1前言
城市化是人类社会经济发展和技术文明进步的产物,是散居人口不断向城市汇聚并参与城市组建的过程。中国的城市化还在不断向前发展,截止2017年底,全国城市的数量有660个,城镇化率已达到58.52%,一般认为,城镇化率由30%上升到70%的过程为经济快速发展的黄金时期。随着中国进一步融入经济全球化进程,再加上目前工业化及城市化滞后,城乡发展差别加大,预计我国城市化会进入持续加速发展阶段。
1995年,水利部在深圳市召开首次沿海城市水土保持工作座谈会,面对深圳市乃至珠三角等沿海发达地区出现的触目惊心的城市水土流失危害,首次提出了城市水土保持问题。深圳市从1995年开始编制全国第一部城市水土保持规划以来,先后大规模开展了以控制泥沙为重点的开发闲置地的水土流失治理和以改善背景山体生态景观为重点的裸露山体缺口整治,不断探索创新城市水土保持管理模式和技术体系,也对城市水土保持的理论问题做了一些探讨。1997年9月,水利部根据地域分布、特点和工作基础等因素,选定大连、青岛、深圳、太原、黄山、三明、赣州、涪陵、景洪、韩城等10个城市,开展全国城市水土保持试点工作。市领导高度重视,按照水利部的要求,健全机构,依法加强监督管理,增加水土保持投入,组织多部门共同参与,有效地防治了城市水土流失,提高了城市环境质量,促进了城市水土保持与城市经济的协调发展。在美国华盛顿举行的2000年度国际“花园城市”评比中,深圳经济特区一举摘取了最大规模级城市“花园城市”的桂冠。2000年5月,深圳市又被水利部、财政部联合命名为“全国水土保持生态环境建设示范城市”。
近年来,深圳市北林苑景观及建筑规划设计院在国内首次完成了超大城市水土保持及生态环境建设规划, 2001年11月荣获由深圳市政府颁发的“深圳市水土保持工程优秀设计单位”证书,是深圳市唯一一家获得此殊荣的设计单位。北林苑在深圳开创城市水土保持工作的先河,主要涉及城市水土保持生态环境建设规划与研究、废弃石场生态修复、开发建设项目水土保持方案编制、水库流域水土保持生态综合整治、水土保持科技示范园、重大自然灾害区生态恢复重建等多方面的规划设计,积累了较丰富的经验,造就了一支经验丰富、技术力量雄厚的水土保持规划设计队伍。
2000-2006年,北林苑通过对深圳市废弃土石场水土保持生态修复研究,参与完成的《深圳市裸露山体缺口地景生态快速修复技术研究》课题,于2007年获广东省科学技术三等奖。
2007年,北林苑完成了《深圳市水土保持科技示范园》的规划设计工作。该基地是集科普教育、科技示范、试验研究、技术交流与一体的示范平台和室外课堂,于2009年3月通过水利部水土保持科技示范园的命名验收,2009年10月水土保持科技示范园一期顺利开园。
2009年4月《深圳国际园林花卉博览园水土保持方案设计》获深圳市第十三届优秀工程勘察设计(工程勘察)三等奖。
2009年1月,在深圳市政府大力支持及主管部门的领导下,中国水土保持学会的城市水土保持生态建设专业委员会,经审批通过落户深圳,并把常驻机构设立在北林苑。
深圳市水土保持科技示范园,2012年获国际风景园林师联合会(IFLA)评选的第九届管理类最高奖项——主席奖;2011年获全国优秀工程勘察设计行业同类项目一等奖;2011年获广东省优秀工程设计一等奖;2010年获深圳市第十四届优秀工程勘察设计一等奖。
2012年《深圳市东部沿海高速公路莲塘段至盐田段项目梧桐山道立交路堑边坡地质灾害治理及水土保持工程》获深圳市第十五届优秀工程勘察设计(岩土工程设计)二等奖。
