⚡ 本文要点

从道顿堀川、日本桥川到柳川掘割、首尔清溪川,本文结合实证数据解析城市运河、河流再生案例中水质改善、生态恢复、缓解热岛效应与激发城市活力的机制。

0.3〜0.4℃
清溪川风速每提高1m/s所确认的降温效果
930公里
日本福冈柳川纵横交错的水路(掘割)总长度
约1.2公里
日本桥川规划中的亲水空间“日本桥河滨步道”长度

曾被混凝土护岸围困、散发恶臭的城市“臭水沟”,如今正在世界各地重获新生。改善水质、让生物重新栖息、甚至降低周边气温——城市水岸再生并非单纯的景观整治,而是能够同时解决环境问题与城市建设课题的少数城市基础设施举措之一,因而备受关注。

在日本经济高速增长时期,许多城市河流成为生活污水与工业废水的承接地,饱受恶臭与淤泥困扰。福冈的柳川一度出现将水路直接填埋改建为下水道的计划,大阪的道顿堀川与东京的日本桥川,也因高速公路横跨水面上空而失去了“水都”的风貌。

然而柳川在20世纪70年代因一位市政职员的努力而避免了填埋,大阪与东京自2000年代起也相继推进下水道高度处理、合流式下水道改善以及高速公路地下化计划,水岸正逐渐重新成为人们聚集的场所。本文将基于国内外实例,介绍城市水岸再生如何在水质、生态系统、气温与地方经济等方面带来切实的变化。

通过本文可以学到什么

  • 城市运河、河流变脏的历史原因及下水道机制
  • 改善水质所使用的水闸、高度处理、疏浚等技术
  • 水岸再生对气温和生物带来的具体效果
  • 柳川、道顿堀川等避免填埋并成功再生的实例
  • 水岸活力为城市建设带来的经济效应,以及我们能做些什么

城市水岸为何会变脏

曾用于水运与生活用水的城市河流、运河,在经济高速增长期被迫承担生活污水与工业废水的接收功能,迅速变得污浊。人口急剧增加的城市地区下水道建设跟不上步伐,洗涤剂、油污和垃圾直接流入水路的情况并不罕见。尤其在日本的城市地区,普遍采用将雨水与污水通过同一根下水管排放的“合流式下水道”,这一结构性问题导致暴雨时未经处理的污水直接流入河流。

合流式下水道面临的课题

据东京都下水道局介绍,合流式下水道在强降雨时为防止城区被淹,会将混有污水的雨水从沿河的排放口和泵站排入河流或大海,这是降雨时河流水质急剧恶化的主要原因之一。晴天持续之后的第一场较大降雨尤其容易导致水质恶化,因为路面和下水管道中积存的污垢会被一次性冲刷出来。

什么是合流式下水道

  • 将生活污水与雨水通过同一根下水管收集并送往处理厂的方式
  • 暴雨时超出处理能力,部分污水未经处理即排入河流、大海
  • 东京23区等较早建设下水道的城市地区多采用此方式

东京都正在推进多项措施:建设抑制雨水排放口、泵站垃圾外流的设施;增设下水管道,以便在降雨时将更多污水输送至水再生中心;建设临时储存降雨初期特别污浊污水的调蓄设施。储存在调蓄设施中的污水会在雨停后被送往水再生中心,按常规进行生物处理。经过这些措施,截至2023财年末,排放水质已改善至达到下水道法施行令规定的分流式下水道同等水平。

高速公路覆盖水岸的时代

为配合1964年东京奥运会而建设的首都高速公路,大多建于容易取得用地的河流和运河上空。日本桥川便是其中之一,高架桥横跨河流上方的景象长期以来一直是“水都东京”的一个象征性课题。同样,涩谷川等市中心的中小河流,也因城市化导致的水量减少及卫生问题而相继被加盖,成为暗渠,从地面上消失。

