關(guān)于柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)初探

萬 偉

（常德市水利水電勘測設(shè)計(jì)院，湖南 常德 415000）

近年來，我國洪澇災(zāi)害逐漸減少，但河道治理仍存在一些問題。特別是在城市化地區(qū)，由于農(nóng)業(yè)發(fā)展和山地水土流失，河流得到了不斷的調(diào)整和改變，水生物種數(shù)量也在減少[1]。本文旨在通過解析生態(tài)護(hù)岸理念，探究生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)原則和具體設(shè)計(jì)，以期推動我國生態(tài)護(hù)岸的長期穩(wěn)定發(fā)展。

1 生態(tài)護(hù)岸理念解析

傳統(tǒng)意義上，河流管理的主要目的是防洪和水資源利用。然而，隨著城市化的發(fā)展，河流正遭受流域土地利用發(fā)展造成的污染累積影響，河流的沿岸生態(tài)條件越來越差。在過去，河流經(jīng)村莊，村民們的房子就在河邊，村莊和河流之間沒有障礙。在這個河流生態(tài)系統(tǒng)中，有許多水生物種（昆蟲、青蛙、魚等）。在這樣的自然河流中，周邊生態(tài)環(huán)境和河流之間的相互作用也很重要。大型無脊椎動物的覓食活動等因素會導(dǎo)致樹葉落入河中并分解。水質(zhì)會受到腐爛的有機(jī)物影響。物質(zhì)從一塊土地流到另一塊土地，這種物質(zhì)循環(huán)發(fā)生在河流內(nèi)部和周圍。然而，傳統(tǒng)的護(hù)岸模式下，河道兩岸都被混凝土覆蓋，河道有許多臺階，在曲流河道走捷徑拉直時，采用臺階減小河床坡度，防止沖刷。這種護(hù)岸模式，嚴(yán)重影響水流和泥沙輸送，促使河床退化和河道變窄，從而影響河道沿岸的植被及水生物的生存繁殖。

“生態(tài)護(hù)岸”是指恢復(fù)的天然河岸或具有“透水性”天然河岸的人工河岸，也是一種“呼吸性”河岸。該透水性河岸能充分保證河岸與河流水體之間的水量交換，同時具有一定的防洪強(qiáng)度。生態(tài)護(hù)岸可以自然地連接沿河流地區(qū)的生活環(huán)境，成為一種具有防洪、生態(tài)、景觀和自凈功能的河道建設(shè)結(jié)構(gòu)。生態(tài)護(hù)岸建設(shè)是一種利用植物與工程材料相結(jié)合，在河道兩岸建設(shè)的生態(tài)護(hù)坡模式。邊坡植被重建是通過植物建立新的植物群落，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，控制水土流失。在生態(tài)護(hù)岸建設(shè)中，應(yīng)特別注意與自然的結(jié)合，既能控制雨水徑流和補(bǔ)給地下水，又能間接控制河流，保護(hù)河流，創(chuàng)造生物多樣性，提高河流的自凈能力[2]。

2 柳葉湖生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)思路

2.1 理論支撐

從早期湖岸生態(tài)學(xué)，發(fā)展到強(qiáng)調(diào)陸地-河岸-水生生物聯(lián)系重要性的整體（生態(tài)系統(tǒng)）科學(xué)，為可持續(xù)的景觀生態(tài)設(shè)計(jì)提供了支持。受此影響，河岸棲息地現(xiàn)在被認(rèn)為是獨(dú)特的兩個系統(tǒng)：作為生態(tài)社群的中介者，從陸地到水生棲息地。河流生態(tài)學(xué)的其他最新進(jìn)展也主要是在組織的生態(tài)系統(tǒng)水平上。兩個主要的進(jìn)步被稱為“營養(yǎng)螺旋概念”和“河流連續(xù)統(tǒng)一體概念”。簡單地總結(jié)一下這些新觀點(diǎn)，河流現(xiàn)在被看作是連續(xù)的、貫穿流動的系統(tǒng)，沿著河流發(fā)生著陸生和水生的相互作用。在一條河流棲息地的影響下，可能會導(dǎo)致一些完全不同類型的遠(yuǎn)距離棲息地的后果。河流群落也被認(rèn)為在各種結(jié)構(gòu)和功能特性上表現(xiàn)出可預(yù)測的下游變化，包括生物多樣性、可溶性有機(jī)物質(zhì)和總光合作用。這意味著對特定擾動的反應(yīng)在沿河的不同地點(diǎn)會有所不同，被概括為“河岸的連續(xù)間斷性”[3]。

