海綿城市背景下城市河流治理研究海綿城市視野下城市河流治理探析以鄭州航空港區(qū)梅河為例

海綿城市背景下城市河流治理研究海綿城市視野下城市河流治理探析以鄭州航空港區(qū)梅河為例

城市河流是指流經(jīng)城市的天然河流或河流的段，以及歷史上通過人工挖掘形成的河流和運河。它以長期的開發(fā)具有自然河流特征的河流和運河。1快速城市化的城市河自古以來,人們就知道擇水而居,河流兩岸成為人類繁衍生息的主要場所2城市河流治理意義海綿城市建設(shè)思想是基于低影響開發(fā)理論,在確保生態(tài)優(yōu)先,保障城市排水防澇安全的前提下,通過加強城市規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)管理,充分發(fā)揮水系、綠地和濕地等對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,實現(xiàn)對城市雨水徑流的有效控制,促進(jìn)水資源的合理利用和環(huán)境保護城市河流作為城市自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,具備防洪行泄和雨水調(diào)蓄等功能,加強城市河流治理是海綿城市建設(shè)水利工作的重要內(nèi)容3通過建設(shè)海綿城市，實施城市河流治理海綿城市建設(shè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,跨尺度的建設(shè)策略構(gòu)建是解決城市水問題的前提4基于海綿城市概念的鄭州港區(qū)梅河水系生態(tài)管理4.1項目總結(jié)鄭州航空港區(qū)地處河南省會鄭州市的東南部,是以新鄭國際機場為核心的航空都市區(qū),總面積約368km4.2梅河水系生態(tài)管理概念4.2.1梅河水系形成生態(tài)治理體系的必要性根據(jù)《鄭州市海綿城市專項規(guī)劃(2017—2030年)》,航空港區(qū)南部將建設(shè)規(guī)劃以雙鶴湖為核心的海綿城市示范區(qū),梅河既是示范區(qū)重點建設(shè)的水系之一,又是航空港區(qū)南部整體規(guī)劃水系系統(tǒng)“七縱、四橫、雙湖”中的重要組成部分。在結(jié)合航空港區(qū)總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上,構(gòu)建“水網(wǎng)+路網(wǎng)+綠網(wǎng)”的生態(tài)水網(wǎng)體系,形成“藍(lán)、灰共生,藍(lán)、綠交融”的新型城市生態(tài)本底。其中,水系作為“藍(lán)網(wǎng)”貫通海綿城市空間脈絡(luò),能迅速控制雨后城市秩序、有效組織正常人居生活。而梅河便是整體水網(wǎng)格局構(gòu)建中的一支重要河流,在生態(tài)治理過程中,現(xiàn)狀梅河河道走向基本不變,并適當(dāng)進(jìn)行河線的截彎取直,保持梅河干流與高路河上游連通部分不變,并在下游與新修橫向渠道雙鶴湖中央公園水系相連通;梅河支流上游與新增園博園水系、如意河橫向貫通,進(jìn)而連接黎明河、浮清河使之形成網(wǎng)絡(luò)。同時,高路河中部新挖蓮鶴湖與黎明河中段新修翔鶴湖,也共同承擔(dān)著城市中央雨洪系統(tǒng)調(diào)蓄樞紐的重任,大大促進(jìn)了城市行洪與排澇功能的發(fā)揮,見圖2。城市道路是城市生產(chǎn)、生活的物質(zhì)基礎(chǔ),對城市經(jīng)濟增長、社會進(jìn)步和居民生活具有重要影響。然而,在道路建設(shè)過程中也不可避免地對自然景觀和生態(tài)系統(tǒng)造成諸多負(fù)面影響。一方面,城市道路作為貫穿城市的線性系統(tǒng),切割和侵占了城市水系;另一方面,城市道路作為匯水面的重要組成部分,也是城市受納水體非點源污染的主要污染源之一城市綠地作為土地利用類型之一,是城市生態(tài)環(huán)境和景觀的重要載體,在維持城市生態(tài)平衡和改善城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量方面起著十分重要的作用4.2.2雨水疏排系統(tǒng)設(shè)計在整合水網(wǎng)、綠網(wǎng)和路網(wǎng)體系的基礎(chǔ)上,將雨水排放系統(tǒng)與城市物質(zhì)空間規(guī)劃設(shè)計相結(jié)合,構(gòu)建涵蓋源頭低影響開發(fā)系統(tǒng)、小排水系統(tǒng)、大排水系統(tǒng)、終端水域系統(tǒng)完整的城市河流海綿系統(tǒng)。使暴雨徑流從道路和綠地等,經(jīng)過多個層次的蓄滲、凈化和再利用,導(dǎo)向城市排水管線,最后匯入城市河流,從而達(dá)到雨水資源的綜合利用和無害化目的。針對航空港區(qū)梅河匯水區(qū)域雨水疏排系統(tǒng)的優(yōu)化方式,以鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)2016—2018年片區(qū)城市基礎(chǔ)設(shè)施一級開發(fā)建設(shè)項目三標(biāo)段(以下簡稱“三標(biāo)”)區(qū)域為例進(jìn)行分析,見圖5。