海绵城市背景下城市河流治理研究海绵城市视野下城市河流治理探析以郑州航空港区梅河为例

海绵城市背景下城市河流治理研究海绵城市视野下城市河流治理探析以郑州航空港区梅河为例

城市河流是指流经城市的天然河流或河流的段，以及历史上通过人工挖掘形成的河流和运河。它以长期的开发具有自然河流特征的河流和运河。1快速城市化的城市河自古以来,人们就知道择水而居,河流两岸成为人类繁衍生息的主要场所2城市河流治理意义海绵城市建设思想是基于低影响开发理论,在确保生态优先,保障城市排水防涝安全的前提下,通过加强城市规划设计与建设管理,充分发挥水系、绿地和湿地等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,实现对城市雨水径流的有效控制,促进水资源的合理利用和环境保护城市河流作为城市自然生态系统的重要组成部分,具备防洪行泄和雨水调蓄等功能,加强城市河流治理是海绵城市建设水利工作的重要内容3通过建设海绵城市，实施城市河流治理海绵城市建设是一个复杂的系统工程,跨尺度的建设策略构建是解决城市水问题的前提4基于海绵城市概念的郑州港区梅河水系生态管理4.1项目总结郑州航空港区地处河南省会郑州市的东南部,是以新郑国际机场为核心的航空都市区,总面积约368km4.2梅河水系生态管理概念4.2.1梅河水系形成生态治理体系的必要性根据《郑州市海绵城市专项规划(2017—2030年)》,航空港区南部将建设规划以双鹤湖为核心的海绵城市示范区,梅河既是示范区重点建设的水系之一,又是航空港区南部整体规划水系系统“七纵、四横、双湖”中的重要组成部分。在结合航空港区总体规划的基础上,构建“水网+路网+绿网”的生态水网体系,形成“蓝、灰共生,蓝、绿交融”的新型城市生态本底。其中,水系作为“蓝网”贯通海绵城市空间脉络,能迅速控制雨后城市秩序、有效组织正常人居生活。而梅河便是整体水网格局构建中的一支重要河流,在生态治理过程中,现状梅河河道走向基本不变,并适当进行河线的截弯取直,保持梅河干流与高路河上游连通部分不变,并在下游与新修横向渠道双鹤湖中央公园水系相连通;梅河支流上游与新增园博园水系、如意河横向贯通,进而连接黎明河、浮清河使之形成网络。同时,高路河中部新挖莲鹤湖与黎明河中段新修翔鹤湖,也共同承担着城市中央雨洪系统调蓄枢纽的重任,大大促进了城市行洪与排涝功能的发挥,见图2。城市道路是城市生产、生活的物质基础,对城市经济增长、社会进步和居民生活具有重要影响。然而,在道路建设过程中也不可避免地对自然景观和生态系统造成诸多负面影响。一方面,城市道路作为贯穿城市的线性系统,切割和侵占了城市水系;另一方面,城市道路作为汇水面的重要组成部分,也是城市受纳水体非点源污染的主要污染源之一城市绿地作为土地利用类型之一,是城市生态环境和景观的重要载体,在维持城市生态平衡和改善城市生态环境质量方面起着十分重要的作用4.2.2雨水疏排系统设计在整合水网、绿网和路网体系的基础上,将雨水排放系统与城市物质空间规划设计相结合,构建涵盖源头低影响开发系统、小排水系统、大排水系统、终端水域系统完整的城市河流海绵系统。使暴雨径流从道路和绿地等,经过多个层次的蓄渗、净化和再利用,导向城市排水管线,最后汇入城市河流,从而达到雨水资源的综合利用和无害化目的。针对航空港区梅河汇水区域雨水疏排系统的优化方式,以郑州航空港经济综合实验区2016—2018年片区城市基础设施一级开发建设项目三标段(以下简称“三标”)区域为例进行分析,见图5。