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长三角示范区跨界湖泊滨水空间生态修复实践

2022-11-07季永兴施皓毛永清陆扬施震余

长江技术经济 2022年5期

季永兴 施皓 毛永清 陆扬 施震余

摘 要:在分析国内外著名湖区特点基础上,以长三角生态绿色一体化发展示范区核心位置的元荡为例,分析其资源现状,提出了生态岸线贯通、滨水空间重塑、水生态修复、多功能植入相结合的滨水空间更新改造设计思路,并研究了满足生态、经济、防洪、用地、景观等多种功能的滨湖整治范围与标准,确定了“一环、六湾、多点”总体空间布局和分区功能定位。针对苏沪交界的先期启动示范段,介绍了生态岸线贯通及滨水空间塑造主要技术措施及实践效果,以便为示范区其他滨水空间更新改造及国内外同类工程提供参考。

关键词:生态岸线贯通;滨水空间;水生态修复;元荡;生态绿色发展;一体化示范区

中图法分类号:TV213;X52                                   文献标志码:A

长三角生态绿色一体化发展示范区横跨上海、江苏、浙江3个省市,面积约2 400 km2,示范区内重要的跨省界湖泊有汾湖、淀山湖、元荡、长白荡等。《长三角生态绿色一体化发展示范区规划纲要》中提出,要以跨界的太浦河、汾湖、淀山湖、元荡等“一河三湖”为重点,加强生态环境综合治理,构建优美和谐生态空间,建设文化生态湖区。因此,有关部门提出先期启动位于示范区核心位置,苏沪共属的跨界湖泊——元荡的生态岸线综合治理,以期起到引领示范区跨界湖泊治理的作用。

对照国内外日内瓦湖(Lake Geneva)、博登湖(Lake Bodensee)、苏黎世湖(Lake Zurich)等生态湖区发现,要建设世界著名文化生态湖区,不仅要使湖泊水体有良好的水生态环境,还要完善提升滨湖空间多种功能。研究表明,湖滨空间及湖滨缓冲带不仅可以拦截入湖污染物,修复与改善湖体水环境,提升水体自净能力[1-5],还可以满足居民亲水、休闲活动等其他功能[6]。元荡,以环湖第一条市政路为防洪堤(相当于堤路结合),临湖护岸绝大部分为混凝土或浆砌石结构,生态性不足;临湖护岸至第一条市政路为滨湖空间,被许多企业、住宅占据,开放程度不够,不利于实现城市可持续发展[2]。为此,笔者在分析国际著名湖区滨水岸线特点和共性基础上,提出了在实现岸线全面贯通基础上,再实施滨水生态修复和空间更新提升。采用滨水生态修复和“还岸于民”空间更新相结合设计理念,以水利工程的水系生态修复、护岸生态景观改造、防汛通道贯通整治为基础,融入湿地、景观、文化、休闲、运动等其他功能,将水利、生态、景观、交通、旅游等专业相结合,先贯通与修复,再逐步提升,最终建设为著名文化湖区。

1 案例借鉴及意义

1.1 著名湖区环湖空间及发展状况

文化生态湖区在国际上较有名的有日内瓦湖[11-12]、博登湖[13]、苏黎世湖[13]、琵琶湖[14],国内有武汉东湖[2,15]、杭州西湖[16]等。他们有的是自然形成,有的是人工建设,但环湖都有通畅的综合交通串联旅游资源,对周边城市的发展起到了促进作用。

日内瓦湖为瑞士与法国共有的湖泊,面积约581 km2,是欧洲阿尔卑斯山区最大的湖泊,也是世界级风景名胜及疗养圣地[11]。环湖通畅的综合交通串联旅游资源,联动区域发展。湖区是中欧地区最大的饮用水水源地,实施严格的生态保障体制,针对湖区、景区、城市和村镇都有相应的生态环境保护措施和规定。环湖城镇各自选择不同的旅游产业发展重点,包括会展、运动、艺术、文化、旅游和度假,多组团、多功能的城镇相连共同构成综合性世界湖区、无边界的国际旅游目的地[12]。

