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基于海绵城市建设下的城市河道景观改造思路

2017-12-25韩一郑树景姚正阳

湖北农业科学 2017年22期
关键词:低影响开发

韩一+郑树景+姚正阳

摘要:河南省洛阳市中州渠修建于20世纪50年代,担负了排水、灌溉等主要任务。然而随着城市的发展,工业及生活废水排放量越来越多,中州渠现有的条件已无法解决城市排污问题,原本清澈的中州渠成了一渠死水,景观、安全、生态各个方面的问题急需解决。为此从实用的思路出发,在海绵城市建设理念下,以低影响开发为原则,以提升中州渠沿岸景观价值为目标,对中州渠部分区段进行改造设计,让中州渠在飞速发展的城市中更好地增添城市活力、提升城市价值。

关键词:海绵城市建设;低影响开发;城市河道景观;改造思路

中图分类号:X321:TU992.4 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)22-4319-04

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.028

Abstract: Luoyang city Zhongzhou Drainage was built in the 1950s and undertook the main tasks of drainge and irrigation. However, with the development of the city, the discharge of city's industrial and domestic wastewater were increasely raised and the existing condition had been unbled to solve the problem of urban sewage. The original clear Zhongzhou canal had become stagnant water, so the problem of landscape, security and ecological need to be urgently resolved. In this paper, from the practical train of thought, under the concept of sponge city construction and the principle of low impact development, modified part of the canal to enhance the vitality of the city and increase it's value in the rapid developing of the city.

Key words: sponge city construction; low impact development; urban river landscape; modified train of thought

近年来,城市滨水地区的景观设计一直是各大城市建设的重点;城市滨水区是指现代城市范围内水域与陆地相接的一定范围内的区域,良好的滨水环境是现代化城市建设的重要内容[1]。而营造城市景观环境的重要因素之一就是与城市关系最密切的河流和水面利用。当代大都市景观设计的价值观念趋向表明,城市居民与大自然的关系已经由之前的互相隔绝状态渐渐发展为更加亲近和紧密融合的状态,开阔的水面和流动的水体所形成的自然风貌,毫无疑问更能给现代人居环境增添勃勃生机。如今的城市滨水景观设计都充分利用了城市自身的优势条件,发挥城市自身的优势特色,通过寻找能代表城市特色的因素来构建属于这个城市自己的特色景观。河南省洛阳市中州渠始建于20世纪50年代,大约长52 km,流经的区域有涧西、西工、老城、瀍河、孟津等区(县),经过伊河和洛河的交界处流入黄河。中州渠建渠初期的主要目的是为了解决周边农田的灌溉用水问题,后期还担负市区防洪及孟津、偃师灌区灌溉等主要任务。洛阳上游地区涧河和洛河的交汇处是中州渠水的主要来源,长期以来,中州渠为城市汛期安全和周边农业生产起到了非常重要的作用。作为流经多个区(县)的河流之一,中州渠一直担负着艰巨的排污任务。然而随着城市的发展,城市排放的工业及生活废水越来越多,中州渠现有的条件已无法解决城市排污问题。根据环保部门2013年1-9月对洛河高崖寨、白马寺河道断面监测数据和2013年10月及2014年4月多次现场针对洛河水系河道断面水质进行取样分析,中州渠水质仅为劣V类。同时,由于对水质问题的不重视,中州渠沿岸的滨水地带也渐渐变得行人稀少,安全性差,无人愿意在此停留。原本清澈的中州渠成为了一渠死水,各个方面的问题急需改善解决。此次对中州渠的改造范围为体育场路与玻璃厂南路之间的渠段,改造渠段长约1.2 km,面积约为3.6 hm2。被改造渠段地处西工区,与居民生活联系紧密,这对城市风貌以及城市生态发展有着重大影响。

1 中州渠景观存在的问题

1.1 景观生态性不足

任何与生态过程相协调、尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都称为生态设计。生态设计的原则有降低无限制地剥夺自然资源、尊重生物以及物种的多样性、维持植物生活环境和动物栖息地的质量、保持物质循环和生态系统的健康等方面。生态设计强调人与自然环境之间的有机联系,批判了无限制开发的模式,并努力通过一切方式达到人与自然共生的理想。近年来中国提倡建设海绵城市,体现了国家在城市建设过程中对生态保护的硬性要求。然而在中州渠的现状中,由于河道流量不足、容量有限,中州渠本身无法形成有效的生态自净场所。并且两岸为硬质驳岸,仅有防护堤岸土壤流失的作用,不利于微生物、水生植物依附生長形成自然净化系统,无法起到绿化、净化、过滤水体的作用。而且两岸的基础设施还不够健全,随意丢弃的垃圾比比皆是,给城市风貌以及居民的日常生活造成了很大的负面影响。

