城鄉(xiāng)河道生態(tài)治理與景觀修復
——以河北省灤平縣牤牛河為例

武亞南，周連兄，李丹雄

(北京林豐源生態(tài)環(huán)境規(guī)劃設計院有限公司，北京 100083)

河道在城鄉(xiāng)發(fā)揮著行洪、排澇、灌溉、生態(tài)調節(jié)、美化環(huán)境等重要作用，甚至是經濟文化的載體，但隨著城市化進程的加快，工業(yè)的聚集，使得城市、鄉(xiāng)村的河道均受到了污染，改變了原有城市、鄉(xiāng)村的自然水循環(huán)狀態(tài)，造成干涸、斷流、泥沙堆積、水污染嚴重等問題，河道作為城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分卻被忽略。近幾年的中小河流及農村河道治理工程已與過去有明顯的差異，不再是一味地硬化河底邊坡、防洪抗災，有著更為明確的改善水質、修復生態(tài)的目標。但是，以生態(tài)文明建設為背景，以水質改善、生態(tài)修復及景觀建設為目的的城鄉(xiāng)河道治理，在我國還處于起步的階段[1]。

針對城鄉(xiāng)干涸、斷流的中型河道，以河北省灤平縣牤牛河為例，簡析了此類河道存在的問題、治理辦法及景觀修復方法。

1 河道現(xiàn)狀

灤平縣牤牛河位于河北省承德市灤平縣南部，屬灤河二級支流，河道全長36.5 km，流域面積335.8 km2，河道西側緊鄰S353進城公路。流域多年平均降水量620 mm，降水量年內分配不均勻，約70%的降水集中在汛期6—9月份，多年平均蒸發(fā)量為1 675 mm，年封凍期11月至次年3月，最大凍土深1.5 m。牤牛河水量主要來源于夏季汛期降水及上游窟窿山水庫棄水。經調查，水庫在非汛期實際棄水量很小，遠小于5年一遇區(qū)間設計洪峰流量，且可以通過水庫調度在汛期對洪水進行預泄，以保證施工時段水庫不泄流。

為了更高效、更經濟地改善灤平縣城的生態(tài)環(huán)境，提升河道水環(huán)境、水景觀，對牤牛河河道采用了分段式綜合治理的模式，其中縣城段河道由于地理位置的特殊性已完成治理，本次工程治理段自窟窿山水庫下游300 m起，至牤牛河下游(縣城)已治理段為止，全長約5.6 km，河道寬60～110 m，河底平均縱坡約為6.06‰。

2 存在問題

2.1 河道淤積嚴重，垃圾傾倒入河

現(xiàn)狀河道內淤積嚴重，尤其河道兩岸存在大量房地產開發(fā)項目及村莊，建筑垃圾傾倒或者遺留在河道范圍內，局部河段還堆積著生活垃圾，造成局部河道被填埋、淤積或者封堵，不僅影響行洪，更污染了下游及地下水體。

2.2 水源不足，常年干涸斷流

由于季節(jié)性降水、上游水庫對水源的攔截及蒸發(fā)量較大等因素，加劇了水資源的短缺，使得該河段長期處于干涸無水或少水狀態(tài)。

2.3 水體污染，沿河排污口眾多

項目區(qū)河道為過灤平縣城的主要河流，現(xiàn)狀沿河排污口眾多，附近居住區(qū)、小型養(yǎng)殖場將生活污水直排入河，使水質、土壤遭到嚴重污染。

2.4 河岸邊坡破損嚴重，防洪標準不達標

防護標準不能滿足要求，一旦遇到暴雨，發(fā)生塌岸的可能性較大，嚴重影響沿岸居民的生命財產安全。

2.5 河道形態(tài)直線化嚴重

河道斷面為單一梯形斷面，河道呈直線形式，截彎取直使河流凈化能力減弱、流速加快，降低了生態(tài)系統(tǒng)多樣性。

2.6 河道景觀差，缺乏休閑文化特色

現(xiàn)狀河道缺水，雜草叢生，綠化較少，環(huán)境較差，嚴重影響了河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，河道利用率較低，河道及沿線缺乏公共休閑場所，無法反映當?shù)匚幕卣鳎狈τ^賞性和娛樂性，嚴重制約區(qū)域發(fā)展。

3 生態(tài)治理和景觀修復措施

3.1 設計河底縱坡

在保留河道現(xiàn)狀的基礎上，根據(jù)工程治理起點、終點的河底高程等綜合因素確定河道縱坡，設計河底縱坡為6.3‰。以河道中心線為依據(jù)設計子槽，子槽施工時要控制挖深，設計河底高程不應低于下游段河底銜接處，以便讓水流自然向下流淌。彎曲的河道可以減緩流速，減輕洪水對駁岸的破壞，同時提高河道保水、滯水能力。

