邱新媛 马 新 彭祖浩 邹昊波
(重庆城市科技学院,重庆 402167)
兴建大型水利工程使消落带引起人们的关注。近年来,国内外学者对消落带进行大量的研究。国外学者主要研究河岸缓冲带对氮磷的净化、河岸生态的演变、土地利用对河岸的影响等;国内的主要研究区域为三峡库区的消落带,包括植被恢复及生态的重建、消落带的开发及管理等问题。
重庆是位于我国西南地区的直辖市,是国家批准的十大城市群中成渝城市群的重要组成部分,面积为8.240 3万km2。重庆主城区位于长江、嘉陵江交汇位置,占地面积5 472.68 km2,是重庆的政治、经济、文化中心。
重庆市2019年11月编制“两江四岸治理提升统筹规划”,沿长江,从九龙坡区西彭镇起,至江北区五宝镇止;沿嘉陵江,从北碚区起,至渝中区朝天门止,其河道中心线长度约180 km,两侧岸线长度约394 km。
重庆主城的道路、建筑依山而建,形成以山为背景的山地城市景观,使整个城市与山地自然交融,主城区的主要河流(长江、嘉陵江)在朝天门处交汇相融。重庆主城处于亚热带季风气候区,夏季多雨,成为河流的主要补给水源。
消落带是陆生系统与水生系统的过渡区域,具有生态、经济、社会方面的功能[1-2]。针对城市,在不破坏生态的原则下,更重视其社会功能。消落带具有旅游、娱乐等景观价值,且具有线性结构,是滨水空间设计中的重要一环,为城市居民提供亲水场所。
消落带指季节性水位涨落时,被水淹没的土地周期性露出水面成为陆地的一段特殊区域,属于湿地范畴。消落带是一种水-陆交错带,属典型的生态过渡带。受三峡库区水位的特殊性影响,重庆主城区位的消落带形成干湿交替变化,加速土壤产生的重力侵蚀及冲刷作用。
滨水空间的施工建设面积日益增大,逐渐出现一些生态问题,需要从生态性、景观性、功能性着手,归纳其设计策略及设计手法,提出相对应的景观设计对策,打造亲水休闲的消落带景观。
三峡水库建成后,重庆上游地区的消落带呈现与传统大江大河和其他大型库区消落带不同的特征——水位季节性反自然变化,水位夏季高而冬季低,与自然河流和其他大型水库的消落带水位季节性涨落相反。
嘉陵江消落带自然特征包含地质地貌特征与气候特征。从地质地貌角度分析,重庆主城区地质以中生代灰岩、泥质灰岩为主,城区位于川东褶皱带,境内主要以条状低山与丘陵谷地交相排列分布。嘉陵江流经盆东平行岭谷区,形成峡谷河段,地势复上升为山区地形,谷宽约400~600 m,水面宽150~400 m,三峡库区地形复杂且起伏较大,山高谷深,河流侵蚀作用显著,具有岩溶喀斯特地貌,山地占总面积的74%,丘陵占21.7%,河谷平坝占4.3%。从土壤角度分析,适宜种植土地主要分布在水、土及交通条件较差的丘陵地区,土壤肥力不均,生产力低,土地多为坡耕地,坡面缺少防护工程及设施,水土流失程度较重,生态环境较脆弱。
重庆主城区消落带连片成带状分布,水位涨落大;水位涨落呈现季节性逆自然枯洪变化。重庆主城嘉陵江区域为四季分明的亚热带湿润性气候,具有冬暖少雨、夏热多雨、秋季霜少、湿度大、云雾多、风力小等特征。嘉陵江在三峡水库建成后,受库区局部气候调节,水域周边湿度增大,形成冬季为淹没水域,夏季出露成陆地的特点。
以三峡水库175 m蓄水线为基准,统计长江海事局每日17:00实时水位公告统计2021年1月1日—2021年10月9日的水位。
重庆主城区嘉陵江2021年不同高程持续淹水时间如图1所示。
图1 重庆主城区嘉陵江2021年不同高程持续淹水时间
其中155~159 m淹没时间为9 d,160~165 m淹水时间为70 d,166~170m淹没时间为81 d,171~175m淹没时间为28 d,176~170 m淹没时间为38 d,181 m及以上淹没时间为56 d。
重庆主城嘉陵江2021年消落带水位统计如图2所示。
重庆主城区嘉陵江消落带水位保持一般为160~170 m,181 m以上淹没天数达56 d,需要加强滨江消落带防护。统计2021年1月—2021年10月的消落带水位,发现重庆主城区嘉陵江消落带水位在秋季9月中旬达到警戒水位线,冬季水位较低,夏秋季节水位较高。