1.2 景观观赏性较差

中州渠两岸以硬质驳岸为主,亲水性较差,无法达到生态景观效果。目前护岸分两部分,第一部分为近水部分,是规则的混凝土护岸,呆板生硬。第二部分为水面以上部分,南岸为混凝土网格护坡,网格中有植物生长,较生态;北岸坡度较陡,为纯混凝土护坡,河道两岸环境景观单调,仅仅起到了交通的作用,缺少可以供市民休闲娱乐的公共场所,缺少可以净化空气、调节气候、愉悦身心的自然生态景观,无法体现城市的历史底蕴、文化内涵以及当代活力。endprint

1.3 景观安全性薄弱

改造渠段的南岸部分道路狭窄,并且人车混行,给行人造成极大的不便,北岸部分的步道由于绿篱与围墙的作用形成了幽长狭窄且没有变化的空间,这种空间不能给人以心灵上的安全感,所以人们很少使用北岸的步道。两岸步行体验均较差,整体颜色灰暗,环境嘈杂,无法满足人们对休闲娱乐以及景观安全需求。

2 中州渠景观改造理念

2.1 注重改造过程中的海绵城市建设理念

海绵城市是以城市能够像海绵一样有弹性地适应环境变化来应对自然灾害为前提,在有暴雨袭击时,对径流进行储存、吸收、净化以及再利用的环保新理念[2]。在建设海绵城市的过程中,应主要遵循生态优先等原则,将人工的措施和自然的途径充分结合起来,以保证城市防涝排水安全为前提,最大限度地促进城市区域降水的渗透、积存和净化,进一步提高生态环境的保护和雨水资源的利用能力。在海绵城市建设过程中,应将自然降水、地表水和地下水的系统性相结合,有序的处理给水排水等降水的循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。在对中州渠改造过程中,根据《海绵城市建设技术指南》,强调优先利用石笼驳岸、三维植被网护坡、渗水砖、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”海绵城市设计理念,在防涝、储存以及改善水质的基础上,通过运用生态技术修复渠道,结合该区域的自然环境特点,营造出生态可持续的滨河景观,从而促进人居环境的改善。

2.2 注重景观设计中的生态性与整体性统一

近年来,随着环境的恶化,人们越来越多地反思人与自然的关系,要求保护生态环境的呼声日益高涨,生态理念也在滨水景观设计中逐渐被推广运用。在生态的景观建设中,设计师需要更多地理解生物圈,并具有系统与整体的思维,认识到所有生物互相依赖的生存方式才是最和谐的,将各个生物的生存环境连接在一起,使设计结合自然,杜绝生搬硬凑、没有目的的个人偏好。此外,生态学原理要求研究自然的演变规律;要顺应环境,减少盲目的人工改造环境行为;要根据区域的自然环境特点,营建滨河景观类型,避免对原有环境的彻底破坏。

2.3 注重景观与当地特色的联系

有的河流可能是一部与洪水搏斗的历史,而有的河流可能是一部以水为中心的人类生活史。根据现代景观设计原理,为了体现滨水绿化休闲区域的特色与魅力,景观设计要紧扣当地文化传承,结合自然的地形地貌以及附近的自然风景资源,并通过材质、色彩以及装饰细部上的协调与处理,突出河流与城市历史、文化、发展以及与城市居民之间的密切联系,使人们充分领略到与城市地域文化的交流,着重表现人与生态、城市的和谐统一。

3 中州渠景观改造的目标和原则

3.1 改造的目标

洛阳市水系发达,是北方城市中少有的富水城市。其中洛河作为东西走向主要的自然河流贯穿整座城市,奠定了洛阳市的水系格局,并担负了传承洛阳市作为十三朝古都与现代新兴城市之间文化的纽带。瀍河和涧河为南北走向,分别主要流经老城区与涧西区,是两个区的代表性河流。中州渠作为另一条东西走向的支流,横跨涧西区、西工区、老城区三区,连接了三个区的居民生活和城市文化(图1)。对于很多洛阳市老居民来说,中州渠承载了他们的一代记忆。曾经的中州渠清澈见底,水中可以清楚地看到有鱼儿在游弋,然而现在由于污染的加重以及不注重保护环境,中州渠的水质已经变得恶臭无比、垃圾泛滥(图2)。

