湿地公园水系统设计

湿地公园水系统设计河南省水利勘测设计研究有限公司吕学梅2017.3湿地公园——是指天然或人工形成，具有湿地生态功能和典型特征，以生态保护、科普教育和休闲游憩为主要内容的公园。湿地公园设计——对湿地资源或者场地条件进行评估，按一定要求保育核心湿地资源，对相关要素进行空间布局和设计，使其发挥生态和休闲综合功能的过程。湿地平面公共空间主要针对不同的主题和功能进行规划布局,大致可以设置以下几个分区:生态保育区、湿地展示区、科普宣教区、休闲游憩区和管理服务区。生态游憩湿地公园设计突出湿地和公园设计的特点以及需要规范的事宜，重点实现湿地——生态、保护，公园——游赏、休憩，两方面的要求。湿地公园设计的常规指标湿地公园总面积2hm2湿地率30%湿地区域水深0.2～2m人均硬质活动场地面积10～20m2园路路网密度400～500m/hm2游览、休憩、服务、公用建筑用地比例1.5%（50hm2）～5%（2～5hm2）管理类建筑用地比例0.5%（50hm2）～1%（2～5hm2）监测类建筑用地比例0.5%一、总体规划设计二、水系统设计三、生境营造与种植四、交通设施与场地设计五、标识与解说系统六、建筑物与其他附属设施湿地公园设计确定范围、规模和性质、科学合理的开展功能分区、明确保护与恢复措施、设置必备的科普宣教设施、合理利用湿地资源、科学指导湿地公园的建设管理、促进社会经济可持续发展科学规划布局水系，充分保留利用现有水体，合理引用外部水源，确保园区内的水系连通性与循环性，对水源和末端排放进行生态化处理，以及对为达到上述要求的设施进行规划设计。因地制宜、合理布局，做到层次复合，物种多样，形成乔、灌、藤、草、湿生、挺水、浮水、沉水植物结合，相对完整的典型区系植被群落。根据湿地公园总体设计的要求，合理进行道路分级和场地设计。全园统筹布局，设置满足湿地公园整体功能和形式要求的标识与解说系统。系统、安全、舒适、环保、实用、美观地布设满足湿地公园正常运行维护的建筑物和其他附属设施水系统设计水系布局水质水循环水源水美水清水量水活湿地水系布局应满足防洪排涝、供水水源、生态环境、科普教育和经济开发等不同功能，依据水系现状分布特征及水系综合利用要求，各功能水系布局之间应统筹协调。1、湿地公园平面布局是按照不同的功能要求和景点特征对湿地内各个功能分区在平面上的范围、形状、位置等规划形成“陆缘为骨,水体为脉”的景观空间格局,营造整体、多元的空间体系。2、湿地水系景观的平面规划应按湿地的自然特征进行,尽量保持水体自然弯曲的形态,模拟自然界凹岸、凸岸、曲流、河心岛,有浅滩、沙洲与深潭,创造出接近自然的水流通道和不同的水流速带。它们既为各种生物创造了适宜的环境,又可降低水流速度、涵水蓄洪,在生态和景观上都具有重要意义。3、湿地公园的水系平面公共空间设计要随地形和功能而定,做到灵活、收放有致、符合景观美学原则。4、湿地位置设定要实现水的自然循环，要改善湿地地表水与地下水之间的联系，使地表水与地下水能够相互补充。5、湿地公园规划还应从整体的角度出发，对周边地区的排水及引水系统进行调整，确保湿地水资源的合理与高效利用。1、水系布局1.1湿地水系平面布局总体要求：1.2湿地水系布局设计1.2.1河流湿地形态应与水流方向一致；在保证设计泄洪流量的前提下，应保留滩地和采用生态防护工程维持现有岸线稳定，不得进行严重影响水流流向的整治工程。维持和恢复河滩足够宽度，以保证行洪安全和维持栖息地条件。在满足河道行洪能力要求的前提下，合理划定岸线并优化堤防布置，河道整治应保留主河槽、河漫滩和过渡带等自然分区特征，同时保持一定的河漫滩宽度和植被空间，为生物提供栖息地。在土地利用条件许可的前提下，应保护与修复河流平面形态的蜿蜒性特征，避免人工裁弯取直；如果条件限制，应保护和修复河流主河槽的蜿蜒性特征。1.2.2.湖泊湿地形态应考虑水体交换及景观设计要求。宜利用地形变化以及水面宽窄、曲直变化等来影响和控制水流线路和速度。