滨水区的生态驳岸研究

2014-04-29 04:47刘苗苗
安徽农业科学 2014年12期
关键词:可持续植物生态

摘要在概述了驳岸的产生及现状、生态驳岸的定义与作用,介绍了生态驳岸类型的基础上,以巢湖周边水体为例,调查相关水体驳岸,认为巢湖周边水体驳岸多遵循生态设计理念,且根据地质条件、功能需求的不同运用了不同材料及形式,形成良好的滨水生态环境。建议未来的驳岸设计应在遵循生态理念的基础上研究并运用新型材料,设计多样化的生态驳岸,实现生态环境的可持续发展。

关键词滨水区;生态驳岸;生态;植物;可持续

中图分类号S688文献标识码A文章编号0517-6611(2014)12-03619-03

作者简介刘苗苗(1991- ),女,安徽六安人,硕士研究生,研究方向:环境景观设计与理论。

鸣谢顾大治老师对本文给予指导,特此致谢!

1驳岸的产生及现状

在人类未出现之前,岸随着水的诞生而出现。岸最初的功能是规范水的流向。伏羲时期,人们“逐水草而居”,“择丘陵而居”,对洪水一直采取躲避的态度。到了神农时代,经济有所发展,为了躲避洪水侵害,人们开始采取主动的防御措施,创造出了“僝”的防洪形式,据说“僝”是以“柴木雍水”[1]。当时出现了治水大师共工,他的治水方法就是“雍防百川”,即把高处的泥土、石块搬下来,在离河一定距离处修建土石驳岸。我国古典园林中的驳岸代表着我国古代驳岸设计水平,多种驳岸设计手法在古典园林中至今仍然发挥着重要作用。

我国的大部分城市都位于江河两岸,滨水景观存在一系列问题,包括洪水泛滥、江水污染、气候变化、生态破坏等,随着生态环境的不断恶化,人们对滨水空间的关注和认识在不断提高。

2生态驳岸的定义

生态驳岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工驳岸,它可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节,同时也具有一定的抗洪强度[2]。生态驳岸也可描述为:通过使用植物或植物与土木工程和非生命植物材料的结合,减小坡面和坡脚的不稳定性和侵蚀,同时实现多种生物共生和繁殖[3]。

3生态驳岸的作用

固堤、防洪、保护水岸形态是生态驳岸的基本作用。生态驳岸作为驳岸的一种,与人工驳岸、自然驳岸同样具备固堤、防洪的作用。

3.1调节水位生态驳岸与人工驳岸最大的区别在于没有阻挡水体与土壤,具有渗透性,能保证河流、湖泊的水体与地下水进行交流,即枯水期从地下水中得到补给,丰水期返给地下水,从而形成良性的生态水循环系统。而且生态驳岸常常种植大量植被,这些植被的根系对涵养水分起到了重大作用。

3.2维持物种多样性水陆交界地带是生物敏感带,动植物种类繁多。生态驳岸将陆生植物和水生植物相连接,构成一个完整的河流生态系统。生态驳岸的坡脚与人工驳岸相比缝隙更大,为水生动物提供巢穴,为水生植物提供生长带,因此为水生动物和两栖动物提供栖息地避难所。生态河岸两边多种植大量植物,这些植物不仅为昆虫、鸟类提供觅食、繁衍的场所,而且挺水植物也为鱼、青蛙等水生动物提供了觅食、产卵的良好环境,形成一个水陆复合型生物共生的生态系统[4]。

3.3净化水体生态驳岸往往有大量水生植物生存,这些水生植物能够减缓水流流速,有利于流沙沉积,净化河流水体。繁茂的植被以及其他生物也能吸收水体中的污染物,从而进一步净化水体。生态驳岸的繁茂植物的根茎在地表水流经过时能够作为滤层,在地表径流进入水体时减少含沙量。由此可见,生态驳岸从很多方面都能净化水体,形成良好的水体环境。

