试论中小河流景观修复中的地形设计策略——以湖北沮河远安县城区段景观修复项目为例

2022-12-16 版权声明 我要投稿

一、项目背景

沮河,是长江中游上段北岸重要河流之一沮漳河的支流。自马渡河引水坝上游进入湖北远安县,是该县最大的河流。远安县属荆山山脉延伸部分,总体呈“南北向三岭三河”的格局。沮河流域位于正中,自北向南纵贯全县,总长61.51km的河道两岸集中了远安县大部分优质农田和主要城镇。远安县素有“西蜀门户、荆襄要冲”之称,近年来,随着城镇化的进程,已形成以磷化工、新型建材、机械加工、农产品加工为主导的产业体系,并多次名列湖北省县域经济发展先进县。然而,经济逐渐繁荣的同时,沮河流域人地冲突、环境污染、生境退化等问题也日趋显著。自2002年起,地方政府开始积极推进流域污染防治与生态修复。2015年,进一步围绕“生态旅游名县”的转型发展目标,针对沮河城区段的滨河景观带的规划设计进行了国际招标。招标任务书表达了当地人的愿望:“以桃花岛在远安县所处的区位关系及基地的场所特征为设计出发点,充分利用基地丰富的环境要素和优美的自然环境,发挥滨水优势,通过物质环境的精心设计和环境要素的合理利用,创造出一个以自然生态环境为基础,契合远安县城市整体形象,满足外来游客旅游观光,兼顾本地市民休闲娱乐,开放、生态的滨水型景区化公园。”

与诸多中小河流一样,水质富养化严重、河道湿地破碎、生境退化等现象与人们长期以来的生产生活方式、防洪理念,以及快速的人口聚集等不无关联。由于大量农田、村庄集中在沮河两岸平缓的台地,农业灌溉和村庄生活污水散排所带来的面源污染是导致水体质富养化的主要原因。沿河城镇为免受洪水侵害并满足人口集聚的需求,修筑硬质河堤拓展道路和建房用地,也不同程度地降低了自然河岸的海绵体功能。沮河上游于2006年建成投产的峡口水利水电枢纽工程,作为干流上的控制性水利枢纽,在供给电力、提供灌溉、调蓄洪水的同时,也造成部分河段水流速度减缓,拦水坝下河道常年低水位,在一定程度上也加剧了污染物的沉积,不利于水质净化。

竞赛获胜方案强调河道作为城乡重要的景观基础设施的角色,将河道景观理解为“水文—地形—生态—人”交互作用的过程,并重点针对此交互作用发生的方式和呈现出的景观进行研究。方案的核心思路之一,就是力求通过对河道地形进行适度改造,来调整这一交互过程,促进河道湿地系统的修复。进而再以地形塑造和湿地修复为基础,引入游赏路径、配套服务设施,使滨河湿地的修复过程呈现为可观可感的风景。下文即对方案的相关研究和设计要点作简要介绍。

二、水文-地形-湿地的关联性研究

景观设计团队首先以沮河城区段河道地形的三维模型为基础,依据水文资料模拟了典型的行洪过程,初步归纳出河道摆动、冲刷、涨落的“行动规律”及其与自然地形和人工构筑物(防洪堤、桥梁、拦水堰、硬质护岸等)的交互作用(如图1)。将上述研究与现场踏勘观察的结果进行比对,两岸湿地的形成与地形、水文的关联就较为清晰地呈现出来。该河段的湿地主要在以下三类水文-地形条件下形成(如图2) :

1)缓坡消落带——本河段上游河岸基本未作混凝土硬化处理,河道较直的段落,岸线地形坡度较缓处均有生长良好的带状湿地,并在呈现出与水位消落一致的层次特征。

2)河口堆积浅滩——沮河干流两侧多山,有众多水系自山体而下汇入主河道。本段河道共有4处山溪从临近山体汇入。其中1、3、4三处支流汇入口分别位于河道转弯处凸岸的一侧或河道较直的段落。因山溪水道比降大,暴雨期间冲刷力较强,长期带来泥沙就在河口下游形成滩涂。目前上游左岸的1号支流下的河口浅滩形态完整,除少量人工耕种痕迹之外,基本完整保留了原生的芦苇滩涂。3、4山溪河口虽已作人工渠化处理,但其河口下游均现存缓滩,并不同程度有湿地植被自然生长,显现出湿地与河口地形的关联。

