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1、郑州航空港区梅河治理之海绵城市介绍李三民 王词重 贺环宇摘 要 随着城镇化发展和气候变化影响，水资源短缺、水生态紊乱、水环境恶化等问题日益加剧，并成为社会各界关注的焦点，加快建设水生态文明已逐渐成为共识。城市河流水系是水生态的重要载体，从海绵城市建设角度出发，分析修复城市河流水系、维持水环境健康的重要性，提出在宏观层次上构建以河流为骨架的生态水网体系，中观层次上优化以河流为纽带的海绵系统，微观层次上形成以河流为载体的海绵体，是缓解城市内涝、减少水污染、节约水资源、保护和改善城市水生态环境的科学有效途径和方法。关键词 海绵城市 水问题 河流治理 途径1 项目概况郑州航空港区地处河南省会郑州市的东
2、南部，是以新郑国际机场为核心的航空都市区，总面积约368m2（不含空港核心区），除机场核心区外，主要分为东港、南港、北港三大板块。梅河发源于航空港区薛店镇大吴庄西北约200m处，自西北向东南流经南港地区，最终汇入双洎河（图1）。图1 梅河水系区位图南港地区梅河水系虽拥有南水北调中线总干渠、高路河、黎明河、庙后唐沟等河流，但可用水资源有限，部分河流常出现季节性断流现象；另一方面，南港区位于浅山与冲积平原过渡区，局部地势低洼，径流系数大，产流多，汇流快，加之许多河道行洪断面小、堤防破损、防洪布局不完善等问题，易发生洪涝灾害。此外，随着港区的建设和发展，沿河两岸的工农业生产和生活所产生的污水、垃圾大
3、量排入河道，造成水环境的严重污染，城市河流治理迫在眉睫。梅河作为航空港区规划建设的一条主要生态景观廊道，目前现状水系水量很小，宽度仅13m左右，由于是季节性排洪河道，全年变化幅度很大，且水质没有保证，河道周边为广袤的农耕区，伴有疏落的树木覆盖，形成一条狭小的断断续续的绿化带，虽然具备一定的生态基础，但缺乏综合治理、开发利用及保护。面对南港日益凸显的城市水问题，在梅河生态治理中应充分结合海绵城市建设来开展，发挥河流的综合效益，促进城市河流治理和生态修复。2 梅河水系生态治理思路基于海绵城市理念的城市河流治理从宏观统筹，推动城市河流的保护和修复与城市绿色基础设施、灰色基础设施建设网络衔接，构建水生
4、态安全格局；从中观控制，完善城市河流汇水面域的公园绿地、建筑小区、道路广场等雨水子系统的连接组合，优化雨洪管理系统的调蓄模式；从微观着手，综合应用多种低影响开发技术措施治理城市河流，促进雨水资源循环利用的有效性和时效性。通过层层推进的“三维结构”，由点及面，由局部到整体，由具体实施到上层规划，实现海绵城市建设与城市河流治理协同发展。2.1 宏观层面构建以河流为骨架的生态水网体系根据郑州市海绵城市专项规划（20172030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
5、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，为保证堤防和岸坡稳定、水体可循环利用、生态环境的完整性与可平衡性以及方便管理和整体美观，现状梅河水系河道走向基本不变，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
6、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。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、绿地；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。因此，为减轻道路建设对城市水污染和水循环的不利影响，基于现有规划的水网与路网系统整合便显得至关重要。在确保城市道路功能正常发挥的前提下，以路网为空间介质，联结梅河周边水系与城市功能分区
7、，同时结合城市管网设施及其它各类措施与水利防洪工程措施的衔接，引导雨水沿管道安全进入水系，实现以道路为骨架的城市空间和以河流为骨架的生态网络融合共生，从空间结构上解决生态和环境问题，促进系统治理效益的发挥。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。在海绵城市建设中，利用城市绿地系统对雨水的吸纳、储蓄、下渗、净化能力，能够缓解城市排水和污水处理的巨大压力，但绿地面积有限，尤其是在暴雨极端天气下，绿地“海绵效果”并不明显，对径流与洪峰的控制仍需依赖于城市水网系统。这就要求城市水网与绿网有机融合，将城市河流“快排快泄