曾面临填埋危机的柳川掘割

福冈县柳川市拥有一张长达930公里、被称为“掘割”的水路网络。这条自江户时代起便支撑着城下町生活用水、灌溉与水运的水路,在经济高速增长期因合成洗涤剂、油污和垃圾而遭受严重污染。当时行政内部一度倾向于将水路填埋改建为下水道,这也是当时全国各地城市普遍采取的典型选择。

在这一时期,日本各地有不少水路因此消失。为了拓宽道路、建设下水道而征用土地,暗渠化和填埋作为“合理选择”被推行,结果水岸的存在本身也逐渐从城市的记忆中淡去。柳川案例的特别之处在于,一项已推进到填埋前夕的计划,因一名职员的不懈说服而被彻底扭转。

掘割曾是“看不见的资产”

当时的柳川,掘割仅被视为老旧的水路,人们认为用下水道这一“近代化基础设施”取而代之才是进步的象征。但实际上,掘割同时承担着灌溉用水供给、生活污水稀释、地下水位维持和旅游资源等多重功能。正是这种作为“看不见的资产”的价值被重新评估,才成为从填埋转向疏浚方针转变的决定性因素。

这一情况并非柳川独有。在许多城市,河流与水路往往只被视为“治水”“排水”这一单一功能,而生态系统服务、文化价值、地下水涵养等复合功能则容易被忽视。近年来的城市规划中,事先评估水岸这种多面价值、再判断是否推进开发的框架正在逐步扩大。

恢复水质的技术与机制

水岸再生的第一步是改善水质。具体方法因城市而异,大致可分为“下水道高度处理”“水位与流量管理”“水路自身的疏浚与维护”三种途径。

下水道高度处理(大阪道顿堀川的例子)

大阪市为改善道顿堀川、东横堀川的水质,在中滨下水处理厂引入了膜分离活性污泥法(MBR)超高度处理工艺。该方式将活性污泥处理与膜过滤相结合,能够将透明度高、几乎检测不到大肠杆菌的极为洁净的处理水回归河流。与传统处理方式相比,设备更为紧凑,同时处理水质大幅提升。

通过水闸进行水位与水质管理

道顿堀川与东横堀川两端通过可调节水位的水闸分隔,既能防止上游污染水流入,又能稳定水位。正是有了这种水位管理,才使得在贴近水面的高度建设步道成为可能。水位的稳定,对于抑制藻类异常繁殖、长期维持护岸绿化也是重要条件。

展示城市河流水闸与水质净化设施结构的剖面插图
通过水闸与高度处理稳定水质和水位的机制(示意图)
举措内容效果
通过水闸进行水位管理在河流两端设置水闸并稳定水位防止上游污染水流入,使亲水设施的建设成为可能
下水道高度处理(MBR)通过膜分离活性污泥法对处理水进行超高度净化回归几乎不含大肠杆菌、透明度高的处理水
合流式下水道改善增设调蓄设施与下水管道减少降雨初期污浊污水流入河流
疏浚与市民清扫(柳川方式)清除水路底部淤积的污泥,恢复流水以低成本恢复水质与水量,培养地方主人翁意识
城市水岸改善水质所采用的主要技术与效果

通过疏浚与市民参与再生的柳川掘割

1977年,一位刚就任柳川市都市下水路科长的职员向时任市长进言“不能填埋掘割”,推动中止下水道化计划。他指出柳川的地基是松软的“泥滩地(潮滩淤泥)”,若失去掘割带来的水分渗透,将引发严重的地面沉降风险,并以此作为推动方针转变的依据。

取而代之制定的“河流净化计划”由三大支柱构成:①通过疏浚恢复水路、确保水流;②加强排水管制,抑制污水流入;③建立维护管理体制,恢复市民参与的清扫活动。结果,水路上的违章建筑陆续被自发拆除,地方合作不断扩大,据称最终仅以原下水道化计划约五分之一的成本便达成了目标。

