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珠江三角洲地区变水位滨河地区生态修复与景观营造
——以佛山市东平河景观工程为例

2019-11-18

中国园林 2019年10期
关键词:东平驳岸滨水

马 越

自古以来,人类的繁衍和城市的发展就与河流有着密不可分的联系。伴随着城市化的进程,城市规模不断增大,河道的综合治理成为城市建设非常重要的组成部分,其中的滨水景观也不断得到重视。珠三角位于珠江下游,河流在汛期和非汛期水位变化较大,并且潮汐涨落明显,在变水位情况下,堤岸建设的安全性与堤岸生态恢复、景观营造、景效持续的有机统一十分重要。

欧美发达国家对河道生态修复和滨水区开发建设的起步较早,1938年德国学者塞弗特(Seifert)首先提出了一种贴近自然、经济实用并保持美观的河道治理方案。20世纪70年代,英国、法国、荷兰、瑞士等国开始将生态工程技术运用到城市河道治理。在建设实践方面,纽约哈德逊河公园对原有码头和工业遗址进行了有效的利用,成为极具活力的滨水公共空间[1];西雅图滨水区进行了大型基础设施更新工程,将老化的中央海滨创造成一个为所有人服务的新的“海滨”[2];新加坡滨海湾将滨水建设融入城市生态系统,打造了具有活力和韧性的城市空间[3];苏黎世锡尔河滨河地区进行了长达10年的景观更新,解决了滨河地区游憩开发与资源保护之间的矛盾[4];悉尼滨海步道连接了一系列海岸沙滩和开放空间,为使用者提供了连续而丰富的体验[5]。

在国内,城市滨水区建设的研究主要集中在两方面:1)城市设计层面;2)河道生态修复层面。在城市设计层面,黄翼从延续性、适配性、亲水性、自然性、审美性、便利性6个方面,较为全面地总结了城市滨水空间的设计要点[6];陈圣泓提出,城市滨水地区不仅是城市开放空间,更应是居民工作和生活的场所[7];同时他也指出,城市滨水地区是城市保护生态资源的重点区域,并以烟台市鱼鸟河为例,论述了通过生态技术和风景园林设计进行生态修复的方式[8];刘滨谊在《城市滨水区景观规划设计》中,详细论述了城市滨水区景观及规划设计的理论方法以及国内外优秀的滨水规划设计实践[9];王志芳、孙鹏针对历史地段型滨水区的特殊性,进行了景观保护和营建手法的详细探讨[10]。在河道生态修复层面,王文君、黄道明提出应该从河流特点、生态学过程、河流流域等方面综合考虑,开展河流生态修复研究[11];王东宇、李锦生从生态规划的角度进行了城市滨河绿带的整治研究和实践[12];郭春华、李宏彬探讨了滨水植物的造景艺术手法和需要考虑的生态问题[13];陈兴茹对国外河流生态修复的影响、技术和成果进行了总结和评价,提出了我国河流生态修复工作的重点内容[14];谷勇峰、李梅等对城市河道生态修复技术中的物理、化学和生物修复技术进行了系统的分类阐述,并展望了未来的发展方向[15]。

图1 东平河项目段水动力特性分析示意图

图2 单坡入水,河堤植被单一

图3 滩涂板结,河床植物凋敝

图4 总平面图(引自项目投标文本)

可见,城市滨水地区规划建设是一个复合的课题,而国内变水位下河流生态修复和滨水景观营造研究还较为缺乏。国内现阶段城市的河道建设工程多由水利部门统筹实施,往往把防洪安全放在首位,缺乏城市设计多层面的考量,对滨水生态的保护与持续发展、景观效果和人的使用体验不够重视。因此,堤岸的设计往往比较生硬,河道生态性差,景观效果欠佳,使用功能单一。加上施工过程中对近岸河床滩涂的破坏,导致建成后滨水堤岸在生态功能、城市生活的承载等方面都不甚理想,城市滨水地区生态修复研究及工程措施的开展迫在眉睫。本文结合东平河堤岸景观改造实践,在满足河道的行洪、排涝、供水、通航等各项需求的前提下,提出滨河景观设计中专业协同和系统化思维的重要性,就变水位下水利堤岸建设、生态修复、景观融合方面进行了实践,并对建成效果展开分析总结,以期为城市变水位河道滨水景观工程的设计、建设、改造与管理提供参考与借鉴。

