自然-亲水-文化的城市河流评价指标体系研究
2014-04-11陈兴茹
陈兴茹
(中国水利水电科学研究院 水力学研究所,北京 100038)
自然-亲水-文化的城市河流评价指标体系研究
陈兴茹
(中国水利水电科学研究院 水力学研究所,北京 100038)
“自然、亲水、文化”是现代城市河流的重要治理理念,针对如何将该理念落实到具体实际工作中,指导目前的城市河流治理工作,本文提出了“自然-亲水-文化”的城市河流的内涵和应具备的要素,并构建了城市河流“自然-亲水-文化”内涵的指标体系及各指标的赋分方法和评价标准。以哈尔滨市阿什河为案例,应用上述指标体系评价了其现状,明确各指标的分值,进而确定今后应加强的治理方向,评价结果能够为阿什河整治方案的制定提供依据,同时也提高了“自然-亲水-文化”的理念在我国城市河流治理工作中的可操作性。
自然-亲水-文化;城市河流;指标体系;阿什河
1 研究背景
城市河流具有多重功能,但长久以来,河流各项功能的关系被割裂甚至对立。人们对河流的防洪排涝安全的偏重致使河流被直线化、硬质化,生态系统受损、自然景观消失成为城市河流面临的主要问题。河流生态环境保护和修复由国外发达国家率先开展,陆续进行了大量的水生态环境修复、保护及其后评估的研究和实践工作[1-8]。我国的城市河流整治工作开展较晚,但进展较快,社会各界逐渐认识到城市河流对城市生态的基础支撑、经济推动、旅游业带动及改善城市环境等方面的巨大作用。目前负责城市河流整治工作的部门主要包括水利、园林和环保等,受专业背景所限,城市河流治理工作的重点也各异,总体上讲仍处于起步和技术探索阶段,工作内容以水质改善和景观建设为主[9]。通过10余年来的河流治理实践,我国相关从业者逐渐意识到仅对城市河段开展改善水质和景观两项工作是不够的,还需要从整条河流甚至以流域的视角开展包括防洪、排涝、供水、生态、环境、景观、文化和经济等综合治理。尽管着眼于某一视角(水环境、栖息地、价值等)的河流整治评价方法取得了系列成果[10-18],但目前国内的研究与实践缺乏系统的理论指导,导致各部门对城市河流治理的效果大相径庭。
基于对我国多条城市河流现状的认识,刘树坤[19-21]提出了“自然、亲水、文化”的城市河流治理理念,且陆续在广州、郑州、延安、天津、哈尔滨以及山东、青海等地的城市河流治理中得到应用,取得了较好的效果,证明这一理念适用于目前我国城市河流的现状,并能够指导河流整治工作者实现治理目标,有助于推动城市河流生态修复、市民亲水及水文化诞生和传承。
自然-亲水-文化的城市河流内涵及评价指标是在多年城市河流治理工程实践和人们认识水平不断提高的条件下产生的,通过学科交叉,探讨城市河流生态修复效果度量指标,使该理念在指导河流整治具体工作中更具有可操作性,有助于明确规划整治目标,制定有效整治措施,准确评价整治效果。
2 自然-亲水-文化的城市河流内涵及要素
2.1 自然-亲水-文化的城市河流内涵
2.1.1 自然的城市河流 多年来,自然存在的河流形成了自身的运动特性和规律。城市河流的自然内涵包括近自然的形态、天然水文节律、与周围介质良好的连通性(纵向、横向和垂向)和丰富的生物多样性等。前三项构成了河流系统修复至自然状态的重要物理条件,最后一项则是衡量生态修复成功与否的重要验证指标。
一般地,自然的河流要具有如下几方面的特征:(1)河流生态系统与外界联系紧密。自然的河流是一个流动的生态系统,河流与周围的陆地联系紧密,是相对开放的生态系统。水陆过渡域景观异质性较高,为许多生物提供了适宜的栖息地和良好的捕食场,因此,生物多样性也较丰富;(2)河流形态的多样性。自然的河流形态都是蜿蜒曲折的。天然的河流由主流、支流、河湾、沼泽、深潭、浅滩等丰富的生境组成,河流形态的多样性营造了多样化的水流条件,供各种水生生物栖息、繁衍和生息;(3)河流的连通性。包括垂向连通、纵向连通和侧向连通。河流的连通性沟通了河流生态系统与外界生态系统之间的联系,保证了地表水和地下水之间的循环、河流与周围生态系统的畅通。
