生态修复视角下的沈阳蒲河滨水景观优化设计研究

2022-09-17 06:33沈阳建筑大学
建筑与文化 2022年9期
关键词:水区清溪滨水

文/孙 迟 沈阳建筑大学 教 授

殷钰杰 沈阳建筑大学 硕士研究生

引言

生态修复始于19 世纪30 年代,以生态自我调节为基础,利用生态技术进行修复和改善。在生态修复过程中,生态修复通常是以生态技术为基础的。由于生态技术分为自然修复方法和人工修复方法,生态修复技术又分为人工增强修复技术和自然恢复修复技术。其一是利用人工手段进行干预,改善生态系统,加强人工操纵手段,恢复生态;其二是以探讨自然自身的恢复能力,协调自然的可持续发展。如今人们渴望着更加健康舒适的生活环境,开始在城市建设中重视环境的保护与修复,新型城市与自然界和谐发展的时代正在兴起。兼备政治、经济、文化、信息实力与丰富的自然生态环境,成为了能够更好地生存与发展的必要条件。因此,生态修复理念在城市景观环境中的应用就显得尤为重要。

滨水景观作为城市的重要组成部分,是城市中集合休闲、娱乐、交通等多种功能于一体的一个重要的公共空间,并且滨水景观在城镇化进程中起到了改善城市生态环境、满足人们休闲娱乐需求的重要作用。随着人类社会的进步发展,滨水景观空间的作用也在不断地完善,但仍然存在着缺乏生态性、实用性、功能性等各式各样的问题。因此深入研究滨水景观设计,有助于今后更加科学合理地建设城市滨水景观。本文通过结合生态修复的相关技术及理念对沈阳市蒲河滨水景观进行分析与优化,希望能够为今后的滨水景观设计提供更加多元化的视角及方法。

1 沈阳蒲河滨水景观分析

1.1 区域概况

蒲河(图1)发源于铁岭县横道河子乡想儿山,它是浑河下游右岸最大的支流。它从辽中县老观坨乡黑鱼沟村流入红河,蒲河全长205 公里,流域面积2496 平方公里。沈北新区蒲河流域位于莲花池以上,地势较低,陵高谷深,河床窄;从棋盘山水库到平洛堡石桥,是一条渠道又窄又深的地下河。平落堡下方为平原,河道宽浅,河床落差大。

图1 蒲河

蒲河是一条季节性河流,年降水量分布不均匀,主要在7—8 月,旱季水量很小。这条河的水面较窄,深度较浅,难以形成水面景观,对北方城市的水环境非常不利。因地制宜的情况下新建了7 个人工湖,增加水面面积;新建8 道河障,提高河道正常水位,使新沈北地区水面面积达到7%。

1.2 滨水景观现状

蒲河流域的堤防设计考虑洪水径流条件,不再大量使用混凝土、砂浆砌筑等阻碍水、空气交换的刚性护坡材料。更多的半透明材料如填石、石龙、土工格室、三维植被网格等用于防止水流侵蚀,并在这些材料之间和表面覆盖土层,以促进植物生长。同时,在缓坡流速较低的地方,采用植被保护坡面,利用植物根系加固河岸。

蒲河流域滨水景观以原生植物为主,不同的功能区采用不同的树木类型和种植方式。稀疏的森林和草甸多分布在滨水地带,强调水面与陆地的可见性,湿地植物在湖泊和湿地中大量种植,形成分级的湿地植物群落。植物以蒲河特有植物——蒲草为主要元素,种植各种水生植物、乔木、灌木,强调形成自然多样的湿地生态景观,形成乔木+灌木+草甸三级生物系统。

经过近年来的水质改善措施,蒲河已消除了低劣的V 类水体,水质达到IV 级,其中秀湖、珍珠湖水质达到III 级标准。蒲河已成为全国同规模河流中治污治水效果最好的示范河。