3)凸岸堆积浅滩——本河段共有三处主要弯曲。河道弯曲处凸岸的一侧泥沙堆积形成浅滩。即使河堤、桥梁等人工设施的建造对自然河道已作出一些改变,现场仍反映出此类浅滩地形与湿地的紧密关联。如A、B两处凸岸浅滩虽部分已被硬质河堤占据,河堤之外依然现存生长良好的自然湿地。

另一方面,研究也发现了人工地形改造对水生态造成的一些负面影响。以右岸的浅滩C为例(包括桃花岛南端和下游三角地带),此区域既处于河道转弯处的凸岸, 又有支流汇入。从历史地图上可以看出原本的河道形态与上述两项水文-地形作用密切相关。后由于沮河二桥、将军寨水电站大坝建设的工程需要,对浅滩的自然地形轮廓和岸线作出了较大的改变,包括对支流作渠化处理,在桃花岛、内河、三角洲边缘修建混凝土护岸等等。这些地形改造符合了桥梁、电站的工程目标,同时也改变了河道的自然水文-地形关系:支流入河口的渠化工程改变了支流汇入的方向、硬化的三角洲岸线则终止了河口堆积浅滩的发育,三角洲地带的原生湿地基本退化,现已成为居民季节性耕种的园地。此外,凸岸浅滩上的内凹式开挖,导致沮河河水在此发生低速环流,而临近的拦水堰进一步减缓了水流速度,在此形成了一个污染物集中沉积的水域。

三、促进湿地修复的地形改造设计

既然水文与地形的交互作用,有可能促成、维系、或破坏湿地的生长发育,我们可试着向自然学习这种交互作用的原理,来促成湿地的生长发育,比如局部恢复河道的自然地形、或适度改变河道的现状地形。景观设计团队以这个想法为基础,进一步结合场地条件,推演出地形设计的具体策略。考虑到城镇的发展现状以及项目的近期投入,以下策略是在保留已建成的硬质河堤、电站和拦水坝、桥梁等前提下进行的。

1)拆堤还湿:本方案对桃花岛边缘及西侧内河的混凝土护岸进行整体拆除,将硬质陡坡河岸改造为缓坡河岸,并采用生态工法加固岸线,防冲固脚的同时恢复河岸的海绵功能。此外,拆除上段右岸占据凸岸缓滩A的硬质河堤,后退重建生态式护坡,并修复此处滩涂湿地。

2)开渠引流:在桃花岛北段进行局部开挖,联通沮河主河道与桃花岛西侧的内河,并通过微地形手法对河口和内河的形态进行调整。首先在原本较直的主河道右岸开挖出喇叭形河口,并顺应主河道的水流动力方向,设置了若干浅丘岛屿,以引导水流方向、降低水流速度。进而挖填结合,改变内河原本平直的岸线和矩形的河道截面,塑造凹凸岸蜿蜒交错、岸坡柔缓的河道形态。在河道中设置多处阻水浅丘,确保水流能缓慢、通畅通行的同时,营造出多样的地形条件促进湿地的自然生长。

3)引溪造塘:以桃花岛东南区域为例,按照行洪模拟分析,此区域本是沮河自然行洪、冲刷堆积而成的凸岸浅滩,土壤肥厚,适于生态湿地发育。但硬质护岸阻碍了这一过程,导致湿地生态退化。方案在拆除硬质护岸之后,适当降低了此区域的场地高程,并在主河道沿岸局部开挖了若干小型开口,通过蜿蜒水道,从主河道引流穿过此区域,并与现有的低洼水塘串联,构建溪、塘交织的水网,促进湿地的修复。