2.1.2 亲水的城市河流 城市河流承担着多重功能,除传统意义的防洪排涝功能外,还承担着服务经济发展、美化城市环境、为市民提供休闲娱乐空间等众多功能。现在的河流普遍面临人工化、直线化、硬质化、水质不佳和河貌千篇一律等问题,这导致人们逐渐远离了其喜爱的场所。因此,在修复城市河流生态系统的同时,增加河流的景观美学特质、营造适宜不同人群的亲水空间、拉近人水关系距离是现代城市河流整治的重要工作内容之一。
亲水是人的天性,滨水空间常常是人类休闲娱乐的场所,许多与水有关的典故、故事、传说等,甚至个人的许多美好回忆都是因水而生。因此,现代城市河流要创造丰富的娱乐空间,建设便利的、可达性高的道路和适当的休憩设施。通过这些举措为民众提供多样性的休闲、近水空间,而且有利于现代水利工作法规、政策的宣传和普及,提高人们节水、爱水意识,为现代水文化的展示提供平台,为新时期水文化的诞生提供土壤。
2.1.3 文化的城市河流 人与河流在长期交往过程中形成的文化,称为水文化。纵观很多城市建立、发展演变历史,无不与河流有着密切的关系。自古以来,河流与人们生产、生活息息相关。不同地域,由于风土人情、文化背景的差异,河流的底蕴内涵不同。江南的“吴越文化”、北京的“皇家文化”、广州的“岭南文化”、上海的“海派文化”等都是特色文化,是城市发展的优势之一。这些优势又与城市的繁荣相互辉映,是城市间相互区别的主要标志。在对河流进行自然、亲水、文化整治时,要充分吸收利用当地文化的深厚底蕴,并对其加以展现,将河流建成与当地的历史发展演变相呼应的构筑物。河流整治中体现的水文化应包括当地人水打交道的历史、水影响城市发展演变等典故、事迹、人物,通过咨询、资料收集等方式获取水文化展现的内容,运用各种展现手段,如博物馆、小品、展板、雕塑等作为载体,展示水文化。
应该指出的是,河流的自然、亲水、文化三者并不是独立的,是相互融合、相互促进的关系。自然存在的河流本身具有丰富的自然性特征,同时也具有亲水特征和人类活动印记,水文化内涵浓厚。因此,在城市河流整治时,要将自然、亲水、文化的特征自然地运用,而不是单纯为了追求这三个特征而将其人工化。最大限度地还原河流的原貌,并尽可能地使其能够满足周围人群对其亲水需求,体现河流的地域性特点和人文特征。
2.2 自然-亲水-文化的城市河流应具备的要素
2.2.1 自然的城市河流应具备的要素
(1)保质保量的河道内生态用水。水是沟通河流生态系统内部及其与外部生态系统联系的纽带。保证河道内一定的生态需水量是维持河流生态的重要保障,这是自然的城市河流应具备的核心要素。近自然的河流物理结构为生态修复提供了前提和基础,适宜的水位和流量提供了动力条件,它与物理结构相互作用,构成了完整的生态系统。
(2)蜿蜒的河流形态和多样性的断面(纵向、横向)。蜿蜒性是自然河流的重要特征,它使河流形成深潭与浅滩交错,主流、支流、河湾和沼泽等丰富多样的生境,适于各类物种栖息、繁衍、觅食,有利于食物链的完整和生态系统的完善。
(3)河床材料的透水性(垂向)。具有透水性能又呈多孔状的河床材料,适于水生和湿生植物以及微生物生产。不同粒径卵石的自然组合,又为鱼类产卵提供了场所。同时,透水的河床又是连接地表水和地下水的通道,使淡水系统形成整体。
