案例分析 | 武汉市朱家河生态廊道空间控制标准研究及制定
研究报告/动物/环境
导语:朱家河位于汉口东北部,是府澴河的两条出口河道之一,沿途流经大小南湖、幸福苑和谌家矶,最终汇入长江,全长约8.4公里。现状朱家河承担行洪功能。2003年,武汉市水务局组织编制了《武汉市长江支流府澴河出口河段综合整治工程可行性研究报告》(简称《府澴河可研》),并经湖北省发改委批复。该报告提出对府澴河出口河段新河进行整治改道,朱家河在新河整治后不再承担排洪功能,其功能调整为区域的排水景观渠道。目前府澴河整治已经启动实施,为指导朱家河整治工程的开展,武汉市规划研究院承担了《朱家河综合整治工程规划》编制工作,笔者作为项目负责人,从排水防涝、维持自然生态、景观通航功能三个方面研究了朱家河水面需求宽度,从维持朱家河两侧绿化合适的坡比关系、生态功能、休闲游憩功能三个方面研究了两侧绿化需求宽度。综合水面宽度和绿化宽度,最终确定朱家河生态廊道控制宽度不低于135m,既保证了防洪排涝要求,还能兼顾部分景观和旅游航运功能,同时保护了生物多样性。
作者简介:戴立峰(1986-),男,安徽六安人,硕士,工程师,作为项目负责人或专业负责人参与武汉市内排水专项规划、水环境治理规划、综合管廊规划等各类型项目120余项,具有丰富的工作实践经验,主要参与编制的《武汉市城市污泥处理处置规划》获武汉市优秀城乡规划设计二等奖;《武汉市主城区污水收集与处理专项规划》获全国优秀城乡规划设计三等奖;《武汉市中心城区排水防涝专项规划》获全国优秀城乡规划设计二等奖。
1朱家河功能调整介绍
朱家河流经汉口江岸区谌家矶地区,其形态呈“几”字形,现状府河河道出口经现状朱家河和新河接入长江,朱家河通过小河与新河连通。谌家矶内部民院堤防和长江堤防将谌家矶地区隔离为大南湖、小南湖、幸福苑和谌家矶四片。朱家河现状水系和堤防关系见图1。
图1 朱家河现状水系和堤防关系
根据《府澴河可研》,规划扩挖新河河道,满足府河出口行洪需要。沿谌家矶北新建府河新堤,与现状的谌家矶北堤、长江干堤、张公堤新城闭合防洪保护圈,堤防合围区面积总计16.6km2。同时对朱家河两端进行封堵。府河出口经新河入江,朱家河不再承担行洪功能,其功能调整为谌家矶地区城市排水景观内河。府河新堤建设平面见图2。
图2 府河新堤建设平面图
2规划标准论证
2.1 防洪论证
湖北省发改委批复的府澴河出口防洪标准(堤防设计水位)为以下三种组合的水位最高值:(1)武汉关1954年最高洪水位遭遇内河5年一遇流量 ;(2)武汉关30年一遇最高三日平均水位与内河50年一遇洪峰流量 ;(3)武汉关50年一遇最高三日平均水位与内河30年一遇洪峰流量 。
根据《府澴河可研》对新河和新堤改造前后水动力模拟,新河扩挖后,在设计年洪水工况下,府澴河沿线洪水位较新河改造前略有降低,即新河改造不会降低府澴河出口的行洪能力。防洪问题得到保障后,朱家河功能可以调整成为城市内河。新河整治前后在三种设计组合下的最高计算水位比较见表1。
表1 新河整治前后在三种设计组合下的最高计算水位对比一览表 (单位:m)
桩号 |
115+900 |
0+490 |
8+460 |
8+980 |
地点 |
岱山桥 |
新河入口 |
新河大桥 |
入江口 |
整治前水位 |
28.05 |
27.93 |
27.47 |
27.43 |
整治后水位 |
28.02 |
27.90 |
27.47 |
27.43 |
朱家河整治后具有城市排水防涝,旅游航运、生态景观等功能,不同的功能对其宽度需求也不同。
(1)排水防涝需求对水面宽度的要求
武汉市为特大城市,朱家河汇水区防涝标准为有效应对不低于100年一遇暴雨(日降雨量344mm)。规划新建朱家河明渠出口泵站(朱家河泵站),规模为80m3/s,汇水面积为10.3km2。新建四季港出口泵站(北堤泵站),设计流量为35m3/s,汇水范围为6.3km2。上述泵站设计重现期为5年一遇。朱家河雨水系统见图3。
图3 朱家河雨水系统
规划利用SWMM模型对谌家矶地区排水规划管渠及闸站进行模拟校核。系统设施规划规模满足排涝目标(见图4、5)。
图4 模型模拟界面
图5 100年一遇暴雨朱家河沿线水位线
为满足排水流量要求,朱家河水面宽度为10~50m,排渍设计水深2m,对应水域面积约25.2ha,均宽30m。
(2)旅游航运对水面宽度的要求
朱家河规划同时承担旅游航运功能,规划航运等级为七级,根据《内河通航标准》(GB50139—2014)相关参数(见表2),按航道边坡1:3,水深1.5米推算,水面宽度不应小于:16+2×1.5×3=25m 。因此朱家河宽度不应低于25m。
表2 航道参数(单位:m)
航道等级 |
双线底宽 |
水深 |
弯曲半径 |
净空 |
七级 |
16 |
1.5 |
110 |
3.5 |
(3)维持朱家河自然河道特征的水面宽度要求
