基于河流生态修复理念的滨水景观设计研究

基于河流生态修复理念的滨水景观设计研究

熊慧莹

中国葛洲坝集团生态环境工程有限公司 湖北武汉 430000

摘要：随着全球人口密度的增加，工农业迅速发展，全球资源过度被消耗，河流水质污染日益严重，生态用水J}乏、污染物排放总量大、结构污染突出、面源污染严重等问题层出不穷，加剧了对生态环境的破坏，人类正面临前所未有的环境与生态问题，河流亦成为城市函待解决的难题。作为城市历史文化孕育者的河流对城市发展有着举足轻重的影响，如何基于河流生态修复的理念对己经不堪重负的城市河流进行设计，将人们从追求经济效益最大化到意识到河流生态重要性以及河流资源可持续利用的思想转变，反馈并落实到滨水景观设计，激活场地活力并使其历史文化得以弘扬，进而达到人与河流共生的目的，己经成为一种现实需求。

关键词:生态修复；河流生态修复；滨水景观

引言

我国城市迅速发展，但城市化进程普遍质量不高，加之人们的认知水平的局限性，快速发展的城市与不断加剧的生态环境污染之间的矛盾冲突与日俱增。目前，作为城市高强度开发以及城市高强度建设区域的河流，也在一定程度上承受着更多的环境污染问题。由于缺乏对河流最基本的尊重，河流截弯取直，河岸固化、河道渠化等问题较为普遍，河流物种日益减少，提升城市的防洪标准通常是城市化建设治河工程的目标，河道的渠化、直线化用以达到洪水快速通过的目的。硬质化固土的堤防工程，不透水衬砌的河床等工程设施的实施，在一定程度上阻滞了水体与地下水，使河流处于无法呼吸的状态，降低土壤动物底栖动物的丰富度。随之消失的还有河漫滩、植被缓冲带、生物栖息地等，生物种类降低、水体富营养化、河流的自然美学功能被削弱。城市化河道治理的不透水覆盖使得地表径流增加、地下水补给减少、洪水内涝频繁、冬季径流减少、夏季气温升高等现象的发生，进一步导致土壤动物、底栖动物的减少，鱼类和大型无脊椎动物种群密度的降低，河漫滩植被的退化以及温度敏感型物种的减少。河道的直线化导致深潭浅滩的丧失，进一步导致鱼类索饵场的减少，无脊椎动物植被的减少。宽浅式断面会使河流水力条件发生变化，河道周围的湿生植物会退化。对于河道的过度设计会在一定程度上削弱其自然美学功能。加之工业污染，农业污染，城乡生活污染严重，水资源过度开发，河流生态系统受到干扰，而这些问题也在进一步阻碍城市的发展。

一、国内河流生态修复研究概述

我国对城市河流的近自然化治理和生态修复进行广泛探索是在20世纪的90年代开始的，国内研究主要集中在河流生态修复理念、方法、评价、水质净化等，采取生物方式修复和净化水体的上海梦清园水系生物净化和上海世博园后滩湿地生态修复，以及通过丰富的断面形式、营造水域栖息地和岸坡防护等措施的浙江海宁河道生态治理和重庆苦溪河生态治理等，是国内关于河流生态修复的相关实践。目前国内关于河流生态修复的研究，在工程技术上主要是护岸的改造技术，以及生物修复的技术，河流修复的研究的重要发展方向是全方位、多学科、多层次的共同协作。

二、城市滨水空间的开困境

2.1研究范围局限化

现有滨水景观设计存在局限在河道本身的恢复，缺少宏观规划设计，治理成为短期治理，污染频发等问题。滨水景观设计应从空间的整体感出发，完善从水体中心向城市辐射的景观连续性(熊亚男，2014)。避免局限在仅对滨河两岸景观的设计。现有城镇滨水区设计往往缺乏城乡统筹的观念，缺少宏观大尺度下对整体环境的把控，城镇与滨水区联系的割裂状态会影响城镇的可持续发展。

