生态驳岸技术（精选5篇）
生态驳岸技术 篇1
近些年人工湿地驳岸往往被裁弯取直, 裹上僵直生硬的水泥外衣, 致使水陆生态系统受到干扰, 城市水体很多变成“臭水沟”。随着生态意识的加强, 营造生态型的驳岸作为在人工湿地再生过程中的一种行之有效的办法被挖掘了出来。早期驳岸隔断了水体与驳岸物质与能量的交换, 限制了人工湿地植物的发展空间, 破坏了水生动物的栖息繁衍环境, 削弱了水体自净能力, 破坏了湿地生态系统, 也违背了当前人类与自然和谐相处的观念和审美情趣。因此, 在人工湿地建造中, 生态驳岸具有可渗透性、增强水体的自净性、维持水陆之间的生态系统平衡性的生态功能显得尤为重要。
1 早期的驳岸
早期人工湿地驳岸形式主要由砖石、石块或混凝土块砌成的立式驳岸、斜坡驳岸和台阶式驳岸。这些驳岸看起来整洁、干净、漂亮且便于管理, 却违背了自然的规律。驳岸经常将水体裁成几何形状, 边界空间随着边界长度的减少而减少。堤岸被硬质化后, 破坏了水陆间的生态联系, 水体与河陆地几乎没有水气交换。堤岸面上缺乏植被, 生物丧失赖以生存的场所, 造成驳岸区生物种类减少, 不仅驳岸区域生态失衡, 由于水生生物以及陆生生物繁衍或者活动的场所都跟驳岸区域有关联, 水域及陆地生态系统也会随之退化。
2 生态驳岸的内涵与意义
(1) 生态驳岸的提出。20世纪80年代, 德国、日本等国家提出了生态驳岸技术, 其主要内容是恢复河岸自然特性, 保证物种多样性及生态系统的稳定性。
(2) 生态驳岸的内涵。生态驳岸也称为柔性驳岸, 虽然由人工建造但采用自然驳岸的工作原理, 具有自然驳岸的可渗透性, 为驳岸周围的生物提供物质交换的空间。
(3) 生态驳岸的意义。生态驳岸具有十分重要的生态意义。它发挥着自然驳岸同样的作用, 为水陆间的生物信息交换的提供场所。生态驳岸保护河堤抵抗洪水, 既能在雨季涵养水源, 也能在枯水期补给水位。生态驳岸可以通过生态驳岸上的植被净化水质, 同时自身的多孔隙与复杂性也给很多生物提供栖息繁衍的场所, 从而构建物种多样且稳定的人工湿地生态系统。
3 生态驳岸的形式
生态驳岸的形式应该根据水域以及陆地的具体情况进行选择。需要考虑到水流速度和流量以及周边地质条件和土壤状况。确保生态驳岸可以满足不同水位及水量的要求。
生态驳岸一般采用自然原型驳岸、自然型驳岸和台阶式人工自然驳岸的形式。
(1) 自然驳岸原型。水域范围内坡度比较缓的情况可以适用自然驳岸原型。在缓坡区域结合水生植物的种植达到故土护坡的目的。如种植芦苇、菖蒲、睡莲、茭白、千屈菜、慈姑、柳树、杨树等亲水植物。这些植物根系发达, 枝叶柔韧, 可以很好的稳固堤岸和抵抗洪水。我国传统的治河六柳法就是典型案例。
(2) 自然型驳岸。水域范围内坡度比较陡峭或冲蚀严重的情况可以使用自然型驳岸。通过生态工程措施对驳岸底部进行加固, 再在驳岸上种植植被。如在坡脚采用石笼、木桩或浆砌石块等护底, 其上筑有一定坡度的土堤, 斜坡种植植被, 实行乔灌草相结合, 固堤护岸。