①现状河道断面及水位变化特点(见图6~9):河道有深槽,河底高程在8.3~10.7m之间;水位的季节性变化明显,波动范围在12~27m左右。
图6 不同洪水位情况下朱家河水面宽度变化
图7 朱家河、小河水位与水域面积关系图
图8 枯水期朱家河航拍
图9 丰水期朱家河航拍
②规划水位条件下朱家河水面面积及平均宽度(见表3) :为满足该地区排水和水上旅游需要,朱家河暴雨时平均排涝水位为17m,非暴雨时段水位为16m(景观水位);在水位为16m时,相应朱家河河面均宽80米,小河河面均宽40m,总水面面积为62.4ha;按朱家河和小河总长8.4km计算,对应62.4ha水面的平均宽度为74.3m。
表3 朱家河水位与水域面积、水域宽度
(4)朱家河水面宽度标准
不同功能需求下朱家河水面宽度、面积的关系见表4。为满足朱家河的综合功能需求,对比上述分析取值,水域的适宜面积应控制在62.4ha左右,对应的水面均宽约75m。
表4 不同功能需求下朱家河水面宽度、面积的关系
功能需求 |
水面平均宽度(m) |
水域面积(ha) |
排水防涝 |
30 |
25.2 |
旅游通航 |
25 |
20.5 |
维持自然 |
74.3 |
62.4 |
(1)基于水岸高差和适宜坡度的绿化宽度要求
按照公园设计规范,人力剪草机修剪的草坪坡度不应大于25%。按照《城市用地竖向规划规范》(CJJ 83—99),城市建设用地最大坡度不应超过25%。基于水土保持,15°~25°坡面就必须采取措施防治水土流失,25°为《水土保持法》规定的开荒限制坡度。15°坡面对应26.8%的坡比。因此,在不考虑分层设置挡土墙的自然竖向布局方式下,地面坡度按25%考虑。
考虑绿道宽度6m,在水面高程16m、顺接城市地面高程为21~22m时,推算绿化带宽度应为:B=6+{(21~22)-16}/25%=26~30m。
(2)生态功能对绿化宽度的需求
绿化宽度低于12m,生态效应趋于零;12~30m,生态效应较差;30~60m,能有效提高生境多样性、控制水土流失、过滤污染物。从生态视角,建议廊道宽度不宜低于30m(见表5)。
表5 不同生态绿化宽度的生物多样性
生态绿化宽度 |
生物多样性 |
3~12m |
草本植物和鸟类的物种多样性之间相关性接近于零; 满足保护无脊椎动物种群的功能。 |
12~30m |
能够包含草本植物和鸟类多数的边缘种,但多样性较低; 满足鸟类迁移的需求;保护无脊椎动物种群;保护鱼类、小型哺乳动物。 |
30~60m |
含有较多草本植物和鸟类边缘种;基本满足动植物迁移和传播以及生物多样性保护的功能;可以截获流向河流的50%以上沉积物;控制氮、磷和养分的流失。 |
60~100m |
草本植物和鸟类可具有较大的多样性和较多内部种;满足动植物迁移和传播以及生物多样性保护的功能;满足许多乔木种群存活。 |
(3)休闲游憩功能对绿化宽度的需求
30m绿化带(见图10):承载滨水绿带、标准绿道和景观绿化功能,可供活动空间的较少,多为短暂停留、通行等,公众参与度一般。
图10 30m绿化带断面
30~60m绿化带(见图11):可供活动空间较大;市民能够进行的活动内容较多,可进行游憩及部分小活动;公众参与度较高。
图11 30~60m绿化带断面
60m以上绿化带(见图12):可供活动空间大;市民能够进行的活动内容丰富,可长时间停留,游憩及进行大型活动;公众参与度高。
图12 60m以上绿化带断面
(4)绿化及朱家河生态廊道宽度标准
为满足生态景观功能,同时增加足够的亲水游憩空间,规划朱家河单侧绿化廊道宽度按不低于30m控制,局部景观节点单侧绿化宽度拓宽至60m以上。水面均宽75m,朱家河生态廊道标准段宽度控制不低于135m。
3结论
①城市内河空间控制标准应根据其承担的功能确定。
②内河水面宽度应首先满足排水防涝标准,部分河道应兼顾景观和旅游航运功能;其次在改造时,应遵循城市内河水域面积不减少的基本原则。
③河道两侧绿化宽度应满足景观需求的同时,应适当考虑对生物多样性的保护。
本文刊登于《中国给水排水》2018年24期: 武汉市朱家河生态廊道空间控制标准研究及制定,作者:武汉市规划研究院戴立峰、陈雄志、杜遂、张庆军
该文标准引用格式:
戴立峰, 陈雄志,杜遂,等.武汉市朱家河生态廊道空间控制标准研究及制定[J] .中国给水排水,2018,34(24):43-46.
Dai Lifeng,ChenXiongzhi,Du Sui,et al.Research and formulation of spatial control standard of Zhujiahe ecological corridor in Wuhan[J]. China Water & Wastewater,2018,34(24):43-46 (in Chinese).
编辑:丁彩娟
制作:文凯