近年來我國的城鎮化水平快速提高，城鎮化率從2004年的41.76%上升到2014年的54.77%，與之相伴的是城市發展面臨的環境和資源問題日益凸顯。海綿城市建設是有效解決上述問題的重要舉措，它以水為主線，以城市規劃建設和管理為載體，構建城市良性水循環系統，增強城市水安全保障能力和水資源水環境承載能力。
目前，城市水安全中普遍存在城市河湖、濕地萎縮，河湖水生態空間被嚴重擠佔，水生態惡化，水災害加劇等問題。加強城市河湖綜合治理，實施水生態修復是海綿城市建設的重要組成部分，是保障海綿城市建設“滲、滯、蓄、淨、用、排”各項措施發揮系統治理效益的重要基礎。本文結合海綿城市建設理念及其河流治理目標，以上海崇明陳家鎮河道設計為案例，闡述城市河流水系的具體設計思路、方法及技術方案，為城市河道治理建設，構建城市良性水循環系統提供借鑑和參考。
1海綿城市理念
海綿城市是以低影響開發建設模式為基礎，以防洪排澇體系為支撐，充分發揮綠地、土壤、河湖水系等對雨水徑流的自然積存、滲透、淨化和緩釋作用，實現城市雨水徑流源頭減排、分散蓄滯、緩釋慢排和合理利用，使城市像海綿一樣，減緩或降低自然災害和對環境變化的影響，保護和改善水生態環境。
城市水系是城市內降雨徑流自然排放的重要通道、受納體及調蓄空間，河湖綜合治理是海綿城市建設水利工作的重要內容。根據水利部《關於推進海綿城市建設水利工作的指導意見》提出的工作總目標，結合海綿城市建設評價指標，河湖水系綜合治理的目標圍繞水安全、水環境、水資源和水生態四個方面展開。水安全方面，完善城市防洪排澇體系，合理安排洪澇水出路，提高城市防洪排澇標準;水環境方面，加強城市河湖綜合整治和水系連通，控制河流污染，改善城市水環境;水生態方面，保護和修復河湖水生態系統，提升河流自淨能力;水資源方面，加強雨水、再生水等水源利用，提高城市水資源水環境承載力，保障海綿城市建設的水環境承載能力。
2城市河流綜合治理是關鍵
河流治理規劃設計從海綿城市建設理念出發，抓住城市河流面臨的關鍵問題，因地制宜提出解決方案，實現多目標控制、多專業協調，發揮河流綜合效益。河流治理設計首先要在科學規劃、系統佈局的基礎上開展，關鍵點在於多目標體系制定，河流總體佈局，生態治理與修復，水景觀建設等方面，其中河流水生態治理與修復技術是重點工作之一，針對特定的河道，需具體分析其存在問題及受損程度，再根據水質水文條件、河流地貌特徵，在滿足防洪、排澇及引水等河道基本功能的基礎上，因地制宜地選擇生態治理、物種恢復等具體治理措施。
3案例分析
以崇明陳家鎮四號河、琵鷺河項目為具體案例，分析海綿城市建設中河道綜合治理內容和模式。
3.1項目概況
陳家鎮位於上海市崇明島的東部，與崇明東灘國際濕地自然保護區相鄰，是崇明生態島建設的重點地區之一，四號河和琵鷺河是鎮域內水系的重要組成部分。陳家鎮—東灘地區規劃配置十大生態功能區，四號河將穿過鎮域內的2大生態功能區(裕安現代社區、國際論壇商務區)和3塊公共綠地(森林公園、生態體驗園、體育公園)，河道總長5. 23km，其中約2. 8 km需實地開河。琵鷺河位於實驗生態社區，河道全長約2km，其中玉葉湖及東側長約1. lkm的河道需實地開挖。陳家鎮水系規劃。
河道存在的主要問題，現狀河道規模小且不貫通，岸坡坍塌、河牀淤積，河道的蓄泄能力不足，影響陳家鎮地區的防汛安全;河道內水體渾濁，且含鹽度較高，對水環境及生態系統造成不利影響，與陳家鎮地區建設低碳生態示範區的要求不相適應。針對上述問題，將通過水域保護、水系溝通、水生態修復、增設湖泊濕地等措施，提高防洪排澇能力，達到改善鎮區生態環境的治理目標。
3.2河道綜合治理目標
該工程綜合治理目標主要為保障區域防汛安全，改善河流水質，既滿足河流的自身功能又滿足景觀、生態功能及多功能開發的要求。
3.3總體佈局
項目位於崇明陳家鎮生態建設的核心區域，生態景觀要求較高，河道佈局需在河流生態學理論基礎上，按照海綿城市建設理念，在滿足河道防洪除澇標準的前提下，將河道設計成自然生態型的河道。
3.3.1設計原則
(1)保護和恢復河流形態的多樣性，平面上儘量保持河流蜿蜒形態，溝通現有水系，依託現狀地形因地制宜的佈置濕地、人工島，斷面儘量採用複式斷面;
(2)通過河道整治為植物生長和動物棲息創造條件，重點在水域和水陸交錯帶的生態建設;
(3)充分考慮生態系統自我修復和自我淨化功能;
(4)陸域岸坡營造一種人與自然親近的環境，保留河道天然的美學價值。
3. 3. 2河道平面佈置
河道的平面佈局，通過對河道周邊環境的分析，根據鎮域的土地利用規劃和水文、地形等特點條件，因地制宜地合理佈局。琵鷺河以面積3. 34萬m2的玉葉湖為中心，溝通周邊的骨幹河道，局部區域適當佈置生態濕地;四號河結合周邊的生態功能區，形成“一廊、二帶、三區”的平面佈局，一廊即生態水廊，二帶為兩岸生態護岸帶，三區則在陸域佈置生態氧吧區、河流濕地區和彩葉林帶區。