1 项目概况

1.1 区位

项目所处的佛山市是国家级历史文化名城,迄今有1 388年的城市得名史。同时,佛山也是岭南文化的发祥地之一、广府文化的核心地带,是中国粤剧的发源地,著名的武术之城、民间艺术之城、陶瓷之都,具有深厚的城市文化底蕴。项目所在地东平河北靠禅城区,南接东平新城,新城规划总面积43.3km2,定位为佛山今后的中心城区、中央商务区及具有浓烈岭南风貌的绿色新城,沿河岸周边城市区域发展方兴未艾,这对滨河沿岸的景观提升及生态建设提出更高要求。

1.2 项目段河道水动力特性

河道水流冲刷深度的预测是设计防护工程结构形式和基础埋深的重要依据。然而,河道的水流特性十分复杂,同一断面的不同区域水流特性不同,水流的冲刷深度也不同。东平河属于平原型河流支流,受水流急缓冲刷的影响,河岸现状不尽相同。项目段河流主槽的平均流速或流速梯度与河道岸边流速或流速梯度相比,平时在1.0~1.5倍之间,汛期可达3~4倍。由于受东段处暗礁与西段处江心洲影响,有2处堤岸受冲蚀较为严重,东平大桥至江心洲之间有一段较稳定的回淤滩涂,项目段水利堤岸护坡坡度1:2,护坡水下为抛石基础,坡面为毛石干砌覆土后植草(图1)。设计依据河道的水动力特性,顺应堤岸形态进行设计,对该河段冲蚀较为严重区域注重护岸安全性,而其他河岸段特别是回淤滩涂则展开景观打造与生态修复。

1.3 项目机遇与挑战

穿越东平新城北面的东平河,属于佛山水道,河面开阔、水质优良,是佛山老城区与新城的界河。本次项目实施段约6km,位于东平河新城段南岸,南接佛山公园,河堤单坡入水,堤顶是4m宽水利抢险道路,紧邻场地的滨江绿带有一定的绿化基础。东平河一年中水位变化明显,常水位与100年一遇高水位有近5.8m落差,常水位与多年平均洪水位也有近3.5m落差(表1)[16]。项目段用地内有较大面积的自然滩涂,土壤组成物质主要是亚砂土和淤泥层。由于前期东平河堤岸建设由水利部门统筹,设计主要考虑防洪安全规范要求,工程实施中采取堤岸结构一体化的建设模式,缺乏对生态、景观方面的考虑,削弱了河岸的亲水性,制约了植物品种的选择;加之每日潮汐涨落和季节性较大的水位变化,对该河段河岸及原有滩涂的原生态生境造成了严重破坏,滩涂内植物凋敝、土壤板结,这些都给本次工程在景观营造、生态修复和后期维护等方面提出了巨大的挑战(图2、3)。

2 规划设计

东平河本次实施的6km河岸滨水景观,从规划设计到实施建设,遵循“最大限度维持并恢复河道自然生境”的理念,以节约型园林设计为原则,在满足河道行洪、排涝、供水、航运需求的前提下,运用生态学,最大化实现变水位下的景观效果,并对近岸滩涂进行生态修复,最终把该河岸段打造成以河流生态湿地为基底,融佛山城市文化及新城景观于一体的生态堤岸长廊、新城印象景廊和公共活动绿廊(图4)。

2.1 变水位下的景观实现

由于东平河季节水位变化大,并伴有潮汐现象,设计根据水文条件和现场观测情况综合分析,确定了3个主要参考标高:常水位0.58m、多年平均洪水位3.94m、百年一遇洪水位6.32m,来进行分级设计(图5~7,表2)。

