王天星
(安徽省水利水电勘测设计院,合肥 230088)
关于生态护岸设计的几点想法
王天星
(安徽省水利水电勘测设计院,合肥 230088)
简要介绍了生态护岸的一些提法以及目前常用的一些生态护岸型式,指出了生态护岸设计要遵从安全、生态、景观等原则,其布局亦应因时、因地制宜,且需充分结合总体规划、地形地貌等周边环境。并给出了1个设计案例,以期对同行略有裨益。
生态护岸;设计
水是生命之源、生产之要、生态之基。人们在对水资源进行兴利除害、对水环境进行整治改善、对水生态进行保护修复的时候,作为水陆的连接纽带,护岸是水工程中不可忽视的一部分。而随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加快,其传统硬质护岸(如浆砌块石、素混凝土及钢筋混凝土等)已明显难以适应生态型社会的建设与发展,尤其是位于绿地相对较少的城区地段。虽然传统硬质护岸对保护岸坡稳定、减少水土流失起到了一定的作用,但基本上也都不同程度地对河道进行了硬化、白化、渠化,切断了物质、能量以及信息等交换的通道,不同程度地破坏了生态系统和景观系统。于是,人们开始研究和探索既具有传统硬质护岸保护河岸稳定安全的功能,又具有保护生物多样性并具有一定的景观效果、甚至最好还具有一定的人文价值的护岸。在这样的一个背景下,生态护岸应运而生,并有逐步取代传统硬质护岸的趋势。
关于生态护岸的定义较多。在工程实践中,水利工程师对生态护岸的定义比较自然、直观、简洁,如定义为:能生长植物的护岸或者能渗透的护岸或者能够“呼吸”的护岸。而在理论研究界,对生态护岸的定义基本都具有一定的深度和广度,即已经上升到了多学科的理论高度,如有专家学者这样定义生态护岸:生态护岸是以河流生态系统为中心,集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体,以结构力学、河流动力学(或水力学)等为手段而修建的新型水利工程。
不管是工程实践,还是理论研究,生态护岸的基本目标都是保护河流、保护生态,能够修复自然环境,使河流重新焕发生机。故生态护岸都具有如下一些基本特点:①具有传统护岸的安全稳定功能,且经济可行,便于施工、维护;②能保护生物多样性(包括物种和生境)并使之动态、可持续发展;使沿岸景观更加美化。另外,在文化氛围较为浓厚的区域,对护岸的文化特质亦有一定的要求,以达到展示和传承地方特色文化的作用。
目前,生态护岸发展较快,其应用型式也较多。根据其材质不同,生态护岸可分为自然型生态护岸(如植物护岸、木桩护岸、散石护岸、叠石护岸)、人工型生态护岸(如生态混凝土亦称植被混凝土或绿化混凝土护岸、石笼护岸、仿木桩护岸、仿石护岸等);根据其结构型式,生态护岸主要可以分为两大类,即直立墙式生态护岸(如桩式护岸、叠石护岸、砌块式加筋土挡墙护岸等)和坡式生态护岸(三维网护岸、生态袋护岸、生态混凝土护岸等)。
在现代河湖水环境治理中,生态护岸是不可或缺的一部分。生态护岸设计不仅要确保其本身具有传统护岸防洪保安的基本功能,还应同时具有保护生态、净化水质以及美化环境的延伸功能,局部地段还应具有传承文化的载体作用。一般来讲,笔者认为生态护岸设计主要应遵循以下3个基本原则。
(1)安全原则:即护岸首先要保证自身的结构稳定以及行洪安全。结构安全是护岸的最原始、最基本的要求,只有其自身安全稳定,才能保护堤岸、岸坡,才能确保人民生命财产安全,才能上升到对生态、景观以及文化等的诉求。否则,即使再生态、再漂亮,一场洪水过后将不复存在。
(2)生态原则:护岸设计源于周边环境,亦要结合周边环境,并保护好周边环境。这就要求生态护岸在满足人类需求的前提下,还应兼顾河湖生态系统的安全,即尽量使工程结构对河湖生态系统的冲击或破坏最小,不仅是对水流、水势、岸势、环境等影响较小,更重要的是保持甚至增加生物多样性,以期修复河湖,并对河湖水质有一定的净化改善作用。这就要求生态护岸设计尽量减少人工改造的痕迹,并保持天然河岸的特性,以维护河湖的本体健康、生态循环和可持续发展。
(3)景观原则:生态护岸设计在保证过流、自身稳定及自然生态的前提下,亦需因地制宜、突出重点,并兼顾河湖的可观赏性、亲水性等要求。一方面不仅要保证护岸本身的可观赏性,更要做好护岸与水体和陆域的衔接,同时还要考虑护岸在区段景观设计中的定位,以及该段河湖特殊的人文景观需求。另一方面,在满足防洪保安的前提下,要考虑常水位时人们能够亲近河(湖)岸甚至河(湖)水的可能性。相反,如果因为设置的护岸导致人们不能和河湖亲密接触,其景观特质将无从说起。