1.3 滨水景观面临的问题

随着城市化进程的不断推进,城市用水量也在不断提升,但由于没有合理的措施管控,导致经常有未经处理的废水排入河流,致使河流的水质恶化。并且一些公司在进行绿化种植前未能充分考虑树木的习性和环境,盲目地种植价格昂贵的树种,从而破坏了河岸四周生态群落的稳定性。

并且蒲河滨水空间的开发与生态设计没有完全结合,虽然在驳岸以及植物景观的设计上考虑到了自然环保的元素的运用,但大多数生物的栖息地尚未恢复和改善,它们所依靠的根基已经不复存在。河流是一座城市的重要基础设施,它的生态环境质量对人类的生产和生活有很大的影响。另外,由于缺少整体的规划与生态观念,蒲河河岸及河面上的人造景观与构筑物被侵占,使生态环境失去了原有的完整。在现有的生态资源基础上,在各种滨水绿地、路边、亲水驳岸、天然水岸等基础上,构建完整的湿地灌木林草,对边坡进行生态保护。

现在的蒲江河畔景观,虽不如过去那么生机勃勃,却层次丰富,设计多样化。毗邻滨水区的区域很大程度上被商业化,越来越多的商业用地被用于社区活动,高层建筑在一定程度上影响着海岸景观的外观。水系是城市重要的自然资源,它可以使城市更加充满活力,建在水上的城市通常有很长的历史,水资源为人们提供了便利的运输、居住环境,是影响城市发展的关键因素。然而,在当代园林设计中,既没有区分水系的历史和文化特性,也没有把区域生活融入到设计之中,也没有充分考虑地理环境、地方文化等因素,一味地效仿国外的园林实践。许多江河面临着水环境污染问题。而我国北方大部分地区冬天严寒、干旱,气候条件恶劣,这对水质有较大的影响;夏天又热又湿,对植物的生长不利。另外,由于城市滨水区的开发,区域内各区域的建设时间和空间上的差别,使得整个区域的滨水区景观整体水平下降,从而对城市滨水区的环境品质产生一定的影响。

蒲河沿岸许多驳岸采用人工驳岸,以满足防洪需要,甚至对原有的天然曲线驳岸形态进行了破坏。坚硬的物质,如水泥和砖块,可以用来修建阶梯或者其他的几何结构,这些都是人为的。更严重的是阻断了能量交换,破坏了生物体的栖息地。

在过去的十多年里,针对蒲河沿岸的景观美化,进行了很多次的改造工程,并且经过多年的处理,现在蒲河沿岸的绿化率已达到93%以上,但在具体实施中仍存在着许多的不足。沈阳处于我国的严寒地区,冬季漫长而寒冷,在蒲河两岸的植物中,虽然原有的植物被保存了下来,但由于种植类型不够丰富,春冬两季植物仍然处于萧条无生机的状态。

2 滨水景观的生态修复案例研究

2.1 韩国首尔市清溪川河道景观改造

清溪川河道景观改造项目是韩国21 世纪以来城市景观生态修复的首个成功案例。清溪川全长10.84 公里,流域总面积约为59.83 平方公里,该河流自西向东穿过首尔市。清溪川受到春秋两季降雨量低且蒸发量高的影响,使得清溪川在春秋两季河流水位偏低;而到了夏季,清溪川地区由于降雨量过高导致该地一到汛期便洪水泛滥成灾。1958 年,由于受到经济发展需求的影响,韩国政府将清溪川进行填埋覆盖并改造为高速公路。直到2003 年,随着人类生态保护意识的逐步提高,韩国政府又重新制定了以建设“自然环保的城市河流”为核心的清溪川生态修复改造工程。

清溪川的河道景观改造主要涉及水质和景观两个方面的生态修复。对于清溪川的水质修复主要涉及水源补充、污水净化以及防洪排涝这三个主要问题。首先,针对清溪川河道水源不足的问题,设计者主要采用引流汉江部分支流的河水、运用雨水收集及污水处理装置循环用水、在清溪河沿线挖掘地下水等三种方式来确保清溪川河道水源能全年不间断地使用;其次,对于清溪川河道水体水质污染严重的问题,设计者主要是在禁止工业污水和减少生活污水排放的基础上,建立全新的污水处理体系来减弱污水排放对清溪川河道水质的影响;最后,对于清溪川的防洪问题,设计者则是采用阶梯式的河道形式来增强河道整体的防洪蓄水的能力,同时设置河道检测及水位传感报警装置来健全洪水预警系统。

