城市河道生态治理与绿地规划改造设计研究

摘 要：本研究聚焦于城市河道生态治理与绿地规划改造，旨在探索综合性方法来促进城市河道生态系统的恢复与可持续发展。文中首先分析城市河道生态系统当前面临的主要挑战，包括水体污染、生物多样性丧失及城市化进程中的生态负担。其次，提出一系列具体的治理与改造策略，涉及可持续城市排水系统的设计、绿色基础设施与生物多样性保护的融合设计，以及城市河道生态治理与绿地规划改造的方案实施。突出强调建立生态恢复目标、实施综合流域管理、采用绿色基础设施、推广社区参与以及采用科技创新增强监测和评估的重要性。

关键词：城市河道生态治理；绿地规划；改造设计文章编号：2095-4085（2024）06-0136-03

0 引言

城市河道作为城市生态系统的重要组成部分，其健康状态直接影响着城市生态质量和居民福祉。然而，随着城市化进程的加速，城市河道面临着前所未有的挑战：水体污染加剧、生物多样性锐减、以及生态系统服务功能的退化。此问题严重威胁到水生生态系统的稳定性，不利于城市的可持续发展。因此，本研究旨在通过综合性的分析和策略制定，提出有效的城市河道生态治理与绿地规划改造方案，以期恢复和提升城市河道的生态健康，促进城市与自然的和谐共存。

1 城市河道的生态问题

1.1 水体污染与生态退化现状分析

当前，城市河道面临的最严峻挑战之一是水体污染。由于工业废水、农业径流、以及生活污水未经充分处理直接排放，河道的水质急剧恶化。这种污染不仅含有高浓度的有机物，还常常包含重金属和有害化学物质，对水生生物构成严重威胁。同时，生态退化表现为水生植被和动物种群的减少，生物多样性的丧失，以及河床结构和河流生态功能的改变。这些生态问题进一步导致河流自净能力的下降，形成恶性循环。因此，城市河道的生态恢复和水质改善迫在眉睫。

1.2 城市化进程中的河流生态负担

随着城市化的加速，城市河道的生态系统承受着越来越重的负担。城市扩张和土地利用的变化导致自然水文循环的改变，河流生态流量减少，生物栖息地受到破坏。此外，河岸的硬化和河道的直线化改造削弱了河流对洪水的调节能力，增加了洪水风险。这些人为活动不仅打破了河流的自然状态，还影响了河道内生物的多样性和生态平衡。因此，城市化进程中的河流生态负担需要通过合理规划和管理来减轻。

1.3 气候变化对城市河道生态的影响

气候变化正以前所未有的速度影响城市河道的生态系统。极端气候事件，如频繁的洪水和长期的干旱，已经开始改变城市河道的水文特征和生态结构。升高的气温导致水体温度上升，影响了水生生物的生长和繁殖周期，进而影响整个食物链的稳定性。此外，气候变化导致的降雨模式改变，对河流的径流量和污染物负荷产生影响。这些变化不仅威胁着河道生物的生存，也对城市水资源管理提出了新的挑战。因此，考虑气候变化因素对城市河道生态系统的长期适应性和恢复力至关重要。

2 绿地规划改造的重要性与原则

2.1 绿地对城市生态系统的多重贡献

绿地在城市生态系统中可提供生物多样性的栖息地，有助于城市空气质量的改善和城市热岛效应的缓解。绿地如公园、街道绿化带、城市湿地等，通过其绿色植被，有效地吸收空气中的污染物质和温室气体，同时为城市居民提供休闲和康养的空间。此外，绿地还有助于城市水文循环的调节，通过增加地面渗透能力，减少径流量，从而降低洪水风险。

2.2 绿地规划设计的可持续原则

绿地规划设计应遵循可持续发展的原则，注重生态、社会和经济层面的平衡。首先，生态方面需要考虑本土植被的选择、生物多样性的保护、以及生态系统服务的维护。其次，从社会角度来看，绿地设计应满足不同群体的需求，包括休闲娱乐、文化教育和社区互动等，同时确保公共空间的易达性和安全性。经济层面上，绿地规划应考虑成本效益，实现经济可行和长期可维护的目标。

2.3 绿地规划中的创新与技术应用

在绿地规划改造中应用创新技术和方法，可以有效提升绿地的功能性和美观性。例如，采用智能灌溉系统和土壤湿度监测技术，可以实现更高效的水资源管理。同时，利用生态工程技术，如生态屋顶、垂直绿化、雨水花园等，不仅美化城市景观，还能提高城市的生态效益。此外，绿地规划还可以结合数字技术，如GIS（地理信息系统）和VR（虚拟现实）技术，进行更精确和直观的设计与规划，以达到更好的环境效果和用户体验。