2.2滨水空间破碎化

现有城市滨水区设计往往重视商业利益而忽视滨水区的整体性，滨水区景观因为缺乏整体协调的布局而呈现破碎化，滨水区缺乏系统性以及连续性，同时滨水区生产生活与居民日常生活相互干扰。滨水区割裂破碎的程度加大，空间联系减弱，生态系统的稳定性变差，日渐破碎化的滨水空间最终会加大滨水区生态系统退化的程度。

2.3河道景观人工化

城市往往采用河道硬化这种直接的方式，在洪水泛滥的季节抵挡洪水侵害，进行河道防洪，但河道的硬化却割裂了陆地与水体之间能量信息的交流，导致生物多样性减少，造成景观与生态之间的矛盾。硬化河道中的垂直驳岸进一步减弱了人与水体的亲近。我国滨水景观护岸多采用垂直型的混凝土护岸的形式来预防洪涝灾害，由于水域与陆域的物质能量的流通和交换被硬质的驳岸形式隔断，导致片段化甚至丧失滨水生态环境的问题不断出现。垂直型混凝土驳岸的存在会在很大程度破坏鸟类以及小型哺乳动物的栖息环境。滨水生态系统生物多样性的迅速降低进而会导致滨水生态系统的服务功能的降低。

2.4忽视水质净化

河流水质主要包括水温、溶解氧、PH值和有机物几个方面，点源以及面源污染是水质污染的主要来源。点源污染一般与城市的污水处理工艺以及排水体制有关，通常指工业污水和生活污水未达到排放标准排入河道对水质进行的污染，目前点源污染己经得到较好的治理与控制。面源污染潜伏周期较长、成因复杂，通常指雨水径流将包括土壤污染、地表沉积物和人类废弃物等的地表污染物带入河流水体形成的污染。不同污染物成分的最高浓度在降雨初期，并随时间递减。其中初期雨水携带的污染是最为严重的。流域内的地表由于土地开发行为遭受破坏、河道自身被侵蚀、垃圾的累积和“初次冲击效应”造成河道内高浓度悬移质。河流内大量泥沙的增加会使河流生物性质以及物理性质发生变化，水流会由于河床底部沉积物的增加发生形状变化而受到阻碍，增加洪峰流量。动物以及植物区系会由于河流中泥沙的变化而改变，进一步导致鱼类种类的变化。滨水区水质往往在初期投入大量成本，但因缺少长效机制，缺乏后期的管理与保护，导致水体净化成为恶性循环。

2.5资源利用低效化

水体会由于采用外地物种代替乡土物种等忽视河岸植被带的行为而遭受破坏。河流沿岸一些重要的生态敏感区域由于景观价值明显而被开发利用，生态脆弱的节点保护不够。由形式美主导的滨水区景观设计以滨河硬质广场或者简单的草皮等为主，导致景观层次单调。 总结城市滨水景观建设的现状发现，由于缺乏对滨水区周边生态资源的综合考虑以及在滨水带范围内的滨水景观设计的局限，导致滨水区景观设计与水体往往处于脱离的状态，并导致生态系统的破碎。滨水景观设计的局限性以及忽视对生态问题的忽视也会导致周边建设出现尺度失调以及严重污染等问题的发生。应结合我国河流环境的生态现状对受工业污染的滨水空间进行修复性建设。寻求滨水景观设计与河流生态之间的平衡以减少后期维护成本，并尽可能的兼顾休闲与生态。

三、.河流生态修复的主要工作

3.1河流水体的稳定与流量恢复

稳定的水流量的维护是河流生态系统恢复的核心内容，降水严重不足会导致地表径流的流量减少，河流水流减少，而拦水设施(如河流上游水库的修建等)会导致中游以及下游河道流量的减少，这些导致河流水量不足的原因会严重导致河流生态系统的退化。植被环境尤其是林地景观的维护会在一定程度上维持河流水量的稳定，其原因在于森林的涵养水源的功能，即在降雨量较大时储备水分，在降雨量较低时释放其涵养的水分。河流水量的维持还可以通过人工补水以及人工输水的方式进行补充，也是恢复河流生态系统的重要措施。