(3) 台阶式人工自然驳岸。季节性水位落差大的水域可以采取台阶式人工自然驳岸进行分层处理。低层的自然驳岸可以满足低水位的要求, 在自然驳岸里构筑人工孔隙, 可在孔隙中埋入树枝或者种植沉水植物, 临水区种植芦苇、菖蒲、千屈菜等挺水植物, 生物隐匿在孔隙中或附着在植被的水下部分, 进而生存以及繁衍。高层的驳岸以及与低层驳岸间的缓冲带可以满足极端气候的水位要求, 在缓冲带种植喜水植物, 如鸢尾、慈菇等地被植物以及高大的乔木和观赏花灌木, 并修筑景观园路, 植被根系稳固了驳岸, 人们也可以回归自然近距离接触湿地。高层自然驳岸可以结合种植耐湿且固土能力好的的草坪及花灌木, 在季节性洪水到达的时候防止水土流失及减缓水流速度。
4 生态驳岸的应用
(1) 上海世博园黄浦江段生态驳岸。上海世博园区建于黄浦江畔, 历史上曾是港汊丛生, 但由于过去的城市建设缺乏科学的规划, 许多入江支流被填埋。河流生态系统退化, 原有的丰富多样的湿地类型逐渐消失。生态修复过程中在黄浦江段采用“梯地退让”式生态护岸结构, “双滩”式生态护岸结构, 河岸带的近自然化处理, 岸带植物配置等一系列手段重构湿地生态系统, 让自然做功, 最大程度增强生态系统间物质与能量的交换, 逐渐改善生态环境。
(2) 上海世博会成都活水公园人工湿地处理系统。上海世博成都活水公园案例作为城市实践成果的典型案例, 其核心内容是以生态驳岸为载体的人工湿地对污水进行净化。主要采用钢筋混凝土的塘床, 具有透水性的基质, 砾石、煤渣和适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物, 构成人工湿地系统, 再利用湿地系统的自净功能对环境进行改造。
5 结语
早期的驳岸技术阻断了生物间的物质交换, 因此导致生态链的断裂, 物种减少, 生态系统退化。随着生态驳岸的出现以及推广, 城市的水域与陆地生态系统联系畅通, 物质信息交换频繁, 水体得以净化, 水质得到提升, 物种变得多样, 在应对极端气候更是发挥了自然驳岸同样出色的效益。
湿地是“地球之肾”, 而生态驳岸桥接水陆生态系统, 在湿地生态系统中扮演举足轻重的角色。人工湿地的生态驳岸兼顾自然和人类的共同需求, 使人类和自然的共处趋于和谐、统一。
参考文献
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生态驳岸技术 篇2
传统驳岸一般隔断了水体与驳岸物质与能量的交换, 限制了滨水植物的发展空间, 破坏了水生动物的栖息繁衍环境, 削弱了水体自净能力, 破坏了驳岸的生态系统, 也违背了当前人类与自然和谐相处的观念和审美情趣, 是其缺陷和不足。因此, 在人工湿地建造中, 自然生态驳岸具有可渗透性、增强水体的自净性、维持河流与陆地之间的生态系统平衡性的生态功能[1], 取代传统驳岸显得尤为重要。
生态驳岸一般分为3种标准形式[2]:全自然护岸、半自然护岸和多自然护岸, 在设计中, 应视情况而定。如何发挥生态驳岸的特性和功能, 是人工湿地生态驳岸建造设计及建造技术需要解决的, 也是工程建造迫切需要研究的问题。
1 湿地概况
郑州绿博园, 即中国郑州绿化博览园, 位于郑州市东的中牟县, 面积195.9 hm2, 绿化景观结构分为 “一湖、二轴、三环、八区、十六景”。湿地区作为“八区”之一, 是园区绿化建设的内容。该地区属于温带季风气候, 汛期降雨主要集中在7-9月, 7、8月份多阵雨;夏季多年平均温度22.4 ℃, 历史最高气温44 ℃。夏季汛期主要吹东南风, 冬季主要吹西北风。园区种植土多为粉质黏土或沙质粉土, 渗透性好, 休止角较小。岸坡地势起伏较小, 过度自然, 局部坡度较大。