3 城市河道生态治理与绿地规划改造的方案设计

3.1 综合生态恢复设计，结合绿地与河道治理

在城市河道生态治理与绿地规划改造的综合设计中，关键是要实现水域与陆地生态系统的和谐共生。

首先，设计中需考虑河道的自然化恢复，包括重构河岸线、恢复河岸原生植被、以及建立河岸湿地。这些措施有助于提升河道生态系统的自净能力，同时为水生动植物提供必要的生存环境。

其次，绿地规划应与河道治理相结合，如在河岸附近设计城市公园、休闲步道和观景区，既美化城市环境，又提供居民亲水空间。同时，绿地设计应注重生态多样性，选用适应当地气候和土壤条件的本土植物，增强绿地的生态稳定性和抵抗力。此外，规划设计中应考虑生态连通性，通过建立生态走廊和绿色网络，连接城市不同的绿地和水域，形成一个统一而协调的生态体系。这样的设计不仅有利于动植物种群的迁移和扩散，也有助于维持城市生态系统的完整性和功能性。

最后，规划设计中需考虑河道与周边城市布局的整合，确保河道治理与城市发展规划相协调，共同推动城市可持续发展。这包括合理布局城市基础设施，如排水系统、交通网络等，以及确保河道治理与城市土地利用规划的一致性。

3.2 可持续城市排水系统的设计

在设计可持续城市排水系统时，需考虑系统的综合性能和对环境影响的最小化。

首先，系统设计需依据城市特定的水文和地质特征，采用低影响开发（LID）策略，如生物滞留设施和渗透性铺装。例如，渗透性铺装的设计需考虑地面承载能力和雨水渗透率，其尺寸设计应基于每年的平均降水量（如100mm/h）和地面渗透速率（如15mm/h）。

其次，排水系统中的生态元素，如人工湿地或雨水花园，应根据流域面积设计，以确保有效的水量管理和生态平衡。例如，人工湿地的面积应为其服务的流域面积的10%，以实现有效的污染物去除和生物多样性保护。此外，排水系统设计还应考虑未来气候变化对城市水循环的影响，如极端降雨事件的增加。因此，系统的设计需有足够的弹性，以适应未来可能的气候变化。

3.3 绿色基础设施与生物多样性保护的融合设计

在绿色基础设施与生物多样性保护的融合设计中，重点是在城市规划中整合生态系统服务和生物多样性的保护。此融合设计应基于生态系统的原则，强调自然过程和生态连通性的重要性。

首先，绿色基础设施的设计应以模仿自然生态系统为基础，包括创建城市湿地、绿色屋顶、生物保留区和生态廊道。这些设施不仅提供了城市生物多样性的栖息地，还有助于改善空气质量、调节城市微气候、并提高城市居民的生活质量。例如，生态廊道的宽度设计至少应为10m，以确保动植物物种的迁移和遗传多样性。

其次，生物多样性的保护应纳入城市规划的每个阶段，确保保护区域与城市发展的协调一致。设计时需要考虑本土物种的保护和恢复，同时减少外来物种的影响。例如，选择本土树种进行街道绿化，不仅有助于生态平衡，还能提高绿化的适应性和生存率。

此外，公众参与在融合设计中也扮演着重要角色。社区居民应被鼓励参与绿色基础设施的规划和管理，如通过社区花园或公民科学项目。这样不仅能增强社区的环境意识，还能促进居民对自然环境的尊重和保护。

4 城市河道生态治理与绿地规划改造的方案实施

4.1 建立生态恢复目标，达到优先考虑

第一，水质改善是生态恢复的核心目标之一。为此，需要定量设定如减少污染物负荷的具体目标，如将氨氮和总磷含量降低至国家规定的环境保护标准以下。同时，通过植被过滤和生物降解技术减少河道中的悬浮固体和其他污染物。

第二，生物多样性的恢复和提升也是重要目标。为达成此目标，应重点关注本土物种的保护和恢复，防止外来入侵物种的扩散。例如，通过种植本土水生植物和建立鱼类通道，以恢复和维持河流生态系统的自然功能。

第三，目标设定中还应包括提高河道的生态教育和休闲价值。通过建立生态教育路径、观鸟站和公共休闲区，提升公众对生态保护的认识和参与度。

第四，目标的实现应通过可量化的指标来监测和评估，如通过定期的生物多样性调查和水质监测。这些指标不仅为项目的进展提供反馈，还为未来的治理工作提供科学依据。

4.2 实施综合流域管理，强化协同效应

在城市河道生态治理与绿地规划改造中，实施综合流域管理是实现协同效应和可持续性的关键策略。综合流域管理的核心是采取跨部门和多学科的协作方法，通过整合水资源管理、生态保护、城市规划和社区发展等方面的策略，实现流域健康和城市可持续发展的共同目标。