水-陆两相和水-气两相的紧密关系,形成了较为开放的生境条件;河流纵向的蜿蜒性形成了急流与缓流相间;横断面形状多样性,表现为深潭与浅滩交错;河床材料的透水性和多孔性为生物提供了栖息所。由于河流形态多样性形成的在流速、流量、水深、水温、水质、水文周期变化、河床材料构成等多种生态因子的异质性,造就了多样的生境,形成了丰富的生物群落。
(4)一定宽度的河岸带。河岸带是自然河流的重要物理结构组成部分,一定宽度的河岸带对于稳定河岸、辅助过滤入河污染物、构建生物通道、营造河流景观、拉近人水关系距离等都具有重要作用。需要在实际工作中设计河岸带的结构、植被等综合参数。
2.2.2 亲水的河流应具备的要素
(1)可看、可赏的景观。①水体一直以来就是人类喜欢观赏的景观之一,水景观在许多人造景观如公园、风景画中得到采纳。因此,在城市河流景观中要充分体现河流的观赏特性;②修复水体生物栖息地,使动物回归自然;③儿童娱乐的天堂:戏水、游泳等;④在一些河流上进行划艇、帆船、摩托艇等活动。
(2)适合人类生活的通道。①许多河流穿城而过,滨水空间是徒步行走或自行车的理想场地;②健康的通道。安静的岸边道路远比嘈杂、污染的公路更有益于健康,而且更具吸引力;③安全的道路。没有交通的风险,加上其他管理和照明,使得岸边道路很安全。
(3)学习与教育基地。①河流周边的野生生物非常丰富,而且相对容易观测,为不同年龄层次的人群提供学习和了解自然环境的场所;②在河流适宜的区域,设置平台作为信息栏,告知公众在临近河流可以发现的生物、栖息地的类型以及当地历史等;展示当地的“河流保护行动计划”等类似的内容,告知普通民众应该扮演的角色。
2.2.3 文化的河流应具备的要素
(1)尊重自然。河流是自然的产物,河流也孕育了人类的生命和文明。水文化中也处处体现了对自然的尊重、爱护、敬畏。挖掘以河流自然资源保护为核心的水文化是水文化展现的核心。
(2)展现地域性的特色水文化。人们在长期生活和生产活动中形成的与水相关的民风民俗是当地独特的水文化。在河流保护和修复过程中要注意保护和挖掘这些水文化。如果在河流治理中盲目引进外国和外地的模式,忽略了对地方水文化的保护,也就丧失了自身的魅力。
3 自然-亲水-文化的城市河流评价指标体系及评价标准
3.1 自然-亲水-文化的城市河流评价指标体系
3.1.1 自然属性指标 河流生态系统是复杂的、动态的,其构成要素可分为河流的物理结构、水流条件及生活于其中的生物三部分。河流的物理结构、水动力条件为生物的生存提供了必要的生境,生物指标如水生生物多样性则是判别河流自然属性指标的更高级条件,需要在河流生态修复工程完工后相当长的一段时间后才有所体现,是说明河流物理结构修复能否真正满足生物生存的重要依据。
(1)物理结构。物理结构是反映自然河流特点的重要因子。天然的河流形态为恢复河流生态系统提供了必要的前提。物理结构包括河道的平面、纵横断面形态、护岸形式、岸边带、底质以及反映河流廊道连通性的指标。这些指标尽量为河流廊道内的生物创造适宜的生存通道,包括纵向连通性、横向连通性及垂向连通性。
(2)水流条件。除具有近自然的河流形态,还要满足目标物种生存需求的水质和水量条件。水量条件包括需水总量和需水过程(水文、水动力条件)的满足两方面。
(3)生物组成。生物群落的完整性是生态系统健全乃至自然型河流特征的重要表现,也是验证河流生态修复中物理结构修复设计和水动力条件是否满足生物需求的重要指标。
综上所述,城市河流自然属性评价体系具体指标、涵义如表1所示。
3.1.2 亲水属性指标 亲水属性指标包括人们到达滨水空间的可达性、景观环境质量及人水亲近的程度三方面。
(1)滨水空间的可达性。很多城市河流堤防高大、断面窄深,容易使游览者形成恐惧心理。良好的滨水空间规划设计要符合观众的心理,同时还要有便利的近水通道、休憩、娱乐小品设施。滨水空间要尽量做到与城建、园林等部门的总体规划相协调,使滨水空间形成优美富有层次的天际线;城市河流还要建设亲水驳岸、便利的道路,满足游览人群的亲水需求。
