海绵城市水生态系统研究

杨璧竹

（广州市市政工程设计研究总院，广东 广州 510000）

广州市增城区科教城片区位于增城区朱村街和中新镇，是广州市东部山水新城东部组团的组成部分。地处珠三角平原向北部山地过渡的低丘缓坡地带，山水资源丰富，内有白水山及众多小山丘，呈现山水生态、水乡田园的风貌格局。文章以广州市增城区科教城片区海绵城市建设为背景，构建水生态系统，改善水环境，为海绵城市建设提供参考。

1 水生态现状

1.1 现状水系分析

规划范围位于西福河的中上游段，处于西福河与其支流坑背水的交界段。河道主要为西福河及其支流，西福河主河道位于场地西侧，规划范围内长约4.5 km，流域面积为20.44 hm2，宽度为20～40 m，河道两侧多为村居和工厂建筑，距离河道较远。水库有2处，分别是上小磜水库和下小磜水库，其中上小磜水库水域面积2.62 hm2，总库容14.17 万m3，坝顶高程67.76 m，防洪能力未达20年一遇；下小磜水库水域面积为9.53 hm2，总库容70.21 万m3，坝顶高程33.41 m，防洪能力已达20年一遇。

1.2 现状堤岸分析

西福河河道以自然形态为主，水生态系统保持相对完整，岸线均为生态岸线，河道堤岸为自然无护土堤，河道两侧用地均是新建用地和在建工程，无生态补水及人工补水。

上小磜水库和下小磜水库基本以自然形态为主，仅有一段人工堤岸，无生态补水及人工补水。

1.3 现状下垫面分析

城市综合径流系数主要受集水区的地形、流域特性因子、平均坡度、地表植被情况及土壤特性等因素影响，主要影响因素是降雨特性和下垫面条件，且城市下垫面性质对综合径流系数影响较大。城市不透水面积比例越大，综合径流系数越高，越多的雨水形成地表径流。城市快速发展带来的道路、广场、屋顶等不透水面积急剧增加，综合径流系数随之增长。通过各类用地径流系数的加权平均得到科教城的城市综合径流系数为0.46。

2 水生态问题

2.1 保障生态修复水系

科学地划定水系蓝线[1]，通过合理的蓝线管理，实现城市蓝线在空间上的强制管制和保护，通过“护水”“净水”“活水”提升水生态环境品质，重塑科教城水文化服务功能以及水生态服务功能[2]。

2.1.1 非建设区蓝线划定

非建设区范围内的河道可能由于上游城市建设而提高堤防标准，因此应预留拓宽空间，参照《增城市水系规划》，规划范围内的西福河为Ⅳ级堤防，两侧预留保护范围为20 m。

2.1.2 城市建设区蓝线划定

根据河道宽度确定陆域控制线退让距离，考虑到城市景观和亲水空间的要求，河涌和排渠建议采用生态堤防或堤路结合的形式，提高地块标高、用地的利用率。

2.2 避免硬化建设模式破坏水生态

传统水工程在以“排”为主导的水利建设理念下，把河道作为排洪渠，使水资源流失严重，地下水得不到有效补充。

水系“渠化、硬化”造成水土分离、水与生物分离，阻断了河道和岸线生态系统之间的生态功能，导致河流的连续性破坏，造成与河道相伴的大量湿地资源丧失、水体珍稀物种绝迹、水系的旱涝自调节能力及污染自净能力丧失。

因此，在科教城水系岸线建设过程中，应注重结合水系两侧公园绿地建设形成自然生态化岸线，保护水系两侧的生态环境，加强水系生态岸线的污染自净能力。

3 水生态目标确定

3.1 年径流总量控制率

年径流总量控制率指通过自然和人工强化的渗透、集蓄、利用、蒸发、蒸腾等方式，场地内累计全年得到控制（不直接外排）的雨量占全年总降雨量的比例。年径流总量控制率=100%-年均外排雨量占年均总降雨量的比例。

根据《增城区海绵城市建设专项规划（2019—2035年）》要求，统计各类型用地面积，在《广州市建设项目海绵城市建设管控指标分类指引》（穗水河湖〔2020〕7号）中不同地块年径流总量控制率推荐取值基础上，结合片区各类用地典型下垫面组成，搭建地块模型进行模拟复核，确定用地年径流总量控制率取值为72%。

3.2 生态岸线比例

生态岸线恢复率是指在不影响防洪安全的前提下，对城市河湖水系岸线、加装盖板的天然河渠等进行生态修复，达到蓝线控制要求，恢复生态功能的河涌长度占河涌总长度的比例。控制目的在于恢复水系自然形态、地区自然水文过程，进而使流速减缓、生境多样性以及滨水环境良好。

在不影响防洪安全的前提下，对科教城河湖水系岸线、区内河湖水系岸线、天然河渠等进行生态修复，达到蓝线控制要求，恢复其生态功能。由于科教城属于新建区域，建设条件较好，根据规划要求，建设方案岸线长度约为209.85 km，将全部按照生态岸线恢复和建设，本次方案生态岸线恢复比例达到100%。

3.3 水面率

水域面积率指城市规划控制区内的河湖、湿地、塘洼等面积与规划区总面积的比值。规划中水域面积率指规划区总水面面积，包括自然水面面积和人工水面面积，占规划区总面积的比率。其中水域包含河流、沟渠、坑塘、湖泊和水库等水面。

