城市地表水体生态规划设计技术梳理研究

文｜珠海市规划设计研究院 陈锦清；中国城市科学研究会 单峰

一、引言

城市地表水的生态状态对城市永续发展至关重要，一直是城市规划建设理论和实践重要议题。城市地表水生态问题中，有些问题与传统规划设计的技术采用不当有关，如采用钢筋混凝土河床和护岸，导致滨水生物生长环境破坏、水生生物减少、水体自净能力下降和地下水涵养减少等生态问题。由此，城市地表水生态的改善，有必要并有可能通过城市空间规划设计技术的生态化改进来实现。既有有关城市地表水体（包括河流、湖泊、湿地等自然地表水体和人工湖、人工河等人工景观水体）的生态规划研究中，仍缺乏对相关生态规划设计技术进行全面系统归纳和梳理。本研究从城市、街区和建筑三个空间层面对此展开梳理，以为生态规划设计技术的丰富和完善做基础性铺垫。

二、城市层面生态规划设计技术

（一）城市水系生态规划技术

城市水系生态规划技术的出发点是视水若网，将城市内各河湖等水体视为一体，而非孤立地看待各种水体和理水设施。城市水系与城市的关系包括功能关系、结构关系、形态关系等三个方面，城市水系生态规划技术分别侧重不同方面来保护和修复自然水系生态格局。功能方面，既包括在城市不同区段的水系本身的功能划分，也包括水系沿岸不同城市区段的滨水岸线的功能使用。结构方面，分别包括水体本身的结构、城市与水域之间的用地结构两个方面的技术。结构的关键在于水系网络的连续性、空间布局的均匀性和网络体系的复合性（蓝道和绿道的复合：整合绿地资源，形成若干生态廊道；滨江滨湖绿化带、对外公铁路等交通干线绿化，以及市域林地、农田、湖泊、道路绿化等构成绿色林网）。形态方面，其生态的关键在于丰富性，包括纵向蜿蜒性、平面的丰富性和断面多样性，防止传统设计方法常出现的水系渠道化和园林化。

（二）城市适宜水面规划技术

城市中保持适宜的水面面积对城市生态起重要作用，能够提供城市生物的生长环境、调节微气候、改善局部小环境等。城市适宜水面生态规划既在于水面面积，更在于水面空间分布的适度分散、水面规模的大中小结合。针对传统城市开发模式造成大量沟渠、水塘被填埋，城市水面积减少，适宜水面规划技术聚焦在水面修复与补偿，具体技术有：疏浚河道；拓宽河道，恢复被侵占河滩；退渔还湖和退耕还湖；恢复被填埋沟渠、水塘等小水系；新建或扩建城市人工湖；河湖人工壅水形成水面；在新开发地区或景观公园里设计景观水面。

三、街区层面生态规划设计技术

（一）水体本身的生态设计技术

河湖水体生态设计技术，强调有利于水生生物的成长、水体自净能力保持和水体的渗透，并保持适宜水流速度，涉及的空间内容有水面形态、水流路径及水的底床（河床），具体技术有：恢复自然水生的物种多样性；保护或设计复杂微地形；河、湖水面形态的多样性；河流路径形态的多样性；保存河、湖的自然形态和植被特征；保护沿河生态湿地；保存或恢复自然水流路径；生态式清除河湖污染底泥；将人工水泥型河床恢复为自然泥底河床。

（二）滨水护岸生态设计技术

滨水护岸生态设计技术除有河岸抗冲刷、岸坡稳定等要求，还强调为两栖和水生生物提供有利生长环境，并让河水向下渗透补充地下水。设计技术主要从材质和形态两方面对护岸进行生态改善。

材质方面，滨水护岸生态设计技术强调采用植物材料和人工材料，具有透水性和多孔性特征，能够提供植物生长和鱼类产卵条件。全自然式的滨水护岸材质设计技术有人工种草、液压喷播植草。半自然式的滨水护岸材质设计技术有石材加固结合植物种植、土壤生物工程护岸技术。多自然式滨水护岸材质设计技术有生态石笼护岸技术、钢筋石笼护坡技术、块石抛石护坡技术、土工材料网点结构技术、土工栅格结构护岸技术、生态混凝土护岸技术、土壤固化剂技术、河湾型护岸技术等。

形态方面，平面形态设计技术有平直式平面形态设计技术、曲线式平面形态设计技术、垂直式平面形态设计技术、折线式平面形态设计技术。断面形态设计技术有直落式断面设计技术、缓坡式断面设计技术、分级（直落分级、缓坡分级）式断面设计技术、组合式断面设计技术。形态设计强调岸线形态的丰富性，这对水环境生态是有促进的（比如可提供更多样滨水环境给水生生物成长）。