2013年4月,第一届“中水万源杯”水土保持与生态景观设计大赛,深圳市北林苑景观及建筑规划设计院申报的4个项目在众多优秀作品中脱颖而出,全部获得奖项。其中“深圳市东部沿海高速公路梧桐山道立交工程水土保持与生态景观设计”项目获得生产建设项目类一等奖;“深圳市水土保持科技示范园”项目获得特色小流域类二等奖;“深圳市福田河河道生态景观综合整治工程”项目获得小河道治理类三等奖;“海南省保亭县赤田水库水源保护区呀诺达小流域水土保持与生态景观工程”项目获得生产建设项目类优秀奖。
2014年《珠海横琴环岛东路中段山体边坡覆绿工程》获深圳市第十六届优秀工程勘察设计(岩土工程设计)三等奖。
2016年《深圳梧桐山道立交路堑边坡水土保持生态修复技术应用与实践》获中国水土保持学会科学技术奖二等奖。
2城市水土保持的探索实践
2.1大规模水土流失治理
深圳市的水土流失主要是1991-1993年大规模不合理的推山填土造地和盲目的采石取土造成的。据1995年底统计,全市水土流失面积为184.99km2,年侵蚀总量达411.12万t;严重的城市水土流失使生态环境恶化,影响城市景观,淤高河床,加剧洪涝灾害,对城市的可持续发展构成严重威胁。
从1995年起开展了全市范围的水土流失综合治理,从提高城市综合竞争力、建设高品位生态城市的战略高度,开展了治理开发区大面积水土流失工作,在全市范围积极开展水土保持生态建设。在水土流失治理工作中,正确处理经济发展、城市建设与环境保护的关系,不断完善城市功能,提高环境质量。
如观澜樟坑径开发区,为1991-1993年间土地开发过程中开山平土形成的。由于破坏了原有植被,土壤沙砾化严重,寸草不生,导致水土流失特别严重,有“黄土高坡”之称。每逢暴雨,泥沙下泄,严重影响下游村镇及高速公路的安危。经过水土保持综合整治,采取了理顺水系、拦截泥沙、植树种草、恢复植被等措施。治理期1998年7月-1999年4月,为深圳市水土保持生态环境建设治理点。现已绿树成荫、郁郁葱葱、溪水常流,成为当地生态风景地(图1-3)。
2.2城市水土保持规划
2.2.1深圳市水土保持生态环境建设规划
《深圳市水土保持生态环境建设规划》用地范围为1931.68km2,包括流域水土流失综合治理,城市绿地景观生态建设、山地植被生态建设、开发建设项目的水土保持生态建设等。分为近期目标(1999~2010年)、中期目标(2011~2030年)、远期目标(2031~2050年)进行生态建设规划。
近期目标:全面整治水土流失,有效控制新的土地开发,全面落实开发建设项目的水土保持方案申报制度。影响城市景观的采石场、取土场(遗留边坡)按规划标准全面关闭并达到基本治理。中期目标:主要是在整治小流域水系的基础上,重点发展建设园林式城镇,加强郊野公园的建设与管理,进一步提升山地植被和建成区的生态和景观效应,特区内外城乡融合,生态功能一体化、均衡化,实现秀美城市的目标,为市民提供优良的生态环境资源享受。远期目标:城市水土保持生态环境功能进一步完善,城市生态结构合理,质量明显提高,生态景观优美,水土保持生态环境进入成熟期。开发建设单位和居民能自觉地保护生态环境,可达到没有建设裸露,生态环境质量综合指标和生态环境保护意识达到当时发达国家的水平(图4)。
2.2.2深圳市废弃土石场生态建设规划
深圳市在快速城市化过程中,局部也出现了较严重的水土流失和景观破坏现象。2000年,经过详实的调研,深圳市共有山体缺口669个。在规划中引入“景观影响度”进行景观影响分析,结合城市总体规划和片区规划要求,与土地开发整治相结合,实事求是、因地制宜地运用景观生态学原理、生态脆弱带原理、水土保持原理及生态重建原理去制定山体缺口生态恢复方案,与景观再造相结合,增加景观异质性与多样性,提高视觉冲击包容能力。根据不同的山体缺口类型,分类规划,分类指导,提高规划的科学性、措施的针对性和实施的可操作性;根据景观影响度、水土流失强度和对水源的影响等指标,按轻重缓急进行整治时间排序,分步实施;充分利用植物措施的优势,特别是园林植物保持水土、改善和美化环境的生态功能,植物措施与其他措施有机结合,标本兼治(图5)。