首先，需要对流域内的水文特性和生态系统进行全面评估，确定污染源、水文循环变化、生态敏感区以及社区利益点。此评估可以为综合管理提供科学依据，确保策略的针对性和有效性。

其次，污染控制是综合流域管理的重要组成部分。这包括工业和生活污水的处理、农业径流的控制以及地表径流的管理。例如，建立和优化污水处理设施，采用生态农业实践以减少化肥和农药流入河道。

最后，恢复和保护生态敏感区和关键栖息地是实施综合流域管理的关键。这可能包括湿地恢复、河岸绿化和生物多样性保护区的建立。这些措施不仅有助于提升生态质量，还能增强流域对气候变化和极端天气事件的适应能力。

4.3 采用绿色基础设施，提高系统弹性

绿色基础设施通过模仿自然过程来管理城市水流，增强城市对气候变化和极端天气事件的适应能力，同时提供重要的生态和社会效益。

首先，雨水管理是绿色基础设施的核心要素。通过建设雨水花园、渗透性铺装、雨水收集系统和绿色屋顶等设施，可以有效地控制和减少地表径流，提高地下水补给。这些措施有助于减轻城市排水系统的压力，减少洪水风险，并改善城市的水质。

其次，绿色基础设施通过提供生物多样性的栖息地，增强生态系统的健康和稳定性。例如，建立城市湿地和生态公园不仅有助于水质净化，还能为鸟类、昆虫和其他野生动植物提供生活空间，从而提升生物多样性。

此外，绿色基础设施还有助于缓解城市热岛效应，提高城市居民的生活质量。通过增加城市绿化，如街道树木和公园，可以降低城市温度，净化空气，为城市居民提供宜人的休闲和社交空间。

为了提高绿色基础设施的效益，需要对其设计进行精心规划，确保它们既满足功能性需求，又与周围环境和城市景观协调一致。这包括考虑本土植物种类的选择、系统的布局和尺寸，以及与传统灰色基础设施的整合。

4.4 推广社区参与，共建生态城市

首先，需积极建立社区参与机制，其可通过组织公众咨询会、工作坊和教育活动来实现，让社区居民参与到生态治理和绿地规划的决策过程中。例如，通过组织社区居民参与雨水花园的设计和维护，不仅增强了社区居民对生态系统服务的理解，也提升了社区居民对项目的认同感和归属感。其次，促进社区内的环境教育和意识提升是推广社区参与的另一个重要方面。通过在学校、社区中心和公共场所举办教育展览和研讨会，可以提高居民对生态保护的意识，并激发他们对环境问题的关注和参与［1］。

此外，鼓励社区居民直接参与生态治理项目的实施和监督也是推广社区参与的重要途径。居民可以参与河岸清洁活动、树木种植、生物多样性监测等活动，这些活动不仅对生态恢复工作有直接的帮助，还可增强社区内的凝聚力和环境责任感。

4.5 采用科技创新，增强监测和评估

首先，遥感技术和地理信息系统（GIS）是监测城市河道生态状况的强大工具。通过卫星和无人机获取的高分辨率影像，可以监测河道水质变化、植被覆盖情况和土地利用变化。GIS平台能够整合这些数据，提供空间分析和可视化，帮助识别污染源、生态退化区域和生态恢复的潜在区域［2］。

其次，通过在河道中安装传感器网络，可以实时监测水质参数（如pH值、溶解氧、重金属含量等）、水流速度和水位。这些实时数据对于及时响应污染事件、评估治理效果和调整治理措施至关重要。

5 结语

综上所述，本研究全面探讨城市河道生态治理与绿地规划改造的多维策略，旨在提升城市河道的生态质量和城市的可持续性。通过建立明确的生态恢复目标、实施综合流域管理、采用绿色基础设施、推动社区参与，以及利用科技创新增强监测和评估，为城市河道的综合性生态治理提供具体的指导和实践框架。未来的研究应继续关注城市河道生态系统的动态变化，灵活调整和优化治理方案，以适应环境变化和社会需求，从而实现城市与自然的和谐共存，为城市的可持续发展做出贡献。

参考文献：

［1］宋源，李军强，毛斌，等.黄河流域高质量发展背景下西安高新区河道设计导则编制探索［J］.规划师，2022，38（4）：101-106.

［2］余锦辉，范财权.河道治理生态护岸的设计与应用［J］.水利技术监督，2021（10）：108-111.