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生態河道堤岸的景觀設計

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河流景觀設計建設,特別是城市河流景觀建設,在中國正方興未艾,在發達國家中也是一個久盛不衰的話題。回顧發達國家河流景觀建設的歷史,隨著人們環境意識的普遍增強,重視河流景觀的生態功能已成為一個時代的呼喚,河流景觀建設的生態設計方法也已得到了空前的重視和發展。

生態河道堤岸的景觀設計

  1、生態河道治理

1.1 什麼是生態河道治理

所謂生態,就是指有生命的,適合生存的狀態,這種狀態既要適合人類的生存,也必須保持動物、植物的多樣性。人類與多種動物、植物互相依存,才可能呈現一種生機勃勃的景象。而任何人造的生硬、呆板的環境,都不可能實現這種生物的多樣性,其生命力是有限的。對於河流來說,要提供這樣一種生態環境,其水流必須是清潔的,這是保證動植物生存的基本條件;其流勢必須是自然的,蜿蜒曲折,既有淺灘,也有深潭,時快時慢,時動時靜;河中要有供植物紮根的土壤,河岸要創造保持空氣、水分流通、交換的利於植物生長的環境。同時這種多生物形態的河道必須能夠抵禦洪水的沖刷,完全沒有防護功能的天然河道亦不能滿足要求。根據這些思想,我們必須對那些已變成臭水溝、垃圾場、排水渠的城市河道進行第二次改造,使其迴歸自然,重新發揮其在城市總體生態環境中不可替代的作用。隨著人們環境意識的不斷提高,城市汙水治理步伐不斷加快,也為生態河道治理的實踐提供了基本保證。

1.2 生態河道治理的歷史

生態河道治理古已有之,儘管當時人們並沒有將這種實踐活動冠之以“生態”這一19世紀才出現的專有名詞。在中國,早在周代,已有溝渠堤岸景觀設計植樹的制度;戰國時,《管子》主張“大者為之堤,小者為之防……樹以荊棘,以固其地,雜之以柏楊,以備決水”;明代劉天和總結堤岸景觀設計植柳經驗,歸納為“植柳六法”。20世紀早期,用捆紮的樹枝穩固斜坡的技術,控制沿黃河的洪水和侵蝕。在歐洲,特別是德國,生態河道治理方法(主要是生物工程技術)的運用,有150多年的歷史。美國有記載的生物工程的運用,開始於20世紀20~30年代,常用於穩固河流堤岸景觀設計,伐木道和修復斜坡。二戰後,隨著技術的進步、新的坡地穩固結構和擒住控制方法的發展,這一方法幾被遺忘。

從20世紀70年代開始,人們日益關注河流系統生態及水文功能的喪失及其產生的嚴重後果,生態設計方法被重新認識。由於它能夠提供侵蝕控制的技術、基於環境的設計和美學上愉悅的形態,目前已在一些發達國家中的河流堤岸景觀設計穩固工程中被廣泛使用。

  2、生態河道治理的功能

2.1 生態河道治理水邊植物的功能

水邊植物的功能大致可分為以下五種:

(1)作為動物棲息環境的功能水邊將水域和陸地兩個完全不同的環境連線起來,在水邊生存著水域裡的魚類和昆蟲,也生存著陸地的鳥類、昆蟲類、哺乳類動物類、爬蟲類以及在水域和陸地都能生存的兩棲動物,形成了豐富的生態系統。

(2)景觀功能由於靜水域和動水域的水邊植物形態不同,構成不同的景觀。

(3)淨化水質的功能當今,人們對水質的惡化越來越擔心,正在進行大量的有關這方面的試驗和研究。

(4)保護河岸的功能利用植物進行護岸的方法已有多年的歷史。近年來,在許多建造自然型的河流工程中得到進一步肯定。

(5)資源供給功能自古以來,水邊植物就一直被作為生活用品及食物。

  3、生態河道治理兩種堤岸景觀設計設計方法的比較

3.1 慣用設計方法

河流的堤岸景觀設計部分是水陸交錯的過渡地帶,具有顯著的邊緣效應。這裡有活躍的物質、養分和能量的流動,為多種生物提供了棲息地。自然狀態下的堤岸景觀設計往往物種豐富、生產力高。

