隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對生存環(huán)境的要求越來越高，對城市河道環(huán)境的期望值也越來越高。從現(xiàn)實(shí)情況來看，在城市河道的治理過程中，由于比較片面地強(qiáng)調(diào)防洪、排水，忽略了河道的其他功能，致使河道越挖越寬、越挖越深、越修越直，而河水越來越臭、越來越臟，同時(shí)由于市民環(huán)境意識不強(qiáng)，河道管理力度不夠，致使河邊雜草叢生，垃圾成堆，城市河道成了臭水溝。當(dāng)自然界開始以不同方式對人類進(jìn)行報(bào)復(fù)時(shí)，人們開始反思自己的行為，而作為水利工作者我們不禁自問：我們習(xí)以為常的做法中哪些是不正確的，是必須變革的？筆者結(jié)合多年的實(shí)踐談?wù)勆鷳B(tài)治河的理念，并就北京市涼水河治理的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討。
一、什么是生態(tài)治河
所謂生態(tài)，就是指有生命的，適合生存的狀態(tài)，這種狀態(tài)既要適合人類的生存，也必須保持動(dòng)物、植物的多樣性。人類與多種動(dòng)物、植物互相依存，才可能呈現(xiàn)一種生機(jī)勃勃的景象。而任何人造的生硬、呆板的環(huán)境，都不可能實(shí)現(xiàn)這種生物的多樣性，其生命力是有限的。對于河流來說，要提供這樣一種生態(tài)環(huán)境，其水流必須是清潔的，這是保證動(dòng)植物生存的基本條件；其流勢必須是自然的，蜿蜒曲折，既有淺灘，也有深潭，時(shí)快時(shí)慢，時(shí)動(dòng)時(shí)靜；河中要有供植物扎根的土壤，河岸要?jiǎng)?chuàng)造保持空氣、水分流通、交換的利于植物生長的環(huán)境。同時(shí)這種多生物形態(tài)的河道必須能夠抵御洪水的沖刷，完全沒有防護(hù)功能的天然河道亦不能滿足要求。根據(jù)這些思想，我們必須對那些已變成臭水溝、垃圾場、排水渠的城市河道進(jìn)行第二次改造，使其回歸自然，重新發(fā)揮其在城市總體生態(tài)環(huán)境中不可替代的作用。隨著人們環(huán)境意識的不斷提高，城市污水治理步伐不斷加快，也為生態(tài)治河的實(shí)踐提供了基本保證。
近年來，北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院在生態(tài)治河的思想轉(zhuǎn)變和設(shè)計(jì)實(shí)踐中進(jìn)行了艱苦的探索，將昆玉河、長河、清河、轉(zhuǎn)河等一項(xiàng)項(xiàng)治河成果呈交給廣大北京市民。但分析評價(jià)這些成果，總感到還存在一些不足，距生態(tài)治河的標(biāo)準(zhǔn)還有一定的距離。昆玉河是供水渠道，與河道的設(shè)計(jì)思路是不可能完全一致的，盡管我們已經(jīng)充分地挖掘了其景觀功能和旅游功能，但是在北京嚴(yán)重缺水的今天，還是更多地強(qiáng)調(diào)了渠道的防滲功能和供水功能，追求以最小的斷面通過的流量，采用了混凝土、石料對渠道全面進(jìn)行護(hù)砌，而整齊劃一的石欄桿更使渠道顯得單調(diào)?；蛟S待南水北調(diào)之水進(jìn)京，北京的水資源危機(jī)得到根本緩解之后，我們可以將這種人工運(yùn)河渠道改造得更加豐富多彩。清河治理中更多地貫徹了以人為本的思想，設(shè)計(jì)了鄰近水面的人行道，漂亮的橋梁和閘房，使原來沿河臟、亂、差的環(huán)境得到了徹底改觀，為沿河居民提供了一個(gè)很好的休閑場所，也與鄰河而過的五環(huán)路相得益彰。但清河治理中更多強(qiáng)調(diào)了防洪功能，所以河道筆直、順暢，混凝土護(hù)砌光滑、平整，特別是由于河水沒有徹底還清，不能經(jīng)常保持高水位蓄水，大量外露的混凝土護(hù)砌視覺效果差，容易形成熱島效應(yīng)，其生態(tài)環(huán)境也必然是脆弱的?？