生態治河理念與設計思路探討

　　隨著我國經濟社會的發展，人們對生存環境的要求越來越高，對城市河道環境的期望值也越來越高。從現實情況來看，在城市河道的治理過程中，由于比較片面地強調防洪、排水，忽略了河道的其他功能，致使河道越挖越寬、越挖越深、越修越直，而河水越來越臭、越來越臟，同時由于市民環境意識不強，河道管理力度不夠，致使河邊雜草叢生，垃圾成堆，城市河道成了臭水溝。當自然界開始以不同方式對人類進行報復時，人們開始反思自己的行為，而作為水利工作者我們不禁自問：我們習以為常的做法中哪些是不正確的，是必須變革的?筆者結合多年的實踐談談生態治河的理念，并就北京市涼水河治理的設計思路進行探討。 
    
　　一、什么是生態治河

　　所謂生態，就是指有生命的，適合生存的狀態，這種狀態既要適合人類的生存，也必須保持動物、植物的多樣性。人類與多種動物、植物互相依存，才可能呈現一種生機勃勃的景象。而任何人造的生硬、呆板的環境，都不可能實現這種生物的多樣性，其生命力是有限的。對于河流來說，要提供這樣一種生態環境，其水流必須是清潔的，這是保證動植物生存的基本條件；其流勢必須是自然的，蜿蜒曲折，既有淺灘，也有深潭，時快時慢，時動時靜；河中要有供植物扎根的土壤，河岸要創造保持空氣、水分流通、交換的利于植物生長的環境。同時這種多生物形態的河道必須能夠抵御洪水的沖刷，完全沒有防護功能的天然河道亦不能滿足要求。根據這些思想，我們必須對那些已變成臭水溝、垃圾場、排水渠的城市河道進行第二次改造，使其回歸自然，重新發揮其在城市總體生態環境中不可替代的作用。隨著人們環境意識的不斷提高，城市污水治理步伐不斷加快，也為生態治河的實踐提供了基本保證。

　　近年來，北京市水利規劃設計院在生態治河的思想轉變和設計實踐中進行了艱苦的探索，將昆玉河、長河、清河、轉河等一項項治河成果呈交給廣大北京市民。但分析評價這些成果，總感到還存在一些不足，距生態治河的標準還有一定的距離。昆玉河是供水渠道，與河道的設計思路是不可能完全一致的，盡管我們已經充分地挖掘了其景觀功能和旅游功能，但是在北京嚴重缺水的今天，還是更多地強調了渠道的防滲功能和供水功能，追求以最小的斷面通過最大的流量，采用了混凝土、石料對渠道全面進行護砌，而整齊劃一的石欄桿更使渠道顯得單調?；蛟S待南水北調之水進京，北京的水資源危機得到根本緩解之后，我們可以將這種人工運河渠道改造得更加豐富多彩。清河治理中更多地貫徹了以人為本的思想，設計了鄰近水面的人行道，漂亮的橋梁和閘房，使原來沿河臟、亂、差的環境得到了徹底改觀，為沿河居民提供了一個很好的休閑場所，也與鄰河而過的五環路相得益彰。但清河治理中更多強調了防洪功能，所以河道筆直、順暢，混凝土護砌光滑、平整，特別是由于河水沒有徹底還清，不能經常保持高水位蓄水，大量外露的混凝土護砌視覺效果差，容易形成熱島效應，其生態環境也必然是脆弱的?？傮w上來說，仍然是一條人工渠道，而不是天然河道。轉河整治邁出了更大的步伐，在狹窄的空間更多地采用生態治河的方法，創造了一個更為豐富多彩的河道景觀，為市民創造了一個非常優美的環境，受到了廣泛的好評。但其缺陷在于場地過于狹窄，周邊約束條件太多，承載的期望內容過多、過高，因此，人工雕琢的痕跡較濃，還不是真正意義上的生態河道。而即將開工建設的涼水河，河道長，周邊場地更加開闊，為設計人員施展才華提供了更為廣闊的舞臺，我們相信，涼水河的整治、改造會向生態治河的目標大大地邁進。

　　二、對現行防洪標準的看法

　　北京市河道現行的防洪標準一般為20年一遇，洪水位不淹沒主要雨水管內頂，50年一遇或100年一遇洪水校核，河堤及橋梁要高于該水位一定的距離。規劃部門對規劃洪水流量的確定，主要是選擇一定的水平年，根據下墊面的情況，選用一定的徑流系數，采用多點匯流法進行計算。該方法計算成果曾用歷史洪水進行過復核，從20世紀90年代初確定采用該方法，至今已10多年了，因城市化進程的影響，引起下墊面情況的變化，計算的同頻率洪水流量，均較原采用成果增加了許多，一般要增大30%～60％，有的甚至翻倍，并有逐年不斷增長的趨勢。為了保證排水通暢，要求河道斷面不斷擴大，河底不斷挖深，規劃水位不得抬高。這對于寸土寸金的北京城市來說，難度相當大。由于河邊建筑已經建成，河道上口不可能無限加大，只能在減小糙率、變陡邊坡上做文章，因此，混凝土襯砌似乎成了河道治理的首選。緩坡改為陡坡或直墻，給城市河道的治理工作造成了很大的壓力和束縛，對生態治河理念也提出了很大的挑戰。根據多年治河工作的體會，感到其中有一些問題值得研究和商榷。