8、”和绿地“慢排缓释”相结合，化解城市雨洪危机。梅河在航空港区蓝脉绿网生态格局建立上有着不可替代的作用，通过梅河两侧绿地建设形成河流生态廊道，向城市内部渗透，与梁州大道等城市道路生态廊道建立纵横交错的廊道网络系统，协同发挥城市绿廊的多重功能。而针对大型公园绿地斑块相对孤立、连接度差的问题，则以梅河串联园博园等城市级综合公园以及梅河体育公园等专类公园，并通过园林理水手法引水来增加水系连接度，形成区域间良性的水文循环，使水系与有限的绿地各自发挥出最大的生态功能。2.2 中观层面优化以河流为纽带的雨水疏排系统通过水网、绿网和路网的梳理整合，城市内基本形成完善的生态雨洪调蓄网络，保证了雨洪资源的有效利用
9、及水生态环境的良性发展。在此基础上，把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。航空港区梅河汇水区域雨水疏排系统的优化方式为，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，将路面等雨水径流通过导流渠、湿式排水沟或卵石明沟有组织的引入周围下沉式绿地、雨水湿塘等生态设施进行过滤和流量控制，以进一步减少地表
10、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（图2）。图2 海绵城市下雨水疏排系统图（梁州大道-仓储五街交叉处）2.3 微观层面开发以河流为载体的绿色海绵体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，构建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、
11、广场、非机动车道等荷载较小的地面建设均采用抗压强度较高、孔隙率较大、透水性能良好的材料铺地，包括透水砖、透水混凝土等多种材料和形式（图3）。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。 图3 滨河游步道透水混凝土、透水砖铺装结构图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，分为干湿植草沟、湿式植草沟和传输型植草沟等。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两侧或一侧设置湿式植草沟（图4），使雨水自然下渗后产生的径流沿路缘自然漫流或通过路缘石开口进入植草沟，再借助重力流经导流渠排入梅河两侧雨水
12、湿地，以保证雨水入河前的多级调蓄和深度净化。图4 路侧植草沟结构图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与思存路等的适宜绿化区域，依道路线形建设面积不等的沉降式绿地（图5），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够及时排入市政雨水系统。另外，为了打造雨水储蓄状态下良好的景观效果和有效的净化效果，施工中通过回填种植土改良土壤理化性质，并选
13、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。图5 下沉式绿地结构图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（图6），一般利用不同的立地条件，选择物理、生物的方法滞、蓄、净雨水，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应用的雨水湿地共17处，每个雨水湿地依据周边汇水区域汇入的雨水量进行设置，主体施工对象包括进水渠、前置塘、主塘、出水渠等。梅河绿地雨水湿地内的所有集水区域均不设防渗毯，同时结合绿地、开放空间种植湿生植物，使雨水依靠沉淀、植物拦截和土壤过滤渗入地下，在发挥暴
14、雨天气调蓄功能的同时创造优美的景观环境空间。图6 雨水湿地结构图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复合化与多样化的驳岸迫在眉睫。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（图7）。通过坡面植物种植和景观置石，形成了迎水坡面的软覆盖，恢复了河道的“呼吸空间”和“抵抗力”，不仅充分保证了河岸与河道水体之间的水分交换和调节功能，还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。图7 生态驳岸结构图3 结语城市河流治理是海绵城市建设中不可分割的一部分，河流治理工程应按照海绵城市建设理念，在水生态、水安全、水环境、水资源四个方面进行定位，针对不同层级目标，梅河治理从河流总体布局、雨水系统构建、海绵体开发等多维度出发，针对水网防洪策略，选择适宜的排水建设模式，采取综合的河流治理措施，充分发挥河流的生态、环境、景观和文化功能，使梅河流域成为了郑州航空港区“蓄泄兼筹、丰枯调剂、引排自如、多源互补、生态健康、环境优美”的海绵型生态廊道。