2.3 华南岩质边坡生态修复技术研究
在华南地区,开山采石、挖山填海、劈山开路、房地产开发建设过程中形成大面积裸露山体边坡,给城市留下了“千疮百孔”的伤疤,破坏了原有的生态环境和自然景观,也与建设生态城市的目标极不协调。据不完全统计,在广东省珠江三角洲区域就有2000多个废弃石场边坡需要治理,其中广州市1195个,深圳市669个,中山市246个,佛山市391个,珠海市126个。
深圳在全国率先开展了大规模裸露山体缺口综合治理工作,这些裸露边坡大部分属于岩质边坡,无土、缺水、少肥,生态限制因子多,生态恢复治理极为困难,在国内没有相似的案例可以借鉴。吸收国外相关山体治理经验,采用交叉学科技术,综合运用恢复生态学、水土保持学、土壤学、植物学、园林园艺学、岩体工程学、机械技术等学科技术,在实践中摸索和创新,经过不懈努力,开发了适用于华南岩质边坡生态治理和生态恢复的完整技术和关键设备,率先在国内建立了在高陡岩质边坡上实现快速和可持续植被恢复的综合技术体系,形成了有关的技术规范和工程造价指导性文件。以喷混植生新技术、客土喷播绿化以及人工植生盆(槽)绿化新技术为代表,在植物选择上,坚持以乡土植物为主、乔灌草藤立体配置、乔灌优先的原则,使整治后效果更长久、更接近周边自然植被(图6-13)。
2.4饮用水源水库流域水土保持综合治理
以深圳市松子坑水库为例,库区内原分布有大面积人工林、经济林,植物资源单一,植被覆盖度虽高,但植物群落类型较为简单、林相结构单一、陡坡种果严重,群落演替已开始呈逆向发展,人工林出现衰退现象,林地涵养水源能力衰退明显。根据不同土地利用类型、植被现状及其立地条件,从满足水源涵养、防止面源污染及库区景观等方面的要求出发,通过消涨带造林、湿地过滤带建设、退果还林、退耕还林、人工林改造、次生林封育,由内向外,逐渐建立起层层保护圈,防治水土流失,改善水质,增加水库蓄水量,促进库区生态平衡。最终建立多树种、多层次、多色彩、多功能、高效益的生态防护体系,将天然降水“蓄水于山”、“蓄水于林”,对于合理利用水资源具有着非常重要的现实意义。
在水库流域水土保持综合治理中,树种选择至关重要,主要遵循以下原则:(1)适地适树、群落稳定。选择岭南地区优良乡土树种,树种抗逆性强,以增强植物群落的稳定性。(2)优势树种突出,兼具多层次群落结构,组成“保护水源优势树种+原生本底树种”模式的复合型特色水源林。(3)选择不同生态学特性的树种进行混交,既要选择深根、浅根性、阴生、阳生性不同品种,又要选择速生、慢生品种,进行种间搭配造林。(4)库滨消涨带造林树种的选择需要慎重,尽量选用具有成功实施经验的树种进行造林(图14-16)。
2.5城市水土保持科技示范园规划设计
以深圳市水土保持科技示范园为例,示范园位于深圳市南山区西丽水库片区,建设面积为50hm2。规划以“因地制宜,生态优先”为原则,巧妙构思,分别规划了以水土文化为主线的土厚园、木华园、金哲园、水清园等,以水保科技为主线的水土流失危害展示区、水土流失模拟展示区、水土保持试验区、水土保持措施展示区、海绵城市技术示范区、公众参与水土保持宣教区、科研备用发展用地区,通过景观生态的处理手法,集中展示了边坡防护、水土流失模拟、变坡陡槽,生物沟道工程、径流对比、雨水收集利用、气象水文观测、水保植物栽培等水保技术工艺和科研设施(图17)。
