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新刊出炉 | 2019年第4期“流域治理与生态修复”

景观设计学 2019-09-17 来源:景观中国网
原创
流域治理现状及举措分析

《景观设计学》

2019年第4期

040 | 流域治理与生态修复

Watershed Management and 

Ecological Restoration


主编寄语 | 论文 | 观点与评论 | 主题实践 | 探索与过程


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伴随着社会经济的飞速发展,人类过度开发水资源的问题日益严峻,造成流域环境剧烈变化。理解流域环境与社会经济变迁及流域景观特征是流域治理的关键,实施生态保护与生态修复更是迫在眉睫。


继2017年“水系统协同设计”(Symbiotic Water System)主题及2018年“传统智慧与生态修复”(Traditional Wisdom and Ecological Restoration)主题之后,《景观设计学》再次聚焦水生态相关主题,以期从以下角度进行探讨:1)人类活动与城镇开发背景下,流域水资源与水循环、土地利用与土地覆盖及空间格局的演变过程与特征;2)流域生物多样性与景观的综合调查与评价;3)跨尺度和多目标情境下的流域综合治理体系(包括工程体系和非工程体系);4)流域治理效果的综合评估与优化。基于此,“流域治理与生态修复”一期希望从对顶层设计的理解出发,对流域的发展规律进行识别,鼓励让自然做工,人工适度干预,探索多学科、多行业协作下的生态修复方案



流域问题识别


1 水安全隐患


20万年来,一个接一个的绿洲文明相继消失,一拨又一拨的绿洲占有者最后都从这里(欧拉绿洲)神秘离去——对流域内有限水资源的滥用导致绿洲的承载力不断下降,并形成了恶性循环;最终,人和自然之间的微妙平衡被打破,人类不得不迁徙他方另谋生路。

主编寄语 俞孔坚 /

欧拉绿洲与消失的文明


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沙特阿拉伯欧拉古城。这座曾经的地区政治和经济中心,如今只留下戈壁荒滩上的一片废墟。如何修复和管理流域,才能使绿洲持续充满生机? © 俞孔坚


在调研了全国几十个河流治理项目之后,笔者发现,中国的流域普遍存在以下问题:1)河流水质差,点源和面源(特别是农业面源)污染严重;2)自然河流逐渐被改造为以防洪排涝为主的水利工程;3)河流的生态基流保障程度低;4)河道及泛洪平原内存在基本农田;5)河流的生态廊道功能脆弱;6)河流防洪标准普遍偏低,与规范要求存在一定距离;7)众多沿河、沿海滩涂被开发,流域内的湿地逐渐减少。

观点与评论 张莉 /

国土空间规划下的流域生态规划思考


工业化和城镇化的快速发展在提升人民物质生活水平的同时,也带来了日益严峻的环境问题。目前长江流域生态的恶化加剧了水体污染,同时造成了水质性缺水,使得水资源短缺问题愈加严重。

观点与评论 赵峰 /

创新体制机制,共抓长江大保护


近年来,黄河下游频繁断流,严重破坏了生态平衡,使得水环境状况进一步恶化。湿地生态系统斑块的廊道连通性和生态完整性遭到破坏。此外,目前黄河下游两岸多为人工种植的农田和林地,种植结构单一,极大地限制了生态系统服务功能的多样性

主题实践 Philip ENQUIST,周茵樱,Drew WENSLEY,Alan LEWIS /

黄河国家湿地公园济南区段生态规划实践


(越南承天顺化地区)水力发电与水产养殖、农业种植和洪涝治理活动之间存在难以调和的矛盾,多种密集型生产活动之间的用水协调问题依然是当地面临的一大挑战。此外,大型水库还面临着山体滑坡和漏水问题。与此同时,上游居民被迫适应新的生产生活方式,极大地削弱了他们对水源地的管理和保护能力。长期的系统性造林伐林活动损害了生态系统,加剧了水土流失、山体滑坡和其他水文灾害。

论文 Bruno De MEULDER, Kelly SHANNON /

越南承天顺化地区的人-水共生历史、现状与未来


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越南承天顺化省的水系由众多高度硬质化、错综复杂的流域和子流域组成,这些硬化工程始于阮氏王朝,直到今日,仍有大型水坝群大兴土木。 © RUA drawing based on information from Department of Construction Thua Thien Hue, 2019


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由于海平面上升和内涝问题,未来几年研究区域内预计将发生严重的洪灾。 © RUA drawing based on information from Department of Construction Thua Thien Hue, 2019