近年來，許多護(hù)岸項(xiàng)目都采用了生態(tài)護(hù)岸解決方案，因?yàn)榕c傳統(tǒng)護(hù)岸解決方案相比，生態(tài)護(hù)岸解決方案對環(huán)境的破壞通常較小。但是，在某些情況下，當(dāng)?shù)貙?shí)際地質(zhì)條件會阻礙生態(tài)護(hù)岸解決方案的使用，這意味著必須采用傳統(tǒng)護(hù)岸解決方案，或者有時將傳統(tǒng)護(hù)岸性措施與生態(tài)護(hù)岸性措施的組合視為最佳方案。柳葉湖沿岸的生態(tài)復(fù)雜性——包括許多相互關(guān)聯(lián)的水文學(xué)、沉積學(xué)、形態(tài)學(xué)和生物學(xué)組成部分，使得設(shè)計(jì)合適的景觀帶生態(tài)護(hù)岸變得困難。因此，對柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)需要基于多種信息數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)指標(biāo)，例如：地貌與植被特征性植物（指標(biāo)物種）的分布，格局之間的關(guān)系，柳葉湖水文地理?xiàng)l件和河道周邊人文的關(guān)系等。有了這些認(rèn)知，可開發(fā)出植物恢復(fù)模型，甚至更重要的是，能夠識別時間和空間多樣性之間的差異；減輕形態(tài)和水動力變化；增強(qiáng)生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)。

2.2 設(shè)計(jì)原則

柳葉湖沿岸植被的生態(tài)性是生態(tài)護(hù)岸的主要設(shè)計(jì)原則之一。因此，必須在其設(shè)計(jì)中考慮植被護(hù)坡的生態(tài)、社會和文化因素；必須將傳統(tǒng)的生態(tài)知識納入生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)中，以說明植被多樣性和對生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)參與。在本次設(shè)計(jì)中，對柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)要求，需要從四個不同的學(xué)科視角（生態(tài)學(xué)、水文地貌學(xué)、規(guī)劃學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)）加以理解，然后將這些視角應(yīng)用到整個生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)不同空間位置中。作為柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸項(xiàng)目，成功解決了生態(tài)動態(tài)與當(dāng)?shù)厝丝?、?jīng)濟(jì)和制度之間的動態(tài)聯(lián)系。在這種聯(lián)系中，通過重新引入植物物種等方式重建了柳葉湖景觀帶沿岸的自然生態(tài)系統(tǒng)，以此減少了土壤侵蝕和增加了斜坡穩(wěn)定并保留了生態(tài)沉積物。

此外，柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)，還涉及到物種的有用性和實(shí)用性。河岸帶僅占一小部分景觀，但可以產(chǎn)生高水平的多種生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)。然而，要取得成功，需得到當(dāng)?shù)赝恋厮姓吆蜕鐓^(qū)支持并實(shí)施沿岸生態(tài)恢復(fù)?？紤]到柳葉湖區(qū)域長期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和當(dāng)?shù)乩习傩丈?jì)需求，建議在設(shè)計(jì)時納入生態(tài)和文化價值物種，從而克服生態(tài)護(hù)岸的社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)障礙。例如，在景觀帶中采用梯田式的種植帶，利用不同階段高度的水位，讓種植帶始終保持一部分在水中，一部分在岸上，以此減輕水位變化對生態(tài)護(hù)岸的破壞。同時，梯田式的種植帶也可以將周圍的農(nóng)業(yè)種植包裹在內(nèi)，盡量減少生態(tài)建設(shè)和群眾生產(chǎn)生活之間的矛盾。

