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流动的风景-----城市河道的原生态设计 原创文章,转载请注明出处,www.nars.cn
摘要:随着社会的发展,人类的进步,人们文化艺术水平的不断提高,人与自然的和谐发展已经成为广大群众的迫切愿望。在物质基础条件达到历史最高水平基本需求的时候,人们便渐渐注重精神生活感官以及健康上的追求,渴望在自己生活的高楼云集的城市中感受到大自然的美丽与神韵,从而使自己在喧嚣的城市中可以有放松的心情,休闲娱乐的自然景观。因此,水便成为人们亲近大自然的首选,有着城市生态绿廊之称的河道景观也越来越受到人们的重视。 关键词:城市河道 设计 水体 生态驳岸 水生植物 河滨绿化
引言 水是大地景观的山脉,是生物繁衍的条件。城市水体是城市中自然因素最为密集,自然过程最为丰富的地域,而且这里的人类活动和城市干扰又非常剧烈,可以说这里是人类活动与自然过程共同作用最为强烈的地带之一。同时,水体往往也是城市中最具活力、环境最优美的地段。
目前,城市水环境问题正逐步成为多学科共同关注的焦点,城市水环境生态修复离不开河道的整治和重建。河道是一个复杂的生态系统,由不同的栖息生物群落所组成。这个生态系统的物理结构广义上可以分为:水体的河床(水生物区)、水交换区(两栖区)和受水影响的河岸区。长期以来,传统的水利建设只强调对水体资源开发和水害防治,而忽视了河道的生态功能。城市河道的治理只会选用直立护岸,这种方法虽然可节约土地、解决防洪和排水问题,但是在这同时也破坏了自然河流的水文循环和生态结构,河岸树木被砍伐,鸟类、两栖类、昆虫类动物失去了生存的场所。所以我们在设计的时候必须遵循生态化的原则,遵循河流的远有自然地貌、生态环境、植物组合,因为这些都是千万年来自然界长期作用的结果,都会有独特的自然形式与之相适应,相平衡,相和谐。 要做好河道的生态设计,我们首先要在做好河道驳岸设计的前提下,建造草坪护坡,杨柳护岸等自然生态景观。这样才能使之成为一条生态型,亲水型,休闲型的景观河道。
一、生态驳岸设计比较符合当今时代人与自然和谐发展的科学观
驳岸是既具有水域特性,又具有陆地特性的水陆两地交界区域。生态驳岸是在保证驳岸结构稳定和满足生态平衡要求的基础上,营造一个环境优美、空气清新、人人向往的舒适宜人环境。水体生态驳岸的设计可以兼顾自然发展和人类需要的共同需求,使人类和自然真正达到和谐、统一。因此水体驳岸的生态功能已成为一个设计师设计时考虑的必然。
1、生态驳岸设计的要素
生态驳岸设计的要素包括生态驳岸设计的原理;生态驳岸设计的优缺点;生态驳岸设计的原则,以下是具体说明:
1.1生态驳岸设计的原理:
共生原理,概念同样来自于自然界中的动植物,指的是不同种的东西基于互惠关系而共生,可以使人类通过共生,控制环境系统,实现与自然合作,与生态过程相协调,同进化。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。生态设计是一种与自然相作用、协调的方式,是对自然过程的有效适应及结合,它要求全面地衡量设计途径给环境带来的冲击。生态设计不仅要求人们在处理人与自然关系的问题时,要转变工业时代只注重生产效率,不考虑环境代价的思维方式;其次,由于自然系统的多样性和复杂性要求我们在做生态设计时必须注意因地制宜,繁简得当,不可一味追求“完善”而添加各种枝节,致使降低设计的可行性。最后,生态设计有一系列的工程技术,它们是最终实现设计目标的工具和手段。 驳岸的生态设计是运用自然本身的能力来处理人与自然的关系,同时用自然的结构和形式来顺应自然的进程。如此可以将水岸与河道在生态上联系起来,实现物质、养分、能量的交流;为生物提供栖息地;驳岸上植物根系可固着土壤,枝叶可截留雨水,过滤地表迳流,抵抗流水冲刷,从而起到保护堤岸、增加堤岸结构的稳定性、净化水质、涵养水源的作用,而且随着时间的推移,这些作用会不断加强;以自然的外貌出现,容易与环境取得协调,造价较低,也不需要长期的维护管理。但是这样一来和规则式堤岸相比它的防洪保护能力就会下降很多,同时如果建造初期没有得到很好维护的话,后期功能将很难得到发挥。因此设计时还应该注意近期与远期利益相结合,通过寻求满意设计,逐步逼近最优设计。
