山區河流城區段堤防改造方法

趙 祥,張其成,楊姝君

(河海大學水文水資源學院,江蘇 南京 210098)

城市濱水區中的自然要素十分密集,自然過程十分豐富,城市濱水區是人類活動與自然活動共同作用最為強烈的地帶之一。良好的濱水景觀潛藏巨大的經濟價值,可體現城市的形象,改善城市的人居環境,在城市的發展中起著重要的作用,因此濱水景觀的設計是整個城市規劃設計中最復雜也是最具挑戰性的工作之一[1]。對于山區河流城區段而言,堤防景觀的處理是濱水景觀設計的關鍵。目前大多數城市堤防片面強調防洪功能,大量采用鋼筋混凝土材料[2],堤防過高,景觀效果不佳[3],嚴重影響了濱水區的整體形象。本文基于生態與景觀相結合的理念規劃堤防改造,探討了山區河流城區段濱水景觀建設中堤防改造的一般方法,并以欒川縣城區伊河堤防改造為例,在濱河沿線縱向與橫向對濱河帶的綠線和河道斷面進行系統性和有針對性的改造,重塑堤防景觀,從而在整體上提升了伊河濱水空間的各項功能,對改善城區濱水景觀起到了十分重要的作用。

1 山區河流的一般特點

1.1 河流比降大

山區河流河道坡度陡,河槽比降大,水位變幅大,流量過程線陡漲陡落,防洪壓力較大。因此,山區河流堤防往往較高,堤防景觀的親水性較差。由于流域匯流速度大,對坡岸的侵蝕嚴重,已有堤防大多采用混凝土結構,堤防景觀單一,生態服務功能不足。

1.2 調蓄能力弱

山區河流多為季節性河流,所在流域對降雨徑流的調蓄作用十分微弱,河流蓄水能力差[4],河流蜿蜒曲折,一方面導致不易形成較為開闊的水面;另一方面由于蓄水較難,堤防與河底之間產生大范圍的裸露空間,影響景觀效果。

1.3 濱水空間狹窄

山區城市多位于河谷地區,城區狹長,用地緊張,因此堤防與河道兩側建筑物間的空間通常比較狹窄,河道藍線控制范圍內可供濱水景觀建設的空間明顯不足,濱水景觀的改造與城市建成區的矛盾突出,如何解決這樣的矛盾已成為城市濱水景觀建設中的一個難題。

2 堤防改造的一般方法

山區河流建設中,對堤防的處理應在防洪安全的前提下盡可能減小對河流生態系統的干擾,同時創造條件塑造優質的濱水空間。

2.1 橫向拓展空間

利用已有空間以沉降、抬升、大緩坡、復合等擴展方式在橫向向外拓展堤防空間。

2.1.1 沉降擴展式

沉降擴展式斷面改造即在河道兩側開放空間不足、護坡跨度較大、河道兩側景觀質量不高的情況下,為滿足景觀建設需求,采取使河道橫斷面沉降的方式來增加河道兩側的濱水空間。采用該方式不影響河道外圍的土地利用。通過泵站等動力設備將主流的水體引至堤防空間以內,形成引入式的濱河空間,由于其離開主流,流速能夠得到控制,河水對兩岸的沖蝕減輕;同時引入式空間增大了濱水與陸域的接觸面積,有利于塑造親水空間。具體做法為:現有河道堤防不后移,在河道藍線控制范圍內僅將防浪墻后移,并將堤防迎水坡一側的硬質護坡及外圍綠地改造為下沉式濱水廣場,在不影響防洪安全的前提下進行景觀生態建設。圖1為沉降擴展式斷面示意圖,圖1(a)僅后移防浪墻,圖1(b)在后移防浪墻的同時使現狀路面沉降,打造成階梯式親水廣場,這2種處理方式均是沉降擴展式斷面改造。