柳川方式的要点

  • 从填埋转向以“疏浚”方式再生水路本身的思路转变
  • 不仅加强管制,还将市民参与的维护管理制度化
  • 同时规避了地面沉降这一另外的环境风险

从成本看“填埋”与“再生”的差异

柳川案例带来的另一个启示是,水岸再生未必是高成本的选择。下水道化计划需要铺设新管道并进行大规模填埋工程,而通过疏浚实现的再生则直接利用现有水路,可大幅降低初期投资。此外,将维护管理转变为市民参与型,也减轻了行政单独承担的管理成本。不仅在环境方面,在财政方面“修复利用现有资源”也比“拆除重建”更为合理,这也为柳川后来发展成旅游资源奠定了基础。

水岸再生带来的降温效果

城市水岸再生不仅能带来水质改善,还能对城市气温产生可测量的效果。其中具有全球代表性的实证案例,正是韩国首尔的清溪川复原项目。

汇总本文三个关键数字的图表
数字看本文:三项核心指标

清溪川复原与“风道”效应

曾横贯首尔市中心东西方向的清溪高架道路于2003年7月至2005年9月间被拆除,被暗渠化的清溪川沿全长约5.8公里在地面上得以复原。日本国立环境研究所与韩国气象厅气象研究所联合开展气象观测,验证了复原后形成的“风道”对城市街区所带来的降温效应。

结果确认,沿河道吹来的偏西风分散进入与河流垂直的南北向街道,风速每提高1m/s,气温下降0.3〜0.4℃。同时确认,从地表传向大气的热量(显热)也从500W/m²大幅减少至200W/m²。这一案例被认为是世界首个证实改善城市形态对缓解热岛效应有效的实证案例。

水岸为何凉爽

  • 水面蒸发会带走周围的热量(汽化热)
  • 开阔的河道空间会形成风的通道(风道)
  • 水岸植被遮挡阳光,抑制地表温度上升

与日本城市绿地、水岸的共通之处

正如城市绿地与热岛效应一文所述,行道树与公园同样具有降温效果,但水岸的特点在于拥有绿地所不具备的降温源——水面。能够确保风道的带状水岸,可以以不同于面状公园绿地的方式为缓解热岛效应做出贡献。东京的涩谷川实施了“清流复活事业”,引入经高度处理的下水处理水,确保水量本身正是发挥降温效果和维持水岸景观的前提条件。

通过引水确保水量的方法

在城市化推进的地区,许多中小河流由于涌泉减少,本身流淌的水量就十分匮乏。涩谷川与吞川作为东京都“城南三河川清流复活事业”的一部分,引入经下水处理厂高度处理的水,同时确保水量与水质。若没有水,无论是蒸发带来的降温效果,还是生态系统的恢复都无从谈起,因此引水是水岸再生的基础性举措之一。

将水岸的防暑对策纳入城市规划

清溪川的实证结果表明,决定暑热环境的不仅是水岸本身,还包括周边街道布局与建筑朝向在内的整体“城市形态”。通过刻意将街道设计为与河流垂直,使风能够深入城市内部,降温效果可以波及远离水岸的区域。在日本的城市开发中,越来越多的再开发项目也在规划初期就对风的流动进行模拟,将水岸与街道网络一体化设计。可以预见,今后的水岸再生不仅要“净化河流”,更要重视“将河流的效应扩展到整个城市”这一视角。

让生物重新栖息的水岸建设

水质改善之后,接下来出现变化的是生物的踪迹。城市河流的生态系统恢复,是水质净化、水位稳定、护岸绿化、水生植物再生等多项举措共同作用的结果。

护岸绿化与水生植物

由混凝土构筑的垂直护岸,会剥夺生物爬上水岸或藏身的场所。近年来的水岸再生项目中,引入了“多自然型护岸”的理念,将部分护岸改为缓坡并种植水生植物,营造出鱼类、水生昆虫和鸟类都能利用的环境。

  • 通过缓坡护岸、自然石护岸确保生物的藏身之所
  • 通过种植水生植物提供水质净化与产卵场所
  • 通过定期水质监测确认恢复状况
  • 绿道化的旧河道、暗渠上部植被所具备的生物栖息地功能
水鸟与鱼类聚集在绿化护岸的城市河流景象
护岸绿化推进、生物开始重返的城市河流(示意图)

