關于柳葉湖景觀帶生態護岸設計初探

萬 偉

（常德市水利水電勘測設計院，湖南 常德 415000）

近年來，我國洪澇災害逐漸減少，但河道治理仍存在一些問題。特別是在城市化地區，由于農業發展和山地水土流失，河流得到了不斷的調整和改變，水生物種數量也在減少[1]。本文旨在通過解析生態護岸理念，探究生態護岸的設計原理、設計原則和具體設計，以期推動我國生態護岸的長期穩定發展。

1 生態護岸理念解析

傳統意義上，河流管理的主要目的是防洪和水資源利用。然而，隨著城市化的發展，河流正遭受流域土地利用發展造成的污染累積影響，河流的沿岸生態條件越來越差。在過去，河流經村莊，村民們的房子就在河邊，村莊和河流之間沒有障礙。在這個河流生態系統中，有許多水生物種（昆蟲、青蛙、魚等）。在這樣的自然河流中，周邊生態環境和河流之間的相互作用也很重要。大型無脊椎動物的覓食活動等因素會導致樹葉落入河中并分解。水質會受到腐爛的有機物影響。物質從一塊土地流到另一塊土地，這種物質循環發生在河流內部和周圍。然而，傳統的護岸模式下，河道兩岸都被混凝土覆蓋，河道有許多臺階，在曲流河道走捷徑拉直時，采用臺階減小河床坡度，防止沖刷。這種護岸模式，嚴重影響水流和泥沙輸送，促使河床退化和河道變窄，從而影響河道沿岸的植被及水生物的生存繁殖。

“生態護岸”是指恢復的天然河岸或具有“透水性”天然河岸的人工河岸，也是一種“呼吸性”河岸。該透水性河岸能充分保證河岸與河流水體之間的水量交換，同時具有一定的防洪強度。生態護岸可以自然地連接沿河流地區的生活環境，成為一種具有防洪、生態、景觀和自凈功能的河道建設結構。生態護岸建設是一種利用植物與工程材料相結合，在河道兩岸建設的生態護坡模式。邊坡植被重建是通過植物建立新的植物群落，恢復生態環境，控制水土流失。在生態護岸建設中，應特別注意與自然的結合，既能控制雨水徑流和補給地下水，又能間接控制河流，保護河流，創造生物多樣性，提高河流的自凈能力[2]。

2 柳葉湖生態護岸設計思路

2.1 理論支撐

從早期湖岸生態學，發展到強調陸地-河岸-水生生物聯系重要性的整體（生態系統）科學，為可持續的景觀生態設計提供了支持。受此影響，河岸棲息地現在被認為是獨特的兩個系統：作為生態社群的中介者，從陸地到水生棲息地。河流生態學的其他最新進展也主要是在組織的生態系統水平上。兩個主要的進步被稱為“營養螺旋概念”和“河流連續統一體概念”。簡單地總結一下這些新觀點，河流現在被看作是連續的、貫穿流動的系統，沿著河流發生著陸生和水生的相互作用。在一條河流棲息地的影響下，可能會導致一些完全不同類型的遠距離棲息地的后果。河流群落也被認為在各種結構和功能特性上表現出可預測的下游變化，包括生物多樣性、可溶性有機物質和總光合作用。這意味著對特定擾動的反應在沿河的不同地點會有所不同，被概括為“河岸的連續間斷性”[3]。

近年來，許多護岸項目都采用了生態護岸解決方案，因為與傳統護岸解決方案相比，生態護岸解決方案對環境的破壞通常較小。但是，在某些情況下，當地實際地質條件會阻礙生態護岸解決方案的使用，這意味著必須采用傳統護岸解決方案，或者有時將傳統護岸性措施與生態護岸性措施的組合視為最佳方案。柳葉湖沿岸的生態復雜性——包括許多相互關聯的水文學、沉積學、形態學和生物學組成部分，使得設計合適的景觀帶生態護岸變得困難。因此，對柳葉湖景觀帶生態護岸的設計需要基于多種信息數據和設計指標，例如：地貌與植被特征性植物（指標物種）的分布，格局之間的關系，柳葉湖水文地理條件和河道周邊人文的關系等。有了這些認知，可開發出植物恢復模型，甚至更重要的是，能夠識別時間和空間多樣性之間的差異；減輕形態和水動力變化；增強生態護岸結構。