(深汕特别合作区)淡水供需矛盾突出,可持续利用面临挑战。区域水系发达且比降大汇流快,洪涝潮灾害频发现状防洪基础设施整体薄弱,难以抵御汛期暴雨洪水的侵袭。随着合作区发展的加速,用地矛盾进一步加剧,对自然资源的干扰不可避免,流域生态安全面临严峻考验。

主题实践 李毅,薛菲,景瑞瑛,王燕,王健 /

中国深汕特别合作区流域尺度海绵城市水城格局策略研究


当代的基塘景观(珠江三角洲地区)虽然仍保留着部分原本的空间形态,但其中曾经高效的生态循环却已经不复存在。基塘种养结构发生了转变,出现“重养殖,轻种植”及“种养分离”等问题。

探索与过程 田梦晓 /

当代基塘景观的空中观察


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当代扩张的城市边缘已开始侵占基塘景观。© 田梦晓


(长沙市圭塘河)河道上游的渠化河岸切断了流域内地表水与地下水的自然交换,导致河道生态基流难以保障。被污染的雨水、污水处理厂尾水、农业面源污染等直接造成水体黑臭。高硬化率和雨水调蓄空间的丧失也使得城市内涝频发。平直而硬质的河道完全丧失了原本的自然结构,严重影响了生态多样性;拦水坝等设施也阻断了河道的生态连续性

主题实践 刘苑,王润,陆文钦,彭赤焰 /

城市河流社会-经济-自然复合生态系统构建——长沙市圭塘河流域治理与生态修复规划设计


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亟待修复的长沙市圭塘河 © Wasser Hannover GmbH


2 规划统筹不足、责任边界模糊


当前,中国住房与城乡建设部要求各城市针对水系统问题编制排水防涝专项规划、海绵城市专项规划、水系规划等各专项规划,但由于编制时序、管理主体不同等原因,各专项规划又普遍缺乏目标及方案的综合衔接,部分内容甚至出现矛盾冲突,难以系统指导工程实施。

论文 杨正,赵杨,车伍,陈伟,李贞子,俱晨涛 /

新西兰流域综合管理规划概况及对中国实践的启示


国土空间规划中与生态相关联的地表水系统、地下水系统、森林系统、生物多样性系统等的管理分散在水利部、自然资源部、生态环境部等不同部门,导致山、水、林、田、湖、草各个系统未实现协同,有时甚至会发生冲突。

观点与评论 张莉 /

国土空间规划下的流域生态规划思考


城市水质与上游水质情况密切相关,如果忽略流域上下游关系,一味对城市内部水体提出高水质要求,很有可能造成过度投资且收效甚微。每个城市的排水系统与流域水系之间均存在着复杂的相互影响关系,无法在城市内部分割洪与涝的联系并分而治之[1]很多城市水体由于跨越不同行政管辖区域,其管理责任和边界仍需进一步明确。

论文 杨正,赵杨,车伍,陈伟,李贞子,俱晨涛 /

新西兰流域综合管理规划概况及对中国实践的启示


实践中对于生态修复措施的布局常受限于对污染负荷量的考量,即仅布局在污染严重的地区[2]~[4]若该地区涉及两个或以上行政区,这些措施的责任主体将难以落实。

论文 丁洋,赵进勇,彭文启,闫军波,冯健 /

基于控制单元的湖北省小南海湖流域生态修复措施体系及布局分析




流域治理举措


1 基于自然的解决方案


绿洲及滋养绿洲的流域是一个完整的系统,其中的水循环一旦失去平衡,必将使整个系统发生不可逆的恶化,最终导致人与土地和谐关系的破裂。所以,修复水循环是重建人地关系的不二选择

主编寄语 俞孔坚 /

欧拉绿洲与消失的文明


水安全问题实质上是社会综合问题,首先需在理念和行动层面进行全方位、系统性筹划,通过公众教育等途径,引导企业和群众改变生产生活方式,同时完善营商环境,增强企业的环保意愿;而后借助景观规划设计手段实现水环境治理与生态修复;当水体生态恢复到良好的自然状态,就可以进一步开展水资源的科学保护、开发与利用。

观点与评论 赵峰 /

创新体制机制,共抓长江大保护


流域生态规划的核心是构建人与自然和谐相处、不同土地利用类型协同集约开发的流域和山水廊道空间。从以防洪排涝为优先的水环境规划,到生物多样性规划,到兼顾人类游憩和城市发展需求的土地利用规划,再到统筹经济的区域产业规划及旅游规划,通过将这些规划进行叠加,可以整合出生态优先的综合规划。