而对于清溪川的景观修复的问题,则主要涉及植物种植和生物保护两个方面。一方面,针对清溪川的植物种植问题,设计者们采用了“贴近自然”的种植方式,主要是在使用清溪川本地乡土植物的基础上,采用植物分片种植的手段进行景观绿化;另一方面,针对清溪川的生物保护问题,设计者们则是将原有的硬质驳岸改建成为生态驳岸,并在此基础上修建浅滩、深潭等生物栖息地,这些措施能够很好地改善清溪川水域与陆地的水循环情况,并为清溪川的生物多样性的保护提供强大的支持。

2.2 太原城区段汾河滨水景观综合治理

汾河全长713 公里,流域总面积约为39721平方公里,其不仅作为黄河第二大支流,更是山西省境内的第一大河。汾河由北向南穿越整个太原城区,将太原城区分为东部与西部两个部分,并对太原城区整体生态环境的调节有着举足轻重的影响。但是随着中华人民共和国成立以来我国工业化程度的不断加深,作为北方重工业城市的太原也受到了工业化的影响,导致原本的城市滨水生态长廊水质污染严重,太原市整体的生态环境受到了极大的破坏。直到1998 年,太原市政府下达了以“水利整治、美化绿化”为主题的太原城区段汾河滨水景观治理工程,才使得该区域的生态环境得到了修复与改善。

太原城区段汾河滨水景观综合治理主要涉及水质净化、绿化设计、岸线设计三个方面的生态修复。首先,对于水质净化方面的生态修复,设计者主要是通过在汾河沿线设置大量排污暗渠的方式,来确保城市工业废水和生活污水的排放不会影响到汾河水质的洁净程度;其次,对于太原城区段汾河滨水景观的绿化设计,设计者提出了“恢复太原历史上的著名园林景观”的设计主题,主要是以太原市的本土植物为主,结合多种景观绿化手法进行设计,在设计时将太原的市树——槐树作为主要种植树种去扩大滨水区沿岸整体的绿化面积;最后,对于滨水景观的岸线设计,则是通过搭建以亲水近水、景观绿化为主题的滨水休闲步道,来丰富滨水区沿岸的景观风貌。

2.3 新加坡碧山宏茂桥公园和加冷河道修复

加冷河位于新加坡的中心区域,全长约10公里,是新加坡的著名河流之一,在新加坡生态环境的治理过程中发挥着重要作用。曾经由于地处热带,加冷河常年洪水泛滥,为了缓解这一现象,新加坡政府实施了将加冷河的天然河道转变为混凝土河道及沟渠的治理方法,这种方法虽然起到了防洪泄洪的功能,却对加冷河周边的生态环境产生了极大的破坏。直到2007 年,新加坡政府开始重视加冷河的生态环境问题,并制定了加冷河生态修复改造工程。

图2 蒲河岸边

图3 活动场地

图4 慢道系统

图5 跑道

图6 滨水带景观

新加坡碧山宏茂桥公园和加冷河道修复主要涉及河道重塑、水质净化两个方面的生态修复。对于加冷河的河道重塑工程,设计者们拆除原有的混凝土河道及排水渠,并将拆除的混凝土材料就地利用于河道河床的重塑工作,既改善了河道的生态环境,又避免了资源的浪费。重建之后的自然河道有着外延曲折的流线和宽窄不一的河道,这样的河道形式既有利于水流的流动,又有利于生物栖息地的保护,从直观的统计数据可以看出,重建之后的加冷河相较之前河道,其蓄水能力提升了40%,生物多样性提高了30%,河流长度由2.7 千米延长到3 千米,真正地实现了生态修复的目标。