2.2 設計原則

柳葉湖沿岸植被的生態性是生態護岸的主要設計原則之一。因此，必須在其設計中考慮植被護坡的生態、社會和文化因素；必須將傳統的生態知識納入生態護岸設計中，以說明植被多樣性和對生態系統的可持續參與。在本次設計中，對柳葉湖景觀帶生態護岸的設計要求，需要從四個不同的學科視角（生態學、水文地貌學、規劃學、經濟學）加以理解，然后將這些視角應用到整個生態護岸系統不同空間位置中。作為柳葉湖景觀帶生態護岸項目，成功解決了生態動態與當地人口、經濟和制度之間的動態聯系。在這種聯系中，通過重新引入植物物種等方式重建了柳葉湖景觀帶沿岸的自然生態系統，以此減少了土壤侵蝕和增加了斜坡穩定并保留了生態沉積物。

此外，柳葉湖景觀帶生態護岸設計，還涉及到物種的有用性和實用性。河岸帶僅占一小部分景觀，但可以產生高水平的多種生態系統產品和服務。然而，要取得成功，需得到當地土地所有者和社區支持并實施沿岸生態恢復。考慮到柳葉湖區域長期的經濟發展和當地老百姓生計需求，建議在設計時納入生態和文化價值物種，從而克服生態護岸的社會經濟和生態障礙。例如，在景觀帶中采用梯田式的種植帶，利用不同階段高度的水位，讓種植帶始終保持一部分在水中，一部分在岸上，以此減輕水位變化對生態護岸的破壞。同時，梯田式的種植帶也可以將周圍的農業種植包裹在內，盡量減少生態建設和群眾生產生活之間的矛盾。

2.3 設計方案

1）柳葉湖景觀帶生態護岸是經濟和生態問題匯聚的復雜生態系統。為了確保對其進行有效設計，需要基于分層隨機抽樣構建生態護岸清單，該清單包括107 個采樣點，分布在柳葉湖景觀帶的水道上。在實踐中，需要對每個采樣區進行調查，并對柳葉湖景觀帶進行測量和精細觀察。通過研究柳葉湖景觀帶范圍內土地覆蓋變化和沉積的程度，以確定柳葉湖沿岸土地覆蓋物隨時間的主要變化，并采取適當的措施，減少沉積給生態護岸帶來的負面影響。

2）使用BIM 技術構建柳葉湖景觀帶生態護岸模型，以幫助后續的生態護岸建設和相關適應性管理政策的提出。所提出的BIM 必須代表各種各樣的物理和生物因素，包括時空尺度上的變化。在實踐中，可以通過使用狀態變量識別方法以及各種分析方法提出有關柳葉湖景觀帶生態護岸的微觀尺度變化影響的跨尺度分析預測，以開發定量模型。此類模型的主要價值不是提供詳細的定量處方，而是幫助確定各種政策選擇效力的定性論證。

3）柳葉湖景觀帶的生態護岸斷面設計采取“雨水花園”的五層設計結構，分別是蓄水層、覆蓋層、植被種植層、砂濾層及礫石墊層。其中，蓄水層和覆蓋層可以將雨水進行短暫滯留與凈化；植被種植層與砂濾層則將植物與混凝土、砂礫等材料結合起來。其中混凝土選擇植被型的生態混凝土，主要是由緩釋肥料、保水材料和多孔混凝土等組成的,也可以適當地摻入水泥、粗骨料，砂礫等材料，對植被進行加筋, 增強護坡抗蝕性。粒徑較小的礫石碎石可以在底部設置排水管，排出下滲的雨水。基于雨水花園條件下的這種生態護坡，可以提高空氣與土壤之間濕度的交換能力，維持土壤水分平衡，有利于植物的生長。具體設計如圖1 所示。

如圖1 所示，柳葉湖景觀帶生態護岸為植被提供適宜的生長載體。施工簡單，施工成本低，后期養護成本低。

3 結 語

綜上所述，基于生態護岸理念，對柳葉湖進行保護和恢復工作，從而改善河流生態環境的影響，增加湖中的泥沙含量，優化河岸支線設計，恢復其自然狀態是十分有必要且符合可持續發展和綠色生態建設的事情。利用生態護岸理念進行柳葉湖景觀帶的人工河岸建設，目的是增加河道的復雜性，并增加洪水期間的自然蓄水量，有助于營造柔和的河道并確保柳葉湖水生生物的棲息地，是柳葉湖生態管理的最佳選擇，具有高生態潛力和中等社會經濟水平，值得在類似地區推廣。