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基于景观水文理论的西北干旱型城市河道生态修复研究

2020-09-21高宁

建筑与装饰 2020年24期
关键词:城市河道西北地区生态修复

摘 要 随着经济的发展,我国西北地区城市河道生态系统受损成为普遍现象,文章在分析受损原因的基础上,探讨城市河道生态修复策略,以期实现河道生态系统的整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。

关键词 风景园林;景观水文理论;城市河道;生态修复;西北地区

西北地区从行政区划上界定包括陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆等省和内蒙古最西部,自然区划上的西北地区指大兴安岭以西,昆仑山-阿尔金山、祁连山以北的广大地区,干旱是本区的显著自然气候特征。自西向东河流水源补给方式主要为高山融雪补充、春夏自然降水,因而,春夏时间河流径流量变大,水位上升。

西北地区城镇河道大多以防洪与排洪作为主要目标的,“渠化、硬化”城市河道堤防建设导致了生物多样性丧失,成为市民亲水的人工屏障,景观性较差。而城市河流生态系统我替较为普遍与突出,而河流生态系统修复与河流水文特征密切相关,修复受损河流生态系统须以河流水文学规律做基础。

1景观水文理论修复城市河道生态系统概述

人类在生命进化过程中,总结了一套关于水在大气层、地球表面和地壳内部以各种形态、数量和质量进行运动、变化、分布的规律,并运用这些规律为人类服务,这门学问就是水文学[1]。景观水文学是研究水文现象对景观形成演变的影响以及通过风景园林规划设计塑造水文景观。河流的水文学特征主要包含了水位、流量、含沙量等因素,拓展到景观水文学及规划设计学科还包含了河流堤线位置、河流常水位线、汛期水位线、过水断面、河流水体流速等相关概念。

2基于景观水文理论的城市河道生态修复策略

基于景观水文理论的城市河道生态修复即从西北地区河流的水文学特征出发,基于生态学原理,结合风景园林规划设计手法采取多种策略修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构,重建健康的水生生态系统,修复和强化水体生态系统的主要功能,并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。

2.1 扩大堤线或分流调蓄汛期河水形成湿地

我国西北地区河道多以排洪为目的,难以实现较多的滞留利用,常见的方式是局部采用橡胶坝截留蓄水,增加城市段河流水量。这种做法往往会影响河流的生物的迁徙,影响河流生态系统的物种多样性。为解决这一问题,可结合现状在城市段河流上游区域,将河道堤线适当外移、扩大,或者进行疏导分流,在城市上游位置形成湿地(见图1、2),分流口可设置水闸导流汛期河水。一方面,湿地可蓄积汛期河水,起到一定的调蓄泄洪的目的,另外一方面,湿地蓄积的河水可调节城市小气候环境,增加河水的蓄积与下渗,同时成为市民休闲娱乐的湿地公园。

2.2 浅河道式分级河槽打造旱涝两用河道

从减少渗透及蒸发的角度出发,在尊重自然河道水文变化规律的基础上,通过浅河道式分级河槽打造旱涝两用河道。图3中分别表达了某河道枯水期、丰水期及汛期三种水文变化情况,河道整治中利用中心浅河道河槽的河道断面形式能在保证防洪的基础上,实现河道常态化的小水面,促进河流生物多样性及生态的良性发展,提升其游憩价值。

2.3 合理调用城市雨水及再生水补充河道用水

将城市雨水、再生水纳入河道,通过适当的措施补充城市河道水量。

(1)合理调用城市雨水补充河道用水。收集汛期雨水,导入河道,排放处设置雨水湿地,雨季时可以将洪水截留储存起来,对雨水水质进行净化,旱季时补给河道。

(2)合理调用再生水补充河道用水。将再生水收集、输送,在城市段河流或者城郊区域通过人工湿地集中净化和河道湿地自然凈化提升水质,再补入城市河道,水质接近地表水Ⅳ类标准才能满足景观用水需求,并取得较好的景观效果。

2.4 堤防、驳岸的生态修复

(1)生态修复驳岸类型

河道堤防是作为挡水构筑物常见类型为梯形混凝土硬质堤防,其显著缺点表现为景观亲水性较差,同时可承载的生物多样性较差,往往造成河道生态功能的退化。本文结合西北地区城市河道的水文学特征,同时考虑所在具体区位,提出以下几种类型驳岸:

第一种生态修复驳岸类型为生态漫滩驳岸。在不影响行洪断面要求的前提下,设置若干生态岛链、浅水漫滩,降低城市段河水流速,进而增加河水的滞留量与滞留时间,为动植物提供多流速的水生栖息生境。生态漫滩驳岸的驳岸材料主要以自然土壤为主,能够有效增加堤岸的蓄水保墒能力,为生物生境提供生长条件。

第二种驳岸类型为自然石多孔隙生态驳岸(见图4)。利用自然土壤驳岸之上增加多孔隙的沙砾、岩石,可与水生植物种植结合布置,通过自然渗透与植物的吸附作用对水质进行处理,从而形成了一道城市与河流之间的缓冲区,起到了过滤膜的作用[2]。

第三种驳岸类型为生态阶梯驳岸(见图5)。主要应对汛期水位变化明显、河流水量较大、流速较大的城市河道,通过生态石笼护堤结合植物种植,构筑多级护岸,同时梯级堤防布置可在梯级界面设置较多的人流集散场地,满足城市段人流集散要求。在城市河道修复中,三种驳岸形式可以混合使用,针对不同的河流水文特征而选取不同的驳岸形式。

(2) 河堤及驳岸材料选择

驳岸材料的选择主要受水体流速的影响,在城市段通过多种措施有效降低河水流速,从而为材料选择提供更多可能。筑堤材料一般可分为土堤、石堤、混凝土堤岸或钢筋混凝土防洪墙及现行的混合材料河堤等。目前以自然土壤护堤为主,局部采用混凝土的生态驳岸形式广泛地应用于滨水景观建设之中,自然土壤结合耐水湿植物群落、水生植物群落及自然石等材料营造高孔隙率的驳岸,为动植物提供多样的、多流速变化的生境环境,为鱼类等水生动物、两栖类动物提供栖息、繁衍和避难场所。

2.5 城市河道多生境植物群落恢复是河道生态修复的关键

西北地区河道植物群落的恢复是城市河流生态系统恢复的关键,植被的恢复有助于河水在城市段的滞留、过滤、下渗,为生物多样性提供基础,亦能提高堤岸的防洪能力。另一方面,水陆植被交错带是生物多样性和生境多样性的重点地带,构建较为完整的植被带能有效消减地表径流带来的面源污染,自然水体的三道生态防线主要包括林带、草带和湿地植物带。

干旱型城市河道可以沿堤线构筑乡土耐旱型乔木林带+低成本灌木及地被+湿生及水生乡土植物的三道生态防线。恢复自然式驳岸对于生境营造具有重要意义。笔者所参与的西北某河道滨水景观带南岸驳岸设计中采用1∶6土坡缓坡入水,沿坡面构筑新疆杨、垂柳、木槿、波斯菊、大花金鸡菊耐旱群落、鸢尾、萱草、芦苇等耐水湿群落及千屈菜、水蓼、香蒲低成本水生植物[3],坡脚部分设置亲水步道增加亲水体验,坡顶设置彩色沥青自行车道,常水位时通过亲水步道观赏水景及水生植物,汛期坡顶自行车道成为亲水界面,同时通过立体式观景平台兼顾常水位登高远眺及汛期的亲水体验双重功能安排。

3结束语

新时代下,城市河道景观建设中景观水文学理论、景观生态学相关理论与规划设计学科的结合将是风景园林师探索的方向,值得进一步研究探讨。

参考文献

[1] 韩毅,刘海龙,杨冬冬.基于景观水文理论的城市河道景观规划设计实践[J].中国园林,2014(1):24-28.

[2] 陈圣泓.城市滨河地区生态修复与生境营造—以烟台市鱼鸟河为例[J].中国园林,2015(5):64-66.

[3] 关伟锋,高宁.城市公共开放空间景观设计的“低成本”策略[J].西北林学院学报,2014(29):212-216.

作者简介

高宁(1982-),女,陕西榆林人;毕业院校:西北农林科技大学,专业:园林植物与观赏园艺,学历:硕士研究生,职称:中级工程师;现就职单位:西安建大城市规划设计研究院,研究方向:风景园林。

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