表1 自然属性评价体系
(2)滨水空间的景观环境质量。自然的河流景观主要包括流轴景、对岸景和俯瞰景。流轴景要求河流具有流畅的岸线、良好的岸边带构成、清洁的水质;对岸景要求水边空间建筑高度适合人群观赏;俯瞰景要求河流具有自然的平面形态;植物配置、景观小品、休闲娱乐设施的健全。
(3)人水亲近的程度。人能够接触到水的程度;亲水设施的布置。城市河流的亲水属性评价指标体系如表2所示。
3.1.3 文化属性指标 城市河流的文化属性指标以反映城市历史文化与促进社会和谐为出发点,提炼反映历史文化保护、发扬以及人与自然和谐等方面的要素指标,主要包括河流文化的保护、传承和发扬以及人与自然和谐的程度,反映人类保护和传承当地水文化、爱护河流、节约水资源等意识。文化属性的设立如表3所示。
3.2 赋分方法及评价标准
3.2.1 赋分方法
(1)自然属性赋分方法。城市河流自然-亲水-文化评价等级确定后,需要明确各项指标的评价标准,对城市河流的属性进行合理地评价。各指标标准的选取主要通过如下途径:国家、行业和地方规定的相关标准或规范;背景和本底标准;类比标准;专家打分;已有国内外成果参照法。
综合国内外研究成果,确定河流自然属性的判别标准如表4所示。
(2)亲水属性赋分方法。现代社会,人们对河流的亲水功能需求日益强烈。该属性更多地属于心
理学、社会学范畴,我国在该领域尚无研究成果。日本较早开展城市河流生态修复工作,已经积累了一定的数据。因此,亲水属性中的一些指标赋分标准借鉴日本已有研究成果。亲水属性评价标准按照(0~1)划分4个等级(亲水性良好,亲水性较好,基本亲水,不亲水),见表5。
表2 亲水属性评价体系
表3 文化属性评价体系
表4 自然属性判别标准
表5 亲水属性评价标准
①河流亲水性赋分标准。河流的亲水性是人们能够接近水的程度。主要包括两个方面,一是河岸亲水设施的健全,以能够满足人群亲水的河段与总河长之比,见表6。二是水流流速、水深、水面宽度等水力学指标满足亲水人群安全性的要求,见表7。
表6 亲水度赋分标准
表7 亲水河段的水环境指标赋分标准
②河流景观设施建设赋分标准。河岸的景观设施建设能够直接反映其景观娱乐功能是否完善、景观整洁状态和河岸到达难易程度,反映河岸的亲水功能是否能够正常发挥,其赋分标准见表8。
表8 河岸景观设施建设状况的赋分标准
(3)文化属性评价标准。河流是人水活动最密切的场所,也是文化诞生和发扬的重要阵地。自古以来,人类逐水而居,滨水空间蕴藏了丰厚的文化底蕴,因此,河流的文化属性评价首先要考虑滨水空间对当地特色水文化的挖掘和展示,还要考虑水文化挖掘和展示的程度是否能够达到公众的期望值。城市河流的文化属性评价标准如表9所示。
文化的传承与发扬赋分标准详见表10。
表9 河流的文化属性评价标准
表10 文化的传承与发扬赋分标准
滨水空间除了要反映当地特色水文化外,还是人水关系和谐与否的重要表征。近年来,河流的生态修复和保护正在大量开展,整治效果如何还要看河流的自然状态保持和修复的程度,这不仅仅是技术问题,更多的是人对河流的认识态度问题。优秀的河流生态修复能够为其他河流提供经验借鉴,促进该领域技术的广泛深入推广,另一方面成熟的治理案例还能够为中小学生及专业技术人员、社会团体等发挥教育、示范作用,促进人水和谐、产生生态、经济和社会效益。人水和谐赋分标准如表11所示。
表11 人水和谐赋分标准
以上指标需要结合问卷调查或专家经验借鉴的方法,确定各个指标的分值及权重,由此确定最终的评分结果。