按科教城控规用地规划，水域面积67.40 hm2，规划水面率约为6.24%，满足海绵城市建设指标体系要求。

4 生态格局控制方案

4.1 生态系统格局

打造“一核一廊多楔”的生态空间格局。一核：以白水山为核心的秀山公园；一廊：以西福河为核心的滨水生态景观廊道；多楔：以指状山脉周边的谷地形成的多个生态绿楔。

4.2 水生态核心保护区

生态空间控制如图1所示。

以广州市增城区规划蓝线为基础，对河、湖、库、渠、人工湿地、滞洪区等调蓄空间等城南河流水系实现地域界线的保护与控制，明确界定核心保护线。保留绿带、道路等自然汇流路径，保障河、渠、坑、塘、低洼湿地等重要汇水通道畅通，避免填充占用。

具体包括下小磜、上小磜水库、知行园和秀山公园水库等四座小型水库。

西福河以及冷水渠、中央水系、低排东渠、教育环山渠等干渠水系。

4.3 径流路径保护方案

方案结构：“两廊、多分支”的总体径流路径保护结构。两廊：敬学路—环山渠径流路径保护廊道、西福河—尚礼大道—低排东渠径流路径保护廊道。多分支：冷水渠径流路径保护分支、博约路排水渠径流路径保护分支、致用路径流路径保护分支等。径流路径保护方案如图2所示。

图2 径流路径保护方案

4.4 水系廊道生态岸线建设方案

将水体两侧岸线绿地作为水生态缓冲保护区，分为原始型、生态型、公园型和堤岸型四类。在不影响防洪安全的前提下，对科教城河湖水系岸线进行生态修复，包括自然生态河道修复及人工堤岸防护升级改造，达到蓝线控制要求。需要恢复的生态型岸线约27.84 km，人工防护堤岸共10.61 km。

4.4.1 原始型岸线

主要针对河道沿岸为原生态湿地的岸线，长度为3.33 km，以涵养水源为主，包括秀山公园、知行园（东湖公园）和上小磜水库。

水生植物：采用大量的乡土树种或草本进行植被恢复，体现生物多样性。

周边绿地：采用渗透塘、湿塘和蓄水池等设施，结合人工湿地布局强化水生植被净化系统。

4.4.2 生态型岸线

主要针对河道水面沿岸生态系统较为优越且景观打造以生态景观为主的岸线，栽种滨水植物形成自然护坡，包括西福河和冷水渠，共12.68 km。

生态岸线：采用生态岸线，在局部放置火山岩石、枯木等营造缓流、浅湾生态环境，有利于水生动物的繁育与栖息。

沿河两岸植物：河岸乔木，如垂柳、广玉兰、棕榈、银杏、女贞、落羽杉、香樟等；地被植物，如麦冬、酢浆草、结缕草、黑麦草等。

斜坡植物：河岸斜坡灌木，如八角金盘、黄馨、红叶女贞、紫穗槐等；地被植物，如沿阶草、鸭跖草、过路黄、鸢尾、马尼拉等。

水生植物：睡莲、芡实、茶菱、水红菱等。

周边绿地：按照植物缓冲带要求进行建设，采用下沉式绿地、湿塘等，结合岸边水生植被、生态浮岛等，达到多层削减周边径流面源污染的效果。

4.4.3 公园型岸线

主要针对河道水面较宽且周边有一定用地、功能为居住、商业等的岸线，增加亲水平台丰富断面层次，包括知行园、东湖公园、吸附石地公园和中央水系，共11.83 km。

生态岸线：采用生态岸线，在局部放置火山岩石、枯木等营造缓流、浅湾生境，有利于水生动物的繁育与栖息。

沿河两岸植物：河岸乔木，如垂柳、银杏、女贞、落羽杉、紫叶李、香樟；河岸灌木，如杜鹃花、海桐、珊瑚树、迎春花、连翘等；地被植物，如麦冬、酢浆草、结缕草、黑麦草等。

地被植物：鸭跖草、鸢尾、马尼拉等。

水生植物：菖蒲、香蒲、梭鱼草、慈姑等。

周边绿地：采用下沉式绿地、湿塘等，景观草阶可设计为梯级净化系统，达到多层削减周边径流面源污染的效果。

4.4.4 堤岸型岸线

主要针对规划区结合防洪堤、截洪渠的生态化改造，包括低排东渠、教育环山渠、博约路排渠和秀山路排渠，共10.61 km。

人工堤岸：采用透水铺装、LID树池等设施。

沿河两岸植物：河岸乔木，如垂柳、银杏、香樟等；河岸灌木，如木芙蓉、彩叶杞柳、石楠等；地被植物，如麦冬、酢浆草、黑麦草等。

河岸斜坡植物：河岸斜坡灌木，如八角金盘、黄馨、红叶女贞、紫穗槐等；地被植物，如沿阶草、狗牙根、鸭跖草、鸢尾、马尼拉等。

水生植物：水生美人蕉、香蒲、花蔺等。

周边绿地：采用渗透铺装及植草沟等，草坪下面铺设滤层，过滤净化地表径流，促进雨水下渗。

5 结语

海绵城市建设是重要的城市双修工程，也是区域水生态系统要素、成分、秩序、生态位与水系统的修复工程。从城市生态安全格局、城市土地利用、城市市政基础设施等层面增加或修复城市海绵体的规划建设，有利于城市生态环境及城市的发展。