1.2生态驳岸设计在具体的规划设计中应把握以下原则:
城市河道水体建设应以体现城市的特色风貌,反映地方文化及体现开放、发展的时代精神为规划设计的基本点,立足山水园林文化的特征创造具有时代感的、生态的和文化的景观。生态设计需要坚持持续性原则,应该保护驳岸原有的生物特征以及维护自然景观资源,维持原有的自然景观生态过程及功能,这是保持驳岸生态持续性的基础。它们对保持驳岸区域基本的生态过程和保存生物多样性以及生态系统的完整性具有重要意义。可持续性是人与自然关系的协调在时间上的扩展,它是以可持续发展为基础的。在此前提下可充分发挥自然优势,将自然景观和人文景观高度结合,使之具有很高的园林艺术观赏价值,体现人与自然的有机的融合。要把整个河道的景观作为一个整体考虑,对整个河道景观综合分析并进行多层次的设计,方式上要依地就势,追求自然古朴,体现野趣,在考虑到工程的要求的同时,又要考虑景观和生态的要求,使整个河道的利用类型、格局和比例与原有的自然特征相适应,也就是要坚持设计的自然化。针对不同地区的河道,要依照不同特点设计出不同特色的生态景观,要选取不同的结构、格局和生态过程,更要注重原有环境资源中的变异性和复杂性,同时也要注意各方面之间的相互衔接、呼应,各具特色,联成整体。并要考虑周围城市居民的要求,建设一些与城市整体景观相和谐的水体公园,使城市河流两岸周边的空间成为最引人入胜的休闲娱乐空间。力求做到生态、社会、经济三大效益的协调统一与同步发展。
2、水体驳岸和生态驳岸的含义:
水体驳岸是水体边缘与陆地交界处,为稳定岸壁,保护河岸不被冲刷或水淹而设置的构筑物。
生态驳岸是指恢复后的河岸具有自然河岸“可渗透性”的人工驳岸,它可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节,同时也具有一定的抗洪强度。
2.1如何才能真正的做到生态驳岸
探究原始森林中野生植物之所以保存完好的原因,无非得益于合理的生态链。动物、植物、微生物之间有着千丝万缕的“相互依存”关系。如此看来传统的“钢筋水泥”式的驳岸,则必然会阻碍河滩湿地与岸上植物的相互联系,不利于野生植物生长,因此,好的驳岸设计必须结合所在具体环境的艺术风格、地形地貌、地质条件、材料特性、种植特色以及施工方法、技术经济要求来选其建筑结构形式,在实用、经济的前提下注意外形的美观,使其与周围景色相协调。由于生态驳岸除去护堤、防洪的基本功能外还必须具备对河流水文过程、生物过程中补枯、调节水位的功能,所以其材料就需要采用自然的,以便形成一种可渗透的界面,丰水期,缓解洪灾;枯水期,地下水通过堤岸反渗入河。另外,驳岸上种植大量植被也是必备条件如此就可以大量涵蓄水分。做到真正的河道两侧“植物-泥土-自然岸线-水体”模式下的“绿色生态长廊”。
2.2生态驳岸的做法: 针对不同的河段,可以选择不同的类型的生态驳岸做法。在坡度缓或腹地大的河段,可以考虑保持原有的自然状态,再加以配合些植物的种植,如种植柳树、水杨、白杨、芦苇以及菖蒲等具有喜水特性的植物,利用其生长舒展的发达根系来稳定堤岸,以达到增强抗洪、护堤、稳定河岸的目的,这是所谓的自然原型驳岸的做法。同时对于较陡的坡岸或冲蚀较严重的地段,不仅种植植被,还采用天然石材、木材护底,以增强堤岸抗洪能力。正如坡脚采用石聋、木桩或浆砌石块等护底,其上筑有一定坡度的土堤,斜坡种植植被,实行乔灌草相结合,固堤护岸。这种做法我们称之为自然型驳岸做法。对于防洪要求较高、而且腹地较小的河段,则可采用台阶式人工自然驳岸,在必须建造重力式挡土墙时,也要采取台阶式的分层处理。在自然型护堤的基础上,再用钢筋混凝土的材料确保大的防洪能力,如将钢筋混凝土柱或耐水原木制成梯形箱状框架内埋入大柳枝、水杨枝等;邻水则种植芦苇、菖蒲等水生植物,使其在缝中生长出繁茂、葱绿的草木。
