城市生态驳岸设计专题

城市生态河岸设计：1河岸的概念河岸一般是指同河流水域濒陆的陆地边缘地带,是水体和陆地的景观边界,是在特定时空尺度下,水、陆相对均质的景观之间所存在的异质景观。河岸作为水陆交错的过渡地带,通常呈现与水边平行的带状结构,本身具有活跃的物质、养分以及能量的流动,同时作为城市滨水环境中重要的景观区和富有吸引力的开放空间,在生态与景观方面具有多重价值。2目前我国城市传统河道河岸的3种模式：2.1立式河岸这种河岸一般用在水面和陆地的平面差距很大或水面涨落高差较大的水域，或者因建筑面积受限、没有充分的空间而不得不建的河岸。2.2斜式河岸这种河岸相对于直立式河岸来说，容易使人接触到水面，从安全方面来讲也比较理想，但适于这种河岸设计的地方必须有足够的空间。3.3阶式河岸比之前两种河岸，这种河岸让人很容易接触到水，可坐在台阶上眺望水面；但它很容易给人一种单调的人工化感觉，且驻足的地方是平面式的，容易积水，不安全。上述做法虽能立竿见影，使河道景观看上去显得很整洁、漂亮。但是，它忽视了人在水边的感受。传统的河岸主要基于经济安全、节约土地的目的下进行使用的,具有很强的防洪功能,但是人工痕迹太重,对河流的干扰很大,不利于河流自身系统的发展。虽然河流自身具有调节功能,但是对于这种人工痕迹太重的干扰,在短时间内很难适应,如今已经逐渐转向生态型河岸的设计使用。3生态河岸的概念与功能3.1生态河岸的概念生态河岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工河岸。它具有渗透性的自然河床与河岸基地，丰富的河流地貌，可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能，同时具有一定的抗洪强度。3.2生态河岸的作用生态河岸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。此设计方案的水系不搞硬质人工渠，不采用规则形式、硬质河岸构筑;水面形态采用自然式，打破单一线性结构，利用点、线、面相结合的方式，形成自然、生态、多变的濒水、湿地景观如：曲折溪流、河网、、湖面等。选择地势低洼地湿地带，挖湖蓄水形成功能多样、规模不等的人工湖面。平时是人工湖面，洪水来时可以起到分流、蓄洪、降低洪峰流量的作用。生态河岸除具有护堤、防洪的基本功能外，对河流水文过程、生物过程还有如下促进功能：3.2.1补枯、调节水位生态河岸采用自然材料，形成一种可渗透的界面。丰水期，河水向堤岸外的地下水层渗透储存，缓解洪灾；枯水期，地下水通过堤岸反渗入河，起着滞洪补枯、调节水位的作用。另外，生态河岸上的大量植被也有涵蓄水分的作用。3.2.2增强水体的自净作用生态河堤上修建的各种鱼巢、鱼道，可形成不同的流速带和水的紊流，使空气中的氧溶入水中，促进水体净化。3.2.3生态河岸对于河流生物过程同样起到重大作用生态河岸把滨水区植被与堤内植被连成一体，构成一个完整的河流生态系统。生态河岸的坡脚具有高空隙率、多鱼类巢穴、多生物生长带、多流速变化，为鱼类等水生动物和其他两栖类动物提供了栖息、繁衍和避难场所。生态河堤上繁茂的绿树草丛不仅为陆上昆虫、鸟类等提供了觅食、繁衍的好场所，而且进入水中的柳枝、根系还为鱼类产卵、幼鱼避难、觅食提供了场所，形成一个水陆复合型生物共生的生态系统。