观点与评论 张莉 /

国土空间规划下的流域生态规划思考


生态环境与经济协调发展已经成为一种越来越广泛的共识。承天顺化省的新型空间发展战略采用了“自然化”的解决方式:将水视为资源,同时确保开发水平与生态环境的自我修复能力相匹配。公园中的人居建设要以品质而非数量为先,对原始森林、沙丘、澙湖、海滩、河流及其流域的管理与满足生活需求并重。

论文 Bruno De MEULDER, Kelly SHANNON /

越南承天顺化地区的人-水共生历史、现状与未来


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拟建的谭江-曹海潟湖公园的运行有赖于环境管理措施的施行。潟湖区包括特定的热点生态修复项目,并整合了生态旅游。© RUA drawing based on information from department of construction thua thien Hue, 2019


通过基于自然的解决方案,设计团队期望重塑圭塘河的自然水循环过程,建立长沙市水生态体系的可持续运行机制。具体措施为:恢复自然河道形态,在实现防洪防涝的同时,保障河道生态基流;结合海绵城市建设和河道改造,优化土地利用和土地覆盖类型;整合生态净化设施,提高污水处理厂排放标准,从而提升河道水质,最终修复流域生态体系。

主题实践 刘苑,王润,陆文钦,彭赤焰 /

城市河流社会-经济-自然复合生态系统构建——长沙市圭塘河流域治理与生态修复规划设计

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井塘海绵城市示范公园效果图 © Wasser Hannover GmbH


针对不同污染源特征,将三级人工湿地工程、自然型湿地工程、清水廊道工程、湖岸缓冲带工程与浅水水生植物带工程等生态修复措施布局在小南海湖流域不同的控制单元上

论文 丁洋,赵进勇,彭文启,闫军波,冯健 /

基于控制单元的湖北省小南海湖流域生态修复措施体系及布局分析

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生态修复措施之一——三级人工湿地工程的空间布局 © 丁洋,阎军波


2 优化体制,推动合作


流域综合管理是一项复杂的系统工程,涉及雨水、污水、供水等综合水系统问题,同时涉及与生态、景观、文化等的衔接,以及跨区域的综合管理机制构建的问题


需要不同专业间打破藩篱、达成共识,形成清晰可行的城市水系统综合目标和技术策略,同时加强与景观、建筑等专业的密切协作,在解决水系统问题的同时,提升城市居民的生活品质。

论文 杨正,赵杨,车伍,陈伟,李贞子,俱晨涛 /

新西兰流域综合管理规划概况及对中国实践的启示


以往的流域环境治理政策、体制、机制存在较多局限,相关激励及约束措施均未能适应生态环保行业的特性。在此背景下,三峡集团应充分发挥市场化运作和可持续发展模式机制探索的作用,协助推动治水模式、价格机制、投资机制、回报机制和建设机制等的更新换代。模式决定治理效果,机制解决可持续问题。


就长江流域的治理与生态修复而言,中央制定的“中央统筹、省负总责、市县抓落实”的管理体制非常必要,这也是当前推动“长江大保护”工作的核心工作机制。

观点与评论 赵峰 /

创新体制机制,共抓长江大保护


黄河国家湿地公园项目突破传统行政区的概念,从国家、区域的层面入手,将整个黄河流域当作一个国家湿地公园。规划强调区域尺度的生态系统的连接,通过各级政府的沟通与合作,由点及面再到区域,形成完整的黄河生态系统廊道。

主题实践 Philip ENQUIST,周茵樱,Drew WENSLEY,Alan LEWIS /

黄河国家湿地公园济南区段生态规划实践


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沿整个黄河沿岸构建连续的黄河国家湿地公园 © SOM


不同于水利基础设施将水从其所在的自然环境中抽离的现状,项目引入了一种多层的包容地域水分的“域”,从自然的雨到植被到层层的地质材料,这为景观的积极介入打开了无限的设计可能性。

探索与过程 何洁茹 / 

在水体中/截获水分:在中国山西省的采矿景观中创造雨

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该图揭示了城市与山体,或是基础设施及其所在环境,如何通过两种截然不同的形态——(可见但被限制的)水所在的“流”和(潜在但更具包容性的)水分代表的“域”——相互关联。© 何洁茹


3 数学模型辅助规划设计


研究土壤和水体评价模型(SWAT模型)与MIKE 21模型进行耦,构建小南海湖流域水环境系统模型。将SWAT模型计算得出的各入湖河流的流量与污染负荷作为边界条件输入MIKE 21模型中,分析水质并定量评估各类生态修复措施对污染物的削减效果。