2.3 設(shè)計(jì)方案

1）柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸是經(jīng)濟(jì)和生態(tài)問題匯聚的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。為了確保對其進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，需要基于分層隨機(jī)抽樣構(gòu)建生態(tài)護(hù)岸清單，該清單包括107 個采樣點(diǎn)，分布在柳葉湖景觀帶的水道上。在實(shí)踐中，需要對每個采樣區(qū)進(jìn)行調(diào)查，并對柳葉湖景觀帶進(jìn)行測量和精細(xì)觀察。通過研究柳葉湖景觀帶范圍內(nèi)土地覆蓋變化和沉積的程度，以確定柳葉湖沿岸土地覆蓋物隨時間的主要變化，并采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減少沉積給生態(tài)護(hù)岸帶來的負(fù)面影響。

2）使用BIM 技術(shù)構(gòu)建柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸模型，以幫助后續(xù)的生態(tài)護(hù)岸建設(shè)和相關(guān)適應(yīng)性管理政策的提出。所提出的BIM 必須代表各種各樣的物理和生物因素，包括時空尺度上的變化。在實(shí)踐中，可以通過使用狀態(tài)變量識別方法以及各種分析方法提出有關(guān)柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸的微觀尺度變化影響的跨尺度分析預(yù)測，以開發(fā)定量模型。此類模型的主要價值不是提供詳細(xì)的定量處方，而是幫助確定各種政策選擇效力的定性論證。

3）柳葉湖景觀帶的生態(tài)護(hù)岸斷面設(shè)計(jì)采取“雨水花園”的五層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，分別是蓄水層、覆蓋層、植被種植層、砂濾層及礫石墊層。其中，蓄水層和覆蓋層可以將雨水進(jìn)行短暫滯留與凈化；植被種植層與砂濾層則將植物與混凝土、砂礫等材料結(jié)合起來。其中混凝土選擇植被型的生態(tài)混凝土，主要是由緩釋肥料、保水材料和多孔混凝土等組成的,也可以適當(dāng)?shù)負(fù)饺胨?、粗骨料，砂礫等材料，對植被進(jìn)行加筋, 增強(qiáng)護(hù)坡抗蝕性。粒徑較小的礫石碎石可以在底部設(shè)置排水管，排出下滲的雨水。基于雨水花園條件下的這種生態(tài)護(hù)坡，可以提高空氣與土壤之間濕度的交換能力，維持土壤水分平衡，有利于植物的生長。具體設(shè)計(jì)如圖1 所示。

如圖1 所示，柳葉湖景觀帶生態(tài)護(hù)岸為植被提供適宜的生長載體。施工簡單，施工成本低，后期養(yǎng)護(hù)成本低。

3 結(jié) 語

綜上所述，基于生態(tài)護(hù)岸理念，對柳葉湖進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)工作，從而改善河流生態(tài)環(huán)境的影響，增加湖中的泥沙含量，優(yōu)化河岸支線設(shè)計(jì)，恢復(fù)其自然狀態(tài)是十分有必要且符合可持續(xù)發(fā)展和綠色生態(tài)建設(shè)的事情。利用生態(tài)護(hù)岸理念進(jìn)行柳葉湖景觀帶的人工河岸建設(shè)，目的是增加河道的復(fù)雜性，并增加洪水期間的自然蓄水量，有助于營造柔和的河道并確保柳葉湖水生生物的棲息地，是柳葉湖生態(tài)管理的最佳選擇，具有高生態(tài)潛力和中等社會經(jīng)濟(jì)水平，值得在類似地區(qū)推廣。