基于河流近自然化的河道驳岸生态修复研究

基于河流近自然化的河道驳岸生态修复研究

生态修复是指恢复或具有自然河岸特征的渗透人工保护。采用以生态为基础、以安全为指导的工程方法，在水陆相连的自然过渡区种植湿水生植物。它不仅具有自然调节功能，而且具有防洪强度。1我国城市河流更新现状1.1中国河流生态我国主要河湖水的生态问题，突出表现在水体污染和生境萎缩1.2驳岸植物群落单一，养护困难硬质人工驳岸景观多样性的缺失。在大多数城市河流驳岸的类型中，采用的材料大都为石、砖与混凝土。此种驳岸的景观效益极差，千篇一律的挡墙阻碍了人与水体的交流，使得人们难以触碰水面，交互性缺失，影响景观体验。驳岸植物群落的破坏，改变了驳岸的自然形式，影响了河流的自动力过程，且驳岸上无法生长植物，生物多样性和栖息地不复存在。城市驳岸中大多没有采取应有的植物配置，设计的植物群落的层次单调且存活率较低。综合耗资巨大，养护困难，不可持续的河道治理。被动地通过机械做功实现水体流动性，需要大量的人力物力，不可持续的做法使河道的治理成效并不理想，并未有效恢复河流内的生物链，难以恢复河流真正的生态平衡2近自然理念在河流治理中的适用德国的景观设计师阿尔维·塞弗特（AlwinSeifert）是最早提出近自然理论的学者。他于1938年发表的《近自然水利工法》（NaturnähererWasserbau）中提出，河流近自然化是指在传统河流整治的基础上，采用使河流治理成本较低、接近自然河流、保持良好景观的一种治理方案我国的学者普遍较认同德国近自然理论的说法。城市河道近自然化是以自然为导向，以城市安全和防洪安全为前提，在满足一定城市基础设施功能的基础上，通过生态工程技术和空间营造策略，恢复河流自动力过程及部分生态服务功能，使河流趋于自然的一种景观塑造方式2.1社会主义生态驳岸的铺设和铺设该地块是一段长约100m的城市河流，位于威尔特郡卡恩镇中心，地理位置十分突出。当地一家工厂被拆除，留下了一条流经该地的水泥直渠。河道的河床有两处垂直下降，形成了阻碍鱼群通过的堰塞湖，并不美观（见图1）。该地块的重新开发需要将这段笔直的混凝土河道向南改道，并进行修复。改道工程以双曲流的形式进行，这样就可以结合自然地貌特征，包括浅滩、涟漪和水池，以及拥有良好的公众通达性和动植物栖息地（见图2）。在所有垂直河边挡土墙的地基内，运用石板以一致的角度铺设，以凸出水面并高于水面，创造出墙体建在天然岩石上的外观。在易受侵蚀的外侧弯道的土坡底部根据每个地点的河道走向，在河岸上铺设多面的护岸（见图2、图3）。材料上选择了Purbeck石灰岩——一种大块而平坦的石板，它的颜色和质地与当地现有的石头相似，但它的耐用性更强，这在河边地区是一个重要因素。稳定且能够维持动植物生长的河床和滩涂的形成也是设计的重要方面。石块尺寸从40mm到200mm不等，形状从圆形砾石和鹅卵石到平坦的石块，被用于水速高的上游河床；而在其他水速较低的地方和公众容易进入的内弯滩涂则使用40mm的砾石。在中间位置混合使用这两种砾石，模拟河床基质的自然分级。每条蜿蜒曲折的河道内部都配置有砂石滩，人们可以在这些地方靠近河流。蜿蜒曲折的设计有效地将河道分为两部分以便通行。下部包括接近道路涵洞的迂回通道，从南面进入；上部包括面向新商圈的迂回通道，从北侧进入。下部的缓坡道平行于河道，从而最大限度地增加了1.5m的落差，并平稳地融入浅滩（见图4）。坡道的上部用石灰石块铺设加固，防止磨损，并在铺路砖之间播撒草种，确保与浅滩周围的草地融合。而上部的坡道可以通向一段20m长的平坦水边，距离正常水位40cm以内。茂密的边缘水生植被将种在这段河段前，直到新商圈前方的浅滩。新商圈前面弯道的河岸上有3个宽大的台阶，用石灰石板铺设而成（见图5）。这些被称为“阶梯平台”的台阶宽达1.5m，为河边的人们提供临时座位。这些台阶可直接通往浅滩，并与慢行步道融为一体。马登河经过生态恢复后马上就被生物占据了，其中最明显的是鹡鸰、鸭子和鱼。水下的岩石、持续的水池和较快的水流都有望发展成宝贵的栖息地。年轻人喜欢在河里玩耍，且由于设计的坚固性，场地并没有发生严重破坏（见图6）。2.2近自然河道生态治理在流动的水流中，污染物在水中得到了稀释，因此污染的范围与危害得以下降。流动的水体可以使水中的氧气含量增加，加强了氧化反应，使污染物经历了分解、吸附、化合等反应，导致污染物的浓度和形态发生了变化。由于水中氧气含量增加，生物作用将加强，微生物和藻类生物对污染物进行的生物降解作用，净化和减低了污染物的危害。因此，水体的流动具有一定的净化能力，包括物理、生物和化学自净然而，目前城市中的渠化河道主要仍然采取硬质驳岸，过直的河道使得河流流速变慢，水流流动过缓导致物理自净能力基本丧失；硬质的驳岸导致水体与岸边土壤的化学反应无法进行，使化学自净能力也难以为继；缺少了原有驳岸良好的生态环境，生物栖息的环境遭到了破坏，生物自净过程也不复存在。城市内河水质较差，经过多年治理但仍不得到改善，这才是主要原因。微观层面下城市河道的近自然化生态治理。首先，与传统河道的人工干预相反，恢复水流的自动力过程，增强河床的沉积作用。其核心原则就是对河床进行干预，进而影响水流的流动过程。其次，现代传统的工程驳岸取代了河流的天然土壤，夺去了生态驳岸的功能。因此，人们求助于科学方法，寻求自然与人工干预之间的动态平衡。采用近自然化的工程治理措施，利用一系列活性材料，建立满足技术、生态、经济目标的生态驳岸。最后，自然植被的建立对于近自然河道的恢复至关重要。植被可以降低水流对于岸边的冲刷力，防止水土流失，还可以对水体起到调节功能。3城市滨河生态修复的近自然化实践案例概述由于驳岸设计尚且缺乏系统的设计理论