城市水系的生态修复与景观设计研究

摘 要：生态修复是在生态学原理指导下，以生物修复为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合，达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。城市水系作为城市生态系统的重要组成部分，不仅可以缓解热岛效应、调节环境气候、保护物种多样性以及保持水土，还具有承载地域文明的作用。景观好、质量佳的城市水系，可为快节奏城市生活中的人群提供休憩、亲近自然的独特方式。为此，基于生态修复理念，研究城市水系的治理，实现人与自然的和谐相处。

关键词：城市水系；水生态；景观设计；生态修复

2020年8月31日，习近平总书记主持召开中共中央政治局会议，指出要统筹推进山水林田湖草沙综合治理、系统治理、源头治理。这使得生态修复逐渐成为新时代城市发展的重要方向。因此，应大力加强水生态的保护与建设，发掘城市自然文化价值。

一、城市水系的作用

维系生态平衡：城市水系是城市的血脉，是维系城市生态平衡的重要组成部分，与城市发展密切相关。城市水系具有净化环境的功能，如水体中的微生物能够吸收水中的污染物，达到净化水质的目的，水生植物有减缓水体富营养化的功能。

提供水源：河流、湖泊、水库等经过处理后可以提供清洁的饮用水，满足人类生活的需要。

调节气候：水体的蒸发作用能够增加空气中的水含量，有利于提高空气湿度。此外，水的不同物态变化起到了吸收和释放热量的作用，可以有效调节温度，改善城市气候。

丰富景观体验：利用水资源，融合人工建造的景观和环境，能实现人水和谐，形成健康互动的空间。城市水系设计需综合考虑生态效益、经济效益、社会效益等方面，塑造城市水环境系统，加强城市水系亲水性，并起到贯通交通、承载文化的良好作用。城市水系为众多水生生物提供了栖息环境，形成了天然的景观，同时具备观赏、休闲的价值，提高了城市居民的生活质量。

二、当前城市水系存在的问题

（一）生态问题

易断流：城市水系中的部分河流为季节性河流，以雨水补给为主，主要是随降雨季节变化而变化。季节性河流水量不稳定，不能较好地满足用水需求，且易发生断流现象。

自然功能弱化：部分地区为降低治理难度，提升水体质量，采用工程措施裁弯取直，导致沟渠化现象严重，水系渗透能力下降，生态调节功能被弱化。

河道底泥污染：受物理和化学因素的双重影响，底泥污染物不断污染着水质，影响城市水系的溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）等指标。城市水系的持续性污染导致水体中产生黑臭物质，严重影响水生植物、动物、微生物的生长。

水面漂浮物多：由于居民生活垃圾填埋，堵塞河道，水系对外联系不畅，产生大量的水面漂浮物。

水体富营养化：生活、生产污水未经处理就排放，导致藻类不断繁殖，水体富营养化，水体自净能力变弱，水生态环境失衡。

流动性差：水体流速不高，坡度较缓，活力较低。

（二）景观设计问题

1.目标兼顾困难

中国的河流生态修复通常以政府为主导、水利部门为主体，在实施过程中，往往缺乏生物、景观等方面的专家参与设计及施工指导[1]。城市水系的生态修复不仅要关注各类水资源，而且要保证景观系统的美观性。治水、防洪、营造环境等多个目标同时存在，专业协调性强，过程中难免存在冲突，因此全局思维尤为重要，只有统筹兼顾生态治理与景观提升目标，才能实现综合效益。

2.空间受限

城市水系承担着居民休闲娱乐的功能，周边应配套娱乐区、休闲区等功能分区。只有分区合理多样，景观才会丰富。因为城市水系生态修复的大部分面积集中于水域，所以用地及景观改造的空间都有限制，不能很好地发掘空间潜力。