首先,从源头对梅河生态敏感区内的入河雨水进行截污减排,通过建设渗透路面、透水广场等促进雨水下渗;其次,综合利用滨河绿地空间,将路面雨水径流通过植草沟等生态排水设施有组织的引入周围下沉式绿地、雨水湿塘进行过滤和流量控制,以进一步减少地表径流总量、增加地表蓄渗速率;对于超出径流水量、水质控制范围的,利用城市雨水排放管网自身的调蓄容量,排入雨水收集池等地下调蓄构筑物,进行集中滞蓄、收集和生态处理,最终排入梅河受纳水体,见图6。4.2.3梅河干流生态湿地建设开发城市海绵体是海绵城市建设的关键内容,海绵体的建设要以天然河湖等大型海绵体的保护和修复为基础,具体到项目实践上,应因地制宜地开展海绵城市技术应用,以最终实现水资源保护、水环境改善、水污染控制和城市内涝防治的综合目的。根据三标项目中梅河支流生态治理工程实践,施工中采用了多种实用的生态工程技术措施,构建了不同规模和作用的绿色海绵体。透水路面———针对常规硬化路面阻隔雨水下渗的弊端,梅河支流两侧园路、广场建设均采用抗压强度较高、孔隙率较大、透水性良好的材料铺地,包括透水砖、透水混凝土等多种材料和形式见图7。透水铺装能够增加地面对自然降水的渗透功能,使雨水及时下渗土壤,达到削减地表径流并补充地下水的目的。植草沟———与传统圬工结构的排水沟相比,植草沟兼具雨水转输和净化的功能。根据场地雨水管理标准,结合道路周围绿化微地形整理,在梅河支流绿地园路一侧设置植草沟见图8,使雨水自然下渗后产生的径流沿路缘自然漫流至植草沟,再借助重力流经导流渠排入梅河两侧雨水湿地,以保证雨水入河前的多级调蓄和深度净化。下沉式绿地———对于污染较严重、雨水径流量较大的区域,应适当降低周围绿地高程,以蓄积、过滤邻近地面雨水径流,形成天然的蓄水池。而梅河滨水开放空间恰与多处城市道路交叉口相邻,是雨污控制和径流汇集的主要节点。因此,在梅河支流临近梁州大道等适宜绿化区域,依道路线形建设面积不等的沉降式绿地见图9,使其地面高程降低到路面以下,形成适宜的水流落差,并在绿地底部敷设盲管或溢流口,保证超过绿地下渗量和存储量的雨水能及时排入市政雨水系统。另外,为打造雨水储蓄状态下良好的景观和净化效果,施工中通过回填种植土改良土壤理化性质,并选择耐涝抗旱、去污能力强、观赏性高的湿生植物进行种植,避免了只重雨水管理而忽视绿地本身景观效果的问题产生。雨水湿地———作为海绵城市低影响开发系统的末端调蓄设施,雨水湿地是构成城市水系的重要组成部分见图10,对管理雨洪、控制水质、保护河道意义重大。在梅河支流生态治理工程中,每个雨水湿地依据周边汇水区域汇入雨水量进行设置,同时结合绿地空间种植湿生植物,使雨水依靠沉淀、植物拦截和土壤过滤渗入地下,在发挥暴雨天气调蓄功能的同时创造优美的景观环境空间。生态驳岸———就我国城市河道驳岸建设而言,传统的单一硬质化驳岸对河道生态系统和景观环境造成巨大的负面影响,建设满足防洪安全与景观生态功能相结合的驳岸迫在眉睫。梅河支流河岸除针对特殊立地条件下的防洪安全要求外,分别建设了自然草坡驳岸、水生植物驳岸、梯式驳岸、格宾石笼驳岸4种仿自然生态驳岸见图11。通过坡面植物种植和景观置石,形成了迎水坡面的软覆盖,充分保证了河岸与河道水体之间的水分交换和调节功能,较好地发挥了驳岸的缓冲消能作用,减少了雨水径流对河岸的侵蚀,提高了护岸稳定性。5从“通过”到“水”:从“蓄气”、“环境”到“文化”城市河流治理是海绵城市建设中不可分割的一部分,在缓解城市内涝、改善城市水生态环境中发挥着重要作用。结合郑州航空港区梅河生态治理工程实