关于柳叶湖景观带生态护岸设计初探

万 伟

（常德市水利水电勘测设计院，湖南 常德 415000）

近年来，我国洪涝灾害逐渐减少，但河道治理仍存在一些问题。特别是在城市化地区，由于农业发展和山地水土流失，河流得到了不断的调整和改变，水生物种数量也在减少[1]。本文旨在通过解析生态护岸理念，探究生态护岸的设计原理、设计原则和具体设计，以期推动我国生态护岸的长期稳定发展。

1 生态护岸理念解析

传统意义上，河流管理的主要目的是防洪和水资源利用。然而，随着城市化的发展，河流正遭受流域土地利用发展造成的污染累积影响，河流的沿岸生态条件越来越差。在过去，河流经村庄，村民们的房子就在河边，村庄和河流之间没有障碍。在这个河流生态系统中，有许多水生物种（昆虫、青蛙、鱼等）。在这样的自然河流中，周边生态环境和河流之间的相互作用也很重要。大型无脊椎动物的觅食活动等因素会导致树叶落入河中并分解。水质会受到腐烂的有机物影响。物质从一块土地流到另一块土地，这种物质循环发生在河流内部和周围。然而，传统的护岸模式下，河道两岸都被混凝土覆盖，河道有许多台阶，在曲流河道走捷径拉直时，采用台阶减小河床坡度，防止冲刷。这种护岸模式，严重影响水流和泥沙输送，促使河床退化和河道变窄，从而影响河道沿岸的植被及水生物的生存繁殖。

“生态护岸”是指恢复的天然河岸或具有“透水性”天然河岸的人工河岸，也是一种“呼吸性”河岸。该透水性河岸能充分保证河岸与河流水体之间的水量交换，同时具有一定的防洪强度。生态护岸可以自然地连接沿河流地区的生活环境，成为一种具有防洪、生态、景观和自净功能的河道建设结构。生态护岸建设是一种利用植物与工程材料相结合，在河道两岸建设的生态护坡模式。边坡植被重建是通过植物建立新的植物群落，恢复生态环境，控制水土流失。在生态护岸建设中，应特别注意与自然的结合，既能控制雨水径流和补给地下水，又能间接控制河流，保护河流，创造生物多样性，提高河流的自净能力[2]。

2 柳叶湖生态护岸设计思路

2.1 理论支撑

从早期湖岸生态学，发展到强调陆地-河岸-水生生物联系重要性的整体（生态系统）科学，为可持续的景观生态设计提供了支持。受此影响，河岸栖息地现在被认为是独特的两个系统：作为生态社群的中介者，从陆地到水生栖息地。河流生态学的其他最新进展也主要是在组织的生态系统水平上。两个主要的进步被称为“营养螺旋概念”和“河流连续统一体概念”。简单地总结一下这些新观点，河流现在被看作是连续的、贯穿流动的系统，沿着河流发生着陆生和水生的相互作用。在一条河流栖息地的影响下，可能会导致一些完全不同类型的远距离栖息地的后果。河流群落也被认为在各种结构和功能特性上表现出可预测的下游变化，包括生物多样性、可溶性有机物质和总光合作用。这意味着对特定扰动的反应在沿河的不同地点会有所不同，被概括为“河岸的连续间断性”[3]。

近年来，许多护岸项目都采用了生态护岸解决方案，因为与传统护岸解决方案相比，生态护岸解决方案对环境的破坏通常较小。但是，在某些情况下，当地实际地质条件会阻碍生态护岸解决方案的使用，这意味着必须采用传统护岸解决方案，或者有时将传统护岸性措施与生态护岸性措施的组合视为最佳方案。柳叶湖沿岸的生态复杂性——包括许多相互关联的水文学、沉积学、形态学和生物学组成部分，使得设计合适的景观带生态护岸变得困难。因此，对柳叶湖景观带生态护岸的设计需要基于多种信息数据和设计指标，例如：地貌与植被特征性植物（指标物种）的分布，格局之间的关系，柳叶湖水文地理条件和河道周边人文的关系等。有了这些认知，可开发出植物恢复模型，甚至更重要的是，能够识别时间和空间多样性之间的差异；减轻形态和水动力变化；增强生态护岸结构。