其主要特点如下:(1)新型目标,独特定位。结合深圳城市水土保持的特点和发展趋势,确定深圳水保园建设的目标和定位,提出创建新型水土保持科技示范园的目标,即以城市水土保持为主题的创新建设模式,开展城市水土保持科普宣传、科研试验,结合主题公园建设模式,建设一个风景优美、有文化内涵、科技与艺术结合的专题公园,使参观者在游憩过程中,从多方面接受科普宣传教育。
(2)关注利用,合理选址。根据深圳水土流失特点、地形地貌特征,园区选址于具有水土流失典型性的深圳市南山区乌石岗废弃采石场内,在废弃场地上进行规划设计。通过对场地的生态修复及水土流失治理,既营造了优美的山水自然景观,又创造性地融入水土保持科普、科研功能。
(3)多元融合,水土保持、文化、景观三位一体。深圳水保园以“水土文化-水土科技-水土保持”为主线,从生态保护的角度,以废弃利用的可循环经济理念,将“文化性”和“景观性” 融入水土保持的科普展示之中,以新颖的设计手法概括表达水、土2大自然要素。通过景观化的处理手法,展示水土文化、城市水土保持成果、水土流失治理模式、水土保持科研试验等内容。构建具有深厚中国水土文化底蕴、丰富的水土保持科技知识、具有水土保持研究深度的近自然型水土保持科技示范园,达到寓教于乐的目的。
(4)润物无声,开辟水土保持科普教育户外课堂。深圳地域面积虽然不大,但有来自全国的众多建设者,具有人口众多的特点,水土保持宣传可起到以一市带动全国的效果。结合中小学生课外实践活动,将深圳水保园建设与深圳市教育实践基地相结合,不但为社会大众提供宣传教育,也为中小学生提供课外学习、参观的户外教室。
深圳市水土保持科技示范园,是集科技示范、科普推广于一体的现代化示范平台和寓教于乐的课堂。园区的不断更新与完善,将为水土保持事业的发展拓展更广阔的空间(图18-22)。
2.6生产建设项目水土保持
在生产建设项目水土保持方案编制上,主要包括房地产开发建设、工业园区开发建设、山地公园开发建设、公路建设等多方面的水土保持方案编制。在深圳降雨量大的情况下,开发建设活动极易产生严重水土流失,对周围环境造成严重影响。因此,编制开发建设项目的水土保持方案尤为重要。不仅要防止水土流失,还要与景观建设相结合,创造景观生态型的城市水土保持新特点。
2.6.1深圳国际园林花卉博览园水土保持
随着城市拓展和开发建设的需要,城市建设用地逐步向城市山坡地发展。原有的山坡地植被保存完好,为稳定的植物群落结构,在此进行开发建设将产生多方面的影响,如水土流失、植物群落结构改变、水文地貌改变等一系列变化。正确认识这些变化所带来的问题,是一项刻不容缓的任务。
在城市中心地带山坡地公园开发建设中,编制水土保持方案应注意的问题,论述水土流失危害、预测水土流失量,对排水系统、边坡防护、微地形改造、崩岗治理、施工临时措施等方面作了较详细的阐述。在水土保持方案中,将自然、生态、景观理念贯穿其中,以期达到人造环境与自然环境和谐统一、城市合理开发与自然环境保护兼顾的建设模式。
公园建设将从植物、水系、地形等方面对原始地块进行改造,以达到丰富多样的景观效果。建设过程中将毁坏或改造现有植被,由此引起的水土流失是非常严重的,而植被重建后与原有植被、周边环境之间的协调也是不容忽视的问题。挖湖堆山、地形改造、人造溪流瀑布等造景方法,都将改变原有的水系、地貌以及植被,对原有的生态环境将产生重大的影响。
园博园水土保持的特色之处在于作为公园,不仅仅只是布置简单的水土保持措施,要充分与景观、美学相衔接。考虑到美学观中理想的视景效果对人的感官舒适度的影响,水土保持方案与园林景观的设计思路相结合,如将跌水修建成登山步道,两边进行绿化;将边坡改造与艺术雕塑、岩壁画、瀑布等山石水景相结合;采用生物排水沟,消除硬质铺装对周边环境产生的不协调性;选用的水土保持树种,兼顾园林景观,避免景观的单一性和植物群落的不稳定性。在设计中遵循协调性、可持续发展以及美学等原则,因地制宜的将水土保持措施与园林景观结合起来,营造出品位优雅、美学质量高的环境空间[5]。水土保持、景观生态、自然生态构成一个有机整体,共同维护这一动态的平衡,建成一个良性生态、高景观价值的公园绿地(图23-25)。