3.2 河道清理

在不影響行洪和河道縱向、垂向連續(xù)性，保證河道水文等級不降低的前提下，對河道進行清理，包括河道內的建筑垃圾、生活垃圾、雜草垛、砂石及少量淤泥。清理出的渣石如有可利用價值的，先堆放在一側并進行必要的臨時防護，以便在后期施工過程中進行利用。

3.3 河道橫斷面設計

河道橫斷面采用復式斷面(見圖1)，在現(xiàn)有河道范圍內沿著河流的流向模擬自然河道疏挖開槽，形成彎彎曲曲、或寬或窄、或深或淺的河道子槽。子槽疏挖寬10～40 m、深0.5～1.0 m，同時進行基面清理。對子槽疏挖后，兩側的河灘地根據(jù)景觀需要，在不影響行洪安全的前提下進行微地形塑造，兩岸親水區(qū)域寬20～60 m。要求達到5年一遇洪水不出主槽，河道兩岸為20年一遇的防護標準。

圖1 河道橫斷面設計示意

河流濕地是水陸生態(tài)系統(tǒng)交匯作用形成的過渡地帶與交錯區(qū)域，可以起到凈化上游來水、提高水生動植物生存質量、涵養(yǎng)水源、蓄洪防旱等功能，且可在流域物質循環(huán)中起到媒介作用和增強沿河生態(tài)斑塊的景觀異質性的作用[2]。在河道有適當?shù)乃懢彌_帶處設計濕地景觀，為達到濕地島嶼的穩(wěn)固性，可采用堆石護岸和鉛絲石籠防護。

3.4 河道防滲

根據(jù)地質資料可知，牤牛河河床表層主要為雜填土、下部為礫石層，透水性較強，而河道蓄水為上游窟窿山水庫供給，為了保持河道常年有水，維持河道的水環(huán)境和水景觀，需對河道做防滲處理。在子槽部分設置河底防滲措施，子槽兩側河床不做防滲以增加河道滯洪蓄滲的作用。

設計采取復合土工膜加砂石防滲措施。河道水平防滲層由上到下為：級配砂石厚10 cm、黃土層30 cm、復合土工膜、黃土墊層厚10 cm。

為防止地下水對河道防滲層的頂托破壞，在防滲層下橫向每隔100 m設一根DN200的排水暗管(透水軟管)，縱向沿子槽中心線布置2根DN200的排水暗管(透水軟管)，以排除河道地下水。施工時先挖溝槽，后鋪排水管，排水管底部鋪設100 mm砂礫料墊層。橫向排水管將地下水匯于兩側，縱向排水管將地下水排至下游。

3.5 駁岸與堤防設計

根據(jù)水生態(tài)、水景觀的需求，為達到生態(tài)、親水、海綿蓄水的作用，駁岸設計采用自然石堆砌、植物緩坡、自然石砌臺階三種形式。

石材選用自然石，根據(jù)景觀要求堆置于岸邊，部分區(qū)域用于方便當?shù)卮迕裨诎哆呌瓮妫蕬ＷC疊石擺放的穩(wěn)定性。

根據(jù)水流的深度及流速，在河道凸岸局部設置草坡入水的駁岸形式，使河道更加生態(tài)，增加河道生物多樣性，從而增強河道生命力。

在游人聚集、面向水域開闊處設置自然石砌臺階，為人們提供更多親水活動的空間。

除上述駁岸設計外，一般河道生態(tài)駁岸設計還可采用原木樁護岸、石籠護岸、生態(tài)袋護岸、蜂巢格式護岸等[3]。根據(jù)邊坡的坡比可將生態(tài)護坡大致分為三類：類型一為坡比為1∶1～1∶1.5的邊坡，可采用坡面防護的措施，具體材料可采用鉛絲石籠、蜂巢格室、坡改平磚等(見圖2)；類型二為坡比為1∶1.5～1∶2.5的較緩邊坡，可采用坡腳生態(tài)防護的措施，具體可采用自然塊石碼放、鉛絲石籠、生態(tài)袋、仿木樁等(見圖3)；類型三為坡比1∶3左右的緩和邊坡，此類邊坡可直接采用栽植水生及濕生植物的措施，在坡頂處用木樁、鉛絲石籠等形式防護(見圖4)。

圖2 類型一設計示意

圖3 類型二設計示意

圖4 類型三設計示意

部分堤防在20年一遇洪水條件下存在洪水漫頂?shù)奈ｋU。為了提高邊坡防護功能，在原有河岸的基礎上修建并加高堤防，即在原有干砌石、漿砌石護堤的基礎上覆土放坡，頂部鋪砌混凝土格室或生態(tài)聯(lián)鎖塊或坡改平磚，重點地段結合景觀將堤防改造成為臺階式綠地，增加綠化面積，豐富景觀與慢行系統(tǒng)。

