梁瑤瑤，陳 勇，王英杰

(1.中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510610；2.珠江水利委員會(huì)水生態(tài)工程中心，廣東 廣州 510610)

0 引言

在當(dāng)前雙碳目標(biāo)的戰(zhàn)略背景下，水利作為生態(tài)環(huán)境改善的重要保障之一，如何在水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的基礎(chǔ)上提升江河湖庫固碳增匯的能力，已成為值得思考研究的問題[1]。近年來，隨著“一河(湖)一策”“幸福河湖”“母親河復(fù)蘇行動(dòng)”等政策的推動(dòng)，新時(shí)代生態(tài)文明建設(shè)取得重大成果，國內(nèi)已建成多個(gè)美麗河湖樣板，具有廣泛的示范性，然而研究低碳化河流生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇設(shè)計(jì)的工程較少。

本文將以東江-沙河水系連通工程為例，“碳”究河流生態(tài)環(huán)境的復(fù)蘇設(shè)計(jì)如何更有效地發(fā)揮節(jié)能減排和減碳固碳的作用，為水利工程的低碳化設(shè)計(jì)提供新途徑、新思路，助力推動(dòng)新階段水利的高質(zhì)量發(fā)展。

1 河流生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇的研究背景

1.1 復(fù)蘇的概念內(nèi)涵

河流生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇主要針對受損的河流生態(tài)系統(tǒng)，如干涸斷流或自然形態(tài)受損的河道，通過系統(tǒng)有序的修復(fù)措施，促進(jìn)其逐漸恢復(fù)生態(tài)平衡，保持穩(wěn)定的生態(tài)功能，實(shí)現(xiàn)河流生生不息的自然景象[2]。河流生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇不僅是新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措，而且是建設(shè)美麗中國的必然要求，具有廣泛而深遠(yuǎn)的意義。

1.2 城鎮(zhèn)型河流的特征

城鎮(zhèn)型河流主要指依托流經(jīng)中小城市城區(qū)及鎮(zhèn)區(qū)的河流水系。相比于都市型河流具有高密度、高投入、高開發(fā)等建設(shè)特征，城鎮(zhèn)型河流主要服務(wù)于中小城市及城鎮(zhèn)地區(qū)人口相對稠密的區(qū)域，建設(shè)管理和水岸開發(fā)力度都較低，河流周邊常有大量高污染高能耗的產(chǎn)業(yè)集聚，濱水產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)正處于轉(zhuǎn)型提升期；在滿足人民休閑生活的基礎(chǔ)上，城鎮(zhèn)型河流強(qiáng)調(diào)生態(tài)修復(fù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重功能，對加強(qiáng)流域空間綜合開發(fā)利用、提升濱水綠地價(jià)值有著更迫切的治理需求。相比于鄉(xiāng)村型河流具有低密度、低開發(fā)、仍留有原生鄉(xiāng)野之美的特征，城鎮(zhèn)型河流具有城鄉(xiāng)融合的特征，注重展現(xiàn)城鎮(zhèn)自身山水特色。

城鎮(zhèn)型河流生態(tài)環(huán)境的復(fù)蘇是生態(tài)、文化、經(jīng)濟(jì)的多元復(fù)蘇，是城鎮(zhèn)幸福河湖建設(shè)的重要途徑，更是城鎮(zhèn)宜居宜游宜業(yè)生活圈構(gòu)建的重要組成部分。推動(dòng)城鎮(zhèn)型河流生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇的綠色化、低碳化設(shè)計(jì)，是新階段高質(zhì)量發(fā)展的應(yīng)有之義，是引導(dǎo)人民群眾向綠色低碳生產(chǎn)、生活方式的必然選擇。

2 博羅縣東江-沙河水系現(xiàn)狀分析與目標(biāo)任務(wù)

東江-沙河水系連通工程位于廣東省惠州市博羅縣園洲鎮(zhèn)境內(nèi)，北靠羅浮山，自然環(huán)境優(yōu)越。古時(shí)小海河道(約4.56km)連通著東江和沙河兩大水系，水草豐沛，魚躍鳥鳴，人民沿著小海不斷遷徙，自發(fā)形成了多個(gè)傳統(tǒng)的村莊聚落。村鎮(zhèn)依水而興，甚至出現(xiàn)了厘金廠等重要金融場所，孕育了獨(dú)特的東坡文化、龍舟文化和粵曲文化，形成了水陸相交、商貿(mào)繁盛的魚米之鄉(xiāng)。