博登湖位于瑞士、奥地利和德国三国交界处,面积约536 km2,是西歐最大边境湖之一[13]。环湖以湖镇联动方式,结合已有古城镇、特色建筑,将周边城镇囊括进湖泊度假区整体开发,并以火车、汽车、渡轮、自驾等多样游览方式形成便捷环湖交通,沿路有花岛、古城、教堂、城堡、田林、自然山景。以旅游业为主导,集聚环境技术、包装技术、纳米技术、健康医疗、航空航天、生物技术、食品工业、汽车零部件制造以及教育与培训等十大产业。

武汉东湖位于武汉中心城区,面积约33 km2,为中国水域面积最为广阔的城中湖[15]。东湖是以大型自然湖泊为核心,以湖光山色为特色,集旅游观光、休闲度假、科普教育为主要功能的旅游景区。环湖建有长约102 km的绿道,串联磨山、听涛、落雁、渔光、喻家湖五大景区,实现“世界级慢生活”城区[2]。

杭州西湖位于杭州市西湖区,面积约6.4 km2,是我国唯一一个湖泊类世界文化遗产。环湖通过西湖隧道及滨湖区域白堤、苏堤、杨公堤,以及多个步行交通通道,实现了慢行交通的贯通,并实现“人—城—湖”三者互动观望[16]。

1.2 借鉴意义

以上著名湖区除各有特点外,还有许多共同的特点:一是环湖岸线贯通,有便捷的交通设施;二是生态环境良好,湖泊为城市提供生态功能;三是多元化产业综合开发,包括会展、运动、文化、艺术、医养、旅游等;四是沿湖系统规划,城湖联动并整体开发;五是结合周边资源,打造特色旅游产品;六是实施保护性开发,加强经营管理。因此,位于长三角一体化示范区的淀山湖、元荡、汾湖等湖群建设,要借鉴滨水空间主要元素,如环湖交通、提升环境、城湖联动、绿色产业、特色旅游、保护性开发等,分步实施和提升。

2 研究对象现状

2.1 自然资源现状

元荡是淀山湖的一个子湖,总面积12.90 km2,分属江苏与上海,其中江苏吴江境内面积为9.93 km2,上海市境内面积为2.97 km2。元荡原为天然湖泊,湖泊周围无堤防。随着人类活动频繁,为满足生产、生活需要,在湖泊周围局部段逐步兴建圩堤。特别是上世纪50年代以后,吴江市有关部门为解决水患采取了一系列措施,至上世纪80年代湖泊形状基本确定。目前,环湖岸线总长23 km,其中江苏段(吴江)16.8 km,上海段(青浦)6.2 km。元荡进湖河道10条,分别为吴家村河、新泽港、东二图、东城港、东寿港、小荡湾、杨树港、南鹰港、八荡河和南角港等;出湖河道3条,分别为夹港里、北府港和高河田。

采用1958年至今的水文数据分析,元荡多年平均水位为2.59 m,历史最高水位为3.99 m,出现于2021年7月27日;历年最低水位1.74 m,出现于1963年8月22日。20年一遇水位为3.73 m,100年一遇水位为3.98 m。2018年8月~2019年11月水质监测数据显示,元荡水体氨氮、高锰酸盐指数和总磷达到地表水Ⅲ~Ⅳ类水标准,总氮超过湖库Ⅴ类水标准(见图1),总磷在夏季超过湖库Ⅳ类水标准(见图2)。主要污染源来自周边工厂废水排放、农业面源污染、居民生活污水排放及湖泊中的围网养殖。湖区部分岸段湖面多有漂浮物,水体视觉感觉不佳。

2.2 滨水空间现状

元荡环湖岸线形态丰富,湖、湾、河、池、湿地等多种形态交织。湖区东西部多为林地、农田、水系及湖泊,腹地乔木葱郁,田地众多;南北部沿岸分布有产业、居住配套、旅游等(见图3)。现状环湖滨水空间低水平、分散化发展现象严重,且被非公共游憩设施占用较多,环湖无滨湖道路,湖区可进入性差,沟通联系性弱。同时,观景设施缺乏,游憩空间品质较差,公共服务等配套设施不足,滨水活动单一、停留空间体验差。环湖现状护岸结构多为浆砌块石结构,为上世纪90年代上海市西部防洪工程时期所建,因长期受风浪冲蚀及暴雨作用等因素影响,沿岸堤防局部时有毁坏或坍塌现象,存在安全隐患。由于进行了硬质化、直立化工程建设,造成岸边至水向约30 m范围内水深相对一致,环境条件单一化,过于平缓的基底难以形成水生植物的多样性,同时因水深、风浪大,水生植物均难以生存。