湿地区补水以导引黄河水为主, 以地下水和雨水为辅。引黄河水入枫湖, 用提灌技术将水引入园区内河道, 进而自流入枫湖。除汛期外, 河道 (含湿地区) 内水流是人为控制, 流速水位等影响河道生态和河道结构的因素不会对湿地区造成危害。汛期的流态、水生植物分区、坡岸土质结构等, 是湿地区驳岸建造设计需要考虑的因素。
1.1 生态驳岸功能要求
湿地区工程设计按坡比和位置采用草皮置石驳岸和草皮乱石滩驳岸两种形式, 而建造设计主要考虑以下功能:
(1) 保护岸坡。乱石滩驳岸具有施工简单、维护方便等特点。乱石滩可削弱水流冲刷, 改变小水流方向, 消耗水流能量, 以保护岸坡[3]。乱石滩长期遭遇水力作用, 石块会发生局部运动, 可能导致岸坡破坏, 防护失效。草皮起到人工加糙河道作用, 减小流速和消减水能, 为水生植物创造有利的生存环境。
(2) 保护生态。据初步调查, 中牟县的河流两栖类有青蛙、蟾蜍, 鱼类有鲤鱼、白条和鲢鱼等, 还有河虾、河蟹, 田螺等一般水生动物。乱石滩驳岸为鱼类、螺类和两栖类动物提供栖息、繁衍和避难的场所。草皮和挺水植物可以有效提高土壤中各种微生物的数量以及修复区土壤动物的种类、数量、生物多样性指数[4]。
(3) 亲水功能。乱石滩驳岸给人见水、近水和亲水的美学环境, 且有质朴的野趣。但青灰色的块石容易给人生硬、沉寂的感觉, 缺乏生机活力, 而青草和挺水植物是必要的补充。生态护岸提供了良好休憩、娱乐场所, 满足了人们回归自然的情怀。
(4) 自净功能。主要采用植被稳定技术, 种植耐湿喜水性植物芦苇、菖蒲等, 固定坡脚, 吸附水中重金属和污染物离子, 达到净化水体功能。
(5) 调节气候。湿地驳岸水面面积较大, 且与空气的水交换量较大等特点, 土壤具有很高孔隙率, 促进水体的蒸发和下渗, 起着调节局部小气候, 增加园区空气湿度的作用。
1.2 分布类型及要求
按《湿地公约》和《全国湿地资源调查与监测技术规程》的分类, 园区湿地属于河流湿地。湿地区可分为顺直段、弯曲段和分叉段几种, 按水流发展趋势分为冲刷区、淤积区和相对稳定区。各段植被分布和坡度变化不同, 汛期的防洪、防冲刷和防侵蚀的要求也不同。
1.3 运行要求
园区的河流湿地属于北方湿地, 河流冬季结冰, 冻融作用可能破坏驳岸的稳定性。园区水体应满足集雨区的自净功能, 河流水体因此可能出现富营养化和河道芦苇严重阻流现象。河床的冲淤变化较大时, 可能改变原来驳岸的生态景观, 破坏生态的有效组合。
1.4 建设环境要求
湿地区驳岸植被总体是沿河成带状分布, 形成通透、高低变化的景观。生态驳岸采用当地自然青石和草皮搭配, 与河流天然交融。湿地区河道的边坡和基底采用黏土加防水毯防渗, 表层为40 cm的种植土。正常水位线加上有效浪高对应的高程, 是水陆植被的分界线, 也是汛期的最低水位线, 是堆石区的基脚线。园区工程设计最高水位为正常水位线加0.8～1 m, 是汛期过流的最高水位。正常水位线和最高水位之间, 是水位变幅区, 需要根系发达的植物加强驳岸的稳定性。