3.2.2 综合评价标准 总体评价等级标准见表12,据此对城市河流状况进行评判,确定城市河流自然、亲水、文化总体状况等级。
对于只能定性分析的指标,给出一般性的原则,根据这些原则选择问卷调查法确定相应的级别。
表12 总体状况等级赋分标准
4 实例研究——阿什河“自然-亲水-文化”属性评价
阿什河是阿城区境内的最大河流,流经阿城境内约113 km,境内集水面积2268 km2。阿什河支流较多,主要支流12条,右岸注入的有阿城河、石头河、玉泉河、海沟河、小黄河、东风沟;左岸注入的有黄泥河、柳树河、樊家河、怀家河、庙台河、信义沟。
平面形态蜿蜒曲折,基本保持了自然河流特征。由于阿什河未经整治,河道的横断面比较自然,横向主要分布有农田-林地-草地-水面-草地-林地-农田。河道内滩地、深潭、浅滩众多,城区段设有30年一遇的堤防,其他河段或没有堤防,或为农用土堤。有堤防的河段为硬质堤防,没有堤防的河段为土坡。河岸带宽度能够满足,但植物类型单一。水质为劣Ⅴ类,不能满足水功能区水质目标要求,同时也不能满足人类的感官需求。生态需水的满足度较低,不足三分之一,目前河道内水环境质量恶化与生态需水量不足有很大的关系。西泉眼水库建库前后水文情势发生变化,建议西泉眼水库今后调度运行适当考虑下游生态需水过程。
(1)自然属性评估结果。根据掌握的资料,参照前述的评价标准,对阿什河的自然属性评估结果如表13所示。
(2)亲水属性评估。阿什河属于待开发区域,因此,滨水空间的可达性和景观环境质量较差。需要在今后的河流整治中,加大治理力度,满足人们的亲水需求。亲水属性评估结果如表14所示。
(3)文化属性评估。阿什河文化底蕴浓厚,但由于目前其尚未整治,文化内涵的展现缺乏载体,使得水文化内涵展现不足。由于人们对阿什河生态保护的重视程度不够,目前阿什河下游段(哈尔滨市区段)仍主要接纳城市污水,水质状况不佳,生态系统受损。上游由于人口较少、工业、第三产业分布较少,水质尚可,河流形态尚属自然。文化属性评估结果如表15所示。
表13 自然属性评估结果
表14 亲水属性评估结果
表15 文化属性评估结果
经过以上对各个指标的赋分,自然指标综合评分为0.67,为“较好”状态,亲水属性指标得分为0,文化属性指标得分为0.5,为“很差”状态,若按照3个指标等权重来综合评价阿什河自然-亲水-文化得分为0.39,为“较差状态”。其原因是,作为城市生态系统的重要组成部分,现状阿什河的自然特征明显,但由于受人类活动的干扰剧烈,水质恶化、季节性干涸现象存在,且此区域作为城市的边缘地带,周围人口密度较低,由于水质不佳导致河流的亲水属性得分不高,文化底蕴虽然浓厚,但缺乏展现的载体。
5 结语
本文针对当前城市河流整治的需求,提出了包括河流自然特征、人类亲水需求及展现文化内涵的“自然、亲水、文化”的指标体系,为今后指导城市河流整治的实施、并后评估已完成河流的效果是否达到预期提供可操作的依据。以整治前的阿什河为案例,以指标为依据对其现状进行评估,查找其存在问题、弱项,明确治理方向,提高了指标在指导具体实际中的可操作性。
参 考 文 献:
[1] Davis N M,Weaver V,ParksAnV K,et al.Assessment of water quality,physical habitats,and biological integri⁃ty of an urban stream in Wichita,Kansas,Prior to restoration improvements(phaseⅠ)[J].Archives of Environ⁃mental Contamination and Toxicology,2003,44(3):351-359.
