城市生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)的綠色應(yīng)用研究

龔 瑜

上海市建工設(shè)計(jì)研究總院有限公司 上海 200235

水是生態(tài)環(huán)境的控制性要素，人水和諧共生是人與自然和諧共生的重要標(biāo)志。必須嚴(yán)守水資源、水環(huán)境、水生態(tài)紅線，全面加強(qiáng)水環(huán)境保護(hù)和水生態(tài)修復(fù)，打造水清岸綠、河暢湖美的美麗家園。

單一解決水安全已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新時(shí)代對(duì)水環(huán)境的發(fā)展需求，解決水問(wèn)題必須是一個(gè)系統(tǒng)工程，只有系統(tǒng)化的生態(tài)修復(fù)才能保證水資源的可持續(xù)性發(fā)展。城市水系是城市水資源的重要載體，城市生態(tài)護(hù)岸的系統(tǒng)化研究必然是城市水資源可持續(xù)性發(fā)展的前提及必要保障。

1 城市生態(tài)護(hù)岸的特點(diǎn)

生態(tài)護(hù)岸指的是利用植物或者植物與土木工程相結(jié)合，對(duì)河道坡面進(jìn)行防護(hù)的一種河道護(hù)坡形式[1]。生態(tài)護(hù)岸集防洪效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)、景觀效應(yīng)和自凈效應(yīng)于一體。

城市水系不僅承擔(dān)防洪排澇的安全功能，同時(shí)也承載著城市的文化記憶，記錄了城市的發(fā)展歷程，早期城市的發(fā)展是以透支水資源作為代價(jià)的，造成了城市水資源匱乏、水環(huán)境破壞、濱水空間局促、水文化缺失等一系列問(wèn)題。

城市生態(tài)護(hù)岸作為城市發(fā)展的重要組成部分以及城市發(fā)展史的見(jiàn)證者，具有城市及生態(tài)兩方面的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：

1）河道安全性要求高，城市河道保障的財(cái)產(chǎn)重要性及人口數(shù)量大，必然導(dǎo)致河道護(hù)岸的安全性標(biāo)準(zhǔn)較非城市地區(qū)要求高。

2）水環(huán)境質(zhì)量要求高，全國(guó)正在推行黑臭河道整治工程，還一個(gè)綠水青山給市民是最基本的要求，水環(huán)境優(yōu)劣直接影響城市環(huán)境的質(zhì)量。

3）水資源可持續(xù)性要求高，城市水資源匱乏成為城市發(fā)展的制約因素，水資源的可持續(xù)性是城市發(fā)展的必要條件。

4）生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性要求高，采用生態(tài)護(hù)坡的結(jié)構(gòu)構(gòu)建的生態(tài)護(hù)岸應(yīng)與周邊城市已建成區(qū)域景觀建筑相協(xié)調(diào)，同時(shí)應(yīng)結(jié)合周邊排水管網(wǎng)的配置綜合考慮。

5）人民休閑空間需求高，河道兩岸人群密集，市民對(duì)休閑娛樂(lè)空間需求強(qiáng)烈，護(hù)岸的建設(shè)需滿足市民對(duì)濱河空間的訴求。

6）文化傳承性要求高，城市河道見(jiàn)證城市的文明發(fā)展，河道護(hù)岸的建設(shè)要包含文化的傳承。

2 城市生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用的現(xiàn)狀

2.1 城市生態(tài)護(hù)岸的現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)生態(tài)護(hù)岸的應(yīng)用研究起步較早。進(jìn)行護(hù)岸工程也非常注重沿岸的景觀與生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)，盡量采用天然狀態(tài)下的河岸形式，避免破壞自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡。必要時(shí)采用鋼結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，降低對(duì)砂石料的開(kāi)采，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

隨著國(guó)家對(duì)于生態(tài)環(huán)境重視程度的提高，恢復(fù)河道護(hù)岸的生態(tài)性成為發(fā)展趨勢(shì)，城市生態(tài)護(hù)岸在河道護(hù)岸中的比例已經(jīng)大幅上升，而且生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)及施工工藝也日趨成熟。

城市河道周邊往往腹地較小，城市生態(tài)護(hù)岸多以斜坡與直立性生態(tài)護(hù)岸結(jié)合的形式為主，多采用石籠擋墻、生態(tài)袋、三維固土網(wǎng)墊以及多孔砌塊等透水以及適應(yīng)植物生長(zhǎng)的生態(tài)護(hù)岸形式。不同的結(jié)構(gòu)根據(jù)適用條件不同分別應(yīng)用在護(hù)岸的低水位以下區(qū)、水位變化區(qū)和高水位以上區(qū)。