4生态驳岸的类型与设计

驳岸有多种分类方法,其中常见的有按所用材料分类、按结构形式分类和按造景分类。按所用材料一般分为天然材料驳岸和人工材料驳岸;按结构形式一般分为后倾式、重力式、板桩式、插板式和混合式。研究按照造景分类,分为自然式、人工式和混合式,而自然式按照有无人工材料又可分为自然原型驳岸和自然型驳岸。

以合肥市巢湖周边水体为例,巢湖位于安徽省中部,是中国五大淡水湖之一[5],水域面积789 km,汇水区面积9 135 km。20世纪60年代,由于巢湖建闸,巢湖水与长江水体交流的能力大大减弱,从而成为了人工控制的半封闭水体,加上区域经济、社会的快速发展,对巢湖造成很大的压力,导致湖泊水质急聚恶化,蓝藻疯长现象时有发生。因此现在的巢湖发展更注重生态性,在滨水驳岸的处理上以及滨水植物的配置上更加注重保持微生物多样性及水体自净能力的生态设计。

4.1自然原型驳岸自然原型驳岸(图1)一般适用于坡度较缓或腹地较大的河段保持自然状况下的驳岸[6],主要通过浮水植物、挺水植物、湿生植物及陆生植物的种植,形成一个良好的生态循环过程,为水底动物提供栖息地的同时,也从其排泄物中获取养料、净化水体,从而使滨水区的环境朝着良性方向循环发展。浅水植物的叶体多细长而柔软,随波浮动,能减小冲击力,相当于给驳岸增设了一道“软防线”。在巢湖塘西河公园,很多滨水区都采用了自然原型驳岸的处理手法,浮水植物与挺水植物生长状态良好,由于人不易进入自然的驳岸、水体,因此在有些水域设置了木栈道,高于水体约10 cm。人在近距离观赏、感受的同时,自然水体、植物也不会受到人类活动的影响。因此区域内的水体不需要任何人工干预也能始终保持洁净。自然原型驳岸在各种驳岸形式中材料、资金消耗最少,但取得的生态效益却最高。问卷调查显示也更受游人青睐。

图1自然原型驳岸及其剖面4.2自然型驳岸

4.2.1台阶式人工自然驳岸。无论是河流还是湖泊,都有枯水期与丰水期,因此在人流较集中的滨水区,最优选的方式是台阶式驳岸。其优点体现在:首先就是作为驳岸最基础的作用——保护堤岸,分层式的台阶处理方式由于是多层混凝土挡泥墙,因此使驳岸更加坚固,有更强的阻挡力;其次就是多层次的植物种植柔化了混凝土硬质驳岸的坚硬感、距离感。

塘西河公园主广场为了增加滨水区平台的亲水性,采用台阶式驳岸(图2),用混凝土浇筑不同高度的种植池,高度落差依次为60 cm、40 cm、70 cm;高于丰水期水位的种植池种植乔木;高于丰水期、低于丰水期的多种植湿生植物;低于枯水期水位的种植池多植挺水植物。《交往与空间》中提到的锡耶纳坎波广场周围有许多廊柱,这些廊柱的周围会停留很多人,因为人们更倾向于依靠某个物体,观察周围活动。同样的道理,在尺度较大的硬质空间中,植物,尤其是高大乔木能为人提供依靠物,人的活动在树池附近更多。最后,从生态学角度来说,多层次的植物搭配不仅丰富了驳岸景观效果,最重要的是形成了微型的良好生態环境。枯水期的种植池可以为水中微生物提供良好的生存环境,是均衡人物、植物关系的一种驳岸处理方式。

图2台阶式人工自然驳岸及其剖面4.2.2网格型混凝土块驳岸。园林中的河岸湖边,为了减弱园林驳岸的人工痕迹,常常采用斜坡伸入水中的形式,从而形成护坡。护坡的典型构造层包括护面层、垫层和下嵌[7]。垫层位于护面层与基上层之间,包括二者之间所有的材料。垫层可以是颗粒材料,也可以是土工织物,或是混合材料。一般选择多种材料结合使用,以具有较多功能。垫层的功能:作为滤层,防止水流进基土和从基土中流出而引起的基土层的移动;提供基层与岸坡平行的排水层,以利于垫层和基层的排水;保护基土层,以免水流在其表面产生冲刷;为铺砌工程提供平坦的地基;在护面层流失的情况下,提供第二层保护;转移水流和波浪作用而产生的冲击力。岸脚处设置的目的是保护护面层和垫层免受流水的淘蚀和侵蚀,一般用块石作为下嵌的材料。