　　1．水文系列及計算方法問題

　　目前采用的水文系列一般是到20世紀80年代的，近20多年的成果沒有計算進去，而近20多年又多是干旱年份，雖較整個水文系列來說，時段比較短，但對整個水文成果是否會產生一定影響，應通過多種方法驗算來回答。北京目前出現多條河流整治二三十年，甚至40多年，從來沒有發生過較大的洪水，而目前防洪標準仍不達標，還要繼續擴大、疏挖，人們不禁對洪水的理論計算值產生懷疑。看來，洪水流量不僅與降雨有關，還與流域內地下水的飽和程度及對水資源的開發、利用程度有關，而后兩項影響在水文計算中并沒有反映進去。

　　2．關于徑流系數問題

　　徑流系數的選取對洪水流量值的大小有非常大的影響，是一個關鍵參數。而目前采用的建成區的徑流系數是一種半經驗取值，是否能比較準確地反映真實的產流過程，值得商榷。因為過去通過歷史洪水驗證的是以大面積農田或小規模城鎮及散落的村莊為主的下墊面情況，現代化大都市為主的下墊面情況并沒有得到過有效驗證，應通過多種途徑進一步測算、驗證。

　　3．多元化途徑消納城市洪水

　　目前，越來越多的人認識到，城市雨水通過雨水管道收集后，全部、快速排人河道不是唯一的途徑，也不是一種完全可取的做法。通過多種方法，如綠地、透水路面人滲，小型集雨池、坑、塘收集，乃至大規模的濕地、滯洪區收集、滯蓄雨水，可明顯地削減洪峰，減少洪量，也可大大減輕河道的壓力，遏制河道斷面無限制擴大的趨勢，收集的雨水也成為寶貴的水資源。有關雨洪利用的初步法規已經出臺，預計今后若干年中，雨洪利用的力度會越來越大。 

　　綜合考慮以上因素，洪水流量有可能減小，對河道斷面、糙率的要求有可能降低，治河措施施展的余地可能會更大。

　　三、關于涼水河治理的設計思路

　　涼水河治理工程是北京市政府2004年為人民辦的56件實事之一，開工在即。在涼水河治理工程中如何體現生態治河的理念呢?我感到有如下一些思路可與同行們一起探討。

　　(1)建設蜿蜒曲折的水流形態。改變幾十年來慣用的治河幾條大直線的做法，根據河勢，制造豐富多變的河底線、河坡線，在有可能與河邊綠地相結合的地方，可修建蜿蜒曲折的水路、水塘，創造較為豐富的水環境，改變原來呆板、單調的河道模式。

　　(2)修建主槽與灘地相結合的斷面形式。涼水河平時只排泄處理后的城市污水，流量很小，只有汛期才可能發生較大流量的洪水，平時和汛期對河道斷面的需求差別很大。因此，有條件在河中修建主槽，平時保證少量水體在主槽內流動；在灘地修建濕地或進行綠化，甚至可以提供人們休憩的場所，充分發揮河道的多項功能。

　　(3)不再大量使用現澆混凝土、混凝土板、漿砌石等阻斷水和空氣交換的硬質護坡材料，改用干砌石、卵石籠、大塊石等更為通透的材料來防止水流的沖刷，并可在這些材料之間和表面覆土，促進植物的生長。同時，適當開發利用“植物生長砌塊”“火山巖植生材料”“土 工籠”等近年來逐漸興起的新型材料。 

　　(4)開發采用植物護坡，可采用木 樁與植物梢、棍相結合的護岸形式，或在坡面分層栽種柳條等當地土生植物，形成植物為主的護坡工法。采用草坪草和野生草種相結合的做法，草坪草對管理要求高，需水量大，適宜在人群比較集中的場所栽種，野生草種生命力強，適宜各種不同的河邊環境，可在普通河段采用。

　　(5)前幾年，北京地區治河普遍采用修建節制閘或橡膠壩，在河道內形成大面積水面的做法。但實踐證明，由于水量不足，水質并沒有徹底改善，往往達不到設計的水位，即使水位達到了，由于水體不流動，很快造成水質惡化，不能達到預想的效果，且增加了很多管理人員，增加防洪調度的難度。因此，在涼水河治理中建議放棄建節制閘，改為修建多處小型石材跌水的做法，這樣，既能在河道中形成深潭、淺灘等不同形態的變化，利于水生動植物的生長，也能利用跌水形成多級曝氣，對凈化水體大有好處。

　　四、結 語

　　只要思路放開了，具體的設計手法是多種多樣的。幾年來的治河實踐積累了寶貴的經驗。歸納起來，實現生態治河應從幾方面共同努力：

　　(1)不斷深化治河思想的轉變，對需要建成什么樣的城市河道要加強交流，不斷統一思想，逐漸形成一致的看法。

　　(2)在設計上要有突破性改變，舍得放棄許多過去形成過共識的做法、想法，努力通過使用不同的材料，不同的手法來實現生態治河的目的。要不斷地學習、培訓、交流，使較為先進的設計理念逐漸為大多數人所接受，形成一套新的設計工法。 

　　(3)建設生態河道是一項系統工程，需要多部門、各行業共同努力，配合工作，需要全社會共同提高環境意識，才能真正實現水清、岸綠、環境優美的目標。

　　作者單位　北京市水利規劃設計研究院總工程師