水岸生态系统是水质的晴雨表

鱼类和水生昆虫的种类与数量,也是反映河流水质的指标。当耐污染的摇蚊类占优势的状态,转变为可见需氧量较高的石蝇、石蛾等类群时,说明水质改善正在稳步推进。与里山、里海相同,城市水岸也能够成为因人类参与而更加丰饶的场所。

利用暗渠上部打造绿道的另一种选择

并非所有城市河流都能在地面上复原。东京世田谷区自20世纪60年代起,便有效利用被暗渠化的中小河流上部,推进“绿道”的建设。区内建有乌山川绿道、北泽川绿道等多条绿道,将暗渠化的旧河道再生为步行空间、避难通道和带状绿地。即便水面本身未能恢复,将昔日的河道以“水与绿的网络”形式留存于城市之中的思路,也可作为不同于地下化或填埋的第三种选择供参考。

作为生态网络的带状空间

绿道与水岸还承担着连接分散的公园与绿地的“生态网络(生态廊道)”功能。鸟类和昆虫在被道路和建筑物阻隔的市区中难以移动,但若有沿河道连续分布的绿地与水岸,它们便能借此扩大栖息范围。正如世田谷区的绿道网络所示,即便是暗渠化的旧河道,只要作为带状植被带加以整备,也能在一定程度上维持作为生物移动路径的功能。无论水面是否存在,将其作为“不中断的线”保留在城市之中,从生态系统保护的角度而言都十分重要。

水岸活力带来的地方经济效应

水岸再生不仅带来环境效益,也会波及地方经济。日本国土交通省汇总的道顿堀川案例显示,水岸整治作为“基础设施的存量效应”,为提升城市魅力做出了贡献。

道顿堀川“道顿堀河滨步道”的效果

大阪市在道顿堀川水岸建设了名为“道顿堀河滨步道”的步行道,实现了可贴近水面漫步的亲水空间。港町一带两岸,享受街舞和散步的年轻人已成为常态,与聚集着时尚店铺和住宅的堀江地区之间的南北动线也随之增强,据报道周边地区的回游性因此提高,该地区本身的枢纽地位也得以提升。

以要点列表形式汇总本文内容的图表
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水岸开发与综合再开发的一体化

在日本桥川,与首都高速公路地下化同步,规划有5个总用地面积约6.7公顷的再开发项目。地下线路预计于2035财年完工,包含拆除现有高架部分在内的全部工程预计于2040财年全面完成。若得以实现,将诞生一片包含河宽在内、宽约100米、长约1.2公里的广阔亲水空间“日本桥河滨步道”。其特点在于,通过将商业、办公、住宿设施等综合开发与亲水空间整治一体化推进,使水岸本身成为新城市功能的核心。

另一方面,日本桥川氮、磷浓度较高,容易发生浮游植物和蓝藻繁殖等水质问题,暴雨时也存在合流式下水道未处理污水流入的问题。景观再生与水质改善必须作为不可分割的两个方面同步推进。

水岸再生为城市带来的主要效果

  • 通过提高回游性带动周边地区的活力
  • 缓解热岛效应带来舒适的步行环境
  • 创造与生物邂逅的环境教育场所
  • 提升作为水岸不动产的资产价值

作为旅游资源的水岸

柳川的掘割如今已是游船往来的观光名胜。正是水质恢复之后,才诞生了作为旅游资源的价值——若水路依旧污浊,泛舟体验本身便无从谈起。改善水质既是一项环境对策,同时也是支撑地方品牌的经济基础。同样,道顿堀川步道的建设也为游客创造了“漫步水岸乐趣”这一大阪的全新魅力。

不动产价值与“水岸溢价”

在海外的水岸再生案例中,有时会观察到整治后周边地价与写字楼租金上涨的“水岸溢价”现象。面向水岸的住宅与写字楼往往因景观和舒适性而获得更高评价,在日本桥川的再开发计划中,亲水空间的整治也被明确定位为提升周边不动产价值的策略。不过,水岸溢价终究只有在水质、治安、交通等基本条件具备之后才能显现,需要注意的是,仅靠整治并不会自动带来地价上涨。