（三）滨水植物生态设计技术

滨水植物包括水生植物和岸边植物。水生植物是指生长在水中或湿土壤中的植物，一般以大型草本植物为主，根据生长形态可分为挺水、浮叶、漂浮及沉水四种类型 。空间设计可利用水生植物在水中的垂直空间分布特性，将浮水植物(上层)、根生沉水植物(下层)和挺水植物(湖周)组合配置在同一水域的小水区中，对净化和防治富营养及重金属等污染的水体可起更大作用，并有利于加速水生态系统恢复进程。水生植物的种植方式有密种和插种等。水生植物群落构建设计有三要点：（1）种植方式应便于清理和后期管理，以避免水生、湿生植物引起二次污染；（2）尽量选乡土植物，并利用植物间相生相克规律，防止外来物种入侵；（3）植物配置要考虑季节性原因造成植物更替现象。

岸边植物不与水体接触，不对水体净化起直接作用，但可通过影响水生生物生长而影响水生态系统。岸边植物空间设计方式有孤植、列植、片植和群植等。其中，群植宜仿照本地自然植物群落特征设计，一般以乔、灌、草组合最利于滨水生态优化。

（四）滨水场地生态规划设计技术

滨水场地的开发选址、空间分布、使用性质和强度等的合理性，直接关系着对滨水动植物栖息环境和水循环过程的破坏程度。相关生态规划技术包括：（1）开发用地选址与空间分布方面，综合考虑河流防洪、城市功能活动、自然水流路径和生物生境走廊等各种需要，对滨水岸线不同区段土地的使用和适度开发；利用天然地形变化布局；保留关键性生物走廊和自然水系路径。（2）性质与功能方面，滨水岸线功能合理分区；城区内适度置换生产性工业仓储用地（可减少城市水环境污染）；功能混合化与立体化（可减少滨水土地占用）等。

（五）受污染水体水质净化与水生态修复技术

受污染水体水质净化和水生态系统修复技术可分为物理法、化学法和生物-生态技术三大类，其中生物-生态技术强调遵循水生态系统自然规律进行污染治理，在获得治污效果、提高水体自净能力和修复水生态的同时，可形成自然亲水景观，是水质净化和生态修复的首选技术，但该技术也存在处理效果受季节和气候条件影响的不足。相关技术有：微生物强化、植物净化、稳定塘、人工湿地、多自然型河道及渗流生物膜（生物过滤技术）等。以下简列部分涉及到空间设计的生物-生态技术：（1）植物净化，主要有浮床植物技术或人工生物浮床技术，该技术将植物种在浮于水面的载体上，利用植物生长吸收水中污染物（一般是氮、磷等营养元素）而净化水质，“人工浮岛”“生物浮岛”“生物浮床”等皆属本类技术；（2）渗流生物膜，利用生长于水中植物、沙石和沉积物表面的由藻类、细菌、原生动物等组成的生物膜对有机污染物进行降解和净化，一般做法是用卵石作填料在河滩或者河岸构筑一定面积的渗流生物膜净化床；（3）稳定塘，利用细菌、藻类等微生物的共同作用来治理水体污染，用于河水治理时又称河道滞留塘，常结合河边洼地进行建设。

（六）人工景观水体生态规划设计技术

滨水岸线设计上，人工景观水体与自然河流湖泊所用的技术相同，但因两者水文特征不同，常用护岸技术各有侧重。城市河流对防洪和护岸防冲刷能力要求较高，技术选用以满足防洪为前提，再考虑渗透、亲水和景观等要求。人工景观水体的水位和水流相对固定，对护岸冲刷较小，技术选用以亲水和景观导向，自然式护岸采用更多。

水质控制方面，相关技术在上文受污染水体水质净化技术已详述。水量保持方面，人工景观水体比自然水体更强调水源支持和底床防渗，具体技术包括：雨水利用补水、中水利用补水等生态补水技术；换填黏土碾压封闭底床防渗、复合土工膜底床防渗、抗渗粘土生态河床等生态防渗技术。

四、滨水建筑生态规划设计技术

滨水建筑规划主要包括建筑布局选址、建筑后退蓝线、建筑间距、建筑底层等内容。与此相关的水生态规划设计技术有：建筑布局选址避开生物廊道和关键的生态敏感点；建筑后退蓝线，以提供一定的滨水场地以减少对水生动植物的干扰，一般认为后退蓝线应大于建筑高度；建筑间距控制，保证一定的通过间口率（建筑面宽/基地面宽），以保持一定的垂直水面的通廊；建筑底层架空，减少建筑因侵占滨水用地而对水生态环境的侵扰和破坏。

五、小结

研究从城市、街区和建筑三个空间层面，梳理和归纳了包括城市水系、适宜水面、水体本身、滨水护岸、滨水植物、滨水场地、水质净化与水生态修复、人工景观水体、滨水建筑等多个方面的城市地表水生态规划设计技术，每个方面包括多个更为基础的设计技术，由此初步构建城市地表水体的生态规划设计技术库，以期为生态规划设计技术的丰富和完善做基础性铺垫。