1.2湿地水系布局对周围地势过高区域，营造湿地水鸟特别是涉禽适宜的开阔滩地，为湿地水鸟提供栖息与取食的场所。对临近水面起伏不平的开阔地段进行局部微地形调整，对一些过陡地形进行削低和减小坡度，以减缓水流的冲击和侵蚀；原地面线原地面线1.2湿地水系布局1.2.3.湿地应遵循现况或布局在公园内相对高程较低处。湿地公园规划还应从整体的角度出发，对周边地区的排水及引水系统进行调整，确保湿地水资源的合理与高效利用。在可能的情况下，应适当开挖新的水系并采取可渗透的水底处理方式，以利于整个园区地下水位的平衡。实现水的自然循环。不仅要改善湿地地表水与地下水之间的联系，使地表水与地下水能够相互补充。还要改善作为湿地水源的河流的活力。1.2.4、功能性人工湿地的布设还应考虑防洪要求。防洪河道内做工程应完善相关手续（规划同意书、防评等）。1.2湿地水系布局2水源、生态需水量2.1水源湿地水系统水源类型可以分常规水源和非常规水源。常规水源——指传统意义上在日常社会生产、生活中，达到一定的水质标准、便于直接利用的水源。主要包括地表水、地下水、自来水、地热水等。用于湿地水源上主要有河流、湖库、湿地、水塘、洼地等水体类型。2水源、生态需水量2.1水源湿地水系统水源类型可以分常规水源和非常规水源。非常规水源——是指区别于传统意义上的地表水、地下水的(常规)水资源，主要有雨水、再生水(经过再生处理的污水和废水)、海水、矿井水、苦咸水等，这些水源的特点是经过处理后可以再生利用。2.2水源选择1、湿地公园的水源应选用满足水质要求的河湖水系、天然降水、泉水出水等常规水源和经过人工湿地净化的非常规水源。2、应充分考虑再生水及其他水源作为补充水源，加强供水系统连通联调。对于水资源未合理开发利用或水资源短缺导致生态环境用水得不到满足的区域，应制定生态环境用水保障方案。2水源、生态需水量2.3生态需水量生态需水量——生态需水包括河道内生态基流和敏感生态需水及其过程。湿地范围内的生态敏感区，应提出需水总量和水量过程的敏感生态需水需求。生态敏感区主要包括列入国家重要湿地名录的河流、湖泊或河口，列入《全国重要江河湖泊水功能区划》的重要敏感区水域，以及《全国主体功能区规划》中明确的国家级或省级自然保护区等涉水的重要敏感区水域。敏感时期重点考虑重要植物的水分临界期，珍稀特有鱼类的繁殖期，以及水-盐平衡、水-沙平衡的控制期等。生态需水的计算方法相关规范1、《水资源规划规范》（GB/T51051-2014)2、《水资源保护规划编制规程》（SL613-2013）3、《河湖生态需水评估导则（试行）》（SL/Z479）4、《河湖生态环境需水计算规范》（SL/Z712-2014）2水源、生态需水量河湖生态环境需水包括河道内生态环境需水和河道外生态环境需水，以及流域、区域生态环境需水综合分析。河道内生态环境需水系按维护河湖生态环境各项功能要求分析计算，河道外生态环境需水按城乡生态环境各项建设要求分析计算。植被蒸散植被蒸散植被蒸散水面蒸发水面蒸发下渗河道基流换水需水土壤含水制造有机物需水湖泊湿地存在需水降雨生态需水组成结构湿地存在水生态需水是达到某种生态水平或者维持某种生态系统平衡所需要的水量，或是发挥期望的生态功能所需要的水量，水量配置是合理可持续的。生态需水量湿地生态需水计算考虑河流、湖沼及河口等不同类型特性河流湿地:水体流动特性，要求流速、流量等目标；湖沼湿地:为生物相对稳定的大面积栖息地，要求水面面积、水深等目标；河口:淡盐水混合特性，要求盐度、泥沙、营养物平衡目标；城市河湖:人为因素影响显著，要求水深、景观目标。生态需水量3水质3.1湿地水质标准：1、湿地水体水质标准应不低于水功能区水质目标，不达标水域应制定水质改善方案。2、湿地公园水源水质不应低于地表水IV类标准。3、湿地内非直接接触的水质目标不应低于地表水IV类，亲水区水质目标不应低于地表水III类。