第四，目標的實現應通過可量化的指標來監測和評估，如通過定期的生物多樣性調查和水質監測。這些指標不僅為項目的進展提供反饋，還為未來的治理工作提供科學依據。

4.2 實施綜合流域管理，強化協同效應

在城市河道生態治理與綠地規劃改造中，實施綜合流域管理是實現協同效應和可持續性的關鍵策略。綜合流域管理的核心是采取跨部門和多學科的協作方法，通過整合水資源管理、生態保護、城市規劃和社區發展等方面的策略，實現流域健康和城市可持續發展的共同目標。

首先，需要對流域內的水文特性和生態系統進行全面評估，確定污染源、水文循環變化、生態敏感區以及社區利益點。此評估可以為綜合管理提供科學依據，確保策略的針對性和有效性。

其次，污染控制是綜合流域管理的重要組成部分。這包括工業和生活污水的處理、農業徑流的控制以及地表徑流的管理。例如，建立和優化污水處理設施，采用生態農業實踐以減少化肥和農藥流入河道。

最后，恢復和保護生態敏感區和關鍵棲息地是實施綜合流域管理的關鍵。這可能包括濕地恢復、河岸綠化和生物多樣性保護區的建立。這些措施不僅有助于提升生態質量，還能增強流域對氣候變化和極端天氣事件的適應能力。

4.3 采用綠色基礎設施，提高系統彈性

綠色基礎設施通過模仿自然過程來管理城市水流，增強城市對氣候變化和極端天氣事件的適應能力，同時提供重要的生態和社會效益。

首先，雨水管理是綠色基礎設施的核心要素。通過建設雨水花園、滲透性鋪裝、雨水收集系統和綠色屋頂等設施，可以有效地控制和減少地表徑流，提高地下水補給。這些措施有助于減輕城市排水系統的壓力，減少洪水風險，并改善城市的水質。

其次，綠色基礎設施通過提供生物多樣性的棲息地，增強生態系統的健康和穩定性。例如，建立城市濕地和生態公園不僅有助于水質凈化，還能為鳥類、昆蟲和其他野生動植物提供生活空間，從而提升生物多樣性。

此外，綠色基礎設施還有助于緩解城市熱島效應，提高城市居民的生活質量。通過增加城市綠化，如街道樹木和公園，可以降低城市溫度，凈化空氣，為城市居民提供宜人的休閑和社交空間。

為了提高綠色基礎設施的效益，需要對其設計進行精心規劃，確保它們既滿足功能性需求，又與周圍環境和城市景觀協調一致。這包括考慮本土植物種類的選擇、系統的布局和尺寸，以及與傳統灰色基礎設施的整合。

4.4 推廣社區參與，共建生態城市

首先，需積極建立社區參與機制，其可通過組織公眾咨詢會、工作坊和教育活動來實現，讓社區居民參與到生態治理和綠地規劃的決策過程中。例如，通過組織社區居民參與雨水花園的設計和維護，不僅增強了社區居民對生態系統服務的理解，也提升了社區居民對項目的認同感和歸屬感。其次，促進社區內的環境教育和意識提升是推廣社區參與的另一個重要方面。通過在學校、社區中心和公共場所舉辦教育展覽和研討會，可以提高居民對生態保護的意識，并激發他們對環境問題的關注和參與［1］。

此外，鼓勵社區居民直接參與生態治理項目的實施和監督也是推廣社區參與的重要途徑。居民可以參與河岸清潔活動、樹木種植、生物多樣性監測等活動，這些活動不僅對生態恢復工作有直接的幫助，還可增強社區內的凝聚力和環境責任感。

4.5 采用科技創新，增強監測和評估

首先，遙感技術和地理信息系統（GIS）是監測城市河道生態狀況的強大工具。通過衛星和無人機獲取的高分辨率影像，可以監測河道水質變化、植被覆蓋情況和土地利用變化。GIS平臺能夠整合這些數據，提供空間分析和可視化，幫助識別污染源、生態退化區域和生態恢復的潛在區域［2］。

其次，通過在河道中安裝傳感器網絡，可以實時監測水質參數（如pH值、溶解氧、重金屬含量等）、水流速度和水位。這些實時數據對于及時響應污染事件、評估治理效果和調整治理措施至關重要。

5 結語

綜上所述，本研究全面探討城市河道生態治理與綠地規劃改造的多維策略，旨在提升城市河道的生態質量和城市的可持續性。通過建立明確的生態恢復目標、實施綜合流域管理、采用綠色基礎設施、推動社區參與，以及利用科技創新增強監測和評估，為城市河道的綜合性生態治理提供具體的指導和實踐框架。未來的研究應繼續關注城市河道生態系統的動態變化，靈活調整和優化治理方案，以適應環境變化和社會需求，從而實現城市與自然的和諧共存，為城市的可持續發展做出貢獻。

參考文獻：

［1］宋源，李軍強，毛斌，等.黃河流域高質量發展背景下西安高新區河道設計導則編制探索［J］.規劃師，2022，38（4）：101-106.

［2］余錦輝，范財權.河道治理生態護岸的設計與應用［J］.水利技術監督，2021（10）：108-111.