3 滨水空间更新策略及标准

3.1 更新改造技术路径及目标

城市湖泊的滨水空间是城市公共空间的重要组成部分,提高其开放性和可进入性有利于实现城市可持续发展[2]。参照世界多个湖泊建设经验,结合元荡环湖现状,认为元荡的滨水空间更新建设需要分步分期实现目标。首先,打开滨湖空间,清退违建设施,恢复湖滨空间的公共属性;其次,更新滨水空间,丰富湖岸形态,修复湖滨生态系统和提升湖体自净能力;第三,布置生态绿道,连接城市空间,形成环湖交通脉络;第四,植入历史文化,策划活动项目,发展特色旅游产业。最终,形成集贯通、生态、防洪、景观为一体的元荡湿地公园,达到《长三角生态绿色一体化发展示范区总体方案》提出的建设世界著名文化生态湖区的要求。

3.2 环湖功能总体定位及分区

对滨水区的更新改造不能仅针对环境整治与景观美化,还应从城市功能结构调整的角度研究如何进行城市滨水区开发建设,使之带动城市乃至区域经济发展[17]。元荡环湖历经围湖养殖、湖滨开发等人类活动,形成了六个大小不等的湖湾,也造就了元荡丰富的岸线形态。沿湖分布不同的景观和产业特色集群,西部及西南部主要为现代乡村,北部主要为新开发的别墅商品住宅,东北部为江南书院景区,南部及东南部主要为林地和鱼塘。根据元荡现状环湖岸线功能特点、腹地用地性质,笔者提出了“一环、六湾、多点”元荡总体空间布局(见图4)。“一环”,即元荡环湖生态贯通岸线,以环湖岸线贯通为核心,构建“一环、三道”环湖休闲通道,并将现有护岸进行生态化改造,滨湖设置满足“漫步、跑步、骑行”等多重功能的亲水休闲慢行系统;“六湾”,即以既有湖湾为基础,结合湖滨腹地风貌及景观定位,形成六大主题湖湾区,分别为“田园生态湾、水乡乐活湾、智慧门户湾、醉美郊野湾、诗画江南湾、生态休闲湾”;“多点”,即重点打造多个关键景观节点。通过环湖生态岸线串联六大湖湾和景观节点,最终形成“林水田湖一体,产城农游统筹”的格局(见图5)。

3.3 防洪标准及更新改造范围

由于历史的原因,元荡环湖以第一条市政路作为防洪堤,湖岸至第一条市政(交通)路有宽度不等的空间,地面高程约为3.5~4.2 m,其间有企业、村庄、商品房、公共设施和农田。环湖岸线贯通既满足滨水岸线生态修复和交通要求,还要满足一定的防洪要求和滨水空间营造要求。如果考虑生态贯通岸线与规划的防洪堤防,根据防御100年一遇洪水要求,考慮波浪爬高和安全超高后,元荡的岸线顶高程约5.50 m。过高的堤防会遮挡临湖视线,景观效果极差,笔者建议生态岸线贯通不与规划的防洪堤防结合,而是利用环湖第一条市政(交通)路作为防洪,生态贯通岸线只需满足保护其至第一条市政(交通)路的设施和人口安全,设计岸线贯通的水位标准可以降低至10~20年一遇,护岸顶高程约为4.2 m。即使发生历史最高水位3.99 m的情况,仅在发生大风大浪时有波浪越过护岸,但不会造成大面积洪水淹没风险。