3.2河道整治恢复

河宽的加大、河床的疏挖、护岸工程的修建等措施是中小河流整治所采取的主要措施，虽然防洪安全度有所提高，但也带来了诸如珍贵植物的消失、水深的减少、深潭以及浅滩的消失或者规模的缩小、流速的单一化等问题的负面影响。河流生态修复为避免或减少河流整治产生的负面影响，重点应在重要生物栖息地的保护、河畔林地的保护、濒临灭绝物种等的保护、河流滩地的保护、湿地的保护、河道生境多样性的维护、物种多样性的维护。同时洪水脉冲的频率以及水深是确定滩地高程是需要考虑的问题，河流冲淤的影响也应是选择河床坡降时应考虑的问题。

3.3河漫滩与河岸带恢复

20世纪70年代末河岸带的定义首次出现，即:陆地与水流发生交互作用的陆地植被区域。边缘效应的概念最初是源自于生态学，由于地理群落交界处的结构复杂、不同生境共生所引起的种群密度变化，而表现为生态过渡带内物种数量和种类较临近系统更为丰富的现象。处于边缘效应的区域往往具有很强的生态价值，通常指的是群落交错区或生态系统过渡区内物种不同于核心区的复杂化与多样化。位于水陆交界和过渡区域的河岸带具有明显的边缘效应，保持水土、净化河流的作用，同时因其良好的生物环境基础，因而也是生物栖息的良好场所，并具有较强的生物多样性。植物群落在滨水空间设计中具有重要的作用，水生以及陆生植物是河岸带植物群落的分类。在河岸带植物群落的构建过程中要进行合理的配置。河岸带是与河道水流生态关联紧密的陆地植被区域。过度开发河流两岸以及过度改造人工河流会对河岸带和河漫滩地造成严重的侵害，严重破坏河流完整的景观生态结构。破坏的方式通常有，对于属于河道范围的河流丰枯水形成的滩地进行自行开垦并形成大面积的农耕地，对于有防洪大堤的河道内的滩地开垦形成耕地。人为取沙改变河漫滩地的地貌、水文、植被以及斑块镶嵌体，使其受到严重破坏。过度开发河漫滩地以及河岸带进行大面积设施建设，对于河漫滩以及河岸进行侵占，严重破坏河道的生态系统。人工裁弯取直原本弯曲的河道，大面积清除原有河道湿地植被变为零星的人工植被，严重破坏的河岸带以及消失的河漫滩地会造成恶劣的影响，如洪灾、水质恶化以及生物多样性等问题的出现。对于河流的生态恢复中河漫滩以及河岸带占据着重要的地位。

四、河流生态修复的方法

4.1缓冲区修复

位于河流与陆地交界处的缓冲区既具有水域的属性，同时还具有陆地的属性。作为河流与陆地两大生态系统过渡带的缓冲区具有明显的边缘效应。河流生态修复的一个重要方法是在河流的两岸设置一定宽度的能够分蓄和削减洪水的缓冲区，河流物种的多样性会受到河流与缓冲区的水文连通性的重要影响。河岸缓冲区还具备对水质进行改善、对水体进行净化、提供栖息环境、提供休闲活动空间等修复作用，对于河流缓冲区的修复具有重要的意义。

4.2植被恢复

作为河流修复重要方法的植被恢复对河流的影响，包括影响河床的稳定性、影响河流的流动、影响河道的形态等，植被的合理分布将在一定程度上减轻洪灾，并对水体进行净化，对水质进行保护(截留氮磷等)，同时植被的合理分布还会对休闲以及生态服务的功能进行提供。

4.3恢复河漫滩或河流泄洪区的自然湿地和修建部分人工湿地

通常处于非淹没状态的河滩地在极高水位的状态下会被淹没，具有较高的生态价值、游憩价值以及经济价值。因河滩地具有较丰富营养的土壤，在早期多被利用作种植业以及渔业的开展场所，但河滩地开展农业对于河流生态环境影响程度较大，加之人类的过度开发，导致河滩地不断受到破坏并不断恶化。土壤以及植被的修复是其修复的重点，为加强河道的生态防护，可在早期对河滩地进行局部的换土并引导其进行生态修复，在河滩地的休闲活动应控制在合理的尺度，同时由于河滩地在洪水期间会有被淹没的情况存在，所以河滩地的设计中不应建设有永久性的建筑以保证安全。恢复河漫滩或者河流泄洪区的自然湿地以及修建部分的人工湿地，是构成河流景观生态的重要组成部分。