与海洋相连的城市水岸

城市的运河、河流大多直接与海洋相连。城市地区水质的改善,会直接影响沿岸海域环境。在大阪湾、东京湾的水质改善中,上游城市河流的对策同样是不可或缺的一环。

与滩涂、海草床再生的联动

城市河流的水质改善,与河口地区滩涂的保护及海草床的再生密切相关。通过优化氮、磷等营养盐的流入量,也有可能推动栖息于滩涂和海草床的生物多样性恢复。反之,城市河流过量的营养盐流入及未处理污水的排放,也可能成为河口地区赤潮和缺氧水团的诱因,因此上游对策的效果会波及数十公里之外的海域。

城市水岸再生不应仅作为单独的河流整治项目推进,而应从上游的下水道基础设施到河口海域环境通盘考虑,作为“流域整体”的举措加以推进。以柳川为例,掘割的水质改善最终也被视为与有明海渔业环境密切相关的课题。

以流域为单位的思考方式

一条河流的水质,是由上游农田、住宅区、工业区排放的污水,途中合流式下水道的排放,乃至河口附近潮汐涨落等流域整体条件叠加决定的。若仅整治城市中心区域,而上游仍有大量未处理污水流入,效果就会十分有限。反之,若上游的节水和生活污水对策取得进展,下游城市河流乃至更远处的海域环境也会随之受益。将水岸再生从“点”扩展到“线”,再进一步扩展到“面(流域)”来看待,正是决定其长期效果的关键视角。

对沿岸渔业的波及效应

从城市河流流入的营养盐和污染物质,也会直接影响河口地区的渔业。过量的营养盐可能成为赤潮发生的诱因,对贝类、紫菜养殖等沿岸渔业造成损害;而适度的营养盐供给,也具有支撑沿岸生态系统生产力的一面。在推进城市水岸再生时,不能只追求“净化”,还需要与河口的渔业相关人员及海洋环境专家合作,在流域整体范围内把握好平衡。

世界与日本的城市水岸再生项目

城市水岸再生并非日本独有的动向。世界主要城市也在推进找回汽车化时代所失去的水岸的行动。

城市・河流主要举措特点
首尔清溪川拆除高架道路并复原河流(2003〜2005年)以实测数据证实了风道带来的降温效果
福冈柳川掘割疏浚与市民参与的维护管理(1977年〜)避免填埋,同时化解地面沉降风险
大阪道顿堀川/东横堀川通过水闸进行水位管理、下水道高度处理通过亲水步道建设创造活力
东京日本桥川首都高速公路地下化(预计2035〜2040财年)及再开发景观再生与综合再开发一体化推进
东京涩谷川/吞川引入高度处理水(清流复活事业)以人工方式确保水量本身
国内外主要城市水岸再生项目

共同的成功模式

这些案例的共同点在于,同时满足三个要素:①确保水质与水量的基础设施投资,②管理水位与流量的机制,③让人能够接近水岸的空间设计。仅具备其中一项,水岸再生便难以成功。此外,正如柳川的例子所示,不仅有行政规划,还建立了让市民成为维护管理主体机制的项目,往往更容易长期持续下去。

项目规模与速度的差异

像清溪川、日本桥川这样涉及拆除或地下化高架道路的项目,属于需要数千亿日元级投资、耗时10〜40年的大型工程。而柳川的疏浚项目则通过利用现有水路,以相对短的时间和较低的成本取得了成效。采用哪种方式更为合适,取决于城市规模与河流状况。有的城市会结合老化基础设施的更新时机考虑大规模再生,也有城市将其作为日常维护管理的延伸持续守护水质,水岸再生并不存在唯一的正确答案。

水岸再生面临的课题

水岸再生虽有众多成功案例,但仍存在需要克服的课题。不空谈理想,充分理解实际的制约条件,才是让下一个再生项目取得成功的关键。

从根本上解决合流式下水道并不容易

要将合流式下水道改造为分流式(完全分离污水与雨水管道的方式),需要在道路下方铺设新的下水管道,工程规模庞大。在建筑物已经密集的市中心地区,出于成本和工期的双重考虑,这往往并不现实,因此许多城市采取的是增设调蓄设施、引入高度处理等“在维持合流式的基础上加以改善”的方式。这种方式也存在局限,随着极端暴雨日益频繁,要将未处理污水外流的风险完全降为零并不容易。