滨水空间塑造的宽度则需要考虑多种因素。首先,示范区内很大一部分水域,包括元荡、淀山湖、太浦河等,均位于黄浦江上游饮用水水源保护区内。其中,元荡被列为二级饮用水水源保护区,其保护范围的陆域边界为沪渝高速(G50)。其次,《太湖流域淀山湖岸线利用管理规划》及《上海市河道蓝线规划》明确元荡、淀山湖的河岸线以外30 m为湖泊陆域控制范围[18]。第三,相关学者研究表明,滨湖岸线的生态性可以修复与改善湖体水环境[3-6],一定范围的滨水生态带对拦截入湖污染有较大作用[7-9],100 m宽度河岸缓冲区是影响高度城市化流域水质的最有效缓冲区[7]。第四,还需要考虑征地投资和实施可行性。综合各方面因素,笔者向有关部门建议元荡岸线的整治范围为河岸线以外80 m至第一条市政路为生态岸线贯通整治范围,河岸线至湖体内50 m作为湖滨生态湿地构建范围。

4 实践及效果

为展示近期一体化工作成果,体现生态绿色发展理念,有关部门选择了元荡沪苏交界段作为先期启动示范段(见图6),在元荡总体设计方案基础上深化、细化成实施方案。经投资、进度和实施可行性比较,最终确定江苏与上海各以3 km岸线作为先期启动示范段。

4.1 基于总体定位的示范段主题确定

示范段区域位于苏沪交界,是沪苏高铁、G50高速、东航路(江苏称“康力大道”)等入沪门户,毗邻未来示范区核心位置“水乡客厅”,以元荡和雪落漾相连的通道为界,西侧归属江苏,东侧归属上海。根据总体方案确定的原则,防洪以第一条市政路东航路为主,湖岸至市政路的空间范围较宽,大于80 m,所以湖岸单独设置护岸设施。考虑征地和投资因素,环湖生态岸线贯通以沿湖80 m范围为限,但考虑湖岸至G50高速区域为二级水源保护区,未来不会有任何建设项目,且该范围生态环境较差,急需提升,因此,滨水空间塑造和更新将湖岸至G50高速的范围作为一个整体设计。该区域总面积约1.33 km2,现状土地利用性质主要为林地、农用地和鱼塘,其中西侧近元荡侧主要为鱼塘,东侧主要为林地。

根据环湖滨水空间总体功能及分区定位,笔者提出了示范段以“醉美郊野”为设计主题,在现有地形和郊野风貌基础上,通过适当梳理和提升,打造“风景森林、生态湿地、观赏港湾、艺术农田、休闲体验”等特色风貌区,并多点植入水上游览、湖景观赏、森林氧吧、艺术农田、亲子垂钓等体现休闲生活的活动,形成元荡门户景观带(见图7)。由于元荡为上海区域水系的上游,元荡的水质直接关系上海区域的水环境,示范段范围内规划有两条河流直接从元荡引水,因此,笔者提出了利用滨水空间塑造近岸湿地,并利用既有鱼塘更新改造为湿地,一方面打造层次丰富的水体形态,另一方面为下游构建生态净化滤网。

4.2 环湖岸线贯通与多功能植入方案

环湖交通与生态绿道一方面为滨水空间可达性创造条件,另一方面为居民休闲、健身活动提供场所,更重要的是可以串联环湖旅游资源,促进环湖区域联动发展。为此,在临湖设置了由5 m宽跑步道(兼骑行道)和2 m宽漫步道组合的7 m宽滨湖贯通道,以此延伸至东航路、沪青平公路(G318)、G50高速等环湖交通系统,遍布元荡周边腹地,提升元荡滨水空间可达性。

河湖滨水空间视野开阔,是一个最适宜的居民休闲活动开放空间[19],结合现状湖面、湿地、林带、农田、鱼塘,多点植入体现“生产、生态、生活”融合理念和江南水乡文化特色的活动。以退渔还湖为契机,设置湿地栈道和湖滨停泊码头,植入水上游览和湖景观赏活动;将农田改造為艺术农田,将鱼塘提升为亲自垂钓,植入湖滨休闲娱乐功能;在现状林带内设置林中步道和休憩设施,将林带更新改造为森林氧吧和林中漫步场所;环湖贯通绿道则可满足居民步行赏湖、骑行体验的功能。