而对于加冷河水质净化的工程,设计者们则是运用了植被生态修复的方法,运用以沉水植物为代表的一系列水生植物,来对水体内的污染物进行过滤与沉淀,从而达到净化水质的目的。这种生态修复方法,既能降低修复的经济成本,减少化学用品的使用,又能实现生态环境的自我修复与更新。

3 生态修复视角下的沈阳蒲河滨水景观的优化方法

3.1 设计理念

生态保护与修复相结合的滨水景观优化需要在设计理念上进行必要的强调,这其中包含了强调生态观念、创建多元化的空间以及保持整体的设计。

3.1.1 强调生态观念

城市滨水区的修复与景观规划,是对城市生态环境的改造与创造。在此过程中,人类和环境必须互相配合、共同发展。然而,在我国许多城市中,许多水体都不能满足生态园林的要求。在规划的过程中,要充分体现人与自然的协调、顺应自然的法则,并在设计中引导水上空间的生态、自然、健康发展。要切实保护各种动物和它们的生境。要使滨海驳岸恢复正常的生态环境,就必须重视生态设计,使其具有多样性,从而使其成为适应生物生存环境要求的生态系统。

3.1.2 营造多元化的空间

优美的环境、自然景观,独特的河湖体系的魅力,使得滨水区成为市民们的休闲娱乐场所。首先,滨水空间应持续改善生态、景观,提高空间品质,使滨水与水上空间得到最大限度的利用,使人们亲近自然,开展滨水休闲、文化展览、科普教育等;其次,加强滨水区的公共空间的规划。在城市滨水区的建设中,既要注意人性化的设计,又要兼顾人的多样性,还要兼顾人文的要求,与自然的和谐共处。以文化、自然、休闲、健身等休闲活动的形式为依据,结合空间节点周围的生态资源,通过不同的滨水地势高低,营造出清晰、动态、静止的空间环境,营造出丰富多彩的滨海空间。

3.1.3 是要重视整体的设计

河湖是一个连续的、开放式的体系,其滨水空间应具有完整的景观与生态的连续性。在设计时,应从整个库区及周边区域考虑滨水带景观,以认识滨水带景观的整体性以及人工与自然景观的连贯性。各片区的滨水区景观规划要统筹考虑,协调推进。城市滨水区是一个有着丰富而又独特的文化和历史意义的区域,合理的规划与设计对于提高城市的形象是十分重要的。研究表明,滨水区是影响城市生态环境的主要要素。由于园林绿化、建筑物和道路的存在,使得城市滨水景观的整体多元化成为必然。而自然的湖水和周边的海岸环境,则是不同物种的生存空间,形成了一个完整的生态系统。在进行滨水区景观规划时,必须充分考虑生态环境的完整性。比如,通过采用带状要素的连续线性路径、路堤、护坡等方式,将景观生态空间有机地联系在一起,并根据区域的自然状况和功能要求,形成统一、多样、有机联系的景观生态空间。

图7 混凝土水库大坝

3.2 具体措施

3.2.1 水体生态修复

在水体生态修复方面,应该加强对水体、水岸周边的人类活动的监督及管理,以此来避免如喷洒农药、工业污水排放等人类活动产生的污染源及水体接触。并且应该对工业生产所产生的污染源进行统一管理,要求污水必须经处理达标后才能排放。此外,还需通过网络、媒体等多方渠道大力宣传,以此来增加人民群众的环境保护意识。

水体生态修复的主要目的是净化水质。利用闸门、抽水站等水利设施,从受污染的河流源头和周围的洁净水体引水,并运用所引水流对受到污染的河水进行持续的稀释,从而达到改善水体环境及其质量的作用。

疏浚河道及其底部的沉积物作为治理水体污染的主要措施之一,可以显著消除河流水体中的沉积物所造成的污染,防止内源对水体造成二次污染。物理疏浚相对简单,而生态疏浚在清理被污染水体时可以提高河流的自净能力。此外,为了减少或消除水污染,必须利用微生物来吸收和分解河水中的污染物。