1)标高在常水位0.58m以下的用地是河面与滩涂的过渡地带,旱季干燥无水,汛期受洪水及每天的潮汐涨落影响,水淹频次高,冲刷严重,生态敏感度高,故设计以保留现状为原则,不进行任何干预,最大限度尊重保护该区域河岸的生态机理和自然生境。

2)标高处于常水位和多年平均洪水位(0.58~3.94m)之间的用地,分2种情况考虑:处于季节性高水位(汛期4—9月,0.94m)以下的用地,是河面与堤岸消落带之间的滩涂,该区域冬春旱季无水,夏秋汛期又受河水冲刷浸泡,同时每天受到潮汐涨落影响,淹没频次较高,加之堤岸施工时对河滩的破坏,现状植物凋敝、黄土露天。据东平河佛山大道至佛山一环水文测量及分析计算成果汇总表数据统计,该界面虽然在汛期洪水来时有淹没情况,但每次洪峰时长不超过48h[16],同时结合原有植物在河滩上零星分布的情况,在基本维持现状的基础上,采用低影响度限制性设计,对河滩适当进行竖向处理,根据河滩地形,低挖高筑,顺水流方向疏浚形成水渠。疏浚后形成的水道,功能上能把滩涂用地上退潮时的积水迅速分片收集到其中并逐渐排走,从而减少了植物被水浸没的时间,而水渠与河面衔接的出入水口处,用3:7沙石混合料提高水渠的渠底标高至0.5m,接近常水位0.58m,通过这一系列工程措施,在枯水期利用潮汐涨落引河水入渠,退潮后可截留部分河水在疏浚渠中,由于土壤毛细现象的作用,提高了滩涂用地的土壤含水量,这就为植物品种选择的多样化以及植物的后期生长,创造了有利的立地条件。而所形成的洲、滩、汀、岛则成为各类鱼虫蛙鸟等动物的活动天堂和繁衍栖息地,既满足了水利泄洪的功能需要,又维持了河流湿地的生态功能。标高在0.94~3.94m之间的用地,是水利河堤斜坡护岸的基础部分,结合水利堤岸设计规范,对表土进行土壤改良,并配置半湿生植物,沿着坡脚方向设计带状栈道,作为滩涂与堤岸护坡的交通过渡。

图5 堤岸坡度及疏浚工程设计剖面图

图6 疏浚工程设计标准段平面

图7 河堤标准段平面图

3)多年平均洪水位与100年一遇洪水位之间(3.94~6.32m)的水利堤岸部分,汛期受洪水冲刷和浸没频次较低,在充分保证堤岸结构安全的前提下,适当提高设计强度,通过软质和硬质景观的结合,采用逐级而下的台阶连接了不同标高的栈道和石汀步道,构筑了适应变化水位下丰富的亲水空间,实现了游人的亲水体验。

4)100年一遇水位(6.32m)以上的用地,不受洪水影响,打造为城市滨河带状公园,与原有的滨河公园融为一体,堤顶抢险通道结合城市绿道进行设计,东平大桥桥底用地因地制宜地布置了滑板场、5人足球场和一系列的休闲驻停空间,让人们在欣赏河岸自然美景的同时,获得了丰富的活动体验。

