海綿城市水生態(tài)系統(tǒng)研究

楊璧竹

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，廣東 廣州 510000）

廣州市增城區(qū)科教城片區(qū)位于增城區(qū)朱村街和中新鎮(zhèn)，是廣州市東部山水新城東部組團(tuán)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(nèi)有白水山及眾多小山丘，呈現(xiàn)山水生態(tài)、水鄉(xiāng)田園的風(fēng)貌格局。文章以廣州市增城區(qū)科教城片區(qū)海綿城市建設(shè)為背景，構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)，改善水環(huán)境，為海綿城市建設(shè)提供參考。

1 水生態(tài)現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)狀水系分析

規(guī)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(cè)，規(guī)劃范圍內(nèi)長約4.5 km，流域面積為20.44 hm2，寬度為20～40 m，河道兩側(cè)多為村居和工廠建筑，距離河道較遠(yuǎn)。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(dá)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(dá)20年一遇。

1.2 現(xiàn)狀堤岸分析

西福河河道以自然形態(tài)為主，水生態(tài)系統(tǒng)保持相對(duì)完整，岸線均為生態(tài)岸線，河道堤岸為自然無護(hù)土堤，河道兩側(cè)用地均是新建用地和在建工程，無生態(tài)補(bǔ)水及人工補(bǔ)水。

上小磜水庫和下小磜水庫基本以自然形態(tài)為主，僅有一段人工堤岸，無生態(tài)補(bǔ)水及人工補(bǔ)水。

1.3 現(xiàn)狀下墊面分析

城市綜合徑流系數(shù)主要受集水區(qū)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(zhì)對(duì)綜合徑流系數(shù)影響較大。城市不透水面積比例越大，綜合徑流系數(shù)越高，越多的雨水形成地表徑流。城市快速發(fā)展帶來的道路、廣場、屋頂?shù)炔煌杆娣e急劇增加，綜合徑流系數(shù)隨之增長。通過各類用地徑流系數(shù)的加權(quán)平均得到科教城的城市綜合徑流系數(shù)為0.46。

2 水生態(tài)問題

2.1 保障生態(tài)修復(fù)水系

科學(xué)地劃定水系藍(lán)線[1]，通過合理的藍(lán)線管理，實(shí)現(xiàn)城市藍(lán)線在空間上的強(qiáng)制管制和保護(hù)，通過“護(hù)水”“凈水”“活水”提升水生態(tài)環(huán)境品質(zhì)，重塑科教城水文化服務(wù)功能以及水生態(tài)服務(wù)功能[2]。

2.1.1 非建設(shè)區(qū)藍(lán)線劃定

非建設(shè)區(qū)范圍內(nèi)的河道可能由于上游城市建設(shè)而提高堤防標(biāo)準(zhǔn)，因此應(yīng)預(yù)留拓寬空間，參照《增城市水系規(guī)劃》，規(guī)劃范圍內(nèi)的西福河為Ⅳ級(jí)堤防，兩側(cè)預(yù)留保護(hù)范圍為20 m。

2.1.2 城市建設(shè)區(qū)藍(lán)線劃定

根據(jù)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(tài)堤防或堤路結(jié)合的形式，提高地塊標(biāo)高、用地的利用率。

2.2 避免硬化建設(shè)模式破壞水生態(tài)

傳統(tǒng)水工程在以“排”為主導(dǎo)的水利建設(shè)理念下，把河道作為排洪渠，使水資源流失嚴(yán)重，地下水得不到有效補(bǔ)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(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)功能，導(dǎo)致河流的連續(xù)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(diào)節(jié)能力及污染自凈能力喪失。

因此，在科教城水系岸線建設(shè)過程中，應(yīng)注重結(jié)合水系兩側(cè)公園綠地建設(shè)形成自然生態(tài)化岸線，保護(hù)水系兩側(cè)的生態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)水系生態(tài)岸線的污染自凈能力。

3 水生態(tài)目標(biāo)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(qiáng)化的滲透、集蓄、利用、蒸發(fā)、蒸騰等方式，場地內(nèi)累計(jì)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(jù)《增城區(qū)海綿城市建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃（2019—2035年）》要求，統(tǒng)計(jì)各類型用地面積，在《廣州市建設(shè)項(xiàng)目海綿城市建設(shè)管控指標(biāo)分類指引》（穗水河湖〔2020〕7號(hào)）中不同地塊年徑流總量控制率推薦取值基礎(chǔ)上，結(jié)合片區(qū)各類用地典型下墊面組成，搭建地塊模型進(jìn)行模擬復(fù)核，確定用地年徑流總量控制率取值為72%。

3.2 生態(tài)岸線比例

生態(tài)岸線恢復(fù)率是指在不影響防洪安全的前提下，對(duì)城市河湖水系岸線、加裝蓋板的天然河渠等進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，達(dá)到藍(lán)線控制要求，恢復(fù)生態(tài)功能的河涌長度占河涌總長度的比例。控制目的在于恢復(fù)水系自然形態(tài)、地區(qū)自然水文過程，進(jìn)而使流速減緩、生境多樣性以及濱水環(huán)境良好。