然而在上世紀(jì)50年代，由于修筑堤防末段小海被填筑堵塞，小海成為死水，與東江的水體交換和生物交流被阻塞。隨后由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，小海兩岸興建了不少印染企業(yè)，流域內(nèi)低端高污染的產(chǎn)業(yè)不斷集聚，粗放式的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式導(dǎo)致小海污染日益嚴(yán)重，斷頭河日漸發(fā)臭，水質(zhì)呈斷崖式下降[3]；沙河下游也由于受三角洲潮汐的影響，河道水流呈往復(fù)流，污染物在涉河內(nèi)迭蕩，造成沙河水環(huán)境承載力低下，如圖1所示。

圖1 古河道1986年衛(wèi)星圖與2018年衛(wèi)星圖對比示意圖

近年來，博羅縣園洲鎮(zhèn)堅(jiān)持“以人為本、生態(tài)優(yōu)先、文化引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”的發(fā)展思路，積極優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善流域水質(zhì)環(huán)境，以治水倒逼治產(chǎn)，清退了大量的高污染產(chǎn)業(yè)，在東江與沙河水系連通工程啟動(dòng)前完成了截污工程，為水系連通工程夯實(shí)了建設(shè)基礎(chǔ)。

東江與沙河水系連通工程以改善城市水體循環(huán)為首要目標(biāo)，同時(shí)兼顧防洪排澇、生態(tài)環(huán)境、文化休閑等治理目標(biāo)，從流域出發(fā)，通過河道疏浚、開挖、新建水閘等措施，恢復(fù)東江與沙河水系連通，將小海及兩岸地區(qū)建設(shè)成為具有地域特色的集生態(tài)、防洪、景觀、休閑娛樂于一體的城市濱水區(qū)，如圖2所示。

圖2 工程總平面布置圖

3 雙碳目標(biāo)下城市邊緣區(qū)河流復(fù)蘇的設(shè)計(jì)“碳”索

以綠色發(fā)展理念為指引，按照“水系連通、潮差活水、多維生境、低碳景觀、智慧調(diào)度”多目標(biāo)的系統(tǒng)治理思路，統(tǒng)籌解決小海水安全、水生態(tài)、水環(huán)境、水景觀等涉水問題，強(qiáng)化涉水空間資源的保護(hù)、開發(fā)與利用，實(shí)現(xiàn)河流的生態(tài)、景觀、產(chǎn)業(yè)等多重服務(wù)價(jià)值的有效提升，促進(jìn)人-水-城和諧共生發(fā)展，打造當(dāng)?shù)匦腋：雍拿利悩影濉?/p>

3.1 “碳”索多專業(yè)協(xié)作方式，共建生態(tài)永續(xù)的水利工程

工程巧借蘇軾治西湖的妙思，將人工治理、生態(tài)營造與景觀美學(xué)有機(jī)融合，深度促進(jìn)水文、水工、生態(tài)、景觀、移民、施工、造價(jià)等多專業(yè)的協(xié)作，主要通過水系連通、河道疏浚等實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)水利設(shè)計(jì)。

3.1.1留足河流自然生長的空間

傳統(tǒng)的水系連通工程大多按照單一的河流寬度和長度確定工程的建設(shè)范圍，僅僅考慮水利部門密切相關(guān)的河道管理范圍、保護(hù)范圍線、行洪控制線等，未能充分考慮與城市綠線、藍(lán)線的融合。

以尊重現(xiàn)狀土地利用情況和空間管控為原則，在工程設(shè)計(jì)的前期階段，通過地形勘測、調(diào)研座談等方式摸清河流周邊的土地利用情況，整合河流周邊可利用的濱水小廣場、防護(hù)綠地、閑置的低洼地等濱水綠地資源，積極銜接國土空間規(guī)劃，劃定更合理的工程紅線范圍，避免只用河流寬度這類單一的指標(biāo)割裂濱水綠地資源，破壞現(xiàn)狀生態(tài)廊道的連續(xù)性。在不增加工程造價(jià)投資的基礎(chǔ)上，充分考慮碳匯水岸植被群落構(gòu)建、河流多元生境營造、濱水游憩系統(tǒng)建設(shè)等需求，對濱水綠地進(jìn)行整合優(yōu)化，預(yù)留能讓河流自然生長、讓萬物復(fù)蘇的生態(tài)廊道空間，為城鎮(zhèn)未來的發(fā)展留足彈性空間；同時(shí)通過土地的資源整合，可有效提高濱水綠地的利用率和使用率，實(shí)現(xiàn)土地的集約利用。