3.文化性弱

对城市文化挖掘力度小，展现形式大多为普通的展板展示，文化承载、生态治理、景观设计不能融合，形式单一。

三、城市水系生态修复与景观设计的原则及理念

（一）设计原则

因地制宜：充分考虑当地自然条件、环境承载能力等情况，根据水质、污染原因、治理目标的不同，合理选择治理方式。保证工艺设计的合理性、可行性及可靠性。

突出重点：以水环境综合治理为主，高标准提升水质、修复生态和整治岸线。明确重点区域、重点河段及相应的重点措施，分清主次，统筹兼顾，提高整体流域水环境。

绿色发展：结合生态保护修复、环境景观建设等，推进水资源的绿色发展，实现污水治理与生态发展、文明建设的有机衔接。

（二）设计理念

修复水生态：注重生态调水，增加生态用水量。贯通周边水系，建立水资源综合利用系统，为生态建设提供前提条件。

打造水文化：以营造亲水空间、打造生态微景观、建立生态走廊及保护物种多样性为主，保证岸线景观功能的充分发挥。优化城市水环境能够带动周边的消费，使经济、人文、自然充分融合，提高人们的幸福指数。

加强水治理：多措并举、多管齐下，实现水质环境的改善。

四、城市水系生态修复与景观设计的流程与措施

（一）修复与设计流程

分析与调研：对项目概况进行分析调研，内容包括项目范围、水源水质、水量状况、水质数据、水质断面要求。通过收集数据、水样取样、水质检测等方式，了解项目需求及主要问题。

确定治理思路：根据数据报告等资料，编写水生态治理方案。重点突出治理重点、难点及治理措施，明确详细的方案计划。

控源截污：联系相关单位严控周边管线排入城市水系，加强监督及规范。

长期监测：落实河道水生态跟踪维护规定。由环保部门负责河道水污染的监督和管理，各分管部门负责辖区内河道的日常清障保洁、堤防及两岸绿化的管理和养护等，多部门协调统一，实现河道生态系统的良性发展。

（二）修复与设计内容

生态修复主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对河流水体中的污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，达到水生态系统的重建目的，使其拥有自净能力，最终实现水质改善[2]。城市水系的生态修复与景观设计主要分为水体修复、岸线修复、生境重构、水循环以及建立监测系统、加强后期运营管理等方面内容，经过人工改造与自然修复相结合，改善环境，提高景观功能，实现景观在生态治理中的价值提升。

1.水体修复

水体修复主要使用微生物技术。微生物技术能显著提升底泥、上覆水中氨氮及耗氧有机物的去除能力，主要通过氧化、还原、水解作用将有机污染物降解为无害的物质，同时通过富集于底泥氧化层的底栖微型动物食物链的转换作用来实现底泥修复和减量。

2.岸线修复

城市水系因考虑城市居民生活需求，大多采用人工截弯取直的策略，但严重破坏了自然岸线的生态系统，威胁了生物多样性发展和保护。当前，城市使用较为广泛的护坡形式有现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡、浆砌块石护坡等。设置护坡的目的是稳定城市水系岸线，满足防洪排涝的需求，基本不考虑生态要素和景观设计。生物多样性在生态系统中具有举足轻重的作用，而城市水系岸线固化后，水生生物的生活环境被破坏，难以流动能量及信息，使得物种种类减少，河道自净能力减弱。因此，生态岸线修复工作迫在眉睫。

城市水系生态修复的目的之一是构建人与自然和谐相处的氛围。在岸线修复过程中，应侧重对岸线的设计，优化岸线的形态。结合水生植被构建护坡，能够为河道增加可变空间，形成沿河岸开放的浅水区域，不仅给人们提供开阔的视野，还能在浅水区域设置植物造景空间[3]。

保护城市水系的蜿蜒形态，避免截弯取直，在已经被人工改造的部分，尽可能恢复水系的自然性能。对于难以改良的岸线，采取生态护坡或建设砾石群，改良水系水力条件，保证足够的孔隙率实现物质交换，维持丰富的深潭和浅滩景观。

根据不同水深合理种植挺水植物、浮水植物、沉水植物。结合木栈道、游步道、骑行道等景观设施，增强驳岸的参与性。城郊较为平缓的河岸可采取全系列生态式护坡，以生态性为主，增强固坡、净水功能。

在满足亲水性要求的前提下，景观设施的应用在堤岸中尤为重要。可采用生态驳岸，岸线修复材料利用土、木、石、植被等对结构进行美化，让时间和自然做工，形成自然、丰富的微观生态系统。预留挺水植物、沉水植物的生长空间，以及两栖动物登岸所需要的通道，致力于打造生态持久的岸线。另外，亲水平台为接触水生动植物、了解水环境提供了一个良好的平台，因此，以水资源为依托的景点注意对亲水平台的打造。