2.6.2万科东海岸水土保持
深圳万科东海岸社区位于深圳市盐田区大梅沙滨海旅游度假区西北,是以休闲和运动为主题的度假住宅区,以建设更好的生活和居住环境为目的,该社区集商住、休闲娱乐、购物为一体。
从水土保持和生态环境方面考虑,重点对施工期的水土流失采取有效的防护措施,理顺水系,保护土壤。排水与人工溪流、人工湖相结合,利用山地地形、边坡、挡土墙与生态防护绿化相结合,植被保护与环境绿化相结合,施工期临时防护措施与永久措施相结合,从经济、实效角度考虑合理配置,快速遏制水土流失和防止产生新的水土流失,同时为社区创造良好的生态环境,突出山青水秀的居住特色,实现人工与自然的有机融合(图26-28)。
3城市水土保持技术规范编制
目前深圳市水土保持行业执行的标准、技术规范有《开发建设项目水土保持技术规范》(GB 50433-2008)、《开发建设项目水土流失防治标准》(GB 50434-2008)、《水土保持工程设计规范》(GB 51018-2014)、《边坡生态防护技术指南》(SZDB/Z 31-2010)等。上述标准和技术规范指导了深圳市水土保持工作的开展。但随着深圳城市水土保持的持续发展,城市水土流失治理的生态性、敏感性、人为性、突发性和高标准性日渐突出,上述标准和技术规范已不能完全满足城市水土保持的技术要求。
《城市水土保持技术规范》是在现有国标的基础上,针对性地对深圳市城市水土保持中创新、独特的技术体系和关键技术进行重点规定,是国标的补充与深化。通过“降流速,沉泥沙;调水流,削洪峰;配植物,减污染;优生态,净土壤”的策略,做到临时水土保持措施的有效性和永久水土保持措施的生态性。依托相关国标、行标,与城市生态景观紧密结合,突出城市水土保持工作特点,首次提出了城市水土保持的相关指标和标准,以防治生产建设项目水土流失为主要目的,严格把控水土保持设计到施工各环节,采取多种水土保持措施相结合的方式进行水土流失治理。将为今后深圳城市生产建设项目水土保持设计、施工提供有力的技术支撑。
4城市水土保持生态环境建设展望
自然环境是人类赖以生存和发展的基础,尊重并强化城市的自然景观特征,使人工环境与自然环境和谐共处,有助于城市特色的创造。着眼于城市生态环境建设的可持续发展,对城市生态用地的建设也要考虑它的长期与宏观的效应,切勿以短期利益为目标,破坏土地、植被等资源,加剧水土流失,恶化生态环境,造成难以挽救的后果。
水土保持与生态、景观、环境保护、美学相结合,通过各项措施的实施,使生态结构发生变化,形成一个新的平衡体系。同时,各种措施既满足水土保持基本功能的要求,又与整个景观格局相协调,成为生态景观的一部分。消除建设过程中对周边环境产生的负面影响,使对该区域生态环境的危害最小化,合理开发自然资源,达到人与自然、生态和谐统一。因此,水土保持、景观生态、自然生态构成一个有机整体,共同维护这一动态的平衡,建成一个良性生态、高景观价值的城市绿地。
深圳作为新兴的国际化大都市,对自然资源的开发利用正逐步走向合理化、科学化,对城市景观不断注入新的生命和活力,不断创造新的城市风景。城市水土保持生态建设是城市生态修复的主要内容,恢复受损的城市生态系统,恢复河流的自然风貌,净化、美化城市的水环境系统,完善城市景观,保护和发展生物多样性,为城市创建理想的人居环境、推动城市可持续发展奠定坚实的基础。