3.1.2夯實(shí)韌性多維的藍(lán)綠基底

傳統(tǒng)水利設(shè)計(jì)為了保障水系行洪通道的順暢，常采用單一、順直的護(hù)岸斷面形式，忽略現(xiàn)狀自然多變的地形，對水系進(jìn)行直接拓挖，粗暴地清除河流現(xiàn)狀內(nèi)由于多年沖積形成的自然灘地和濕地，由此產(chǎn)生的大量挖方往往難以實(shí)現(xiàn)就地平衡，需要外運(yùn)處理。這種傳統(tǒng)模式不僅不能適應(yīng)新時(shí)代水生態(tài)建設(shè)的要求，還會(huì)增加碳排放，不利于工程的節(jié)能減排管控。

工程秉持從源頭減碳的原則，在方案比選初期就主動(dòng)思考水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)如何服務(wù)雙碳目標(biāo)，積極推動(dòng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的綠色轉(zhuǎn)型。工程充分考慮小海季節(jié)性水位變化，以疏浚、水系連通等措施為主，最大化保留現(xiàn)狀的灘地、低洼地等濕地，對河床底泥進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理，重點(diǎn)通過微地形設(shè)計(jì)、種植土回填等方式實(shí)現(xiàn)資源的就地利用和土方平衡，最終實(shí)現(xiàn)防洪排澇、生態(tài)補(bǔ)水、活水暢流等多重功能，重塑自然蜿蜒、豐富多變、彈性共生的藍(lán)綠基底。

在工程設(shè)計(jì)的過程中需要各專業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容充分銜接，如將底泥回填到河道兩岸重塑地形，不能僅僅只考慮回填地形的美觀性，還需要復(fù)核回填的地形是否影響行洪和水動(dòng)力、是否有利于生物棲息地的營造等等；如護(hù)岸設(shè)計(jì)，水文和水工專業(yè)需提供相關(guān)的洪水位數(shù)據(jù)和防洪斷面規(guī)模給生態(tài)和景觀專業(yè)，進(jìn)行進(jìn)一步的豎向設(shè)計(jì)；務(wù)求在充分的、科學(xué)的論證基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多能合一的河流生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)[4]。

在項(xiàng)目的施工階段，定期進(jìn)行現(xiàn)場進(jìn)度查勘和無人機(jī)航拍記錄，把低碳理念落實(shí)到各個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié)之中，關(guān)注工程全周期的碳排放來源，對水利建設(shè)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督，優(yōu)先考慮環(huán)保型的節(jié)能材料，將現(xiàn)狀擋墻、構(gòu)架等拆除后形成的紅磚、石塊等進(jìn)行回收利用；同時(shí)積極與施工單位溝通，發(fā)現(xiàn)有明顯不良影響的，及時(shí)提出有效的解決措施和意見，盡量減少不必要的建設(shè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的低碳水利。

3.2 “碳”索多層次鄉(xiāng)土植被，共享高效固碳的綠美水岸

3.2.1營造與水共生的多層次濱水植被群落

國家法律法規(guī)對水利工程關(guān)于在河道內(nèi)種植苗木有嚴(yán)格的規(guī)定，在行洪河道內(nèi)種植的苗木不得影響行洪通暢；因此傳統(tǒng)水利工程的濱水綠化設(shè)計(jì)往往更慎重，在滿足覆綠的基礎(chǔ)上通常僅考慮少量的植物搭配，濱水植被群落往往較單一、固碳的能力也較低。然而傳統(tǒng)的市政園林項(xiàng)目往往會(huì)更側(cè)重于植物的色彩、造型設(shè)計(jì)，滿足游客獵奇打卡的需求，而忽略原生植被的生態(tài)特性，過于追求視覺效果。

工程濱水植被群落的設(shè)計(jì)以保障行洪通暢和生態(tài)活水為基礎(chǔ)，兼顧新時(shí)代生態(tài)建設(shè)和人民的多元游憩需求，充分考慮東江與沙河潮水位多變的特征，主要通過喬木、灌木、草地的混合種植設(shè)計(jì)，最大化保留現(xiàn)狀有價(jià)值的喬木和大型灌木，構(gòu)建適應(yīng)性強(qiáng)、層次豐富、疏密有致的濱水植被群落。