二、当前,在可利用资源不断减少,水生态环境破坏日益严重的状态下,要处理好河道水体,仅仅靠生态驳岸,是远远不够的。于是如何恢复自然水体景观、改善水体质量,显得意义更为深远。水生植物不仅具有较高的观赏价值,还能吸收水体中的养分物质,对富营养化水体起到净化作用,让人们真正享受到“碧波荡漾,鱼鸟成群”的自然美景。
1、水生植物的生态学意义:
我国利用水生植物净化水质的研究始于70年代中期,包括静态条件下单一物种及多种植物配置对污染较严重的污水的净化,以及动态方法研究水生植物对污水的处理效果。近30年来,对东湖、巢湖、滇池、太湖、洪湖、保立湖、鸭儿湖、白洋淀等浅水湖泊的富营养化控制和湿地生态系统恢复的大量研究证明,水生植物可吸收、富集水中的营养物质及其他元素,可增加水体中的氧气含量,或有抑制有害藻类繁殖的能力,遏止底泥营养盐向水中的再释放,利于水体的生物平衡等。水生高等植物能有效地净化富营养化湖水,提高水体的自净能力,也是人工湿地系统发挥净化作用必不可少的因素之一。从景观生态学的角度去分析。要注重水生植物景观宏观的视觉效果、视觉的时空变化及生态效益。除了要满足人们游憩、观赏的需要外,还有维持生态平衡、保护生物多样性、再现自然、净化与提高城市景观的环境质量等功能。
利用水生植物造景,除应具较高的观赏价值外,还要求在无需经常性人为管理的条件下,能保持自身的景观稳定。现有的一些专类园以及水生植物为主,构成的人工水体景观的设计,过多地考虑园林美学的要求,相对忽视了生态学方面的考虑,才最终导致了水体的污染,水生资源及其美学价值受到损害。而学者们针对水生植物在净化污水方面的研究,又多从生态角度出发,很少结合景观美学的要求,其作用也就局限于水体的去污治理。
水生植物是园林水景的重要造景素材,它不仅极大地丰富了园林的水体景观,还与水质处理系统、生态系统保护巧妙地结合为一体。有人预见到今后的水域景观,必然要向水域景观与水质处理系统相结合方向发展,向水域景观生态系统保护方向发展。为此,没计师应结合景观生态学理论,巧妙运用具有较高观赏价值的水生植物,营造富有诗情画意、环境优雅的水生植物景观,最终在景观和生态系统水平上展示其美学价值。
1.1水生植物及其应用
凡生长在水中或湿土壤中的植物通称为水生植物,包括草本植物和木本植物。在园林中,对水生植物的分类按其生活习性、生态环境,可分为浮叶植物(浮叶花卉)、挺水植物(挺水花卉)、沉水植物(观赏水草)、海生植物(红树林)以及沿岸耐湿的乔灌木等滨水植物。在水景设计中应用较多的有浮叶植物如睡莲(Nymphaea
telragona)、芡实(Eunvale ferox)、萍蓬(Nuphar pumilum)、荇菜(Nymphoides
peltatum)、菱(Trapa bispinosa)等;挺水植物如荷花(Nelumbo nucifra)、菖蒲(Acorus
calamus)、小香蒲(Typha minima)、水葱(Scirpus validus)、千屈菜(Lythrum
salicaria)、芦苇(Phragmites communis)、燕子花(Iris laevigata)等;:滨水乔灌木如落羽杉(Taxodium distichum)、水杉(Metasequoia
glyptostroboides)、竹类(Bambusoideae)、木芙蓉(Hibiscus mutabilis)、水松(Glyptostrobus
pensilis)等。至于水生植物造景,笔者认为就是以适生的、具观赏价值的水生植物为材料,科学合理地配置水体并营造景观,充分发挥水生植物的姿韵、线条、色彩等自然美,力求模拟并再现自然水景,最终达到自身的景观稳定。
1.2
了解了水生植物的生态作用,就要来熟悉一下水生植物的种植和配置。 水体的植物配植,主要是通过植物的色彩、线条以及姿态来组景和造景的。淡绿透明的水色是各种园林景观天然的底色,而水的倒影又为这些景观呈现出另一番情趣,情景交融,相映成趣,组成了一幅生动的画面……水生植物的种植要以不影响水体特有的景观效果为前提,也就是种植的面积比例要适当,不宜将整个水面占满,否则会造成水面拥挤,也不能太少,这样就会显得单调、呆板,也就是要求水体种植布局设计是要留出一定的活泼水面,并且植物布置要有蔬有密,有断有续,富于变化,如此水面景色则更为生动。平面的水通过配植各种树形及线条的植物,形成具有丰富线条感的构图,给人留下深刻的印象。而利用水边植物可以增加水的层次;利用蔓生植物可以掩盖生硬的石岸线,增添野趣;植物的树干还可以用作框架,以近处的水面为底色,以远处的景色为画,组成一幅自然优美的图画。