3.2.2 植被生态修复

在植被生态修复方面,蒲河沿岸的景观生态廊道主要表现为单一草本植被特征,并且具有较为明显的季节性变化。因此,蒲河沿线植被系统的设计必须有目的地使植物,以适应不同河段的景观。在城市和城镇的河滨社区打造各具特色的、可以满足人们休闲娱乐需求的活动区域。且当地的植物,如:香蒲、野艾蒿、野稗、酸慕、水蓼等植物生长较好,朴实无华,价格便宜,而且是自行播种的,适宜种植在河岸周边的生态区。当地利用芦苇、香蒲和菖蒲等本地野生物种提供生物多样性,减少外来物种入侵的可能性。要充分利用植物资源,就地取材,因地制宜,营造具有区域特色的滨水绿色环境,实现人与自然和谐共处。

并且在设计时应当尽量保留原有植被,补充植物类型,丰富竖向设计和四维度设计,并注意季节变化。在春天,可以添加开花的树木和灌木,如:桃、李、梨、连翘、榆树等,创造一个芳香的春天;夏季可根据植物生长习性布置不同层次的低、中、高,如地被植物、中高灌木和高大乔木,组合成一组设计;在秋天,为了避免一种压抑的感觉,应该避免同时落叶的树种种植;在冬季种植耐寒、美丽的常青树可以填补冬季绿色植物的空缺,尤其是针叶树和柏树在雪后具有很强的装饰性,也可以在冬天种植美丽的景观树,观察落叶后树枝的美丽。

3.2.3 水岸生态修复

在水岸生态修复方面,要根据河流行洪排涝的要求,对边坡实行生态防护,确保水陆二者之间的水分交换和调节能够正常地进行,并且确保水生生物的栖息及繁殖不会受到危害,以此达到河流生态系统健康可持续发展的目的。

首先,对于没有建设护坡的区域新建生态护坡,并在具有形成生物土壤系统条件的河岸坡地上种植草坪或灌木,以降低河流富营养化程度;护坡作为滨水景观中水陆两种空间中的自然过渡带,既能起到美化环境的作用,又能起到改善空气中的温度与湿度的作用。

其次,应该新建生态护坡来取代蒲河沿岸原有的硬质护坡。无法改为生态护坡的地方,可以根据实际情况,将石质护坡的上部或全部转化为边坡的护土,并种植草坪,以此来保证边坡的生态性。河床下的混凝土铺装,可以通过种植攀缘植物和水生植物,铺设天然卵石进行景观美化,以此来实现城市现有斜坡垂直防护的生态改造,恢复护岸的生态景观功能。

最后,在进行蒲河水岸整体规划设计的时候,应该尊重水岸原本的自然形态,保留其丰富的曲折变化,尽量不要使用人工的硬质材料,而应该就地取材,使用与周围环境相关的天然材料,只有这样才能更好地保护滨水景观空间的物种多样性。并且,可结合蒲河四季不同的水位变化建立亲水平台,在堤岸区域可通过一条花园道路连接各种景观节点和公共空间,使整个环境成为多层次、多样化的空间。

结语

对于城市的滨水景观建设来讲,这是一个非常复杂且需要时间的系统性过程,在建设中也需要多个学科以及技术的参与,并且在不同的阶段需要不同的建设策略,同时也需要与整体城市的发展程度进行同步。沈阳蒲河的生态修复既要注重景观建设,同时需要注重生态维护,在水环境、植被、水岸等方面需要进行系统的修复,加强生物栖息地的保护,进一步强化生态系统的平衡。通过生态修复技术的运用,完善蒲河的自然生态环境,给居民创造一个更加舒适的城市生活空间。本文探讨了沈阳蒲河滨水景观设计中存在的不足之处,以及如何从生态修复的角度出发,使得城市生态环境具有自我修复和调节的能力,并最终形成符合现代社会发展需求,具有生态可循环能力的全新的滨水景观空间。

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