3.3.3典型斷面設計
河道斷面首先滿足行洪要求，局部區域通過地形改造適當佈置濕地、島嶼、淺灘、林蔭、魚礁等為生物提供不同的生境，為生物多樣化創造良好的生存條件。垂直空間領域，充分保證水生動植物和陸域動植物生物鏈的完整性和連續性，同時還要考慮岸坡的透水性和植被率，達到水、岸、陸三位一體的效果。
3. 4生態修復方案
3.4.1河道生境改造
河道生境改造主要是營造適宜水生生物生長的環境。通過對現有河道的疏拓及實地段河道的開挖，湖底形態設計和微地形改造，滿足種植不同水生植物的適宜水深。岸坡作為水陸交接面，適當佈置生態濕地、島嶼、淺灘等，有針對性地設置適合生物(微生物、魚類、底棲生物等)生長的護岸結構，如生態石籠、生態魚槽磚、植被型生態混凝土、斜坡式鵝卵石大緩坡等，形成適宜不同水生動、植物生存的連續而又富於變化的生境基底。
3.4.2生物多樣性構建
河道的生態建設。在改善及優化的河道生境及護岸改造的基礎上，構建較為完整的水生植物系統和濱湖的濕生、陸生喬灌草系統，以及濱岸帶及河道主槽的生物配置及恢復，形成一個完整有序、自然過渡的河道生態系統。
在水體中種植對污染物吸收能力強、耐受性好的植物，應用植物的生物吸收及根區修復機理(植物一微生物的聯合作用)去除污染物或將污染物予以固定，從而實現修復水體的目的。根據水位變化由岸邊向河內梯次佈置挺水、沉水植物，採用塊狀或帶狀混交方式配置，使水岸線曲折變化有序，形成良好的景觀效果。根據上海地區的氣候及水質特點，植物品種選擇夏綠型、冬綠性和常綠型搭配，挺水植物如蘆葦、香蒲、黃葛蒲，浮葉植物如睡蓮、萍逢草，沉水植物如輪葉黑藻、苦草、範草、金魚藻等本地種，營造四季常綠的天然水環境效果。
該項目設計的河道為開放式河道，水生動物放養以螺、河蚌等遷移較慢的底棲動物為主，可攝食藻類，促使河水中懸浮物質絮凝，並利用食物鏈關係進行有效的回收和利用資源，取得水質淨化和資源化、生態效果等綜合效益。
3. 4. 3生態濕地
生態濕地重點佈設於琵鷺河東段南側岸邊，其他河段零星分佈，濕地控制水深為20—40cm ,屬於表流人工濕地。污水從濕地基質表面流過時，通過植物根莖的攔截作用以及根莖上生成的生物膜的.降解作用去除水中污染物。在較寬的河道中錯落有致的安排一系列生態島(島I、島II)，不僅增加水生植物種植面積，還起到將河水分流、改變水流方向和減緩水流速度的作用，使含有污染物的水體更多的與水生植物接觸，更好的起到固定、過濾、吸收的作用。
3.5景觀綠化
景觀設計以“人文——生態——節能”為主旨，與鎮域規劃的功能區分佈相結合。實驗生態社區、裕安現代社區和商務活動區，人文活動較為密集，河邊間隔設計親水步道和木棧道，增加人與水的互動，營造出健康向上的城市氛圍。生態體驗園和森林公園段，兩側陸域帶以喬木為主，整個森林公園將形成一個巨大的城市綠肺，不同樹形、季相、色彩的品種錯落佈置，以形成高低不平的林冠線、顏色豐富的彩葉林。
3.6河道水動力及水質分析
為確保河道行洪安全，分析護岸防沖流速，對採取生態修復後的工程效果進行分析，採用二維水動力數學模型MIKE11的HD(水動力)和AD(水質)模塊，以四號河為例進行計算分析。
河道流速分析了引排水不同工況，計算結果顯示河道內的最大流速約為0. 65m/s，結合工程區的地質條件分析，確定河道的防護範圍，並選擇滿足抗沖流速的、透水性好、植生能力強的護砌材料對河道邊坡進行保護。
河道水質改善分析，模擬水資源調度時的排污引清過程，以及生態修復工程措施後水體的自淨恢復效果。計算結果表明:在有面源污染、無生態修復的情況下，河道水體的氨氮7天后超標，總磷9天后超標，惡化為W類水;有生態修復的情況下，氨氮在15天后超標，總磷在13天后超標，且濃度變大的速率明顯低於無生態修復的情況。由此可見，生態修復減緩了面源污染對水體的惡化速度，對四號河的水環境改善有較好的作用。
3.7綜合分析
河道生態治理需建立在對河道生態現狀全面調研、監測和深人分析的基礎上，綜合運用水利工程學、環境工程學、生態工程學和景觀園林工程學等原理和方法，充分體現河道及周邊區域發展的特點開展設計。陳家鎮地區屬於平原河流，河道特性是水淺面寬，水流平緩，水位隨季節變化較小，因此河道生態治理採取有針對性地措施，首先要增加水面、溝通水系，促進水體流動，增加調蓄容量;其次，生態修復以自然為主，充分利用現狀河道的地形和形態，輔以地形塑造和斷面設計，適當佈置濕地、島嶼，滿足不同水生物生長所需的生境條件;最終目的是構建具有自我修復及穩定的生態系統，物種選擇及配置以本土種為主，形成生物多樣性的生態系統。
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