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图8南部生态控制带50年一遇降雨下地表汇水模拟图
2.3.2河道形态修复
城市河道渠化使水体基本丧失了自净能力,水生态修复应对河道形态进行修复。通过增加河道断面空间等方式,改造渠化岸线为自然生态岸线,使得河流在给定范围内冲淤变化,重塑健康自然弯曲河岸形态。
美舍河渠化河道(见图9)的改造,以自然修复为主,打破原有“三面光”束缚,通过退堤还河,腾出断面空间,改造硬质的直立断面为草坡入水的复式断面(见图10),恢复河道自然弯曲形态。让自然做功,提高边缘效应,增加土壤、水、植物、微生物的接触面,逐步恢复河道自净能力。
图9美舍河现状渠化河岸实景图
图10美舍河河道生态修复断面设计图
通过MIKE模型分析,滨河沿线是污染物沉积比例较大的区域,岸边沉积的污染物浓度平均比河中央高30%以上。因此,规划在滨河沿线构建浅滩湿地,降解污染物净化水质,引导河流冲淤变化,逐步恢复河流自然形态。
美舍河生态修后实景见图11、12。
图11美舍河河道生态修复后低水位状态实景图
图12美舍河河道生态修复后高水位状态实景图
2.3.3生境空间营造
在恢复河道自然形态的同时,采取类自然生态系统或人工强化生态系统的技术手法,构建自然深潭、浅滩、泛洪漫滩的生境空间,可保障生态系统的完整性和延续性,提高生物多样性,让城市水体安全、健康、和谐、可持续发展。
(1)红树浅滩湿地
美舍河下游受海潮影响,水体盐度较高。在滨河浅滩湿地植物中,选择以红树植物为主体的常绿灌木或乔木组成的潮滩湿地生物群落,构建水体、岛屿、漫滩、真红树植物、半红树植物、喜湿草本植物、陆生园林植物等从水到陆演替的7个生境序列(见图13),营造独特的红树林湿地生态系统,形成藻类、鱼类、两栖类、鸟类等生物的生境空间。
图13红树林浅滩湿地生境演替序列
红树林具有重要的生态效益,被称为“海岸卫士”,可防风消浪、固岸护堤、净化水质和空气。红树植物喜好淤泥质环境,耐污能力强,且红树植物自身可营造好氧、厌氧的微生物生长环境,更利于污染物的削减。美舍河沿线种植红树林面积约为6.0万平方米,按照每公顷固碳量约1.1千克/(平方米•年)计算,全年可固碳量约为6.6万千克。
(2)人工强化湿地
美舍河凤翔公园段,改造建筑废弃地为八级梯田湿地(见图14),构建一级强化设备+复合垂直流湿地+河道沉水植物的人工强化湿地空间。一方面,将周边每日0.5万吨生活污水收集至湿地上方,分级跌水净化,通过一级强化设备的混凝沉淀,复合垂直流湿地的填料过滤、微生物代谢、植物吸收,以及河道内沉水植物吸收降解等过程,达到就地处理、就地回用的目标。另一方面,形成潜流、表流等多种湿地形态,可为微生物、两栖生物、鱼类群落提供栖息空间。
图14凤翔复合垂直流八级梯田湿地实景图
2.4水功能统筹
应以系统思维引领生态治水,在改善水环境、恢复河流自然生态系统的同时,统筹多专业和滨水空间,实现保障水安全、提升水景观等复合功能。
2.4.1水环境改善
美舍河综合治理完成后,持续监测数据显示,水体已全面消除黑臭,氨氮、化学需氧量、溶解氧等主要水质指标已达到地表水V类标准。微生物、两栖生物、鱼类、鸟类群落的栖息空间初步形成,河道自净能力逐步恢复。
2.4.2水安全保障
美舍河综合治理完成后,河道的雨洪蓄排能力有效增强,缓解了流域的内涝问题。通过原有“三面光”断面的形态改变,河道洪水位断面拓宽了8~20米。经测算,断面调整后,20年一遇的洪水水面线比改造前平均降低0.4米,洪水流速降低了30%,增强了河道排涝能力。
凤翔闸上游采取低水位运行,并改造原土堤为浅滩湿地,将乾坤湖与主河道连通,可有效增强美舍河上游的蓄洪能力,减轻对城市建成区的排涝压力。经测算,仅从凤翔闸至上游沙坡水库河段,通过河湖有效控制水位,调蓄能力可达50万立方米。美舍河20年一遇洪水水面线纵断面见图15,现状断面和改造后断面20年一遇洪水水面线见图16。
图15美舍河20年一遇洪水水面线纵断面图
图16美舍河现状断面和改造后断面20年一遇洪水水面线对比图
2.4.3水景观提升
滨水空间是市民重要的活动场所。在保障水环境和水安全的前提下,构建城市滨水景观系统,可为市民提供优质的公共生态产品。
美舍河下游6公里慢行系统全线贯通,增建市民活动广场22个,融合水岸空间,为市民营造亲水体验和活动空间。在绿化植物的选择上,以本地草、本地花、本地树为主,体现本地特色的同时又可有效控制成本。
3结论
水体综合整治是一项复杂的系统工程,应树立正确的生态价值观,强化城市与自然生态系统一体化的认知,转变以往单一的工程治水为全面系统综合的生态治水。在城市更新的总体统筹下,以流域为单元,以“源头减排、过程控制、系统治理”为原则,以“控源截污、内源治理、生态修复、功能统筹”为主线,系统制定标本兼治、近远结合的水系综合治理方案,解决城市水环境问题,统筹提升河道的水安全、水生态、水景观等复合生态功能。打破行业、空间的界限与壁垒,以构建类自然系统的手法,重塑健康自然安全的弯曲河岸线,营造自然深潭、浅滩、泛洪漫滩的生境空间,构建水岸融合、蓝绿交织的城市生态廊道,保障生态系统的完整性和延续性,提高生态系统应对外界干扰的弹性和韧性,让城市水体安全、健康、和谐、可持续发展,实现人与自然和谐共生。
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