本次改造渠段位于西工区,西工区作为洛阳市老城区与涧西老工业区的连接区域,承接了洛阳市老城的历史与老工业区的发展,所以在改造的过程中,要充分融合老城区与涧西区的特色,体现出西工区连接涧西区与老城区的轴与承的作用,突出市民文化,普及水文知识,同时体现洛阳市作为古都与现代化旅游城市的名城特色,促进城市公共空间发展和城市活力的提升,打造生态、旅游、休闲为一体的活力中州渠。在设计过程中,要通过景观设施的建造,逐步净化水质。

3.2 改造过程中应坚持的原则

3.2.1 生态性原则 充分尊重、合理利用中州渠的原有自然条件,减少未来發展所导致的对地区原本自然特色的生态破坏,通过对中州渠沿岸老居民的调查,了解中州渠的过去,结合中州渠的历史进行改造。

3.2.2 以人为本原则 保证居民对中州渠两岸的充分参与性,使每个人拥有自由享受美景的权利,同时在设计中保证任何年龄任何群体使用者的舒适、方便和愉悦感获得性。

3.2.3 文化历史性原则 充分体现城市的历史传承、文化积淀,建设具有历史、文化、时代及生活特色的新景观,打造富有市民文化特色的活力中州渠。

4 中州渠景观改造思路

4.1 生态修复

4.1.1 近水驳岸由混凝土护坡改为石笼驳岸 中州渠现有的驳岸为混凝土直立式驳岸,由于驳岸为直边,呆板生硬,形态上与水流呈现出一种对立的关系;同时混凝土直立式驳岸由于其自身构造的特点,不利于水生生物的生长,所以混凝土直立式驳岸对水体的自净能力产生了削弱作用。而石笼驳岸是由石笼网构成,石笼网是通过高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝或者包覆PVC的钢丝使用机械编织而成,使用这种石笼网制成的箱型结构就是石笼。石笼网由于其相对于混凝土具有较为柔和的特性,在驳岸由于外力产生变动时可以很好地适应这种变动,进而延缓驳岸的损坏程度,比刚性结构的混凝土具有更好地稳定性和延展性;同时石笼网可以承受的最大水流速度为6 m/s,抗冲刷能力非常强,因此石笼网正在被广泛用于各种水工设施的防冲刷保护。由于混凝土直立式驳岸无法抵抗水流冲刷引起的侵蚀作用,所以使用石笼驳岸正在成为最佳的解决方案之一,它能使河床河岸得到更好地保护。另外,石笼驳岸由于结构上的优势,具有很强的过滤作用和很强的透水性,水中的生物可沉淀于填石缝中,从而有利于自然植物的生长,提高水的自净能力。逐步恢复原有的生态环境,所以石笼驳岸改善生态、保持水土的效果十分显著。endprint

4.1.2 混凝土护坡改为三维植被网护坡 中州渠为人工水渠,考虑到防洪的需要,当初开挖时将河道挖得较深,河床距离堤顶最高处约有10 m。由于当时科技水平不发达以及各种条件的限制,河道两边的护坡均采用混凝土结构,高达10 m以上的光秃秃混凝土构筑绵延数十里,在视觉效果以及生态效应上都是比较差的。三维植被网护坡是指利用植物本身的固土特性、结合工程材料在坡面构建一个由自然与人工相结合的细密的防护网、通过植物根系对边坡进行加固的一门新技术。有三维植被网覆盖的护坡会在表土层形成多层复杂的根系,对暴雨来袭时径流对边坡的侵蚀冲刷作用有较强的抑制能力,土体的抗剪力强度得到了很大的增强,孔隙水压力和土体自重力减轻,从而进一步提高了边坡的稳定性和抗冲刷能力。