3.6 跌水壩工程

在保證河道全程見水面、不阻斷河道縱向的連通、滿足壩體過流能力、不妨礙行洪安全的前提下，進行跌水壩設計。景觀跌水壩是形成疊流、跌水等水景的基本措施，具有視覺和聽覺的雙重享受，且在壩體上方設計汀步亦可起到交通作用。適度增加景觀跌水壩，還能抬高水位、增加蓄水量、增加曝氣、增加水中溶氧量。因此，在保證壩體過流能力的前提下，跌水壩設計應滿足功能、突出景觀、兼顧生態(tài)。

跌水壩設計盡可能仿自然結構。背水坡設計多層波浪狀階梯，以利消能，形成跌水景觀；迎水面坡比為1∶3，貼坡堆疊自然山石，形成近自然的溝道景觀；上下游設置護坦，并設置魚道；同時做好壩基處理和壩體防滲處理，并依河道周邊景觀設置踏步供人行走。

3.7 雨污管理、濕地設置

一般情況下，大多數(shù)城市在市政排水方式的選擇上都會選用分而又合的方式。這種污水處理方式主要的工作原理是讓生產和生活當中所產生的污水形成一個整體，共同排放到化糞池當中，然后再利用相關的處理辦法，對其進行分離處理，排放達標再一起排到市政排污的管道內，進而排到江河中去[4]。雨污經提前處理后排入牤牛河河道，排水口鋪設了護坦，管道附近的子槽設置了濕地。構建人工濕地可以體現(xiàn)河道的自然狀態(tài)[5]，栽植水生植物可以達到凈化水質的效果。

3.8 景觀設計

景觀是文化保存與傳承的載體，其設計原則之一便是歷史文化延續(xù)性原則，民俗風情、傳統(tǒng)文化、宗教、歷史文物及特色鄉(xiāng)土植物等均為景觀設計需要體現(xiàn)、傳承的地域特色文化。河道景觀設計要求在水安全的前提下，重塑河流的水生態(tài)、水景觀。景觀設計要從點狀思考到整體布局，根據(jù)居民的需求，對活動場地、服務設施進行統(tǒng)籌考慮，系統(tǒng)合理地對河道景觀進行有效布局。牤牛河景觀設計根據(jù)周圍環(huán)境、土地性質、土地使用情況及修復目標、景觀設計構架的不同，采用“一軸、三段、多節(jié)點”的形式進行設計，增加了休閑聊天場所、體育健身場地、兒童親子活動場地，以及串聯(lián)各個節(jié)點的休閑園路、慢跑跑道、水上棧道等。

“一軸”即以河道為軸線。河道是典型的城市帶狀公園，是城市重要的綠色廊道，牤牛河左岸緊鄰城市主入口道路，右岸為房地產、村落、小型養(yǎng)殖場等，位置優(yōu)越?！叭巍奔床捎梦幕c生態(tài)相結合的區(qū)域劃分方式[5]，將河道分為三個部分，分別為文化景觀段、城市休閑段、生態(tài)郊野段(見圖5)?！岸喙?jié)點”即線形景觀空間具有連續(xù)性的特點，可以通過景觀節(jié)點的有序組合，將空間與時間、物質與精神、文化與歷史等結合起來。景觀節(jié)點在城市帶狀公園中不僅作為重要的連接點及表達設計內容的重要空間，而且能夠結合園路設計為觀察者帶來連續(xù)的動態(tài)視覺景觀[6]。

圖5 河道景觀平面圖

(1)文化景觀段。文化景觀段緊鄰縣城，位于河道治理的下游。金山嶺長城位于灤平縣境內，灤平縣政府高度重視灤平的長城文化。灤平是尋根圣地，境內小興州是中國歷史上八大移民基地之一和中國十大尋根圣地之一。灤平在清朝是皇室北行的必經之地，境內有御路5條、行宮8處，御路文化興盛。同時，灤平地區(qū)更是中國普通話標準音采集地。因此，文化景觀段主要突出表現(xiàn)長城文化、尋根文化、御路文化、普通話文化，并通過景觀小品、雕塑重點表現(xiàn)。文化景觀節(jié)點作為本次設計的一級節(jié)點，分別設計了長城文化長廊、御路文化雕塑群、普通話廣場、尋根文化壁畫等，并結合水上木棧道、濱水棧道、親水平臺、濕地樂園，以及小品、雕塑、建筑等，構成文化景觀段的節(jié)點景觀。

(2)城市休閑段。與其他公園相比，城市帶狀公園開放性更強，不但對周邊城市居民和游客免費開放，而且其內部與周邊外部空間結合更加緊密[6]。因此，將河岸帶周邊居住環(huán)境相對密集的河段設計成為城市休閑段。此段設計大量的親水游樂休閑設施、休閑廣場、健身舞蹈場地、自然的親子活動場地，以及輔助補充一級景觀節(jié)點的二級景觀節(jié)點。

