城市湖泊水系修改要点.

城市湖泊水系修复要点长江水利委员会长江科学院陈进2015年9月12日主要内容•城市湖泊水系修复规划原则•江河及湖泊生态修复•日本的经验及长科院长建公司城市湖泊水系修复规划原则•经济社会发展与生态功能区的结合•每个城市都需要持续发展，需要按照制定好的主体功能区及生态功能区规划，留住生态红线。•水系修复规划应该在城市经济社会发展主体功能区和生态功能区定位基础上进行规划。•在生态保护区、水源涵养区及其他生态敏感区，不仅需要恢复水系服务功能，还要修复生态环境功能，达到主体功能区分区的要求。•历史与现实的结合•管子称“凡立国都，非于大山之下，必于广川之上，高毋近旱而水用足，下毋近水而沟防者”。•每个城市发展都有自己的历史脉搏，都是依靠安全、可靠的水源附近发展起来。•现代城市发展不要简单否定历史遗留下来的水系网络及湖泊湿地。历史留下的居住地一般具有一定的防洪排涝安全标准，是历史多次洪涝灾害发生后的选择，而且一般具有可靠的水源。•城市水系修复必须考虑历史地理条件，即使重造水系，也应该本着尊重历史，考虑现实，将两者结合起来的原则。城市湖泊水系修复规划原则北京与古水系城市湖泊水系修复规划原则•水系的四维空间布局（贯穿城区的主河道；水网平面布局；地表与地下；水流和调蓄时间）•城市水系不仅要合理安排地表水系，更要将地下水系、地下管网规划与地表水网规划一并考虑，将自然水系、自流水系与地下排水能力与城市抽水、排水和泵站设计能力结合起来考虑，建立基于GIS和GPS上的水系连通的水动力及信息管理系统。•防洪排涝与景观的结合•湖泊及港渠不仅是城市美景重要的地区，更是城市蓄洪排涝的场所或者行洪通道，两者不可偏颇。如果一个城市每年都发生排洪不畅或者大面积渍水，美景自然会暗淡失色，发展环境也会受到影响。•景观与文化的结合•美景加故事、加文化元素才有持续的旅游和文化双重价值。良好水生态系统特征•生物多样性：包括基因多样性、栖息地多样性和物种多样性•生态系统的结构完整：生产者、消费者和分解者齐全；食物链结构完整•外来物种少，当地特有和珍稀物种生存良好•景观及环境优美，使人宁静、陶醉、舒心，产生灵感之地•水质良好河流修复的目标基本目标：为人类持续地利用行洪、航运、水力发电、供水、灌溉、旅游、文化（人类目标）+水生态系统良好（最终也是为了人类）基本特征：自然的水文水动力过程；平衡的物质输移；安全而环境友好的岸坡生态屏障带；水系连通（纵向、横向和垂向）；水质优良；维系珍稀和特有物种生存环境；城市岸边景观天然湖泊修复的目标基本目标：为人类持续地利用蓄洪、航运、供水、灌溉、旅游、文化（人类目标）+湿地生态系统良好（水生生物及候鸟、水禽、水牛等）基本特征：水质优良；生态系统的结构；环境功能齐全；野趣及旅游价值高城市水域及水系生态修改的目标基本目标：蓄洪、排涝及水景观修复最高目标：基本目标+水生态系统修复+水文化挖掘城市湖泊修复基本原则：严控灰线（建筑物）；扩宽绿线（生态屏障）；淡化蓝线（自然的水位变幅）。水生态系统保护与修复理论•没有经典、数学式定量化的理论•对于自然保护区或者人烟稀少地区，按自然规律办事，少干扰和进一步破坏也许是佳的修复；对于人类活动密集区，应该因地制宜，恢复生态功能与景观并举•旗舰物种保护不如生态系统保护重要•生态系统结构和完整性保护比物种数量或者生物量保护重要•恢复生态功能比恢复景观更重要不同水禽可取食到不同深度的食物，因此即使几种水禽生活在一起也不会因为食物而产生太多的竞争白额雁在草地上吃草White-frontedGeesegrazeongrassland赤颈鸭在水边草地上吃草EurasianWigeongrazeongrasslandatthewater’sedge绿翅鸭在很浅的水里吃种子CommonTealfeedonseedsfromveryshallowwater绿头鸭和针尾鸭以倒立的姿势，吃沉水植物和小动物MallardandNorthernPintail“up-end”toeatsubmergedplantsandsmallanimals小天鹅以倒立的姿势，在更深的水里觅食TundraSwans“up-end”tofeedatdepth凤头潜鸭潜入水中吃甲壳类生物TuftedDucksdiveforunderwatercrustaceans琵嘴鸭用嘴从水面过滤很小的动物和植物，并以此为食NorthernShovelersieveverysmallplantsandanimalsfromthewatersurface水鸟的食物和栖息地的多样植物残体分解，鱼类产卵，幼鱼繁殖，溶解氧提高高水位冲刷，营养物资流向河岸，水生植物及河岸植被生物量最大水生植物开始分解，营养物矿化鱼类游向深水区，分解的营养物流向河内物理和化学治理效果虽然快，但生物治理效果持久而费用低良好的水环境才有产生水文化的土壤自然水景观•我国水风景名胜众多：黄河有天桥峡、壶口瀑布、龙门峡和三门峡，其中龙门峡有龙门三跌水，有“鲤鱼跳龙门”之说。三门峡下有一高出河面20m的大石柱，出现了“中流砥柱”之说。•桂林漓江因有奇丽清秀的山水有“百里漓江，百里画廊”之誉，名甲天下•长江的虎跳峡、三峡•钱塘江的海宁观潮城市水景观•杭州西湖美如天堂，宋朝大诗人苏东坡在其感人的美丽诗篇中就写到“欲把西湖比西子，淡妆浓抹总相宜”；西湖水的澄碧、漓江水的清亮；九寨沟的明净、黄龙的瑰灿，水幻化出续纷色彩；峡谷惊湍、山巅飞瀑、洞中暗河；平原静流、水网如织•北京的颐和圆有3／4的水面——昆明湖，宛若天成的湖光山色，使颐和园呈现一副绚丽多彩的画面。南京的莫愁湖和玄武湖、武汉的东湖、杨州的疲西湖、济南的大明湖、肇庆的星湖、宁波的东线湖、昆明的滇他、黑龙江的五大连池、云南大理的洱海、四川西昌的邓海、牡丹江市境内的镜泊湖、云南与四川交界处的泸沽湖、福建鸳鸯溪、台湾的日月潭；高海拔的山顶湖泊，有吉林长白山的天池、新疆乌鲁木齐市郊的天池•人工形成的贵州的红枫湖、福建的湖金湖、吉林的松花湖、浙江的千岛湖、北京怀柔的雁栖湖；塞外江南宁夏银川沙湖发达国家在城镇建设中也面临着同样的问题，提出了各种与海绵城市类似的城市发展理念。低影响开发（美国、加拿大）Low-ImpactDevelopment(LID)水敏性城市(澳大利亚)Water-SensitiveUrbanDesign(WSUD)可持续城市排水系统（英国）SustainableUrbanDrainageSystems(SUDS)综合治水对策（日本）ComprehensiveFloodControlMeasures鉴于长科院与国外友好合作关系，我院生态修复技术中心引进日本综合治水对策中先进的经验和相关渗滞蓄净系列技术。日本综合治水经验及启示河川治理确保绿地规模流域土地利用相关对策城市化区域调整规划土地开发控制防灾调节池公园滞留小区绿化滞留雨水存储设施雨水调节池阶梯式建筑滞留雨水存储设施渗透井透水铺装流域渗透&滞留相关对策河川治理相关对策地下河川多目的游泳池水位监测所排水系统雨水、水位监测日本综合治水经验及启示日本综合治水经验及启示综合治水对策河道修建流域对策政策制定保水地区滞洪地区低洼地区1、河道整治（筑堤、疏浚）2、分洪水路建设1、建设用地调整2、自然地保护3、防灾调整池设置4、雨水滞留设施设置5、透水性铺装·渗透设施设置1、建设用地调整2、大规模开发限制3、环境改善1、排水设施建设2、滞留设施设置3、耐水性建筑奖励1、预警避难预案系统建立2、防洪减灾管理强化3、浸水范围实时公示4、耐水性建筑奖励5、鼓励住宅滞留渗透建设渗滞蓄净排措施渗滞蓄净排措施渗——透水铺装传统的透水铺装所用砖，主要以水泥为硬化剂、石子为骨料压制成型，多在工厂生产成品供售市场，这类透水砖无法达到净水的目的。为解决这一问题，我们将磷氮吸附分离技术引入到透水砖里面，使得透水砖脱离原有的单一功能。工艺施工方式可现场直接调配铺装（骨料可就地取材），也可根据市场需求压制成型，制成不同规格的透水砖。