4.2 低影响开发雨水系统的构建

低影响开发原则是指在进行景观设计初期,以场地的原有属性为基础,尽可能地保留完整的场地水文条件,同时对雨水截留空间进行提升和优化,形成具有自身特色的景观效果。大力推广和应用低影响开发的建设模式,首先要借鉴使用自然排水系统,建设以模仿生态为目的的排水设施[3]。在中州渠低影响开发雨水系统的建设中,要构建由下沉式绿地-地表暗沟-生物滞留池的点线面径流排放系统,地表径流由地表暗沟截留,通过排水管汇集至地形最低处的生物滞留池,再通过生物滞留池净化过滤后排入中州渠。下沉式绿地主要承担溢流的作用,多余的径流无法通过暗沟排泄时,则暂时滞留在下沉式绿地中,通过下沉式绿地中的溢流管再排出[4](图3)。另外,步道上还将采用透水铺装,加快径流的下渗速度。

在中州渠改建过程中,要把花池与水景池相结合;花池建造比水景池高一點,在花池下铺有数层由砂砾、含有竹炭成分的泥土等多层堆叠起来的水质净化层;花池下方与水景池通过一根有细小孔洞的管道连通,水景池下部比花池要深一点,起到储水的作用。下雨时,花池内落下的雨水经过层层净化,通过带有细小孔洞的管道进入水景池中,由于水景池较低,所以即使水景池溢满也不会淹没花池中植物的根部,这样便可将更多的雨水作为景观用水。在晴天时,水景池中储存的水分可以通过带有细小孔洞的管道提供给植物,形成一个自给的水源,减少人工灌溉的次数,同时也很好地利用了降水,这在极度缺水的北方是一个很好的用水方式。

4.3 步道景观的设计改造

中州渠横跨涧西区、西工区、老城区,在设计上要体现出富有工业特征的涧西区、富有现代气息的西工区以及古色古香的老城区各自特色。设计以“轴与承”为主题,以涧西区轴承厂的轴承为原型,通过抽象方法,提取形态特色来设计具有工业特征的景观小品。在地表铺装上,利用渗水砖,达到吸水、渗水的“海绵”作用,并借鉴老城区八角楼金街的材质以及色彩,通过隐喻的方式让游客联想起老城的特色。在空间处理上,采用流动空间的处理手法,因为原有的河岸步道空间狭长,没有提供人们交谈、休憩、观望的空间;改造后的步道,在体现交通为主要功能的基础上,增加节点空间,形成有收有放的空间序列。在多处使用先抑后扬的空间处理手法,如从体育场路一侧先通过一条长约15 m 的狭窄小路进入到步道的西侧入口小广场,如此一收一放可衬托出入口广场的宽敞;东入口处理手法也是如此。在功能设置上,增加休憩空间以及科普教育栏,让人民群众寓教于乐。新的设计要增加两岸之间的联系,通过设置出挑的平台、互动式的雕塑以及晚间灯光的呼应,加强两岸之间的共鸣,改变原来两岸对立状况(图4)。设计中还要有多处雕塑引导人们怀念过去水流清澈见底的中州渠,呼吁人们保护环境。

5 结语

城市公共空间是“城市的会客厅”,一个好的城市公共空间可以体现城市内涵、展现城市风貌、加速城市发展,同时又能给市民提供一个良好的休憩娱乐场所,激发城市活力[5]。在高度城镇化背景下,除了利用大片未建设用地扩大城市公共空间外,利用原有被遗弃或使用效率不高的地块进行城市公共空间设计成为一项越来越必要的内容。在海绵城市建设过程里,将海绵城市建设理念中低影响开发雨水系统、石笼驳岸技术、三维植被网护坡技术利用到对洛阳市中州渠景观改造建设中,不仅可有效节约资源,而且能提高资源的利用效率,使中州渠成为“景观、安全、生态”于一体的可持续城市景观的范例。

参考文献:

[1] (日)日本土木学会.孙逸增译.景观与建筑·滨水景观设计[M].辽宁大连:大连理工大学出版社,2002.18.

[2] 国家住房和城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建[J].建设科技,2015(1):10.

[3] (澳)安娜·德莱蒂奇,比琳达·哈特,大卫·麦卡锡,等.生态型景观——利用雨水生态过滤系统为城市提供多重环境功能与效益[J].中国园林,2014,12(4):25-33.

[4] 邱巧玲.“下沉式绿地”的概念、理念与实事求是原则[J].中国园林,2014,12(6):51-54.

[5] 王思元,王向荣,城市公共空间雨水资源利用的景观途径研究[J].中国园林,2014,12(9):5-9.endprint

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