當河流被渠化或硬化後,許多對生態起重要作用的自然要素消失了。河道拉直會提高流速,造成許多對水際和水生棲息地起到關鍵作用的深槽、淺灘、沙洲和河漫灘的消失(圖1)。河道硬化則破壞了河岸與河床之間在水文和生態上的聯絡,破壞了可以降低水溫的植被,使其不再能發揮截留雨水,穩固堤岸景觀設計,過濾河岸地表徑流,淨化水質,減少河道沉積物的作用。同時,河岸生物的多樣性也在降低。

慣用設計方法還可能造成沖刷與侵蝕問題的轉移。這種方法通常只針對特定的地段,企圖用渠化或硬化的方法將河流的形式與過程隔離開來,結果往往適得其反。渠化減少了河流蜿蜒度,硬化降低了堤岸景觀設計粗糙度,二者都減弱了自然河流削減流水能量的能力,對下游造成了更嚴重的侵蝕。

另外,慣用方法設計的堤岸景觀設計有一定的使用年限,需要定期維護,不斷修復。這會給地方財政造成經濟上的負擔。

在景觀形象方面,設計嚴格按照規範的要求,形式千篇一律,很少考慮地域的特點和實際情況,常流河與季節性河一視同仁,南方與北方几無區別。這類堤岸景觀設計帶有明顯的人工痕跡,往往給人以單調、生硬的感覺,具有典型的工程技術特徵。

慣用設計方法的優點在於具有高度的精確性和可靠性,防護效果立竿見影,因此大受業主青睞。另外,經過結構設計的堤岸景觀設計具有比自然河岸大得多的抗流水沖刷的能力,因此,適合於洪水暴發頻繁,持續時間長,侵蝕嚴重的河段。

慣用設計方法的優點在於具有高度的精確性和可靠性,防護效果立竿見影,因此大受業主青睞。 另外,經過結構設計的堤岸景觀設計具有比自然河岸大得多的抗流水沖刷的能力,因此,適合於洪水暴發頻繁,持續時間長,侵蝕嚴重的河段。

3.2 生態設計方法

自然有一定的抗干擾和自我修復的能力,運用自然本身的能力來處理人與自然的關係是生態河道治理的根本思路。生態河道治理堤岸景觀設計的設計方法不同於慣用的用人工的結構和形式來取代自然的方法,而是用自然的結構和形式來順應自然的程序。其優點有:

(1)將河岸與河道在生態上聯絡起來,實現物質、養分、能量的交流。

(2)為生物提供棲息地。

(3)植物根系可固著土壤,枝葉可截留雨水,過濾地表徑流,抵抗流水沖刷,從而起到保護堤岸景觀設計、增加堤岸景觀設計結構的穩定性、淨化水質、涵養水源的作用,而且隨著時間的推移,這些作用被不斷加強。

(4)以自然的外貌出現,容易與環境取得協調。

(5)造價較低,也不需要長期的維護管理。

生態河道治理方法堤岸景觀設計的侷限性在於:

(1)選用的材料及建造方法不同,堤岸景觀設計的防護能力相差很大,需要運用多學科知識認真分析,這就為設計人員提出了更大的挑戰。

(2)建造初期若受到強烈干擾,則會影響到以後防護作用的發揮。

(3)不能抵抗高強度、持續時間長的流水沖刷,因此常需和其他設計方法協調使用。

(4)需要大量運用植物材料時,施工有一定的季節限制,常限於植物休眠的季節。

(5)目前這一方法還沒有得到廣泛的認同,業主往往會傾向於更為保險的慣用的設計途徑。

以上問題有的是方法本身固有的,具有普遍性,有的則是受客觀條件影響形成的,具有特殊性。堤岸景觀設計建設相關人員應該清醒地意識到生態河道治理堤岸景觀設計方法的優點和侷限性,以使物盡其用。