圖1 沉降擴展式斷面示意圖

2.1.2 抬升擴展式

抬升擴展式斷面改造即在河道防浪墻較高、河道外圍有開放空間的情況下,將橫斷面改造成抬升式以增加景觀建設空間。采用抬升擴展式一方面可以緩解堤防過高對路面行人產生的視覺落差,豐富視覺效果;另一方面也增強了堤防防浪墻的結構穩定性,滿足了城市防洪的需求。具體做法為:在現狀堤防的基礎上,在河道外圍防浪墻后側填土做成階梯式緩坡,形成景觀建設的平臺,見圖2。

圖2 抬升擴展式斷面示意圖

2.1.3 大緩坡擴展式

在河流的中下游,在兩岸用地空間充足的情況下降低河道邊坡[5],擴大河流緩沖帶,緩沖帶內堤路相結合,堤路與岸邊留有一定空間,堤防均采用大緩坡斷面或多級階梯形斷面,在大緩坡上種草植樹,形成景觀品質極佳的大緩坡擴展式堤防。

2.1.4 復合擴展式

根據河流兩岸的土地利用情況,可以采用在河流的一側進行沉降擴展式改造而在另一側進行抬升擴展式或者大緩坡擴展式改造的復合擴展式堤防處理,有沉降-抬升、沉降-大緩坡、抬升-大緩坡3種復合擴展方式。采用復合擴展式改造堤防可優化河流堤防景觀,豐富河流兩岸的濱水景觀,見圖3。

圖3 復合擴展式斷面示意圖

2.2 縱向拓展空間

2.2.1 河流綠色廊道

在縱向延伸濱河綠地空間,從視覺角度強化綠地空間和水面空間的建設,弱化堤防空間,以提高親水性。構建河流綠色廊道,即沿河流兩岸有針對性地進行植物配置,選用喬木、灌木、藤本植物完善植物布局,同時控制足夠寬度的綠帶,在此控制帶內嚴禁修建任何永久性的大體積建筑物,并將綠帶與郊野基質連通,增強河流的生態廊道功能[6],從而改善堤防周圍的生態環境,在空間尺度上弱化硬質堤防給人帶來的“非親水性”的感受[7]。

2.2.2 河流景觀節點布局

在堤防空間內構建分布均勻、布局合理的濱水景觀節點:布置橡膠壩蓄水形成穩定的水面,利用山區河道水位落差大的特點,即利用水的重力打造自流式濱水景觀節點,如人工瀑布;也可通過泵站等動力設備將水引至上游,形成天然的引入式濱水景觀。通過橡膠壩的布置以及河流景觀節點的布局,不僅解決了山區河流水位變幅大導致的親水性不佳的問題,也促進了堤防空間內生態系統的重塑。

3 研究實例

3.1 欒川縣城區伊河概況

洛陽市欒川縣地處熊耳山南麓、伏牛山北麓的河谷地區,境內伊河自西向東穿城而過,流經嵩縣、伊川,穿伊闕而入洛陽,東北方向至偃師注入洛水,全長368km,流域面積超過6100km2。欒川縣城區伊河長10km,城區現狀面積為11.14km2,居住人口為8萬人。伊河屬于典型的山區河流,汛期和非汛期水位變幅大,河道人工化、渠道化程度很高[8],干流河道堤防是傳統的鋼筋混凝土堤防,嚴重影響了濱水區的整體形象,且岸邊綠化程度一般,生態環境有待改善。

3.2 堤防景觀現狀

目前伊河自西河橋至污水處理廠長約8km的河段已建設堤防硬化工程,各支流如寺溝河、北溝河、南溝河和百爐溝堤防已完成硬化,養子溝、塞溝河和十方院溝以及其余河段堤防仍維持自然式坡面形式。伊河硬化堤防存在多種斷面形式,主要包括坡面式、直立式、直立與坡面結合式等。整個城市的核心區域和居民主要活動區域內河道兩岸均為已硬化的混凝土結構堤防,景觀生態效果不佳,且受河道兩岸建設用地的限制,現狀堤防的景觀規劃實施空間有限,需要對堤防進行相應的處理以滿足城市濱水景觀建設的需求。伊河堤防景觀現狀及其河道斷面見圖4。