2.2 驳岸景观改造

东平河堤岸改造在保证水利安全要求的前提下,结合水流特点、现状地形及景观实现多方面要求,研究设计了3种驳岸:疏浚渠生态驳岸、滩涂湿地驳岸、生态水利驳岸。标高在常水位和多年平均洪水位之间的滩涂,结合疏浚水渠,通过抛石和吹填河沙形成疏浚渠生态驳岸(图8),该驳岸结构具有多孔性特征,利于水生植物根系附着及生长;滩涂中一些低洼地和浅水潭泽,采用6:3:1的沙、土、碎石混料,设计成坡度平缓的滩涂湿地驳岸(图9),既提高了浅水潭泽的稳定性,同时也丰富了水生、湿生植物的选择;标高在0.94~6.32m之间的堤岸部分,打造成生态水利驳岸(图10),驳岸结构基本保持原水利1:2坡度,首先进行土壤改良,并选用粗生且易管养、萌蘖性强的灌木对其进行绿化,这类植物根系附着力较强,但不属于深根性植物,对堤岸基础结构影响小,又能对护坡表层土壤起到稳固作用,暴雨和洪水时郁郁生长的灌木可减缓水体对斜坡土岸的冲刷;部分水利护坡采用台地式手法处理,综合解决了坡度较大的水利河堤在安全稳定需求与景观实现两方面的问题,这一工程措施虽然对原堤岸剖面做了改动,但从设计上没有减少河流过水断面面积,逐级而下的台阶,结合因地制宜的植物搭配,给原本呆板的水利堤岸增添了园林的意趣。这3种形式的驳岸运用,为今后水位涨落大并伴有潮汐现象的河段,在堤岸的新建、改造以及近岸滩涂的生态恢复方面,做了有益的尝试。

表1 东平河水文测量及分析计算成果汇总

表2 分级设计模式示意

2.3 植物配置设计

植物配置结合场地堤岸竖向高程,分级进行设计,首先对于场地中原有长势良好的植物给予充分保护;100年一遇标高6.32m之上的堤顶带上,沿绿道选用了红花楹、红花紫荆、大叶紫薇、宫粉紫荆、黄花风铃木、木棉、细叶榕、大叶榕、秋枫、水杉、落羽杉等最适应当地气候的乔木作为基调树种,林缘下选用巴西野牡丹、翠芦莉、灰莉、鸭脚木等体现层次变化,形成开合有致的绿化空间,在驿站、平台节点搭配鸡蛋花、小叶紫薇、杨金凤等增加花色效果,并点缀了四季桂、含笑、九里香、栀子花等香花植物,增加了游人视觉、味觉多方面的游览体验;河岸护坡标高在3.94~6.32m之间的堤岸带选用了夹竹桃、希美丽、红绒球、大红花等灌木带状种植,形成生态绿色护坡,美化了呆板的水利斜坡堤岸;标高在0.58~3.94m的水岸交错带及近岸滩涂,参考水位每日潮汐涨落及季节性变化规律,选用睡莲、野茭白、水葱、千屈菜、伞草、菖蒲、香蒲、芦竹、花叶芦竹、芦苇、水生美人蕉、再力花等地方性耐湿植物,它们在潮汐涨落的条件下体现出了很强的环境适应性和自我繁殖力,并与滩涂野生植物混交生长,形成了多样化的群落结构。郁郁葱葱的植物让原来干涸的滩涂和单调的水利工程驳岸掩映在绿色之中,创造出丰富的视觉体验,并最大化发挥水生植物的天然净化作用,吸附水中的有害物质净化水体,吸引昆虫、鱼类和鸟类等动物到此栖居,修复了滩涂的原生态生境,让单调的水利性河岸滩涂焕发出勃勃生机。

2.4 文化的体现

在东平河的园林设计中,我们充分挖掘了佛山文化,从佛山传统陶瓷装饰画中提炼元素,用于铺装的纹饰,体现了佛山作为陶瓷之乡的底蕴;武者的雕塑,诠释了佛山武术之乡的传承精神;而河边的灯塔,作为曾经为无数船只指引方向的象征,我们将它保留并重新粉饰,成为这条河流和城市的记忆。

3 总结

东平河景观工程与常规滨河景观工程不同之处,在于它探索了一种变水位下融合了景观元素的生态堤岸建设实践方案,解决了景观营造、生态修复与水利堤岸建设规范要求之间的统一协调问题,并且在设计及施工上采用分级建设模式,通过地形处理、材料选择、植物选用、低碳节能等多方面措施的结合,让该工程得以有效和经济的落地,并实现设计效果的后期低成本养护。