2.2 存在問(wèn)題

1）單純構(gòu)建生態(tài)河道護(hù)岸，未與水生及陸域側(cè)動(dòng)植物形成統(tǒng)一系統(tǒng)。

2）河道生態(tài)護(hù)岸與周邊排水系統(tǒng)割裂，缺乏水資源利用循環(huán)系統(tǒng)，可持續(xù)性差。

3）河道護(hù)岸缺乏周邊建筑及景觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

4）生態(tài)自然護(hù)岸與周邊土地利用及人們休閑場(chǎng)所相矛盾。

5）河道水系文化傳承性不強(qiáng)。

3 城市生態(tài)護(hù)岸的功能需求及系統(tǒng)分析

城市生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)并非單一采用生態(tài)護(hù)坡即為生態(tài)護(hù)岸，它應(yīng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，根據(jù)城市水系的特點(diǎn)，城市生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)需要可持續(xù)性發(fā)展，必須從水安全、水環(huán)境、水資源、水生態(tài)、水景觀、水文化等6個(gè)方面入手。

3.1 城市生態(tài)護(hù)岸功能需求

3.1.1 水安全要求

城市河道承擔(dān)著城市防洪排澇的功能，護(hù)岸的建設(shè)首先需要確保區(qū)域的防洪排澇安全。城市生態(tài)護(hù)岸不僅具有“擋”與“防”的功能，它是可滲透性的，河水通過(guò)面坡滲透至土壤中儲(chǔ)存，延滯徑流、減少水流沖刷，增加河道的槽蓄量，提高了城市護(hù)岸的安全指數(shù)。

3.1.2 水環(huán)境要求

水環(huán)境惡化的主要原因是排入河道的污染物大于水體的自凈能力。水環(huán)境整治不僅需要減少污染物的排放，而且應(yīng)增強(qiáng)水體的自凈能力。生態(tài)護(hù)岸通過(guò)種植在水中的植物減少河道的富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)植物所產(chǎn)生的氧氣可供水生生物生長(zhǎng)，進(jìn)而改善水環(huán)境。

3.1.3 水資源要求

城市的發(fā)展使生態(tài)環(huán)境遭到了破壞，水污染進(jìn)一步加劇了水資源的短缺，可利用的水資源量在不斷減少。生態(tài)護(hù)岸可降低水體污染物，增加土壤水的含蓄量，枯水期儲(chǔ)存在護(hù)岸土壤中的地下水反補(bǔ)河道，起著調(diào)節(jié)水位的作用，進(jìn)而增加城市的可利用水資源量。

3.1.4 水生態(tài)要求

生態(tài)整治是系統(tǒng)工程，單純的生態(tài)環(huán)境缺乏可持續(xù)性。生態(tài)河濱構(gòu)建成的小區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)包含水生動(dòng)植物、護(hù)坡植物以及堤頂植被。生態(tài)護(hù)岸的空隙以及水生植物可為一些水生動(dòng)物提供覓食、棲息場(chǎng)所，有利于保持生物的多樣性。生態(tài)護(hù)岸是水生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。

3.1.5 水景觀要求

城市河道通常是城市的核心地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，建筑人口密度大，人們休閑娛樂(lè)需求也較高，城市護(hù)岸的景觀性同樣是必然需求。城市生態(tài)護(hù)岸景觀的布置應(yīng)與周圍環(huán)境構(gòu)成協(xié)調(diào)統(tǒng)一，水景觀與岸上親水景觀空間有機(jī)結(jié)合構(gòu)成岸邊豐富多樣的空間，使濱水空間成為人們休閑、娛樂(lè)的場(chǎng)所，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展[2]。

3.1.6 水文化要求

河道自古以來(lái)就是文明的發(fā)源地，兩河流域創(chuàng)造了美索不達(dá)米亞文明，黃河流域誕生了中華文明。河道的變遷記錄了城市的發(fā)展，歷史必然在其中留下了痕跡，在城市河道整治中更應(yīng)重視河道承載的文化及歷史，使城市河道成為文化傳承的載體。

3.2 城市生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)分析

根據(jù)城市生態(tài)護(hù)岸的特點(diǎn)，遵循城市生態(tài)護(hù)岸的功能需求，以高品質(zhì)景觀環(huán)境空間為導(dǎo)向的綜合性城市生態(tài)護(hù)岸的改造是提升城市品質(zhì)、增強(qiáng)城市核心競(jìng)爭(zhēng)力的有力手段。

3.2.1 城市生態(tài)河道與水生動(dòng)植物組成的河濱動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)河濱構(gòu)建成的小區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)包含河道、生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)、水生動(dòng)植物（包含微生物）、護(hù)坡植物以及堤頂植被。系統(tǒng)內(nèi)部之間及系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)（如河流生態(tài)系統(tǒng)、陸地生態(tài)系統(tǒng)等）間均發(fā)生著物質(zhì)、能量和信息的交換，具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性。