2 建造设计要点
2.1 防冲刷与防洪设计
湿地区采用草皮驳岸, 压实的驳岸满足坡岸防侵蚀要求。部分驳岸有防冲刷要求时, 采用置石或埋石稳固坡面, 石块重量采用防波堤设计与施工规范 (JTJ 298-98) 计算。经计算, 取坡角18°, 块石粒径大于16 cm方石满足要求。汛期水位在水位变幅区变化, 应避免长距离吹程的波浪直接冲刷草皮, 置石削弱水流的纵向冲刷, 同时不宜过度挤占河道横断面面积, 保证过流的顺畅。
2.2 能量和信息交换设计
驳岸植被应有多样性和较强的稳固性, 可优化土壤结构, 适宜多种微生物生存;辅助驳岸的水分和无机盐类等的交换, 促使多孔隙率的土壤存在。保持湿地水体、生物、矿物等各种资源的平衡与稳定, 确保湿地的可持续发展[5]。
2.3 水生动物生存环境设计
引入的黄河水带入鱼和螺类等水生生物, 本土的两栖类物种也将在湿地区存在。在急流区置石和在驳岸里设置鱼穴鱼洞, 为鱼类和两栖类提供繁衍场所。水流速度一般不小于0.225 m/s[6], 主要过流区流速为0.3～0.6 m/s, 河道不宜发生富营养化和淤积;水深一般为0.05～0.5 m, 汛期为0.1～1.5 m, 是根据过流量和河底比降, 计算适合水生植物的变化水位。
2.4 水体自净化能力设计
湿地区流速控制在0.3～0.6 m/s, 有利于驳岸植物的自净作用的发挥。湿地护岸采用嵌入式干砌石, 不阻断矿物质和水分交换。驳岸断面植物分布满足横断面设计情况, 净化机理见图1。
2.5 亲近自然与审美情趣设计
湿地区驳岸工程设计:植物带状分布为主, 块状分布为辅;驳岸自然, 有河滩风情, 充满自然野趣, 体现园区整体设计风格“简洁、大气、自然”。植物应错落有致, 高低多变, 迂回曲折, 富有动感。
3 生态驳岸建造设计
3.1 人工湿地分区设计
河流湿地顺直段驳岸相对稳定, 弯曲段和分叉段不同部位出现冲刷或淤积。在河流动力作用下, 弯曲段的凸岸顶点下游处、凹岸顶点上游处多冲刷, 需要适度埋石或置石防护, 采用护弯导流方法维持河弯稳定;分叉段叉口处多冲刷, 需要堆石防护。部分顺直段河宽较小, 河岸纵向冲刷较大, 采用漫石滩护岸;部分顺直段流速较小, 一般的草皮护岸即可, 不需要特殊防护。湿地区土质基本相同, 驳岸稳定应考虑坡度变化。河流湿地分区情况:跌水以上为a区, 束窄处到出口为c区, 中间部分保育净化区为b区, 分区图略。湿地防护情况见表1。
3.2 纵、横断面的设计
(1) 构建多变的河道纵断面, 改变了水流结构和河道平面分布状态, 有利于生态的多样性和稳定性。河道纵向稳定系数, 采用洛赫金公式[7]表示ϕh, 计算式:
式中:D为床沙平均粒径, mm;J为平滩流量下的比降, mm。
ϕh较大处稳定性强。在河床质基本一致情况下, 水面比降取决于河段位置, 即整体上纵向稳定性可按河底比降设计驳岸。
(2) 构建规范的河道横断面, 调和了生物生境的稳定性和河流的抗逆性, 有利于物种稳定的景观分布和河流的稳定性。河道横向稳定系数, 采用河岸稳定系数[7]ϕb表示, 计算式:
式中:Q、B、J分别为平滩流量及其河宽和水面比降;ϕb值越大, 河岸越稳定, 反之越不稳定。对于某段河流, 河宽与水面比降成反比, 即横断面变化较大时, 相对驳岸稳定性较差。
3.3 自然化协同设计
整体一致原则:植被沿河流带状分布, 富于变化, 是完整的绿色廊道。沿河两岸有一定的绿化宽度。驳岸乔木带是流线型, 高度变化, 体现灵动多变的特点。
自然协调原则:培育地方性的耐水性植物和当地青河石, 建造设计尽量接近自然模式, 符合自然野趣。在驳岸生态敏感区, 培育自然草地, 以符合湿地公园的环境、社会和美学效益。在附近贾鲁河河道调查中, 千屈菜沿岸分布, 固土效果良好, 属于本土优良耐水性植物, 可采用。
4 生态驳岸建造技术
4.1 建造满足的基本条件
满足湿地生态功能要求, 兼顾防侵蚀和防洪要求, 有利于水体自净和水生生物的生存, 促进自然野趣和审美情趣的要求, 体现建造设计思路和特色。
4.2 建造的一般工序
一般地, 经过以下步骤:测量放样→整平驳岸区→规划置石或埋石→种植植被→试验充水。根据驳岸分布区特点, 确定正常水位线和洪水水位线范围和水陆生物的分界线。整治驳岸保证底面规整自然, 符合种植条件。完成相关位置的置石或埋石, 特别是乱石滩区应妥善建造。完成置石后, 培植草皮等植被, 近正常水位线处加大覆土厚度。初次充水在草皮基本成活时, 小流量小流速注水, 三次达到正常蓄水线, 每次保证水面上升速度较慢。
4.3 建造要点
(1) 乱石滩区。
在c区的乱石滩起保护驳岸作用, 同时有消减流速、停滞泥沙和创造动物栖息地的作用。本区横断面宽度较小, 流速较大, 流量较集中等特点, 因此滨水植物尽量向驳岸外移。靠近河槽的石头应固定, 有一定的埋深。离河槽越远, 石头埋深可越小;为了稳固, 也应不小于10 cm的埋深。先建造基层稳定结构:干砌石采用双排链状结构, 链间连接呈三角形, 横断面宽度均不低于30 cm;靠近河槽的一链条埋深25 cm, 远离河槽的一链条埋深15 cm, 连接部分在埋深20 cm, 大小石交替, 出露面大小不一。人工开挖键槽, 人工夯实地基, 密实度不低于0.8;干砌石符合稳固耐久性等要求。再仿造河滩石分布特色, 加密和堆积部分大块的河青石, 埋深不低于10 cm。完成置石任务后, 在链条间的石空隙内平铺种植土, 种植本土植物千屈菜, 起到加强水体净化和河流加糙作用。
(2) 局部稳固部位。
根据描绘的河势图和地形等高图, 确定冲刷和淤积严重处。冲刷处应埋石或堆石加固, 必要时砌筑干砌石, 沿水流作用面砌筑;对于边坡大于35°的驳岸, 砌筑倒置的Y型干砌石防护, 利于草皮稳定。淤积处多置石导流或分流, 减轻对驳岸的侵蚀, 稳定水流水势发展方向。
4.4 建造注意事项
乱石滩驳岸区应在4-5月施工, 有利于提高植物的成活率和植物稳固驳岸效果;草皮在陡坡处采用竹片固定, 覆土厚度稍大点, 一般取3～4 cm厚;受风浪作用的驳岸, 应加强置石, 能起到破波和预防反复性侵蚀;防渗高度应高于正常水位30 cm, 减少河槽的渗水水损失。
5 现场调查