3.1 分级建设模式

设计首先依据河流水文资料确定常水位、多年平均洪水位、100年一遇洪水位几个关键的标高,并依据这3个标高把场地划分为四部分,各级用地在设计强度上由高到低逐级递减,以适应水流及水位变化,并通过疏浚、引水、截留等工程措施改善滩涂的自然生境。

3.2 材料选择与植物选用

植物选用结合场地标高,因地制宜地实现了从陆生到水生的自然过渡。河滩上湿生植物在配置时,每个品种需达到一定的片植规模,形成种群优势,以利于在日后的自我繁殖生长中仍能保持竞争优势,并且植株的种植选择在早春枯水期施工,用石块压住植株基部,防止植物在根系未完全恢复,遇河水上涨时由于浮力和冲刷力而遭到破坏。园建栈道设施选用高密度仿木、混凝土、石材等抗浮耐水湿材料,以保障景观效果的长效持续性。

3.3 低碳节能工程措施运用

照明设计选用风光互补灯具,减少夜间照明用电量;给排水设计中,在河岸的水闸房布置泵房,抽取河水作为绿化后期养护水源,水利护坡的喷淋管与喷头沿堤岸护坡最高处铺设,喷头出水后利用重力自上而下对护坡植物进行浇灌补水,同时堤顶绿道和活动场地设计面向河面1.5%的排水坡度,把雨水顺堤岸斜坡排入河流,以控制管线投资造价,减少绿化用水,降低后期绿化养护费用。

图8 疏浚生态驳岸(潮汐上涨时景观)

图9 滩涂湿地驳岸(退潮后塘泽截留的河水)

图10 生态水利驳岸

图11 滨河区鸟瞰(引自http://bbs.zol.com.cn/dcbbs/d20_2824.html#picIndex1)

图12 东平桥下足球场

图13 河滩生态恢复和石汀步道

图14 滩涂生态恢复后葱郁的植被

3.4 问题与讨论

城市河道生态修复是一项复杂的工程,本项目在满足城市防洪安全前提下,因地制宜展开河道景观营造和河道生态修复,取得了较好的生态效益、社会效益和景观效益。然而囿于种种限制,项目也存在一些不足:其一,修复手段是在水利堤岸完工之后,仅以景观建设、植物生态修复技术为主,没有多管齐下综合治理;其二,河岸生态修复后仍会长时间受到河流水文、水质、气候等多方面的影响而发生变化,需要更长时间的监测,目前的技术手段也还难以量化评估;其三,自然状态下河道的堤岸及滩涂上植被群落更加稳定合理,而在多因素影响下具有很强水利功能的行洪河道内,人工选择的园林植物品种则较为局限,植被的科学性、安全性、持续性等多方面都是这类工程的难点;其四,项目推进期间与水利设计方和水利管理部门的协调磋商可以说是在曲折困难中推进的,部分设计与施工实施方案甚至对水利规范有所突破。

4 结语

通过对东平河景观工程竣工后8年的实地观测,堤岸安全、河岸生态恢复、低成本维护下景观效果的呈现及可持续等多方面,无疑是成功的。原来植物凋敝、景观单一、生态破坏的地方变成了景观优美的滨河休闲带,给市民提供了一个亲近自然的场所和充满活力的滨水绿色生态空间。希望通过东平河这一案例实践,为今后变水位下滨水景观工程建设提供有益的借鉴(图11~14)。

与此同时,针对项目中的遗憾和不足,我们建议,在今后的城市河道工程建设中,风景园林设计单位应该发挥更大的作用,从顶层设计阶段介入,从宏观层面参与指导滨河地区的功能定位、风景园林建设与生态修复;同时,加强专业协同,与规划、水利等同时同重、多管齐下;最后,希望相关水利建设规范能有所修编补充调整,以利于景观呈现及生态持续发展。那么在河道水利建设中这种亡羊补牢的景观生态工程想必会越来越少,城市河道水利工程在实现绿水青山的宜居之城建设方面,将会发挥更好的作用。

注:本项目获广州市2014年度优秀工程勘察设计一等奖。文中图片除注明外,均由作者绘制或拍摄。

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