水生植物的种植要因水制宜的来选择植物的种类,设计时要根据水体环境条件和特点,不同面积的水体,选择的植物种类就不相同。如大面积的水域设计时,可种植芡实、芦苇等,小面积水域,则可选用荷花、睡莲、水葱等;水体深浅不同,选择的适生植物也不一样。如挺水植物植物一般都只适应生长于水深1M的浅水中,植株高出水面。因此,在河道的岸边通常设计挺水植物,如水葱、荷花、千屈菜、慈姑、芦苇、菖蒲等,可以很容易的丰富水体岸边景观。如果河流深水区面积不大,那就可以选择的设计些浮水植物,用以点缀水面景观,形成水面观赏焦点,如睡莲、玉莲、芡实等。不同的水体,除了选择的植物种类不相同,植物配植的形式、也不尽相同。规则式的水体,往往采用规则式的植物配植,自然式的水体,植物配植的形式则多种多样,利用植物使用水面或开或掩。不同的地域环境选择不同的植物进行配置,要坚持“以乡土植物品种进行配置为主”。不同水质环境条件下选择不同的植物品种栽种。水养分含量高的水质栽种喜肥的植物类型。静水环境下选择浮叶、浮水植物而流水环境下选择挺水类型植物。
水生植物的种植与选择,除了考虑以上的这些外,还应该在考虑水面环境特点下,布置一种或多种植物,在满足生态要求后,协调的进行主次分明、高低错落,形态、叶色、花色等搭配,以取得优美的景观构图。如香蒲与睡莲搭配种植,既有高低姿态对比,又相互映衬,协调生长。对一些受到严重污染和富营养化的水体,宜配植石菖蒲、水葱、凤眼莲等可以吸污净化水质的植物。
三、需强调的是,理想的水体景观,一方面靠水底植物、水面植物和水中动物的组合生存来形成自然净化;湖岸、湖中立体通透的绿化及外围污染的控制,另一方面还需从河岸滨水区的生态设计考虑从而使整个生态系统在空间上形成完全连接。
从生态学角度讲,滨水区域是一个具有生物多样性特性的区域,和城市内部预留的公共绿地有很大不同。由于在一段历史时期内,我国在生态伦理、生态价值方面的基础教育普遍不足,因此很多未经保护的河道已经丧失了自然面貌。原因很简单,他们成了城市经济活动的牺牲品。城市滨水空间长期被湮没在对规模和速度的盲目追求中,无法在城市生活中发挥其应有的积极作用
。
90年代以来,滨水地区开发越来越成为我国城市建设中的一个热点。随着城市经济基础逐渐雄厚,政府有财力将滨水地区的开发改造提上日程,这不仅是由于滨水地区作为城市的黄金地带,能提供土地开发和就业的新机会,而且能够提升和重塑城市形象。随着滨水地区开发改造越来越盛行,以至于有人希望能够找到快速解决的办法,即能采用一些普遍通用的规则运用于各个地方。其实,成功的滨水地区开发必须依赖周密而富有特色的规划设计。
河道滨水区绿地空间是城市景观的重要组成部分,更是地区生态系统的支持基础。其绿化应尽量采用自然化设计,绿地设计应在控制绿地比例的基础上,植物的搭配——地被、花草、低矮灌丛与高大树木的层次和组合,应尽量符合水滨自然植被群落的结构,避免采用几何式的造园绿化方式。一般选用姿态优美的耐水是湿植物如柳树、木芙蓉、池杉、迎春、水杉、水松等进行种植设计,美化河岸环境,丰富水体空间景观。再种植低矮的灌木,加以遮挡河道驳岸,使得河岸含蓄、自然、多变,并创造出丰富的花木景观。在水滨生态敏感区引入天然植被要素,比如在合适地区植树造林恢复自然林地.在河口和河流分合处创建湿地,转变养护方式培育自然草地形成,以及建立多种野生生物栖息地。同时在设计时可以利用本区域本身的地形条件设置相应的景观节点,如亭、桥、榭、架等建筑小品,以提供多视觉的景观视野。
一个好的河岸滨水区的生态设计要具有较高生产力、能够自我维护,只需适当的人工管理即可,具有较高的环境、社会和美学效益,同时在耗能、资源和人力上又具有较高的经济性。