（《地表水环境质量标准》GB3838）环境保护行政主管部门和水行政主管部门一般都已划定当地的水环境功能区和水功能区，环境保护行政主管部门依据的是《地表水环境功能区划分技术纲要》（国家环保局【90】环管水字第104号），水行政主管部门依据的是《水功能区管理办法》（水利部水资源【2003】233号），各地可根据不同情况选择相应区划的技术标准，但目标水质都必须满足现行国家标准《地表水环境质量标准》GB3838的规定。同时应针对不同区域分别设定。（1）对现状水质较好区域，水质已经超出设定的最低标准，在进行设计时，采用的水质目标应不低于现状；（2）对于现状水质较差，水质不达标区域，应采取各种措施提高水质；（3）同一水体的不同水域，可按照其功能需求确定不同的水质；（4）同一水域具有多功能的，水质目标按高级别控制；（5）针对面积较大或岸线较长的水体，在确定分水域水质目标时，应保证低水质目标水域不对高水质目标水域产生不利影响，必要时可设置过渡水域。功能性人工湿地可用城镇生活污水和污水处理厂出水,但应符合现行行业标准《人工湿地污水处理工程技术规范》HJ2005中进水系统水质的规定。人工湿地类型BOD5CODcrSSNH3-NTP表面流人工湿地≤50≤125≤100≤1≤3水平潜流人工湿地≤80≤200≤60≤25≤5垂直潜流人工湿地≤80≤200≤80≤25≤53.1湿地水质标准：应在污染源治理的前提下，选择适宜的河湖治理与生态修复工程，进一步改善河湖湿地水质。主要包括城市达标尾水通道工程、调水引流水质改善工程、清淤和河床微生态系统修复工程以及河湖水质强化净化工程等。3.2水质改善：河床微生态系统修复人工湿地4.湿地竖向与水位（水循环）水系的竖向设计是湿地公园水系统正常运转的关键一步，合理的竖向设计可有效的优化园区的需水量。水深是决定动植物水平和垂直分布的重要因素，竖向设计时应当遵循生态优先的原则，不同的动植物所需的水深不同，在水系竖向设计时需满足不同动植物的基本生存条件。湿地相应的水面标高应根据下述原则确定（1）湿地正常水位与周边建设用地地面之间高差不小于2.5m。（2）湿地亲水水域的岸缘水深，考虑亲水安全要求，应≤0.7m。（3）湿地的生态水深，考虑鱼类越冬水深要求，最深处应≥2.0m。（4）湿地水生植物带的种植水深，考虑植物种植要求，应≤0.5m。4.1湿地竖向设计与水位要求护岸型式应根据水流、波浪和潮汐特性，以及地形地质、施工条件等，选用坡式、坝式、墙式或其他型式；宜优先选用生态护岸。生态型护岸可根据不同流速进行选择，以能保证护岸安全为原则。流速较大的岸坡可选安全性高的植生型砌石护岸、植生型混凝土砌块护岸等；中等流速的岸坡，宜采用具有一定强度材料网垫植被复合型护岸、框架覆土复合型护岸、植生型原型块石框格护岸、石笼生态挡土墙等；流速较缓的岸坡宜采用水生植物护岸、木材护岸、抛石护岸、堆石护岸、石笼净水复合护岸等自然材料护岸。格式护岸BSC生物基质混凝土护岸生态格网结构护岸仿木桩护岸水生植物护岸4.2湿地护岸设计生态型护岸除应参考《堤防工程设计规范》GB50286外，尚应遵循下列原则：（1）符合水文和水动力学要求。不同类型的河流具有不同的水文及水动力学特征，应根据不同的水文及水动力学特征设计生态型护岸。（2）稳定性原则。生态型护岸首先应满足岸坡的稳定性和安全性，其次是生态性、景观性和亲水性。岸坡的稳定性设计应对水力参数和土工技术参数进行评估，找出引起不稳定的主要因素，然后根据实际情况选用护岸形式，以保证岸坡的稳定性和安全性。（3）生态性原则。生态型护岸应将生态学理论纳入护岸设计当中，重视河流湖泊与陆域生态系统的有机联系，注意保持与增加生物的多样性和食物链网的复杂性，积极为水生生物、两栖动物创造栖息、繁衍环境；应因地制宜，充分考虑当地素材，使生态型护岸与当地的自然条件相协调。（4）景观性原则。生态型护岸设计应以自然、生活、空间、历史和文化为线索，将生态型护岸与当地的景观文化融为一体。（5）亲水性原则。生态型护坡设计应以人为本，将人们“亲水、近水、入水”的愿望纳入考虑之中，认识人、水