[2] Mathias K G,Michelis E R.Evaluating sream restoration projects[J].Environmental Management,1995,19(1):1-15.
[3] Gortz Per.Effects of stream restoration on the macroinvertebrate community in the River Esrom[J].Denmark,Aquatic Conservation,1998,8(1):115-130.
[4] Mathias K G.Five elements for effective evaluation of stream restoration[J].Restoration Ecology,1995,3(2):133-136.
[5] Hassett B A,Palmer M A,Bernhardt E S.Evaluating stream restoration in the chesapeake bay watershed through practioner interviews[J].Restoration Ecology,2007,15(3):563-572.
[6] Palmer M A,Bernhardt E S,Allan J D,et al.Standards for ecologically successful river restoration[J].Journal of Applied Ecology,2005,42:208-217.
[7] Anand M,Desrochers R E.Qualitification of restoration success using complex systems concepts and models[J]. Restoration Ecology,2004,12:117-123.
[8] Bailey R C,Norris R H,Reynoldson T B.Bio-assessment of Freshwater Ecosystems:Using the Reference Condi⁃tion Approach[M].Kluwer Academic Publishers,2004.
[9] 王薇,李传奇.城市河流景观设计之探析[J].水利学报,2003(8):117-121.
[10] 夏继红,严忠民,蒋传丰.河岸带生态系统综合评价指标体系研究[J].水科学进展,2005,16(3):345-348.
[11] 张建春,彭补拙.河岸带研究及其退化生态系统恢复与重建[J].生态学报,2003,23(1):56-63.
[12] 温存,高阳,高甲荣,等.河溪近自然治理技术及其评价方法[J].中国水土保持科学,2006(12):39-44.
[13] 夏继红,严忠民.生态河岸带综合评价理论与修复技术[M].北京:中国水利水电出版社,2009.
[14] 张海涛,谢新民,杨丽丽.水利现代化评价指标体系与评价方法研究[J].中国水利水电科学研究院学报,2010,8(2):107-113.
[15] 杨凯,赵军.城市河流生态系统服务的CVM估值及其偏差分析[J].生态学报,2005,25(6):1391-1397.
[16] 朱伟,夏霆,姜谋余,等.城市河流水环境综合评价方法探讨[J].水科学进展,2007,18(5):736-744.
[17] 夏霆,朱伟,姜谋余,等.城市河流栖息地评价方法与应用[J].环境科学学报,2007,27(12):2095-2104.
[18] 吕永鹏,徐启新,杨凯,等.城市河流生态修复的环境价值及实现机制[J].水利学报,2010,40(3):278-284.
[19] 刘树坤.中国水利现代化和新水利理论的形成[J].水资源保护,2003(2):1-5.
[20] 刘树坤.水利建设中的景观和水文化[J].水利水电技术,2003,34(1):30-32.
[21] 刘树坤.21世纪中国大水利建设探讨[J].中国水利,1999(9):16-17.
Evaluating indices for“Natural,Near Water and Cultural” urban river
CHEN Xing-ru
(Department of Hydraulics,China Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038,China)
“Nature,Near Water and Culture”is an important idea for modern urban river protection and restoration.In order to realize the idea and guide the actual work,the intensions and essential factors of“natural,near water and cultural”urban river are put forward.And the index system explaining the inten⁃sion of“natural,near water and cultural”urban river is constructed.The scoring method and evaluating standard for all indices are proposed referencing relative standards,guidelines and other research fruits et al.Ashi River,located in Haerbin City,is taken as an example to apply the above indices.The results can evaluate the river’s current status,which can provide the basis for its harnessing scheme,while at the same time enhancing the index system’s operability in urban rivers.
nature;near water;culture;urban river;indices system;Ashi River
TV213.4
A
10.13244/j.cnki.jiwhr.2014.03.001
1672-3031(2014)03-0225-09
(责任编辑:王冰伟)
2013-11-01
中国水利水电科学研究院科研专项(水集0822);水利科技推广项目(TG1315)
陈兴茹(1978-),女,黑龙江人,主要从事河流生态环境研究。E-mail:chenxingru2006@126.com