总体来讲,生态护岸的总体布局要因时、因地、因情制宜,充分满足河湖的总体规划以及地形地貌的整体要求。如在城区等周边用地受到严格限制地段,可采用直立式墙式生态护岸;而在城郊、乡村等地形地貌较为宽阔、用地相对宽松的地方,宜优先设置成自然缓坡(一般来讲不宜陡于1∶3),直接采用生物护坡措施即可,“自然的就是最美的”,而局部水流冲刷较为严重的位置可采用一些自然型、坡式生态护岸。同样,护岸的型式选择既要满足其总体布局,又要遵循其所在规划功能区的定位,同时还应结合地形地貌、当地材料特性、工程造价及施工要求等。如该功能区若定位为纯自然保护区,宜优先采用自然型护岸,如植物护坡、木桩护岸、散石护岸、叠石护岸等;若定位为休闲娱乐区,则宜采用观赏性较好的护岸,如仿木桩护岸、仿石护岸、砌块式加筋土挡墙护岸等。
某河道,其上游两岸用地严格受限(一侧为市政道路,另一侧为学校建筑物),留给河道及其岸坡的范围仅50 m。既要保持河道一定的过流断面,又要河道具有一定的视觉效果,据此设计经综合考虑采用直立式生态护岸,即设计在亲水平台以下两岸及一侧亲水平台到坡顶部位均采用砌块式加筋土挡墙护岸,另一侧亲水平台以上在约1∶3的自然缓坡上采用植物护岸,具体布置如图1所示。
图1
在该河道的中游地段,两岸用地有所改善,用地宽度不少于80m,则设计在亲水平台以下两岸均采用砌块式加筋土挡墙护岸,而亲水平台以上在约1∶3的自然缓坡上采用植物护岸,具体布置如图2所示。
图2
在该河道的下游地段,两岸用地相对充足,设计结合下游布置的湿地工程,多将岸坡设计成缓于1∶3的自然缓坡,采用植物护岸即可,局部点缀大卵石、木桩等自然型护岸,以增加河道的亲水和视觉效果。
水生态保护和水环境整治除了坚持保护优先,更要以自然恢复为主,以真正做到全面、系统的综合治理。随着人们生活水平的不断提高以及对生活品质的加速提升,生态水利建设逐渐加快,其回归自然的设计理念是大势所趋。而作为水体和陆域的过渡边界,岸坡及其护岸设计更应该师法自然。可以预见,在打造水生态文明、建设美丽中国的过程中,随着我国经济的良性发展和人们生活水平的不断提高以及对环境诉求的提升,传统硬质护岸必将大为减少,而生态护岸将越发受到水利工作者以及其他行业工作人员乃至大众的欢迎和推崇。当然,生态护岸亦不会完全取代传统硬质护岸,即局部必须采用传统硬质护岸处或采用传统硬质护岸具有较大优势处还是应根据实际情况而定。
[1] 陈明曦,陈芳清,刘德福.应用景观生态学原理构建城市河道生态护岸[J].长江流域资源与环境,2007,16(1):97-101.
[2] 梁开明,章家恩,赵本良,等.河流生态护岸研究进展综述[J].热带地理,2014,34(1):116-122,129.
[3] 杨 潇,胡谨显.河道生态护岸建设研究[J]. 城市建筑,2014(6):344-345.
Thoughts on Design of Ecological Bank-revetment
WANG Tian-xing
(Anhui Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute, Hefei 230088, China)
Some ideas and commonly-used types of ecological bank-revetment are briefly introduced. Ecological bank-revetment design should comply with such principles as security, ecology and beauty; its layout should be timely adapted to local conditions and fully integrated with the overall planning, topography and other surrounding environment. One design case is given out in order to provide some references for peers.
ecological bank-revetment; design
2016-09-29
王天星(1979-),男,安徽岳西人,高级工程师,硕士,主要从事水工结构设计工作。
TV861/TV213.4
A
1673-0496(2017)01-0016-02
10.14079/j.cnki.cn42-1745/tv.2017.01.005