项目周期长与达成共识的难度

如同日本桥川高速公路地下化项目那样,大规模水岸再生项目从开工到完成往往需要近20年时间。在如此漫长的周期中,最初的计划与社会情势可能发生变化,需要持续与周边居民、企业达成共识。即便是像柳川那样规模相对较小的疏浚项目,加强排水管制也离不开居民的配合,仅凭行政单方面的号令,水岸是无法实现再生的。

气候变化导致的暴雨风险增大

据称,近年来的气候变化正使短时强降雨的发生频率呈上升趋势。尽管合流式下水道的改善和调蓄设施的建设不断推进,但一旦发生超出预期的暴雨,未处理污水外流的风险仍会再度升高。水岸再生并非一劳永逸的工程,而是一项需要根据气候变化的影响持续更新的社会基础设施。

我们能为水岸做些什么

城市水岸再生往往以行政主导的大型项目为中心,但居民与企业也有不少可以参与的空间。正如柳川的再生离不开市民参与的清扫活动,日常生活中的点滴行动也会积累成长期的水质维护。

  • 参加河流清扫、水岸生物观察活动
  • 通过节约用水、注意生活污水排放减轻下水处理负担
  • 参与水岸活动、咖啡馆等营造活力的举措
  • 参与地方自治体的河流监测、公众意见征集

今天就能做的事

  • 不将油污和剩饭剩菜直接倒入下水道,减轻生活污水的负担
  • 关注一下附近河流或运河的清扫活动、观察活动
  • 如果附近有水岸再开发计划,可以关注地方自治体的说明会或意见征集

作为环境教育的水岸观察

在水岸再生取得进展的地区,水岸也开始被学校和地方团体用作环境教育的场所。通过观察水生生物、开展水质调查,让孩子们了解身边的河流和运河是如何变脏、又是如何恢复的,对于培养下一代的主人翁意识而言不可或缺。正如柳川的掘割既是旅游资源,也成为地方的教育资源一样,水岸再生的效果不仅限于经济与环境,还延伸到人才培养这一层面。

城市水岸正是通过行政、企业与居民各自点滴行动的积累,历经时间逐渐得以再生。正如清溪川、道顿堀川,以及避免了填埋命运的柳川所展示的那样,许多城市已经开始证明,一度几近失去的水岸依然可以被重新找回。下次走过你所在城市的河流或运河时,不妨想象一下,这些水究竟从何而来,又将流向何方。

参考文献・出处

  1. 大阪市 - 关于进一步改善道顿堀川、东横堀川水质的举措 – 采用MBR高度处理的水质改善举措
  2. 日本国土交通省 - 水岸创造的大阪活力【大阪府 道顿堀川】 – 基础设施存量效应案例
  3. 东京都都市整备局 - 与日本桥周边城市建设联动的首都高速公路地下化 – 日本桥川地下化项目概要与时间表
  4. 东京都下水道局 - 什么是合流式下水道改善? – 合流式下水道的机制与改善举措
  5. 日本国立环境研究所 - 都市大型河流(首尔市清溪川)复原带来的暑热改善效果实证 – 清溪川复原降温效果的实证研究
  6. J-STAGE - 首尔清溪川复原项目带来的都市暑热缓解观测(第2报) – 每单位风速降温效果及显热量的实测数据
  7. 自治体国际化协会 CLAIR REPORT No.306 - 清溪川复原项目 – 清溪川复原项目的经过与概要
  8. 柳川市 - 关于河流净化事业展览的通知 – 广松传相关河流净化计划的经过
  9. 世田谷区 - 什么是绿道 – 利用暗渠化河流上部进行绿道建设的经过
  10. 水都大阪 - 道顿堀川地区项目成果 – 道顿堀川水岸整治的经过

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