渗滞——透水铺装原理及功能现场调配铺装工厂压制成型人行步道、广场、停车场等，还可用于边坡防护，小型过滤堤。净化水质（脱磷，氮）、节约资源、经济成本低、施工方便、适用范围广。应用施工方式优点渗滞蓄净排措施渗滞——渗排管网系统传统的排水管网，以快速排干雨水为目的，雨水无法入渗土壤参与自然水循环。渗排管网系统可设置在道路两侧绿地、下凹绿地、植草沟或调节池等相关渗透场所中，兼有雨水输送及雨水下渗的功能。雨水在渗排系统中的排出过程中有一部分下渗至地下，另一部分通过溢流进入市政排水管网。渗滞蓄净排措施渗滞——渗排管网系统渗透井渗透管雨水渗透雨水渗透透水铺装渗透孔流入碎石透水土工布渗透井构造出流渗滞蓄净排措施蓄——调蓄系统要实现开发前后，地区水文特征大致不变，是海绵城市建设的重点，渗滞只能一定程度减少径流总量、峰值流量和峰现时间，大强度降雨时，需采用一定的调蓄措施，将超标雨水蓄集起来，适时利用或外排。日本政府规定，在城市中每开发1公顷土地，应附设300m³的雨洪调节池。渗滞蓄净排措施蓄——调蓄系统渗滞蓄净排措施排水排水调蓄区域平面图周围区域高于调蓄区域溢流放流调蓄区域A-A断面图入流口净——雨污分流涡流式雨污分离器技术可充分利用原有管道，有效利用水流的动能（无需其它能源）对雨水和大型垃圾进行分离，达到净化效果，大大减少受纳水体的污染物排入量。涡流式雨污分离器是利用离心分离的原理对排水管道中的来水进行初步净化，去除其中的泥沙、垃圾等固体污染物，可有效减少雨天排水对河流的污染冲击问题。渗滞蓄净排措施净——雨污分流沉砂池放流入流集流器溢流往污水处理厂往污水处理厂溢流设置前设置后水面控制板过滤格栅往污水处理厂溢流渗滞蓄净排措施净——小型污水处理设施小型污水处理设施为日本研制出的一种污水净化设备，根据处理对象水质的变化，采用的是厌氧-缺氧-好氧（A2O）或厌氧-好氧（AO）工艺，根据要处理水量的变化可以小到1吨，大到数百吨，该技术可用于沿河排污口或雨水末端治理。该设施费用低廉，设备小巧，施工安装简便，安装场地几乎不受地形的影响，具有传统治理技术如前置库，滚水坝，生态砾石床等不可比拟的工程简单易行、投资少、见效快好等优势。渗滞蓄净排措施流入计量槽第一厌氧槽第二厌氧槽接触曝气槽沉淀槽放流一、生物绳净化槽净——小型污水处理设施现场进水出水取样对比图渗滞蓄净排措施净——生态驳岸传统护坡技术主要考虑岸坡的稳定性与安全性，随着社会经济的发展，传统护坡对生态环境带来的严重不良影响也逐渐被人们所认识。为了有效改善我国河道湖泊岸坡现状，特研发了多种生态护坡专利技术，在提升岸坡景观效果的同时，实现岸坡生态系统的恢复与重建。渗滞蓄净排措施净——生态驳岸中空型干砌生态护岸块生态混凝土护岸块阶梯湿地护坡连接型自然生态护岸块渗滞蓄净排措施净——水生植物修复技术针对国内水生植物修复存在的问题，特研发了建立与当地植物群落吻合的水生植物群落构建技术，从而避免植物恢复的死亡风险和泛滥风险；我们在华东（太湖、巢湖流域）、华南（珠江流域）都有成熟植物群落调查报告，有着较为成熟的植物群落建立经验。渗滞蓄净排措施净——水生植物修复技术渗滞蓄净排措施排——地下河流分洪技术武汉地下水水位较高，导致地表水难以下渗。而汛期降水强度大，同期长江、汉江水位高，也给排水造成一定影响。另外，集中式发展也让城区分洪用地有限。可参考日本的地下河流分洪技术，在东京外围建有一条规模居世界前列的分洪暗河，当周边河流水位超过一定高度时，洪水会自然通过引水设施流入暗河沿线的立坑，进而汇入“调压水池”。渗滞蓄净排措施排——地下河流分洪技术渗滞蓄净排措施18m10m东京都外围地下河道概略图案例介绍停车场透水性铺装停车场地下碎石孔隙调节屋顶雨水收集渗井景观调节池日本筑波市福利设施综合渗滞留设施设计健康福利中心及亲子馆的屋顶的雨水分别流入门球场地下的碎石空隙蓄水设施中，通过出水斗调节流入调节池的水量。网球场和停车场采用