傮w上來說，仍然是一條人工渠道，而不是天然河道。轉(zhuǎn)河整治邁出了更大的步伐，在狹窄的空間更多地采用生態(tài)治河的方法，創(chuàng)造了一個(gè)更為豐富多彩的河道景觀，為市民創(chuàng)造了一個(gè)非常優(yōu)美的環(huán)境，受到了廣泛的好評。但其缺陷在于場地過于狹窄，周邊約束條件太多，承載的期望內(nèi)容過多、過高，因此，人工雕琢的痕跡較濃，還不是真正意義上的生態(tài)河道。而即將開工建設(shè)的涼水河，河道長，周邊場地更加開闊，為設(shè)計(jì)人員施展才華提供了更為廣闊的舞臺，我們相信，涼水河的整治、改造會(huì)向生態(tài)治河的目標(biāo)大大地邁進(jìn)。
二、對現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)的看法
北京市河道現(xiàn)行的防洪標(biāo)準(zhǔn)一般為20年一遇，洪水位不淹沒主要雨水管內(nèi)頂，50年一遇或100年一遇洪水校核，河堤及橋梁要高于該水位一定的距離。規(guī)劃部門對規(guī)劃洪水流量的確定，主要是選擇一定的水平年，根據(jù)下墊面的情況，選用一定的徑流系數(shù)，采用多點(diǎn)匯流法進(jìn)行計(jì)算。該方法計(jì)算成果曾用歷史洪水進(jìn)行過復(fù)核，從20世紀(jì)90年代初確定采用該方法，至今已10多年了，因城市化進(jìn)程的影響，引起下墊面情況的
變化，計(jì)算的同頻率洪水流量，均較原采用成果增加了許多，一般要增大30%～60％，有的甚至翻倍，并有逐年不斷增長的趨勢。為了保證排水通暢，要求河道斷面不斷擴(kuò)大，河底不斷挖深，規(guī)劃水位不得抬高。這對于寸土寸金的北京城市來說，難度相當(dāng)大。由于河邊建筑已經(jīng)建成，河道上口不可能無限加大，只能在減小糙率、變陡邊坡上做文章，因此，混凝土襯砌似乎成了河道治理的首選。緩坡改為陡坡或直墻，給城市河道的治理工作造成了很大的壓力和束縛，對生態(tài)治河理念也提出了很大的挑戰(zhàn)。根據(jù)多年治河工作的體會(huì)，感到其中有一些問題值得研究和商榷。
（1）水文系列及計(jì)算方法問題
目前采用的水文系列一般是到20世紀(jì)80年代的，近20多年的成果沒有計(jì)算進(jìn)去，而近20多年又多是干旱年份，雖較整個(gè)水文系列來說，時(shí)段比較短，但對整個(gè)水文成果是否會(huì)產(chǎn)生一定影響，應(yīng)通過多種方法驗(yàn)算來回答。北京目前出現(xiàn)多條河流整治二三十年，甚至40多年，從來沒有發(fā)生過較大的洪水，而目前防洪標(biāo)準(zhǔn)仍不達(dá)標(biāo)，還要繼續(xù)擴(kuò)大、疏挖，人們不禁對洪水的理論計(jì)算值產(chǎn)生懷疑。看來，洪水流量不僅與降雨有關(guān)，還與流域內(nèi)地下水的飽和程度及對水資源的開發(fā)、利用程度有關(guān)，而后兩項(xiàng)影響在水文計(jì)算中并沒有反映進(jìn)去。
（2）關(guān)于徑流系數(shù)問題
徑流系數(shù)的選取對洪水流量值的大小有非常大的影響，是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。而目前采用的建成區(qū)的徑流系數(shù)是一種半經(jīng)驗(yàn)取值，是否能比較準(zhǔn)確地反映真實(shí)的產(chǎn)流過程，值得商榷。因?yàn)檫^去通過歷史洪水驗(yàn)證的是以大面積農(nóng)田或小規(guī)模城鎮(zhèn)及散落的村莊為主的下墊面情況，現(xiàn)代化大都市為主的下墊面情況并沒有得到過有效驗(yàn)證，應(yīng)通過多種途徑進(jìn)一步測算、驗(yàn)證。
（3）多元化途徑消納城市洪水