首先,從源頭對梅河生態(tài)敏感區(qū)內(nèi)的入河雨水進(jìn)行截污減排,通過建設(shè)滲透路面、透水廣場等促進(jìn)雨水下滲;其次,綜合利用濱河綠地空間,將路面雨水徑流通過植草溝等生態(tài)排水設(shè)施有組織的引入周圍下沉式綠地、雨水濕塘進(jìn)行過濾和流量控制,以進(jìn)一步減少地表徑流總量、增加地表蓄滲速率;對于超出徑流水量、水質(zhì)控制范圍的,利用城市雨水排放管網(wǎng)自身的調(diào)蓄容量,排入雨水收集池等地下調(diào)蓄構(gòu)筑物,進(jìn)行集中滯蓄、收集和生態(tài)處理,最終排入梅河受納水體,見圖6。4.2.3梅河干流生態(tài)濕地建設(shè)開發(fā)城市海綿體是海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容,海綿體的建設(shè)要以天然河湖等大型海綿體的保護和修復(fù)為基礎(chǔ),具體到項目實踐上,應(yīng)因地制宜地開展海綿城市技術(shù)應(yīng)用,以最終實現(xiàn)水資源保護、水環(huán)境改善、水污染控制和城市內(nèi)澇防治的綜合目的。根據(jù)三標(biāo)項目中梅河支流生態(tài)治理工程實踐,施工中采用了多種實用的生態(tài)工程技術(shù)措施,構(gòu)建了不同規(guī)模和作用的綠色海綿體。透水路面———針對常規(guī)硬化路面阻隔雨水下滲的弊端,梅河支流兩側(cè)園路、廣場建設(shè)均采用抗壓強度較高、孔隙率較大、透水性良好的材料鋪地,包括透水磚、透水混凝土等多種材料和形式見圖7。透水鋪裝能夠增加地面對自然降水的滲透功能,使雨水及時下滲土壤,達(dá)到削減地表徑流并補充地下水的目的。植草溝———與傳統(tǒng)圬工結(jié)構(gòu)的排水溝相比,植草溝兼具雨水轉(zhuǎn)輸和凈化的功能。根據(jù)場地雨水管理標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合道路周圍綠化微地形整理,在梅河支流綠地園路一側(cè)設(shè)置植草溝見圖8,使雨水自然下滲后產(chǎn)生的徑流沿路緣自然漫流至植草溝,再借助重力流經(jīng)導(dǎo)流渠排入梅河兩側(cè)雨水濕地,以保證雨水入河前的多級調(diào)蓄和深度凈化。下沉式綠地———對于污染較嚴(yán)重、雨水徑流量較大的區(qū)域,應(yīng)適當(dāng)降低周圍綠地高程,以蓄積、過濾鄰近地面雨水徑流,形成天然的蓄水池。而梅河濱水開放空間恰與多處城市道路交叉口相鄰,是雨污控制和徑流匯集的主要節(jié)點。因此,在梅河支流臨近梁州大道等適宜綠化區(qū)域,依道路線形建設(shè)面積不等的沉降式綠地見圖9,使其地面高程降低到路面以下,形成適宜的水流落差,并在綠地底部敷設(shè)盲管或溢流口,保證超過綠地下滲量和存儲量的雨水能及時排入市政雨水系統(tǒng)。另外,為打造雨水儲蓄狀態(tài)下良好的景觀和凈化效果,施工中通過回填種植土改良土壤理化性質(zhì),并選擇耐澇抗旱、去污能力強、觀賞性高的濕生植物進(jìn)行種植,避免了只重雨水管理而忽視綠地本身景觀效果的問題產(chǎn)生。雨水濕地———作為海綿城市低影響開發(fā)系統(tǒng)的末端調(diào)蓄設(shè)施,雨水濕地是構(gòu)成城市水系的重要組成部分見圖10,對管理雨洪、控制水質(zhì)、保護河道意義重大。在梅河支流生態(tài)治理工程中,每個雨水濕地依據(jù)周邊匯水區(qū)域匯入雨水量進(jìn)行設(shè)置,同時結(jié)合綠地空間種植濕生植物,使雨水依靠沉淀、植物攔截和土壤過濾滲入地下,在發(fā)揮暴雨天氣調(diào)蓄功能的同時創(chuàng)造優(yōu)美的景觀環(huán)境空間。生態(tài)駁岸———就我國城市河道駁岸建設(shè)而言,傳統(tǒng)的單一硬質(zhì)化駁岸對河道生態(tài)系統(tǒng)和景觀環(huán)境造成巨大的負(fù)面影響,建設(shè)滿足防洪安全與景觀生態(tài)功能相結(jié)合的駁岸迫在眉睫。梅河支流河岸除針對特殊立地條件下的防洪安全要求外,分別建設(shè)了自然草坡駁岸、水生植物駁岸、梯式駁岸、格賓石籠駁岸4種仿自然生態(tài)駁岸見圖11。通過坡面植物種植和景觀置石,形成了迎水坡面的軟覆蓋,充分保證了河岸與河道水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能,較好地發(fā)揮了駁岸的緩沖消能作用,減少了雨水徑流對河岸的侵蝕,提高了護岸穩(wěn)定性。5從“通過”到“水”:從“蓄氣”、“環(huán)境”到“文化”城市河流治理是海綿城市建設(shè)中不可分割的一部分,在緩解城市內(nèi)澇、改善城市水生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮著重要作用。結(jié)合鄭州航空港區(qū)梅河生態(tài)治理工程實