结束语:相当多的城市河道同时肩负着景观;河道与水运通道的双重功能。货运装卸和生产生活污水的直接排放对水质产生很大的负面影响。这些负面影响既有污染物对水质的直接破坏,又有水质富营养化带来的某些生物过量繁殖。为此我们鼓励采用自然式河岸代替混凝土和石砌挡土墙的硬质河岸,推广生态驳岸,生态种植,生态河滨。一方面可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节,同时也具有一定的抗洪强度。生态驳岸除具有护堤、防洪的基本功能外,对于改善滨水区景观、恢复生态平衡也有重要作用。
拥有悠久的文化是中华民族的骄傲,这种骄傲的情绪充分反应在景观设计行业中。每个景观规划项目的设计建设方都希望有一个好的文化内涵在里面,尽管河道生态设计只是一个很小的方面,只是一个具有休闲与商业功能的用地。但是对河流本身的历史和人文故事的挖掘工作也是必不可少的。 河道的生态设计还会有其他不同的类型,本文总结出的一些设计方法肯定会具有一定的局限性。但是有些基本原则应该适用于全部类型的河道设计,那就是生态第一性原则与亲水性原则,抛弃这两项原则的设计一定会留下遗憾。 主要参考文献 references cited Jin Yuanhuan(金元欢) et al, 1996, The golden waterway: its development and significance ----- study on the economic development along the Yangtze River Basin, in: proceedings on the 1996' International Conference on the coordination in the regional infrastructure development along the Yangtze River Basin, May 20-21, Fudan Univ., 105-110 Jin Yunahuan(金元欢), 1991. Comprehensive research on the estuaries and tidal flats in Zhejiang. in:the proceedings of the 2nd international symposium on the coastal ocean space utilization, COSU-II, Long Beach, Cal., USA, April 2-4. Jin Yuanhuan(金元欢), 1991. Progress in the estuarine classifications, Marine Science Bulletin, (1): 32-45. Ecosan-a holistic approach to material-flow-management insanitation, Christine Wemer, GTZ Germany, Ecosan-Closing the loop in wastewater management and sanitation, Proceedings of international symposium, p29-33. Towards a recycling society, Ecological sanitation-closing the loop to food security, Dr. Steven A. Esrey, (UNICEF), Ecosan-Closing the loop in wastewater management and sanitation, Proceedings of international symposium, p34-44. New development of ecosan in Germany and Europe, Prof. Dr. Ralf Otterpohl, TUHH, Germany, Ecosan-Closing the loop in wastewater management and sanitation, Proceedings of international symposium ,p68-79. Foreword, Ecosan-Closing the loop in wastewater management and sanitation, Proceedings of international symposium, GTZ ecosan-team. 