目前，越來越多的人認(rèn)識到，城市雨水通過雨水管道收集后，全部、快速排人河道不是的途徑，也不是一種完全可取的做法。通過多種方法，如綠地、透水路面人滲，小型集雨池、坑、塘收集，乃至大規(guī)模的濕地、滯洪區(qū)收集、滯蓄雨水，可明顯地削減洪峰，減少洪量，也可大大減輕河道的壓力，遏制河道斷面無限制擴(kuò)大的趨勢，收集的雨水也成為寶貴的水資源。有關(guān)雨洪利用的初步法規(guī)已經(jīng)出臺，預(yù)計(jì)今后若干年中，雨洪利用的力度會(huì)越來越大。
綜合考慮以上因素，洪水流量有可能減小，對河道斷面、糙率的要求有可能降低，治河措施施展的余地可能會(huì)更大。
一、什么是生態(tài)治河
所謂生態(tài)，就是指有生命的，適合生存的狀態(tài)，這種狀態(tài)既要適合人類的生存，也必須保持動(dòng)物、植物的多樣性。人類與多種動(dòng)物、植物互相依存，才可能呈現(xiàn)一種生機(jī)勃勃的景象。而任何人造的生硬、呆板的環(huán)境，都不可能實(shí)現(xiàn)這種生物的多樣性，其生命力是有限的。對于河流來說，要提供這樣一種生態(tài)環(huán)境，其水流必須是清潔的，這是保證動(dòng)植物生存的基本條件；其流勢必須是自然的，蜿蜒曲折，既有淺灘，也有深潭，時(shí)快時(shí)慢，時(shí)動(dòng)時(shí)靜；河中要有供植物扎根的土壤，河岸要?jiǎng)?chuàng)造保持空氣、水分流通、交換的利于植物生長的環(huán)境。同時(shí)這種多生物形態(tài)的河道必須能夠抵御洪水的沖刷，完全沒有防護(hù)功能的天然河道亦不能滿足要求。根據(jù)這些思想，我們必須對那些已變成臭水溝、垃圾場、排水渠的城市河道進(jìn)行第二次改造，使其回歸自然，重新發(fā)揮其在城市總體生態(tài)環(huán)境中不可替代的作用。隨著人們環(huán)境意識的不斷提高，城市污水治理步伐不斷加快，也為生態(tài)治河的實(shí)踐提供了基本保證。
近年來，北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院在生態(tài)治河的思想轉(zhuǎn)變和設(shè)計(jì)實(shí)踐中進(jìn)行了艱苦的探索，將昆玉河、長河、清河、轉(zhuǎn)河等一項(xiàng)項(xiàng)治河成果呈交給廣大北京市民。但分析評價(jià)這些成果，總感到還存在一些不足，距生態(tài)治河的標(biāo)準(zhǔn)還有一定的距離。昆玉河是供水渠道，與河道的設(shè)計(jì)思路是不可能完全一致的，盡管我們已經(jīng)充分地挖掘了其景觀功能和旅游功能，但是在北京嚴(yán)重缺水的今天，還是更多地強(qiáng)調(diào)了渠道的防滲功能和供水功能，追求以最小的斷面通過的流量，采用了混凝土、石料對渠道全面進(jìn)行護(hù)砌，而整齊劃一的石欄桿更使渠道顯得單調(diào)?；蛟S待南水北調(diào)之水進(jìn)京，北京的水資源危機(jī)得到根本緩解之后，我們可以將這種人工運(yùn)河渠道改造得更加豐富多彩。清河治理中更多地貫徹了以人為本的思想，設(shè)計(jì)了鄰近水面的人行道，漂亮的橋梁和閘房，使原來沿河臟、亂、差的環(huán)境得到了徹底改觀，為沿河居民提供了一個(gè)很好的休閑場所，也與鄰河而過的五環(huán)路相得益彰。但清河治理中更多強(qiáng)調(diào)了防洪功能，所以河道筆直、順暢，混凝土護(hù)砌光滑、平整，特別是由于河水沒有徹底還清，不能經(jīng)常保持高水位蓄水，大量外露的混凝土護(hù)砌視覺效果差，容易形成熱島效應(yīng)，其生態(tài)環(huán)境也必然是脆弱的?？傮w上來說，仍然是一條人工渠道，而不是天然河道。轉(zhuǎn)河整治邁出了更大的步伐，在狹窄的空間更多地采用生態(tài)治河的方法，創(chuàng)造了一個(gè)更為豐富多彩的河道景觀，為市民創(chuàng)造了一個(gè)非常優(yōu)美的環(huán)境，受到了廣泛的好評。但其缺陷在于場地過于狹窄，周邊約束條件太多，承載的期望內(nèi)容過多、過高，因此，人工雕琢的痕跡較濃，還不是真正意義上的生態(tài)河道。而即將開工建設(shè)的涼水河，河道長，周邊場地更加開闊，為設(shè)計(jì)人員施展才華提供了更為廣闊的舞臺，我們相信，涼水河的整治、改造會(huì)向生態(tài)治河的目標(biāo)大大地邁進(jìn)。