采用的芦苇、千屈菜等本土植物, 在中牟县河流都有大量分布, 有良好的适应性和生长能力。完工2个月, 对千屈菜采用随机现场测量茎长, 抽样10组, 每组5根, 平均茎长15.4 cm;根部稳定泥土情况调查, 采用随机挖掘目测法, 检查30组置石周边根系分布情况, 石头下分布达到90%以上, 进一步稳固了石块。
6 结 语
人工湿地生态系统建造技术, 是多种科技和应用长期发展的结果, 具有基建投资省、运行费用低、便于运行管理等特点。将建造设计和建造技术应用人工湿地建造中, 有利于充分发挥生态、环境和美学效应, 完善建造技术。但是对于破坏严重且立即修复的驳岸, 生态技术可能无效[8], 因此, 冲刷侵蚀强的部位应定期培土, 或喷施化肥促进植被生长, 从而稳固驳岸。
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论生态驳岸在园林水景中的应用 篇3
关键词：生态驳岸,园林水景
1 生态驳岸分类
第一, 自然原型生态驳岸是指驳岸处理中, 针对坡度缓或腹地较大的河段, 在保持其原有自然状态的基础上, 选用沿岸自然石块等与水生植物种植相结合, 达到稳定河岸的目的的驳岸形式。植物种植时通常选用具有喜水特性的植物, 由它们生长舒展的发达根系来稳固堤岸, 其枝叶柔韧, 顺应水流, 增加抗洪、护堤的能力。自然原型生态驳岸能防止水浪冲刷和地表径流冲刷, 其岸栖生物丰富, 岸线景观自然, 可保持水陆生态结构和生态边际效应, 生态功能健全稳定。自然石块驳岸较自然草坡驳岸更能有效的防止水浪冲刷和地表径流。自然原型生态驳岸可应用于坡度在土壤自然安息角范围内水流流速平缓的地方。明代治河名臣刘天和创立的治河六柳法, 即卧柳、低柳、编柳、深柳、漫柳、高柳方法, 即是这方面的总结。
第二, 自然材料生态驳岸是指在驳岸处理中, 采用树桩、树枝插条、竹篱、草袋等可降解或可再生的材料辅助护坡, 再利用植物生长后根系固着成岸, 通过人为措施, 重建或修复水陆生态结构的驳岸形式。如在坡脚采用石笼、木桩或浆砌石块 (设有鱼巢) 等护底, 其上筑有一定坡度的土堤, 斜坡种植植被, 实行乔灌草相结合, 固堤护岸。木桩驳岸能保护堤脚不受强烈水流的冲刷, 促淤保堤, 防止水流冲蚀、侵蚀。生态袋、石笼等驳岸既能满足结构的稳定性要求, 又能解决河岸雨季垃圾、污染物过滤和岸堤波浪冲刷、塌陷问题。自然材料生态驳岸基本能保持自然岸线的通透性及水陆之间的水文联系, 具有岸栖生物生长环境, 通过水陆相结合的绿化种植, 达到比较自然的景观和生态功能。木桩驳岸和生态袋驳岸可用于坡度适度大于土壤自然安息角、水差落差较小、水流较平缓的地段。干砌石驳岸适合流水平缓的河段, 半干砌石驳岸适合水流较为湍急的河段。自然材料生态驳岸主要运用于小型水系或非迎风面的城市河道。
第三, 工程材料生态驳岸是指在驳岸处理中, 利用混凝土预制构件、金属箱等构筑高强度、多孔性的驳岸, 结合孔隙内种植植物, 达到高效固岸目的的驳岸形式。如将钢筋混凝土柱或耐水原木制成梯形箱状框架, 投入大的石块、或插入不同直径的混凝土管, 形成很深的鱼巢, 再在箱状框架内埋入大柳枝、水杨枝等。邻水则种植芦苇、菖蒲等水生植物, 使其在缝中生长出繁茂、葱绿的草木。