根據(jù)研究表明，構(gòu)建“喬木-灌木-草本”的多層次植被群落不僅能增加植被群落的多樣性，增強(qiáng)植被群落的自我調(diào)節(jié)能力，還能將植物的固碳、增氧能力發(fā)揮到最大效果；喬木的冠幅相比于灌木更大，因此其固碳能力更強(qiáng)；落葉植物的固碳能力通常比常綠植物更強(qiáng)[5]。

由于小海每日水位漲落變化約在2m范圍內(nèi)，針對這特殊的過渡帶，補(bǔ)植濕生、水生花卉植物等，增加能有效凈化水質(zhì)的植物品種，如香蒲、再力花和鳶尾，做到場地和水體之間的良好過度，恢復(fù)河流濕地景觀，創(chuàng)造物種豐富的低碳濱水植被群落。總體上構(gòu)建以沉水植物-濕生植物-挺水植物為主的濱水植被生長格局，不僅能有利于維持長久的、良好的水質(zhì)環(huán)境，還能為不同的微生物提供多樣的生存空間，從而影響水岸空間的碳儲(chǔ)存，綜合提升河流生態(tài)廊道的碳匯能力。

濱水植被群落設(shè)計(jì)不僅考慮了多層次的植物搭配，還注重不同植物組團(tuán)搭配的合理密度，避免盲目追求植物的碳匯能力而導(dǎo)致過度種植，引起植物不良生長甚至枯萎死亡等現(xiàn)象。同時(shí)緊密結(jié)合水生態(tài)系統(tǒng)的營造需求，補(bǔ)充細(xì)葉榕、鳳凰木、楝樹等蜜源性、食源性植物，給鳥類提供豐富多元的落腳點(diǎn)和食物，吸引不同的鳥類棲息，讓河流成為鳥類和其他生物繁衍棲息的天堂，打造生生不息的濱水生境。

3.2.2制定以鄉(xiāng)土植被為主的高碳匯苗木表

鄉(xiāng)土植被不僅具有明顯的地域性和良好的適應(yīng)性，而且對本地市民有鮮明的文化性和獨(dú)特性，是人民承載鄉(xiāng)愁記憶的重要載體。相比于外來植物品種，鄉(xiāng)土植被擁有更加穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)，不容易對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成不良影響，有利于建立良好的、持久的、穩(wěn)定的碳匯水岸生態(tài)系統(tǒng)；在施工和養(yǎng)護(hù)期間，鄉(xiāng)土植被的運(yùn)輸和養(yǎng)護(hù)成本更低，能從源頭上更有效降低工程建設(shè)的碳排放。

堅(jiān)持以鄉(xiāng)土植被為主、以外來植被為輔的原則，科學(xué)篩選苗木，充分考慮工程全周期和植物全生命周期的碳排放特征，合理選擇苗木規(guī)格，優(yōu)選單位面積固碳釋氧效應(yīng)較好的優(yōu)勢品種[6]，如羊蹄甲、樟樹、鳳凰木、白蘭、木棉、海南蒲桃等喬木和美人蕉、扶桑、蜘蛛蘭、龍船花、海棗等灌木以及臺(tái)灣草，制定有實(shí)施性、地域性的高碳匯苗木表，并在施工期間與施工團(tuán)隊(duì)保持緊密溝通，根據(jù)當(dāng)?shù)孛缙缘膶?shí)際供應(yīng)情況做出動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3.3 “碳”索多形式教育途徑，共創(chuàng)人人自覺的低碳未來

3.3.1打造低碳化的濱水民俗游徑

古河道不僅在各村落中承擔(dān)著重要的交通連接、生產(chǎn)商貿(mào)等作用，而且在村落歷史發(fā)展、文化繁衍中飾演著重要的角色。雖然小海受到嚴(yán)重污染而堵塞斷流，村民們失去了重要的親水活動(dòng)空間，但村民們依然心懷敬畏，把相關(guān)的濱水民俗節(jié)慶用具保存在古河道周邊，如龍舟、花燈等。