金元欢,1992,黄河口:作为一个特殊的过滤器,黄河三角洲研究,1(3-4):16-24 金元欢,孙志林,1992.中国河口盐淡水混合特征研究,北京,地理学报,47(2):165-178 金元欢,王建宇,2001,杭州城市发展中几个值得忧虑的问题,城市规划,4:64-73 王建宇,金元欢等,2001年11月,生态景观湖治理园林景观水体,新环境技术国际研讨会《能源工程》,130—133 金元欢,2003,亲水概念的由来和现状,上海科学生活-2003年10期 金元欢,2004,nars系统研究,技术与市场/园林工程,6:10-19,ISSN1006-8554 陈培东,金元欢,2004,居住区生态水环境研究-----剖析西安未央长庆苑水环境设计,建筑学报,4:63-66,ISSN0529-1399 金元欢,王建宇,2005,一潭静水,为何能清澈见底----nars:清澈秀美的自然水景系统,/住宅产业,12月20日24—27;ISSN1009-1483 金元欢,2006,年3月,原生态景观研究刍议,第二届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会论文集,711-719,中国建筑工业出版社,北京,ISBN7-112-08095-9 金元欢,2006,城市水景的生态设计与综合治理研究,中国建设信息,3:36-40,ISSN1008-570X 金元欢,王建宇,马紫霞,2006,园林理水问题刍议,技术与市场/园林工程,8:28-31,ISSN1006-8554 金元欢,王建宇等,2006,城市水景的生态设计与综合治理----nars:营造清澈秀美的自然水景系统,中国水利水电出版社,ISSN7-5084-4025-0,23.6万字,248P 金元欢,王建宇,余初良,郑安全,2007,一个城市公园水景的设计、施工与治理,第六届亚太地区基础设施发展部长级论坛暨第二届中国城镇水务发展国际研讨会论文集,中国城市出版社 王建宇,金元欢,2007,水景治理并不昂贵,给水排水动态,4:18-19,ISSN1002-8471 金元欢,王建宇,余初良,2007,一潭静水何以清澈见底——介绍Nars水景处理系统,建筑技术及设计,(vol:157)10:90-96,刊号:ISSN1006-2661,CN11-3548/TU 金元欢,2007,后产品主义时代的房地产品牌,武汉楼市,12:22-23,CN11-0136,ISSN1002-8471 金元欢,郭清斌,陈永,2007,自然水景系统与水景污染治理,建设科技,19,46-48 金元欢等,2008,水环境增加地产商业价值,城市住,4:44-47,ISSN1006-6659;CN11-3679/TU 王建宇,金元欢,2008,城市水景公园案例研究,全国水体污染控制、生态修复技术与水环境保护的生态补偿建设交流研讨会,上海 王建宇,金元欢,2008,营造清澈的乡村池塘,小城镇及农村污水处理工程建设与技术应用研讨会,杭州 金元欢,王建宇,余初良,郑安全, 2009.2,城市公园水景治理,城市管理与科技,vol 11(1):23-26,ISSN 1008-2271,http://www.chuangxin.gov.cn/zzs/qkml/ 王建宇,金元欢,2009,快速除藻控藻技术研究,全国水体污染控制与治理高层研讨会,杭州2009 金元欢,王建宇,2009,村镇水体水质改善技术和控藻技术研究,小城镇、农村饮水安全与污水处理技术应用研讨会,北京
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