2.2 设计原则

柳叶湖沿岸植被的生态性是生态护岸的主要设计原则之一。因此，必须在其设计中考虑植被护坡的生态、社会和文化因素；必须将传统的生态知识纳入生态护岸设计中，以说明植被多样性和对生态系统的可持续参与。在本次设计中，对柳叶湖景观带生态护岸的设计要求，需要从四个不同的学科视角（生态学、水文地貌学、规划学、经济学）加以理解，然后将这些视角应用到整个生态护岸系统不同空间位置中。作为柳叶湖景观带生态护岸项目，成功解决了生态动态与当地人口、经济和制度之间的动态联系。在这种联系中，通过重新引入植物物种等方式重建了柳叶湖景观带沿岸的自然生态系统，以此减少了土壤侵蚀和增加了斜坡稳定并保留了生态沉积物。

此外，柳叶湖景观带生态护岸设计，还涉及到物种的有用性和实用性。河岸带仅占一小部分景观，但可以产生高水平的多种生态系统产品和服务。然而，要取得成功，需得到当地土地所有者和社区支持并实施沿岸生态恢复。考虑到柳叶湖区域长期的经济发展和当地老百姓生计需求，建议在设计时纳入生态和文化价值物种，从而克服生态护岸的社会经济和生态障碍。例如，在景观带中采用梯田式的种植带，利用不同阶段高度的水位，让种植带始终保持一部分在水中，一部分在岸上，以此减轻水位变化对生态护岸的破坏。同时，梯田式的种植带也可以将周围的农业种植包裹在内，尽量减少生态建设和群众生产生活之间的矛盾。

2.3 设计方案

1）柳叶湖景观带生态护岸是经济和生态问题汇聚的复杂生态系统。为了确保对其进行有效设计，需要基于分层随机抽样构建生态护岸清单，该清单包括107 个采样点，分布在柳叶湖景观带的水道上。在实践中，需要对每个采样区进行调查，并对柳叶湖景观带进行测量和精细观察。通过研究柳叶湖景观带范围内土地覆盖变化和沉积的程度，以确定柳叶湖沿岸土地覆盖物随时间的主要变化，并采取适当的措施，减少沉积给生态护岸带来的负面影响。

2）使用BIM 技术构建柳叶湖景观带生态护岸模型，以帮助后续的生态护岸建设和相关适应性管理政策的提出。所提出的BIM 必须代表各种各样的物理和生物因素，包括时空尺度上的变化。在实践中，可以通过使用状态变量识别方法以及各种分析方法提出有关柳叶湖景观带生态护岸的微观尺度变化影响的跨尺度分析预测，以开发定量模型。此类模型的主要价值不是提供详细的定量处方，而是帮助确定各种政策选择效力的定性论证。

3）柳叶湖景观带的生态护岸断面设计采取“雨水花园”的五层设计结构，分别是蓄水层、覆盖层、植被种植层、砂滤层及砾石垫层。其中，蓄水层和覆盖层可以将雨水进行短暂滞留与净化；植被种植层与砂滤层则将植物与混凝土、砂砾等材料结合起来。其中混凝土选择植被型的生态混凝土，主要是由缓释肥料、保水材料和多孔混凝土等组成的,也可以适当地掺入水泥、粗骨料，砂砾等材料，对植被进行加筋, 增强护坡抗蚀性。粒径较小的砾石碎石可以在底部设置排水管，排出下渗的雨水。基于雨水花园条件下的这种生态护坡，可以提高空气与土壤之间湿度的交换能力，维持土壤水分平衡，有利于植物的生长。具体设计如图1 所示。

如图1 所示，柳叶湖景观带生态护岸为植被提供适宜的生长载体。施工简单，施工成本低，后期养护成本低。

3 结 语

综上所述，基于生态护岸理念，对柳叶湖进行保护和恢复工作，从而改善河流生态环境的影响，增加湖中的泥沙含量，优化河岸支线设计，恢复其自然状态是十分有必要且符合可持续发展和绿色生态建设的事情。利用生态护岸理念进行柳叶湖景观带的人工河岸建设，目的是增加河道的复杂性，并增加洪水期间的自然蓄水量，有助于营造柔和的河道并确保柳叶湖水生生物的栖息地，是柳叶湖生态管理的最佳选择，具有高生态潜力和中等社会经济水平，值得在类似地区推广。