(3)生態(tài)郊野段。河道上游住戶較少，周邊自然環(huán)境較好且緊鄰水庫，因此此段設計突出生態(tài)自然，不僅能凈化水質，達到近自然的修復效果，而且自然鄉(xiāng)野景觀更給人以親近之感。此段多采用石質、木質材料的小品，栽植鄉(xiāng)土植物、觀賞茅草，河道之中可放養(yǎng)野鴨等，以達到“紫蒲生濕岸，青鴨戲新波”的意境。

河道公園慢行交通系統(tǒng)貫穿整個河道景觀系統(tǒng)，以不破壞自然環(huán)境為前提，從生態(tài)保護的角度出發(fā)進行規(guī)劃設計，包括園路、人行橋、水上木棧道、入口臺階、臺階綠地及慢跑跑道等，構成水路和陸路兩種交通形式，能夠同時滿足人們休閑、游憩、到達指定節(jié)點的需要。園路設計應盡量采用多種生態(tài)鋪裝形式，減少硬化。河道現(xiàn)有漫水橋、公路橋作為交通要塞，同時也是景觀觀賞節(jié)點，在其上下游加強景觀效果。

3.9 植物設計

植物是景觀的重要組成部分，是不可或缺的具有生命力的要素。按照適地適樹、喬灌草搭配的原則，在河岸綠化帶進行綠化及景觀設計。在綠化樹種選擇上宜采用鄉(xiāng)土樹種，并考慮植物的多樣性及當?shù)氐臍夂蛱卣?，同時還要考慮植物的耐澇性，選擇根系生長較快、耐水性強、景觀效果良好的植物。河道子槽內禁止栽植喬木及大灌木；在不影響行洪安全的情況下，在較開闊的河道子槽區(qū)域內可栽植水生植物及耐水淹的植物恢復濕地。

牤牛河河岸綠化帶喬木選擇了白樺、小葉白蠟、垂柳、白皮松、叢生蒙古櫟、毛白楊等；灌木選擇了珍珠梅、連翹、榆葉梅、鋪地柏等；草本選擇了二月蘭、黃花鳶尾、桔梗、射干、萱草、地被菊、紫花地丁等。植物按照景觀節(jié)點及地形、道路，采用線狀、片狀、散點栽植，做到多樣、統(tǒng)一、有韻律。

在子槽中栽植水生、濕生植物，能通過曝氣及植物的過濾對現(xiàn)狀水質進行凈化，而且可以促進生物吸收水體營養(yǎng)物質。水生植物的種植密度直接影響景觀效果及植物存活率，一般根據(jù)植物品種、植物分檗分枝特性、種植季節(jié)、土壤肥力、熱量條件及竣工驗收時間來決定施工密度，最終達到設計密度[7]。此外，種植水深也是決定水生植物存活率的關鍵因素，不同的水生植物有不同的適應水深。種植施工作業(yè)時，由于項目尚未竣工、河道沒有完全蓄水或在春季枯水期，水位往往偏低[7]，因此在栽植水生植物時應考慮蓄水后常水位的高度來決定水生植物種植水位。濕生植物應種植在常水位以上，挺水植物與浮葉植物根據(jù)不同的植物品種選擇相適應的種植水深。

觀賞草大多對環(huán)境要求粗放、管護成本低、抗性強、繁殖力強，近年來備受景觀設計者的青睞，尤其是河道景觀，不管是水面、駁岸還是岸上均可栽植觀賞草。雖然華北地區(qū)寒冷，但部分觀賞草依然可以很好地存活，如矮蒲葦、細葉芒、細莖針茅、狼尾草、沿階草、香蒲、水蔥、蘆竹、蘆葦?shù)?。觀賞草可柔化水陸銜接處，使景觀更加柔美、構圖更加豐富、景觀更具親和力。

4 結 語

河流生態(tài)系統(tǒng)是開放的、流動的、連續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)，亦是水質、水環(huán)境、水景觀的載體，因此河道的生態(tài)治理與景觀環(huán)境的修復顯得尤為重要。我們以河北省灤平縣牤牛河河道治理為例，通過生態(tài)修復的辦法恢復河道的生機，主要包括河道縱坡設計、河道清理、自然河槽的開挖(保證整治后的河道平面曲線流暢，宜彎則彎、宜寬則寬)、自然復式河道斷面的確立、防滲的處理、生態(tài)駁岸的設計、自然跌水壩的設置、景觀節(jié)點的豐富、鄉(xiāng)土植物的栽植及雨污管理等八部分。后期河道的管理、植物的養(yǎng)護，以及人們更環(huán)保的生活方式和生態(tài)保護意識的提高，仍是努力和研究的方向。