嘉陵江重庆段冬季枯水位约163 m,夏季洪水位约186 m,高差23 m,极端水位变化形成沿线大范围的消落带空间,洪水位退去后,岛屿、沙洲和散布的岩石层均在低水位的时浮现,造成泥沙淤积。重庆主城消落带范围内的生态问题日益严峻,表现为消落带生态恶化和岸线的人工硬质化,植被的覆盖度和生物多样性减少,水土流失加剧,江滩裸露面积增大。
嘉陵江岸线长达34.1 km,驳岸类型共分为五类,高架路桥全长占比为54%、分级护岸占比为25%、挡墙占比为11%、草坡占比为7%、硬质台地占比为3%。人工硬质占比大,空间利用率不高,对整体滨江风貌的影响极大,针对不同的消落带类型提出不同的生态及景观策略。
高架桥下空间凌乱,采光不足,高架桥下以及挡墙处以垂直绿化为主,利用地形高差种植垂直植物攀缘植物,形成立体绿化;桥下以及挑台下方采用挂网式绿化,利用桥下消极空间置入活动场地,在立柱上进行灯光、涂鸦创作,打造特色艺术空间。
消落带以及绿地草坡区域进行边坡覆绿,上游河滩铺设砂卵石,下游河滩填铺潮泥与河砂土。边坡上种植植物,将边坡覆绿与人工种植湿生植物相结合,通过人工播种草籽补充覆绿区域,营造边坡覆绿与人工覆绿结合的观赏空间。利用消落带区域自身的石块、碎石等天然材料进行加工并将其放在冲刷岸线,可以防止水土流失,促进泥沙淤积,为江岸增添绿意。
进行防洪设施的台地分层化改造,根据消落带水位特点进行特殊处理,可以形成稳定的消落带生态景观效果,综合水位的变化进行分层综合设计,使市民在不同时期均可以进行亲水活动,形成丰富的江岸层次。水位涨落范围内,打造错落原生石头阶梯取代裸露的土壤,使涨退区成为季节性活动场所,在低水位时露出水面成为人民的活动场所。高低错落的阶梯可以应对不同水位的变化形成滨江多层观景平台,减少人工硬质的同时最大限度地保留绿地、湿地,为市民提供丰富的滨水体验[3-4]。
(1)海绵城市。入江支流存在水质欠佳的情况,排口生态景观效果差。根据不同情景分析,在支流入江区域进行排口生态海绵化改造,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”的水循环体系,结合城市排水系统改造,建设可以对消落带进行灌溉的雨水排放设施,过滤净化雨水,增加生物多样性。
(2)植物策略。根据被淹没时间的长短,对消落带空间进行分层设计,分为三个层次,上层为自然植被与人工植被带、中层为季节性植被带的自然滩涂景观。
根据植物的恢复能力筛选植物,植物水淹一个月后,选择耐淹能力较好的职务,海拔高度165~169 m的植物为野青茅、秋花柳、牛鞭草、南川柳、卡开芦、水蓼、甜根子草,海拔高度170~174 m的植物为枫杨、甜根子草、枸杞、南川柳、池杉;海拔高度175~180 m的植物反复水淹一周后,耐淹能力较强的为长叶水麻、杭子梢、中华蚊母。
打造植物群落,塑造韧性消落带,典型的消落带植物群落为池杉-甜根子草-狗牙根群落。植物种植时,池杉高度约4.5~5.0 m、胸径4.5~5.0 cm;甜根子草高约60 cm、盖度约35%。江水退去1个月后,甜根子草群落盖度约70%、高度达100 cm。洪水后,经过半年恢复,池杉生长新叶,郁闭度约0.4。甜根子草丛高度达180 cm。
中华蚊母植物群落淹水前的覆盖度约80%、高度55~70 cm。170 m高程中华蚊母植物淹水约两个月,持续淹水达一个月后,沉淀大量泥沙,部分植株被冲走,群落覆盖度约70%、高度约55 cm。经过半年恢复,中华蚊母植物萌发新叶,覆盖度达95%,在早春开花。
甜根子草-狗牙根-扁穗牛鞭草植物群落栽植初期,甜根子草高度约70 cm,覆盖度约40%,狗牙根与扁穗牛鞭草的高度约25 cm,盖度约30%。水退半个月后,甜根子草覆盖度约60%,高度90~110 cm。经过半年恢复,甜根子草丛高度约160 cm,盖度达85%;种植的狗牙根与牛鞭草迅速地蔓延,草本覆盖度达100%。
水淹15 d对部分植物蒸腾速度的影响如图3所示。
图3 水淹15 d对部分植物蒸腾速度的影响
水淹34 d对部分植物蒸腾速度的影响如图4所示。
图4 水淹34 d对部分植物蒸腾速度的影响
本文研究重庆嘉陵江沿岸以消落带为主的景观设计的方法,通过实地调研,基于现存的问题,梳理消落带的基础理论知识,提出分层进行生态复绿为主的设计策略。进行消落带修复设计过程中,应特别考虑消落带季节性旱出水没的特征,打造稳定的消落带生态景观,适应于不同水位变化,增强消落带韧性。