4)堆土成丘:本着挖填平衡的原则,利用开渠导流、引溪造塘工程中切挖出来的土方,就地堆土造丘,进行场地微地形塑造。方案以沮河行洪期水流动态的研究为基础,根据洪水淹没、冲刷的情况,堆土塑造了一系列高低不同、错落交织的浅丘。浅丘顺应洪水冲刷的方向呈梭叶形,在洪水期有利与疏导水流(图3)此外,抬高的地形有助于保护丘顶植被。

5)退台造田:2号山溪在主河道急弯处的凹岸一侧汇入。此处地势较低,也是多条灌溉渠流汇聚排入沮河的地点。溪流和灌溉渠流经若干村庄、农田,也带来了大量污染物,致使此河段水质富养化严重。方案利用农田台地和河岸之间的地势落差,改造现状地形,形成退台式人工湿地过滤田。将多条灌溉水渠引入梯田,经层层过滤后再汇入沮河。

四、地形设计与景观空间营造

以桃花岛为例,为促进湿地修复而进行的一系列地形改造,已改变原本过于平坦的地形现状,形成了开合有致、高地错落的空间格局。随着时间的流逝,这里还将逐渐生成多样的湿地生态环境。方案设计团队以此为基底,进一步针对游赏体验的需要,引入观光路径、组织休闲场所。主要从以下三个方面实现硬软景要素与地形设计衔接,营造空间体验:

1)种植与地形:根据水位高程和地形条件,自高向低划分出四个种植片层

——花树、远水乔木、近水乔木、湿地植物,构建适应河道地形、水文条件的花岛植物空间系统。在此基础上,进一步结合游赏路径,强化植被与空间体验的关系,比如以一个连贯的主林荫道系统,将花溪、花湖、花林、花径、花坡等植物主题区便捷串联起来。

2)路网与地形:充分利用地形高低错落的条件,通过“架空栈道系统”“林

荫道系统”“湿地步道系统”构建立体多维的路网,适应日常及不同的节庆活动。因地形起伏、溪塘交错,道路经由若干轻巧的景观桥联通,更显湿地水岛的空间特色。林荫道路面通过黄蓝两色线标示出不同路线的坡度条件(蓝色较陡、黄色平缓),并通过独特的微地形截面设计进一步强化滨河骑行的运动体验。架空栈道系统与跨河步行桥流畅衔接,提供了俯瞰河道、湿地的观景路线;湿地步道呈网络状渗入溪塘和水岸,提供了近距离、低视角观察、体验湿地的机会。

3)建筑与地形:建筑物的形态设计力求与起伏的地形、植被融为一体,并以开放的外廊、流动的内部空间紧密衔接不同方向的道路。如桃花岛入口处的多功能构筑物(采用半覆土形式,与周边地形衔接)、观景栈道下则利用架空的空间设置的半开放式服务点等。此外,尤其强调建筑物作为风景媒介的角色,依据周边的风景特征来确定建筑的朝向与界面的形式。

五、小结

随着人口的快速聚集,中小河流沿线的城镇面临更多环境压力,能否在经济文化日趋繁荣的同时,还能与清澈的河流共存共生?——这需要我们更加深入地理解水文-地形-生态以及我们自身的行为,寻求各要素之间更为健康、可持续的的交互作用方式。沮河远安县城区段景观修复项目本着“让自然做功、让生态显现”的原则进行研究和设计。通过景观建筑学、水生态、水利三个专业的跨界合作,探讨通过地形设计来促进湿地的修复并营造高品质的游赏体验,取得了一定的成效。希望本案例的简介能起到抛砖引玉的作用,引发更多更好的探讨。

摘要:地形,是景观建筑学的关键要素之一。地形设计与水文、生态、人的行为等关联起来,往往可以成为促进多样互动、整合场地资源的有效策略。远安县沮河城区段的景观修复案例本着“让自然做功、让生态显现”的原则,将地形作为整合场地、塑造景观的首要策略,取得了一定的效果。本文以此案为例,探讨此类中小河流景观修复中的地形设计策略。

关键词:中小河流,景观基础设施,湿地修复,地形设计

参考文献

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