圖4 伊河堤防景觀現狀及其河道斷面

3.3 欒川縣城區伊河堤防改造

從防洪角度出發河道需要較大的過水斷面,但河道非汛期水位較低,不利于景觀的塑造,因此在不影響河道防洪安全的情況下,通過對伊河堤防斷面形式的改造輔以系統的綠地景觀規劃,采用諸如引入式、臺地式等河流護岸改造方式,增強伊河堤防的景觀性和親水性。堤防斷面形式改造應充分考慮河道的生態環境,通過不同的堤防斷面設計,使濕生、水生植物有藉以生存和發展的空間;同時,堤防斷面又應與自然景觀融為一體,充分協調生物多樣性[9]與城市景觀多樣性之間的關系,最大程度地發揮生態環境的綜合效益,促進人與自然的和諧發展。針對伊河不同河段的現狀特點及景觀需求,規劃采用沉降、抬升、大緩坡、復合等4種擴展方式進行堤防改造,并且考慮到不同季節的堤防景觀的差異性,在河流沿岸選擇相應的植被,使其空間形態隨季節變化,從而在空間結構與時間格局上增強河流堤防景觀的異質性[10]。

3.3.1 縱向改造

針對伊河的現狀,結合行洪通道和區內道路規劃濱水綠地系統,使城市綠色空間從河岸、堤岸向兩側用地滲透,成為城市濱水景觀建設的核心地帶,實現濱水景觀的可達性、親水性和游憩性。同時,以濱水帶狀綠地為紐帶,在堤防空間內布置多個各具特色的景觀節點,諸如耕莘古地、花卉梯田、農耕園、百米噴泉、水虹橋、君山廣場、水趣園、瀑布、摩崖石刻、游客中心、泉涌廣場、慧融園、書卷廣場、濕地公園、生態島等,形成與城市相融合的濱水開放空間,使之既能服務于欒川縣本地居民又可成為展示欒川縣形象的文化長廊、生態休閑走廊和視覺通廊(圖5)。

圖5 伊河綠地系統及景觀節點

3.3.2 橫向改造

針對伊河各河段特點,分河段對伊河堤防進行斷面改造:第1段為西河橋至伊尹橋,長度約為1.3km,其兩側河道較寬,兩側用地開闊,適合采用抬升擴展式進行堤防改造,以增強景觀性;第2段為伊尹橋至君山廣場,長度約為2.1km,該段為欒川縣城區的核心區域,其河道兩側空間狹窄,適合采用沉降擴展式進行堤防改造,以提高親水性;第3段為君山廣場至雙龍橋,該段長度約為3km,其河道兩側一側空間開闊另一側空間狹窄,適合采用沉降-抬升復合擴展式進行堤防改造,以優化堤防景觀;第4段為雙龍橋至灣灘村,長度約為4km,該段基本處于伊河的中下游區域,堤防基本處于未硬化狀態,護岸處于自然狀態,河道兩側空間開闊,適合采用大緩坡擴展式進行堤防改造。欒川縣城區伊河堤防改造后濱水景觀有了極大的改善。

4 結 語

針對山區河流的特點,以改善城市濱水景觀為目標,以生態和景觀相結合的理念規劃堤防改造,從濱水區空間拓展、生態建設與修復、濱河景觀塑造等方面探討山區河流城區段堤防改造的方法,包括利用已有空間以沉降、抬升、大緩坡、復合等擴展方式在橫向拓展堤防空間以及在縱向構建河流綠色廊道以及相應的濱河景觀節點。以欒川縣伊河堤防改造為例,通過對現狀硬質堤防的結構改造與沿線濱水景觀節點的布置,對山區河流城區段堤防進行了系統的景觀改造。伊河堤防改造后提升了伊河濱水空間的各項功能,極大地改善了山區河流城區段的濱水景觀。

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