4生态河岸设计4.1生态河岸的分类：4.1.1非结构性河岸：指按照自然水岸的模式,运用自然界物质形成的坡度较缓的水系河岸,又可因人为干扰因素的强弱分为自然缓坡式河岸以及生物工程河岸。自然缓坡式河岸无需过多的人工处理,只需按土壤的自然安息角进行放坡,并按每层厚一几逐层夯实,面层种植植被或铺设细纱、卵石,形成草破、沙滩或卵石滩。生物工程河岸中生物工程技术要致力于在河岸植被形成之前,运用自然可降解的材料来保河岸坡,当岸坡的坡度超过自然安息角或土质不稳定时,需要对河岸进行人工防冲蚀和加固处理,可运用稻草、黄麻、椰壳纤维等自然界原生物质做垫子、纤维织物等,通过覆盖或层层堆叠等形式来组织土壤的流失和边坡的侵蚀,并在岸坡上种植植被和树木。这些原生纤维材料会缓慢的降解并最终回归自然,此时岸坡的植被也己基本形成发达的根系保护河岸。其中原生纤维材料中又以椰壳纤维的性能最佳,具有良好的保水性以及耐久性,寿命可长达一年。4.1.2结构性河岸：按照力学原则,运用木材、石材、金属、土工织物及水泥、混凝土等材料,结合植物种植形成的河岸,包括混凝土构件河岸、干砌块石河岸、金属笼、土工织物垄河岸等。这种河岸将工程技术与生态绿化结合在一起,其中石材、混凝土等高硬度材料的使用可以抵抗较强的水流冲蚀,提高河岸的安全稳定功能而这些护岸材料的空隙及缝隙又能够提供植物生长的养分,同时便于水陆间生态流交换过程的展开,为鱼、虾等水生动物提供了可靠的栖居地。这种结构性柔性河岸可以适用与不同坡度的岸坡,但当高度超过米时需要进行分层式设计。每种河岸都具有其自身的特点和适用范围,在实际工程中需要根据河岸的具体情况,进行经济、环境以及景观等诸多要素的综合性考虑,确定断面的形式以及组合方式,从而加强生物工程技术的应用,建设坚实、可持续以及美观的河岸,保障水生生物以及动植物完善的栖息地,并对地表流径起到净化的作用。4.2生态河岸设计生态河岸设计考虑不同河段流速变化及洪水主流顶冲部位，并考虑与景观设计方案协调，生态河岸可以分为以泻流为主的河道河岸和以景观为主的湖区河岸。工程措施如下：（1）在径流冲刷大的河道河岸设置刚性堤岸，用浆砌石挡土墙和土工格式河岸，将堤岸沿经过改造的台阶式地形分级设置，台阶面可种植植物，也可作为休息或散步的场所，刚性堤岸可以抵抗较强的流水冲刷，能在短期内发挥作用。在径流冲刷弱的河道河岸设置刚柔结合型堤岸，这种堤岸具有人工结构的稳定性和自然的外貌，见效快、生态效益好，刚性和柔性的材料占有同等重要的地位。①种植植物的堆石。将由大小不同的石块组成的堆石置于与水接触的土壤表面，再把活体切枝插入石堆中使斜坡更加稳定。根系可提高强度，植被可遮盖石块，使堤岸外貌更加自然。②与植物结合使用的插孔式混凝土块。将预制的混凝土块以连锁的形式置于岸底的浅渠中，再将植物切枝或植株扦插于混凝土块之间和堤岸上部，其上覆土压实，再播种草本植物。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。如在坡脚采用石笼、木桩或浆砌石块（设有鱼巢）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，固堤河岸。（2）在低洼地带形成的滞流区或人工湿地、浅潭和人工湖的河岸设计以蓄洪、造景为主，径流对河岸的冲刷不是很大的湖区河岸来说，要根据湖区的景观及生态恢复建设要求设置柔性堤岸，可分为两类:自然原型堤岸和自然改造型堤岸。自然原型堤岸是直接将适于滨河地带生长的植被种在堤岸上，利用植物的根、茎叶来固堤。