4.4降低河道边坡

生态改造恢复河流的护坡，对于河道进行适当的扩宽，对于河道边坡的坡度进行降低，采用大斜坡的方式以及自然驳岸的方式，改造河道的堤岸，也是河流生态修复的措施。对于河道边坡的降低可减少由于频繁塌方而导致的不断重挖河道保证过水能力的问题，对于己经配置缓冲带的河道的恢复，最有效的方式是对河道的边坡进行降低。河道边坡的降低可对河道的宽度进行增加，扩大的水面能在一定程度上对于河水流速进行降低，同时对于输沙也有所降低，边坡上的泥沙的沉淀也会在一定程度上减少水流的含沙量。

4.5重塑弯曲河谷

作为河流重要生态系统过程的曲流现象是弯曲河道在较小坡度的河床上由地转偏向力的作用而形成的，曲流现象的发生会使河流对于河岸一侧进行冲蚀，一侧进行堆积，形成凸岸(河道的内弯道)深潭、凹岸(河道的外弯道)大面积河漫滩的景观生态格局。河流通过冲刷以及沉积的方式进行消能，在河流的弯曲的部位，泥沙可通过水流的方式由凹岸运到凸岸，相比较于直线的河流来讲，弯曲河流具有更为丰富的环境类型以及动植物群落，自然弯曲的河道滞留水流的时间较直线型河流更长，因而其滞留的营养物相较为更多，有着更强的螺旋位移，同时也在一定程度上对于河流水体的自净进行了增强 。

4.6修复浅滩和深塘

水文动力在河流运动的过程中在地形的作用下形成浅滩和深塘，也为不同的水生生物提供了不同的生境条件。作为常见河道形态的浅滩一深塘结构对于河床的稳定以及生物栖息地的构建具有重要的意义，此外还对岸坡的稳定以及植被的发育起到积极的作用。浅滩的营造可对溶氧量进行增加，并对河流自净的恢复起到积极的作用。

4.7修复水边湿地和沼泽地森林

河流的边缘地带会因季节性的涨水在洼地区形成河流生态系统的重要能源空间的河流湿地、沼泽以及沼泽森林，对于水边湿地以及沼泽地森林的修复也是河流生态修复的重要方法之一。

4.8修复零星分散的池塘

作为既具有生态价值又具有经济价值的池塘可发挥灌溉蓄水、鱼类养殖以及对有机物拦截的作用，也是进行河流生态修复的方法之一，池塘的水产养殖为避免富营养化的现象的出现，不应密集。

五、结语

在全球性滨水区域开发建设的趋势下，我国滨水区开发建设也在大规模开展，由于缺乏相应的理论基础作为支撑以及人们对河流与滨水区之间关系意识的薄弱，导致河流生态系统不断被破坏并进一步阻碍城镇发展。滨水区是河流生态服务价值与人为活动叠加的特殊区域，将河流生态修复理念作为滨水区规划设计的指导，对于城市河流水环境质量的提升具有重要的意义，同时也对滨水区的可持续利用具有重要的意义。

参考文献

[1]陈敏.基于恢复生态学视角下的基础设施生态化策略研究一一以新加坡碧山宏茂桥公园与加冷河为例[C].中国科学技术协会、广东省人民政府.第十七届中国科协年会一经济高速发展下的生态保护与生态文明建设研讨会论文集.中国科学技术协会、广东省人民政府:中国科学技术协会学会学术部，2015:17-21.

作者简介：熊慧莹（1985.11-），女，湖北武汉人，硕士，研究方向：园林景观、水环境治理；工作于中国葛洲坝集团生态环境工程有限公司。