塘西河公园中网格型混凝土块护坡驳岸(图3)有两种不同的处理方式:一种是腹地较宽、水流冲击小的滨水区,离平均水位线1.5~2.0 m左右设宽度15 cm的混凝土挡土墙,作为驳岸与草地、道路的分界线,由此处向水域平铺镂空混凝土砖,常年处于平均水位以下的宽度约为2~3 m。另外一种形式是在水流冲击力稍微强烈的地带,在斜坡上设置混凝土框架,相当于人体的骨架,起到更好的支撑作用。在框架内填满网格混凝土,与前者相比,后者对驳岸的固定效果更强,以保证网格砖在受到水流冲击时不会变形。由于混凝土块是网格状,因此不会阻碍植物的生长,多种植湿生植物和挺水植物,植物的根系相互连接、缠绕,最终会形成一层由植物根系组成的垫层,对土壤起到固定作用,避免被流水带走;植物也会为水中微生物和需要水陆交界环境的动物提供栖息场所,保持物种的多样性;最终繁茂的植物会掩盖混凝土块,柔化驳岸边界,美化驳岸景观。

4.2.3沙滩驳岸。虽然是人工沙滩,但材料都是未经人工处理的自然产物。一般在地势平坦、腹地宽,水流作用力最小的区域采用这种处理方式。这种驳岸形式对选址要求较高,因为坡度太高,沙子会由于重力原因滑落;长期受到水流冲击,会将沙子带走,这些都无法保证最初的预期效果。因此,只有在合适的位置,才能发挥出最大的使用效果。沙子具有良好的渗水性,因此不会阻挡水体与土壤之间物种与能量的交流。这种驳岸处理方式对不临海的城市居民来说也有着相当大的吸引力,且能够承受较高强度的人类活动。塘西河公园中有内地城市中少见的沙滩驳岸(图4),沙滩全长约500 m,平均宽在40~45 m,总面积达到2.55万m2,且使用优质海沙。作为城市公园,沙滩驳岸为合肥市民提供了一个优质的休闲场所,夏季消暑纳凉,冬季享受阳光,沙滩驳岸成为塘西河公园中人流量最大的节点之一。沙滩驳岸不仅发挥了生态功能,优化滨水空间生态环境,而且能承载居民活动,同时使居民以一种新的方式与水体接触。

4.2.4散置块石驳岸。散置块石驳岸(图5)即在自然原型驳岸的基础上放置直径约为500~600 mm的石块,掩埋1/3~1/2,以达到固定作用。这些石块本来就是从自然中来,将图4沙滩驳岸它们以单个或组团状置于水岸交界处,增添了几分古朴、野趣的意味。这些石块也为水鸟等野生植物提供落脚点,为水生动物提供栖息地,同时对于人来说,与自然原型驳岸相比,石块无论在视觉上还是心理上,都能給人依附点,因此有着更强的吸引力。

塘西河公园中多处运用这种驳岸设计,而且多运用在自然原型驳岸和人工驳岸之间,无论从生态环境还是视觉上都会形成过渡,让整个驳岸有了连贯性、韵律感,会让观赏者产

4.2.5木桩驳岸。滨湖湿地公园内的一条河道两侧与其他河道最大的不同在于河道两岸的原木桩驳岸(图6)。木桩长约1.5~2.0 m,直径10~15 mm,距离木桩1.0~1.5 m处有一条混凝土挡泥墙,与木桩共同形成保护河堤的屏障。由于混凝土挡土墙处于水位下方,并没有阻挡水体与土壤,而且给挺水植物提供了良好的生存环境,因此并不会对生态环境造成负面影响,最重要的作用还是稳固河堤。

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