这种河岸不需过多的人工处理，按土壤的自然安息角（30°左右）进行放坡，并按每层厚250～300mm逐层夯实，面层种植或铺设细砂、卵石，形成草坡、沙滩或卵石滩。配合植物种植，达到稳定河岸的目的。如种植柳树、水杨、白杨、榛树以及芦苇、菖蒲等具有喜水特性的植物，由它们生长舒展的发达根系来稳固堤岸，加之其枝叶柔韧，顺应水流，增加抗洪、护堤的能力。自然改造型堤岸主要用植物切枝或植株，或将其与枯枝及其他材料相结合，来防止侵蚀、控制沉积，在植被形成之前，运用自然可降解的材料，来保河岸坡。当岸坡的坡度超过自然安息角或土质不稳定时，需要对河岸进行人工防冲蚀和加固处理，可运用稻草、黄麻、椰壳纤维等自然界原生物质制作垫子、纤维织物等，通过覆盖或层层堆叠等形式来阻止土壤的流失和边坡的侵蚀，并在岸坡上种植植被和树木。当这些原生纤维材料缓慢降解，并最终回归自然时，岸坡的植被巳形成发达的根系而保护河岸，同时也能为生物提供栖息地。①湖区堤岸构成：根据湖区在泻洪中起的作用不同，河岸的做法也不同。按照洪水冲刷的频率和持续时间的不同，可将堤岸划分为不同的地带。（a）岸底带:河床与常水位之间的部分（b）水岸交错带:洪水位与常水位之间的部分（c）堤岸带:洪水位与岸顶之间的部分（d）岸顶带:堤岸带以外的部分。②类型：（a）树桩。将活的、易生根的树木切枝直接插入土壤中，利用根系固着土壤，枝叶削减流水能量，适合于水岸交错带和堤岸带。（b）柴笼。将活体切枝系成圆柱状的柴捆，顺等高线方向置于岸坡上的浅渠内，适合于堤岸带。（c）树枝压条。将活体切枝以交叉或交叠的方式插入土层中，适合于水岸交错带和堤岸带。（d）枝条捆包。将树枝压条、木桩和压紧的回填土结合使用，适合于水岸交错带和堤岸带。（e）植被格。将活体切枝层间的土壤用自然或合成的织物材料包裹，与树枝压条结合使用，适合于岸底带和水岸交错带。（f）木笼墙。将原木连锁放置呈箱形，内部回填适宜的材料和活体切枝层，切枝在木笼内生根并伸入岸坡，适合于岸底带。（g）树枝沉床。将带有分枝的活体切枝顺斜坡方向放置，形成沉床，切枝被切的一端插入坡脚保护结构中，适合于水岸交错带。（h）树木铺面。用缆索将一连串完整的枯树捆在一起，铆入河岸，适合于岸底带。（i）原木与根系填料铺面。将原木与根系填料铆入河岸，为生物提供栖息地，适合于岸底带和水岸交错带。（j）休眠树干。将树干以正方形或三角形的形式种植在堤岸上，适合于水岸交错带。（k）棕纤维卷用棕丝细绳将棕纤维系成圆柱形结构物在河流形成阶段置于坡脚，合于岸底带和水岸交错带。这种河岸融工程技术与生态绿化为一体，一方面石材、凝土等材料的硬度高，能抵抗较强的水流冲蚀，保证河岸的安全稳定，另一方面河岸材料之间具有许多的空隙和缝隙有利于植物的根系生长，并允许水陆间进行生态流的交换为鱼、虾等水生动物提供了可靠的栖居空间。在美国加利福尼亚州，风景园林师们还成功地将回收的废弃轮胎应用于河岸建设中，形成了一种非常经济的柔性河岸，这种河岸显示了风景园林师在充分利用回收废弃物、减轻土地压力、节省天然材料等方面进行了有意义的努力和探索。5总结人类改变着环境，同时也被环境改变。城市是人与自然相互作用的界面，要使城市发展所带来的一系列环境与生态问题得以解决，就必须使人的主观愿望与自然规律达到和谐与统一，在照顾人的需要的同时取得最佳的环境、经济、社会效益。城市河道的生态河岸设计可以兼顾自然和人类的共同需求，使人类和自然真正达到和谐、统一。