在河流生態(tài)廊道營造的基礎(chǔ)上，通過堤頂路、親水園路、親水棧道的多元連接，重點(diǎn)串聯(lián)古河道周邊的鄉(xiāng)公所、文化站、榕樹廣場、寺廟祠堂、荔枝古道和龍舟存放處等，為人民的日常社交、濱水民俗活動(dòng)搭建起便利通達(dá)、自然樂活的通道，將城市的藍(lán)色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行有效的融合，打造具有鮮明地域特色的濱水民俗游徑，全面提升河流兩岸的活力。

濱水游徑的低碳設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：①將規(guī)劃堤頂路與現(xiàn)狀沿河村道進(jìn)行結(jié)合，降低硬質(zhì)鋪裝的比例，提高濱水綠地面積，助力河流減排增匯的建設(shè)，打造融堤防巡視、慢行游覽、快速穿梭等于一體的一級園路系統(tǒng)；②在滿足安全規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合河流地形地貌設(shè)計(jì)，利用回填的土方設(shè)計(jì)高低起伏的親水園路，保障親水園路近水岸2m范圍內(nèi)的常水位小于(不含)0.7m，親水園路實(shí)現(xiàn)100%的無欄桿設(shè)計(jì)，把高昂的欄桿成本置換為綠籬、花帶等自然攔護(hù)形式，這不僅可以優(yōu)化投資造價(jià)，有效增加碳匯空間，還可以構(gòu)建更人性化、更利于人民親水戲水的二級園路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正的還水于民；③將低碳、節(jié)能的理念應(yīng)用到濱水游徑的照明設(shè)計(jì)中，采用節(jié)能環(huán)保燈具，不以追求最亮或花哨的燈光效果為目標(biāo)，在滿足基礎(chǔ)照明的前提下嚴(yán)控光污染，為生物創(chuàng)造一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的夜環(huán)境，培育綠色發(fā)展的夜經(jīng)濟(jì)。

3.3.2創(chuàng)建主題化的文化教育節(jié)點(diǎn)

因水而生的村落自古崇尚“上善若水”，信仰儒學(xué)，并以儒家五?！叭柿x禮智信”的特色對村落進(jìn)行統(tǒng)一謀劃布局，人民逐水而居，又因水而榮。多年來，村民保持著淳樸的民風(fēng)，維持著綠色可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，善用竹、木、石等自然材料建造自己的美好家園，可謂是人與自然和諧相處的典范。

工程設(shè)計(jì)不僅滿足于水安全、水動(dòng)力、水生態(tài)等方面的營造，而且聚焦于滿足人民多元的精神文化需求、新時(shí)代生態(tài)文明思想的宣傳需求、節(jié)水型社會(huì)構(gòu)建需求等，結(jié)合河道自身的特點(diǎn)，打造以“興仁、崇儀、敦禮、廣智、秉信”為主題的五大特色濱水文化教育節(jié)點(diǎn)，以水育德，創(chuàng)建融合鄉(xiāng)愁記憶、時(shí)代價(jià)值、水哲學(xué)于一體的水文化宣傳教育空間，引導(dǎo)人民向低碳綠色的生活方式轉(zhuǎn)型。

節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)以低干預(yù)為原則，盡量使用自然材料或環(huán)保材料，主要通過不同規(guī)模的濱水學(xué)堂、休閑草階、水科普裝置、雕塑小品、文化長廊等多元化、趣味化、互動(dòng)化的設(shè)施提升節(jié)點(diǎn)空間的吸引力，營造寓教于游、能陶冶性情的濱水人文場所。

4 結(jié)語

河流生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇的低碳化設(shè)計(jì)是當(dāng)前城鄉(xiāng)建設(shè)的必然趨勢，不僅需要從流域出發(fā)統(tǒng)籌水安全、水生態(tài)、水環(huán)境、水景觀等多重涉水問題，重視水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)全階段、全過程的低碳化設(shè)計(jì)，而且需要從區(qū)域出發(fā)，在政府、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工團(tuán)隊(duì)等多方的協(xié)同合作的基礎(chǔ)上有序推進(jìn)濱水空間的管控與開發(fā)利用，科學(xué)引導(dǎo)人民向綠色低碳的生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)型，才能更有效地讓水生態(tài)價(jià)值轉(zhuǎn)化取得良好成效，為推動(dòng)城鎮(zhèn)生態(tài)、文化、經(jīng)濟(jì)的全面復(fù)蘇與高質(zhì)量發(fā)展提供有價(jià)值的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。