在不影響防洪安全的前提下，對(duì)科教城河湖水系岸線、區(qū)內(nèi)河湖水系岸線、天然河渠等進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，達(dá)到藍(lán)線控制要求，恢復(fù)其生態(tài)功能。由于科教城屬于新建區(qū)域，建設(shè)條件較好，根據(jù)規(guī)劃要求，建設(shè)方案岸線長度約為209.85 km，將全部按照生態(tài)岸線恢復(fù)和建設(shè)，本次方案生態(tài)岸線恢復(fù)比例達(dá)到100%。

3.3 水面率

水域面積率指城市規(guī)劃控制區(qū)內(nèi)的河湖、濕地、塘洼等面積與規(guī)劃區(qū)總面積的比值。規(guī)劃中水域面積率指規(guī)劃區(qū)總水面面積，包括自然水面面積和人工水面面積，占規(guī)劃區(qū)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(guī)用地規(guī)劃，水域面積67.40 hm2，規(guī)劃水面率約為6.24%，滿足海綿城市建設(shè)指標(biāo)體系要求。

4 生態(tài)格局控制方案

4.1 生態(tài)系統(tǒng)格局

打造“一核一廊多楔”的生態(tài)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(tài)景觀廊道；多楔：以指狀山脈周邊的谷地形成的多個(gè)生態(tài)綠楔。

4.2 水生態(tài)核心保護(hù)區(qū)

生態(tài)空間控制如圖1所示。

以廣州市增城區(qū)規(guī)劃藍(lán)線為基礎(chǔ)，對(duì)河、湖、庫、渠、人工濕地、滯洪區(qū)等調(diào)蓄空間等城南河流水系實(shí)現(xiàn)地域界線的保護(hù)與控制，明確界定核心保護(hù)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(huán)山渠等干渠水系。

4.3 徑流路徑保護(hù)方案

方案結(jié)構(gòu)：“兩廊、多分支”的總體徑流路徑保護(hù)結(jié)構(gòu)。兩廊：敬學(xué)路—環(huán)山渠徑流路徑保護(hù)廊道、西福河—尚禮大道—低排東渠徑流路徑保護(hù)廊道。多分支：冷水渠徑流路徑保護(hù)分支、博約路排水渠徑流路徑保護(hù)分支、致用路徑流路徑保護(hù)分支等。徑流路徑保護(hù)方案如圖2所示。

圖2 徑流路徑保護(hù)方案

4.4 水系廊道生態(tài)岸線建設(shè)方案

將水體兩側(cè)岸線綠地作為水生態(tài)緩沖保護(hù)區(qū)，分為原始型、生態(tài)型、公園型和堤岸型四類。在不影響防洪安全的前提下，對(duì)科教城河湖水系岸線進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，包括自然生態(tài)河道修復(fù)及人工堤岸防護(hù)升級(jí)改造，達(dá)到藍(lán)線控制要求。需要恢復(fù)的生態(tài)型岸線約27.84 km，人工防護(hù)堤岸共10.61 km。

4.4.1 原始型岸線

主要針對(duì)河道沿岸為原生態(tài)濕地的岸線，長度為3.33 km，以涵養(yǎng)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(xiāng)土樹種或草本進(jìn)行植被恢復(fù)，體現(xiàn)生物多樣性。

周邊綠地：采用滲透塘、濕塘和蓄水池等設(shè)施，結(jié)合人工濕地布局強(qiáng)化水生植被凈化系統(tǒng)。

4.4.2 生態(tài)型岸線

主要針對(duì)河道水面沿岸生態(tài)系統(tǒng)較為優(yōu)越且景觀打造以生態(tài)景觀為主的岸線，栽種濱水植物形成自然護(hù)坡，包括西福河和冷水渠，共12.68 km。

生態(tài)岸線：采用生態(tài)岸線，在局部放置火山巖石、枯木等營造緩流、淺灣生態(tài)環(huán)境，有利于水生動(dòng)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(jié)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(shí)、茶菱、水紅菱等。

周邊綠地：按照植物緩沖帶要求進(jìn)行建設(shè)，采用下沉式綠地、濕塘等，結(jié)合岸邊水生植被、生態(tài)浮島等，達(dá)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(duì)河道水面較寬且周邊有一定用地、功能為居住、商業(yè)等的岸線，增加親水平臺(tái)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(tài)岸線：采用生態(tài)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(dòng)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(jié)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(shè)計(jì)為梯級(jí)凈化系統(tǒng)，達(dá)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(duì)規(guī)劃區(qū)結(jié)合防洪堤、截洪渠的生態(tài)化改造，包括低排東渠、教育環(huán)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(shè)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(shè)濾層，過濾凈化地表徑流，促進(jìn)雨水下滲。

5 結(jié)語

海綿城市建設(shè)是重要的城市雙修工程，也是區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)要素、成分、秩序、生態(tài)位與水系統(tǒng)的修復(fù)工程。從城市生態(tài)安全格局、城市土地利用、城市市政基礎(chǔ)設(shè)施等層面增加或修復(fù)城市海綿體的規(guī)劃建設(shè)，有利于城市生態(tài)環(huán)境及城市的發(fā)展。