在水、土、生物之間形成物質(zhì)、信息和能量的循環(huán)體系，通過(guò)良性的循環(huán)，進(jìn)行自組織和自我修復(fù)，修復(fù)受污染的河流水體，提高河流的自凈能力，從而為城市河流生態(tài)系統(tǒng)的健康提供保障[3]。河濱生態(tài)系統(tǒng)保持生態(tài)系統(tǒng)的完整連續(xù)，優(yōu)化了地區(qū)的生態(tài)格局，同時(shí)也改善了人居環(huán)境。

河道地形通過(guò)淺灘深坑的構(gòu)建使水流形成紊流，增加水體的蓄氧量，有利于水生動(dòng)植物的存活；生態(tài)護(hù)岸實(shí)現(xiàn)了河道水體與護(hù)岸土壤之間的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)交換，成為水體與陸域的鏈接紐帶；水生植物以及坡面植物根系的固土作用，增加了護(hù)岸的抗沖刷能力；植物的光合作用也提升了水體的自凈能力；生態(tài)護(hù)岸的結(jié)構(gòu)空隙、水生植物也為水生動(dòng)物提供覓食、棲息場(chǎng)所，同時(shí)水生動(dòng)物的排泄物又成為植物的肥料，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。河濱生態(tài)系統(tǒng)的有效運(yùn)作有利于保持生物多樣性的可持續(xù)發(fā)展（圖1）。

3.2.2 城市河道生態(tài)護(hù)岸與陸域及周邊排水系統(tǒng)組合的水資源循環(huán)凈化系統(tǒng)

城市河道的基本功能為防洪排澇，初期的雨水通過(guò)地表徑流或排水管道進(jìn)入河道，是河道的主要污染源之一。在城市生態(tài)護(hù)岸的研究中不能把河道、陸域及排水割裂開(kāi)來(lái)，應(yīng)把三者結(jié)合成系統(tǒng)進(jìn)行考慮。

圖1 河濱動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)

水域側(cè)構(gòu)建河道生態(tài)護(hù)坡以及淺水種植區(qū)或淺水濕地，陸域側(cè)的建設(shè)則融入海綿城市理念，在陸域側(cè)及親水平臺(tái)上設(shè)置透水鋪裝人行道，卵石排水溝或植草溝以及雨水花園共同構(gòu)成水資源循環(huán)凈化系統(tǒng)。

水體與護(hù)岸土壤之間通過(guò)生態(tài)護(hù)坡自然地進(jìn)行水體交換，人行道的地表徑流可通過(guò)透水鋪裝自然下滲至護(hù)岸土壤中，雨水及城市道路地表徑流通過(guò)卵石排水溝或植草溝的收集并輸送雨水至雨水花園儲(chǔ)存、沉淀、凈化，最后經(jīng)淺水種植區(qū)或淺水濕地進(jìn)一步凈化，排入河道，截?cái)喑跗谟晁谧畲蟪潭壬舷廴驹矗鰪?qiáng)水資源循環(huán)凈化能力（圖2、圖3）。

圖2 水資源循環(huán)凈化系統(tǒng)典型平面布置示意（海綿型）

圖3 水資源循環(huán)凈化系統(tǒng)典型斷面布置示意（海綿型）

3.2.3 城市生態(tài)河道景觀與周邊環(huán)境及區(qū)域文化統(tǒng)一需求的景觀空間人文系統(tǒng)

城市河道的特殊性就在于其具有明顯的城市人文特色，在構(gòu)建城市生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)的時(shí)候必須充分考慮城市生態(tài)河道景觀與周邊環(huán)境及區(qū)域文化統(tǒng)一的需求。

景觀空間人文系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)該合理利用現(xiàn)狀資源，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局。滿足綜合性公共綠地及濱水休閑空間的要求，明確功能分區(qū)，做到各功能區(qū)域相輔相成、相互呼應(yīng)，突出區(qū)域的景觀特色，體現(xiàn)季相特色和景觀多樣性；空間上應(yīng)既有溝通又有屏障，充分考慮市民的親水需求設(shè)置親水平臺(tái)岸線，同時(shí)滿足城市防洪安全設(shè)立防洪岸線，創(chuàng)造出有生態(tài)防護(hù)性的生態(tài)屏障；植入文化元素，挖掘河道歷史人文價(jià)值，記錄城市記憶，傳承城市文化；建立綠道系統(tǒng)，依托綠帶、林帶、水道河網(wǎng)、景觀道路、林蔭道路等自然和人工廊道的建立，使濱水空間成為一種具有生態(tài)保護(hù)、健康休閑和資源利用等功能的綠色立體型空間。

4 結(jié)語(yǔ)

城市生態(tài)護(hù)岸是系統(tǒng)化的工程，內(nèi)涵豐富[4-10]。河濱動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)水資源循環(huán)凈化系統(tǒng)以及景觀空間人文系統(tǒng)的相互作用構(gòu)成了城市生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)。城市生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)研究必然是城市水資源可持續(xù)性發(fā)展的前提及必要保障。