论文 丁洋,赵进勇,彭文启,闫军波,冯健 /

基于控制单元的湖北省小南海湖流域生态修复措施体系及布局分析

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技术路线图 © 丁洋,阎军波


项目涉及河流水系、城市排水系统及海绵城市体系等多个系统,且需要跨专业协调,相关因素多且复杂,因而设计团队借助数学模型进行研究,探索平衡社会经济发展与流域水环境治理需求的规划设计方案。设计过程中共建立了水系水动力模型、水质模型、排水管网水动力模型,及流域水文模型4个数学模型。

主题实践 刘苑,王润,陆文钦,彭赤焰 /

城市河流社会-经济-自然复合生态系统构建——长沙市圭塘河流域治理与生态修复规划设计

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通过数学模型分析现状并指导设计 © Wasser Hannover GmbH



治理效果评估


研究针对不同污染源特征将各类生态修复措施布局在小南海湖流域不同的控制单元上,分别通过水环境系统模型与水环境容量计算,对生态修复措施效果进行评估。结果表明,在实施本研究所提出的生态修复措施后,小南海湖水质可达地表水Ⅲ类水质标准。

论文 丁洋,赵进勇,彭文启,闫军波,冯健 /

基于控制单元的湖北省小南海湖流域生态修复措施体系及布局分析

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小南海湖流域2016年现状水平下未采取任何措施(方案1)与采取生态修复措施(方案2)后各污染物浓度对比 © 丁洋,阎军波


在景观规划领域,生态系统服务评估通常分为稀缺性评估和综合性评估两类。生态系统服务稀缺性评估是指对生态系统中的不可替代资源(如物种多样性)以及不可逆过程(如土壤形成过程)进行评价。生态系统服务综合性评估是指在景观规划中对各类生态系统服务进行全面评价,通过将不同的服务类型转化为统一的客观标准进行比较或叠加,从而协助诊断问题和支撑决策,辅助规划者制定可持续发展规划的指标体系[5]

论文 李方正,彭丹麓,王博娅 /

生态系统服务研究在景观规划中的应用




目录


主编寄语 

欧拉绿洲与消失的文明 / 俞孔坚


论文 

越南承天顺化地区的人-水共生历史、现状与未来 / Bruno De MEULDER,Kelly SHANNON


新西兰流域综合管理规划概况及对中国实践的启示 / 杨正,赵杨,车伍,陈伟,李贞子,俱晨涛


基于控制单元的湖北省小南海湖流域生态修复措施体系及布局分析 / 丁洋,赵进勇,彭文启,闫军波,冯健


生态系统服务研究在景观规划中的应用 / 李方正,彭丹麓,王博娅


观点与评论 

创新体制机制,共抓长江大保护 / 赵峰


国土空间规划下的流域生态规划思考 / 张莉


主题实践 

黄河国家湿地公园济南区段生态规划实践 / Philip ENQUIST,周茵樱,Drew WENSLEY,Alan LEWIS


中国深汕特别合作区流域尺度海绵城市水城格局策略研究 / 李毅,薛菲,景瑞瑛,王燕,王健


城市河流社会-经济-自然复合生态系统构建——长沙市圭塘河流域治理与生态修复规划设计/ 刘苑,王润,陆文钦,彭赤焰


探索与过程 

水陆之间 / 陆小璇


当代基塘景观的空中观察 / 田梦晓


在水体中/截获水分:在中国山西省的采矿景观中创造雨 / 何洁茹


参考文献

[1] Che, W., Yang, Z., Zhao, Y., & Li, J. (2013). Analysis of Urban Flooding Control and Major and Minor Drainage Systems in China. China Water & Wastewater, 29(16), 13-19. doi:10.3969/ j.issn.1000-4602.2013.16.004

[2] Wang, J. (2012). Research on the Rainstorm Runoff Effect of Mountainous City and Measures of Ecological Reconstruction Based on SWMM (Master’s thesis, Chongqing University, Chongqing, China). Available from CNKI database.

[3] Chang, J. (2017). Evaluation for the effectiveness of best management practices (BMPs) based on SWAT model — A case study of West Tiaoxi Watershed (Master’s thesis, Zhejiang University, Hangzhou, China). Available from CNKI database.

[4] Geng, R., Liang, X., Yin, P., Wang, M., & Zhou, L. (2019). A review: Multi-objective collaborative optimization of best management practices for non-point sources pollution control. Acta Ecologica Sinica, 39(8), 2667-2675. doi:10.5846/stxb201804140860

[5] Daly, H. E., & Cobb, J. B. (1989). For the Common Good: Redirecting the Economy towards Community, the Environment and a Sustainable Future. Boston: Beacon Press.


特别感谢学术召集人赵进勇(中国水利水电科学研究院水环境研究所研究室主任、教授级高级工程师)对本期的贡献


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