3.水循环

城市水系容量有限，导致水流速度较慢，而较低的流速会积存较kWg2p6sNQ3lwxWMCpSB6CllTCT4WXM5LfaJdsZUc5oA=多的沉积物。

首先，解决设计范围内的生态用水问题，提高水资源的综合利用率；结合周围水系及地下水，开展蓄水工程，蓄洪补枯，调节径流，使天然来水能在时间和空间上满足河道的要求，从而实现水体的综合利用效益。

其次，水循环动力不足会阻滞污染物的降解扩散，对此，可以新建曝气设备，优化流量分配，提高水体流动速率，加快水循环，增加溶解氧的含量，提高水体的自净能力。

最后，还可以采用活水补水措施，加强水系的联通，增设泵站，实现水量平衡。保证城市水系的流动性和枯水期水位高度，不断补充活水，保障水源充足。

4.生境重构

生境重构涉及基地改良技术、生态交错带构建技术、沉水植物去除富营养化技术、沉水植物群落构建技术、水下森林生境重构技术等。生境重构旨在通过水生动植物和微生物发生器来实现河道的生态净化，构建水下全生态系统，利用微生物、水生植物和水生动物等配置，丰富生态多样性，提升河道自净能力，构建良性循环的生态环境。

生境重构还能采用垂直混交技术，在改良地被植物种类的同时种植适量的乔木树种，以“乔木+地被”的群落构建方式来展示开花地被植物，同时保证区域视野的开阔性。桧柏可作为群落的建群种，乌桕作为共优种。植物群落采用种类繁多的开花地被植物，如开春花的鸢尾科植物，开夏花的石蒜、慈姑，以及开秋花的玉簪等，搭配红色叶的鸡爪槭、乌桕，展现“繁花似锦，绿柳如烟”的景象。

5.数字化治理

详细调查相关排水位置，建立排水口数字化管理体系，进行智能化检测及测量。利用现代信息技术识别问题，如发现管道破损、渗漏等问题及时处理，确保彻底截污，实现污水分流、精准治理。必要时，可落实人工智能运营维护技术，减少污水汇入城市水系，影响生态治理效果。

五、城市水系生态修复与景观设计的实施框架

（一）踏勘调研

充分调研是工程管理的第一步，也是关键性的一环。在工程的前期调研中，需要研读前期设计方案，解读设计图纸，具体了解相关内容后再进行现场踏勘。踏勘过程应根据资料，结合现场水环境状况开展深入了解，合理制定实施方案。

（二）合同管理

合同管理由招投标、合同签订、合同履行、合同变更等组成。合同签订后，根据工程设计标准和规范，制定科学、合理、经济、可靠的工程进度计划，以及相关的应急管理措施，保证施工的合理性和可行性。

（三）施工管理

施工管理主要包括进度管理、质量管理、安全管理。严格按照施工进度计划施工，确保项目按时完工。为保证施工质量，应遵循设计要求和施工规范，加强与业主监理的沟通协调，在其监督管理下保证施工质量。安全管理主要是保证作业人员、周边建筑物及居民的安全。

综上所述，随着城镇化进程加快，城市水系在生态环境中的地位愈加重要。然而，当前的生态治理形势十分严峻。城市水系的生态修复与景观设计应以生态构建为发力点，通过修复水生态、打造水文化、加强水治理等措施，实现景观与水体的融合，实现城市发展与水体景观设计的统一。

参考文献：

[1]胡鞍钢.中国实现2030年前碳达峰目标及主要途径[J].北京工业大学学报（社会科学版），2021（3）：1-15．

[2]高晓波，张瑶，廖楷杰，等.生态城市视域下大型体育场馆景观功能价值意蕴与实现策略[J].体育文化导刊，2021（6）：33－40.

[3]胡朝阳.城市河湖连通新模式：“分流岛”[J].水电能源科学，2022（3）：38-41.

作者简介：

任静，山东华特环保科技有限公司中级工程师。研究方向：农学。