二、對現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)的看法
北京市河道現(xiàn)行的防洪標(biāo)準(zhǔn)一般為20年一遇，洪水位不淹沒主要雨水管內(nèi)頂，50年一遇或100年一遇洪水校核，河堤及橋梁要高于該水位一定的距離。規(guī)劃部門對規(guī)劃洪水流量的確定，主要是選擇一定的水平年，根據(jù)下墊面的情況，選用一定的徑流系數(shù)，采用多點(diǎn)匯流法進(jìn)行計(jì)算。該方法計(jì)算成果曾用歷史洪水進(jìn)行過復(fù)核，從20世紀(jì)90年代初確定采用該方法，至今已10多年了，因城市化進(jìn)程的影響，引起下墊面情況的
變化，計(jì)算的同頻率洪水流量，均較原采用成果增加了許多，一般要增大30%～60％，有的甚至翻倍，并有逐年不斷增長的趨勢。為了保證排水通暢，要求河道斷面不斷擴(kuò)大，河底不斷挖深，規(guī)劃水位不得抬高。這對于寸土寸金的北京城市來說，難度相當(dāng)大。由于河邊建筑已經(jīng)建成，河道上口不可能無限加大，只能在減小糙率、變陡邊坡上做文章，因此，混凝土襯砌似乎成了河道治理的首選。緩坡改為陡坡或直墻，給城市河道的治理工作造成了很大的壓力和束縛，對生態(tài)治河理念也提出了很大的挑戰(zhàn)。根據(jù)多年治河工作的體會(huì)，感到其中有一些問題值得研究和商榷。
（1）水文系列及計(jì)算方法問題
目前采用的水文系列一般是到20世紀(jì)80年代的，近20多年的成果沒有計(jì)算進(jìn)去，而近20多年又多是干旱年份，雖較整個(gè)水文系列來說，時(shí)段比較短，但對整個(gè)水文成果是否會(huì)產(chǎn)生一定影響，應(yīng)通過多種方法驗(yàn)算來回答。北京目前出現(xiàn)多條河流整治二三十年，甚至40多年，從來沒有發(fā)生過較大的洪水，而目前防洪標(biāo)準(zhǔn)仍不達(dá)標(biāo)，還要繼續(xù)擴(kuò)大、疏挖，人們不禁對洪水的理論計(jì)算值產(chǎn)生懷疑。看來，洪水流量不僅與降雨有關(guān)，還與流域內(nèi)地下水的飽和程度及對水資源的開發(fā)、利用程度有關(guān)，而后兩項(xiàng)影響在水文計(jì)算中并沒有反映進(jìn)去。
（2）關(guān)于徑流系數(shù)問題
徑流系數(shù)的選取對洪水流量值的大小有非常大的影響，是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。而目前采用的建成區(qū)的徑流系數(shù)是一種半經(jīng)驗(yàn)取值，是否能比較準(zhǔn)確地反映真實(shí)的產(chǎn)流過程，值得商榷。因?yàn)檫^去通過歷史洪水驗(yàn)證的是以大面積農(nóng)田或小規(guī)模城鎮(zhèn)及散落的村莊為主的下墊面情況，現(xiàn)代化大都市為主的下墊面情況并沒有得到過有效驗(yàn)證，應(yīng)通過多種途徑進(jìn)一步測算、驗(yàn)證。
（3）多元化途徑消納城市洪水
目前，越來越多的人認(rèn)識到，城市雨水通過雨水管道收集后，全部、快速排人河道不是的途徑，也不是一種完全可取的做法。通過多種方法，如綠地、透水路面人滲，小型集雨池、坑、塘收集，乃至大規(guī)模的濕地、滯洪區(qū)收集、滯蓄雨水，可明顯地削減洪峰，減少洪量，也可大大減輕河道的壓力，遏制河道斷面無限制擴(kuò)大的趨勢，收集的雨水也成為寶貴的水資源。有關(guān)雨洪利用的初步法規(guī)已經(jīng)出臺，預(yù)計(jì)今后若干年中，雨洪利用的力度會(huì)越來越大。
綜合考慮以上因素，洪水流量有可能減小，對河道斷面、糙率的要求有可能降低，治河措施施展的余地可能會(huì)更大。