4.3 滨水湿地与生态护岸营建技术

示范段西侧大部分鱼塘是历史围湖养殖遗留,侵占了湖面。若将其全部或部分退渔还湖或还湿,一方面可满足水利部门提出的增加水面面积要求,另一方面可利用湿地提升湖体净化能力。现状湖滨的护岸主要为直立式硬质结构,且近岸水深较大,宽大湖面引起的波浪也较大,所以环湖基本无水生植物生长。为此,笔者提出改造硬质护岸为生态护岸,局部退渔还湖,并在近岸塑造湖底地形,增加滨湖湿地,净化水质,改善水环境。将高程约4.2 m的硬质护岸改造为自然缓坡或抛石护坡,滨水设置高程为3.2 m的亲水步道,其后以缓坡延伸至4.2 m高程跑步道(兼骑行道),其间种植乔、灌、草,拦截环湖入湖污染物。在护岸外侧湖体内近岸50 m左右位置,利用改造护岸拆除下来的块石抛填,形成潜坝,并在潜坝与护岸之间利用疏浚淤泥回填,重塑水下地形至水深小于1.0 m,满足挺水植物生长条件,营造湿地生境,进而丰富滨水生物多样性,提升水体净化能力(见图8、图9)。抬升的水下地形,对风浪有一定消减作用,也能提升生态岸线的安全保障能力。

5 结语

深入分析了国内外多个著名湖区的水体、岸线、资源、生态、土地、产业等特点,总结了这些湖区环湖交通、良好环境、城湖联动、绿色产业、特色旅游、保护性开发等方面的共性特点。结合元荡现状,提出了生态岸线贯通、滨水空间重塑、水生态修复、多功能植入相结合的元荡滨水空间更新改造设计思路,研究了满足生态、经济、防洪、用地、景观等多种功能的滨湖整治范围与标准,确定了“一环、六湾、多点”总体空间布局和分区功能定位。

为尽快为示范区内众多河湖提供借鉴案例,确定毗邻示范区核心位置“水乡客厅”的元荡苏沪交界作为先期启动示范段。基于现状场地地形和郊野风貌,提出了“醉美郊野”设计主题,通过适当梳理和提升,打造“风景森林、生态湿地、观赏港湾、艺术农田、休闲体验”等特色风貌区,并多点植入水上游览、湖景观赏、森林氧吧、艺术农田、亲子垂钓等体现休闲生活的活动,形成元荡门户景观带。

淀山湖、元荡、汾湖都是示范区内省市跨界湖泊,其生态岸线贯通是长三角示范区一体化生态建设的试点项目,由一家设计单位牵头,苏沪双方共同合作,在统一治理标准、统一设计风格后形成“一张总图、一个标准”总体规划方案,彰显了示范区一体化生态建设的机制优势,可以为示范区内同类项目提供参考。

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Practice of Ecological Restoration for Waterfront Space of Transprovincial Lakes in the Demonstration Area of the Yangtze

Ji Yongxing1,2,Shi Hao3,Mao Yongqing4,Lu Yang2,Shi Zhenyu2

(1.Arcplus Group PLC,Shanghai 200041,China;2. Shanghai Water Engineering Design and Research Institute Co.,Ltd.,Shanghai 200061,China;3. East China Architecture Design Institute Co.,Ltd.,Shanghai 200041,China;4. Tus-Design Group Co.,Ltd.,Suzhou 215021,China)

Abstracts:The characteristics of famous lake areas in China and abroad are first analyzed as reference. With Yuandang Lake,which is located in the core of the demonstration area of ecological-friendly development of the Yangtze River Delta,as a case study,we put forward the design idea of renovating and reconstructing waterfront space which integrates ecological shoreline connection,waterfront space remodeling,water ecosystem restoration,and multi-function implantation. We also studied the scope and standard of waterfront renovation to meet the requirements of ecological,economic,flood control,land use,landscape and other functions,and determined the overall spatial layout and functional zoning in “One ring,Six bays,and Multipoints”. We further introduced with emphasis the main technical measures and practice results of ecological shoreline connection and waterfront space construction for the early start-up demonstration segment at the junction of Jiangsu and Shanghai. The research is expected to offer reference for other waterfront space renovation in the demonstration area and similar projects both in China and abroad.

Key Words:ecological shoreline connection;waterfront space;water ecosystem restoration;Yuandang Lake;ecologically friendly development;integration demonstration area