箱笼内卵石良好的透水性可以补枯、调节水位;多孔植物生长生态砖自身具有透水性, 可解除背面水压和土压, 不会出现堤坝变形和塌陷;净水箱驳岸结构净化污水效果较好, 整洁美观, 运行成本低, 维护简单, 不占用土地;预制混凝土构件驳岸既可以保持岸两边水源平衡, 也保护了岸周围生态平衡。工程材料生态驳岸基本能保持自然岸线的通透性及水陆之间的水文联系, 具有岸栖生物的生长环境, 通过水陆相结合的绿化种植, 达到比较自然的景观和生态功能。箱笼驳岸可应用于河水流速快且对河岸冲刷破坏作用强的水位变动频繁的河段区。生态砖驳岸可应用于河面较窄、水流较急的河段, 可用于不同坡度的池岸。净水箱驳岸适用于污水排放出口附近, 对原有小而分散的沿河排污管进行简单的改造, 将污水布入进水箱护岸结构中。预制混凝土构件驳岸主要适用于防洪要求较高、腹地较小、水流较急、水面与陆地高差较大、坡度较陡的河段, 必须建造重力式挡土墙, 切记挡土墙要预留一定数量的空洞, 以保持其可渗透性。
2 生态驳岸的应用
首先, 水位落差少和流速较缓的区域, 应采用自然原型生态驳岸和自然材料生态驳岸为主;既有利于降低工程造价, 更能保持河岸的自然形态和有利于岸栖植物的生长。在河道干流和开阔的湖泊岸边, 以工程材料生态驳岸为主。总之, 驳岸的类型选择和施工, 既要满足水体岸线的稳定、强度要求, 又要尽量减少驳岸对水陆生态关系的破坏, 为岸栖生物群落的生长恢复提供良好的栖息环境。其次, 位于常水位线以上的生态驳岸处理方式有入水植被式驳岸、木桩自然驳岸、置石驳岸、台阶式生态驳岸、亲水平台、亲水台阶、种植花池、卵石滩等。最后, 常水位以下的生态驳岸主要采用喜水植物驳岸、木桩驳岸、砼桩驳岸、多空隙挡土墙以及土工格栅与蜂巢网箱等新型材料。蜂巢网箱是采用镀铝、锌金属网箱为主要护岸材料, 网箱内填充碎石、种植土、肥料及喜水植物等。驳岸坡度大于1∶1.5时采用蜂巢网箱结构。蜂巢网箱垒成台阶状或做成砌体的挡土墙, 并结合植物、碎石以增强其稳定性和生态性。网箱具有抗冲刷能力强、整体性好、应用比较灵活、能随地基变形而变化等特点, 同时又可为水生植物、动物与微生物提供生存的空间。
3 结语
在园林水景的整治和生态恢复中, 应广泛应用现代生态学和生态园林、生态工程的理论和技术, 要以生态驳岸的营建为基础, 保护、重建水陆边缘地带的自然生态过程、岸栖生物栖息环境及其生态系统边缘效应;再通过滨水地带各种植物群落的合理布局和科学培育, 结合污染控制和其它水生生物种群的有序恢复, 形成景观自然优美、生态功能持续稳定的园林水景。生态驳岸可以兼顾自然和人类的共同需求, 使人类和自然真正达到和谐、统一。
参考文献
[1] 尹永平, 詹洪升.城市滨水绿地的生态规划设计[J].科技讯息, 2008 (20)
生态驳岸技术 篇4
滨水驳岸的景观生态修复, 是在保证岸坡稳定的基础下, 恢复河流或湖泊生态系统的结构和功能, 使受到人类活动过渡干扰而导致功能退化的河湖生态恢复至较为合适的自然状态, 同时使处理的手法具有景观艺术性, 让人们更能感知、体验及互动交流, 体现游客与环境之间的相互“感知”, 增加区域的景观价值。
1 滨水驳岸具有的景观特性
驳岸, 对保护河流堤防起到重要作用, 分为市区段 (亲水段) 和郊野段 (普通段) 2种类型。在景观上也起到3点作用:决定岸线形态、提供亲水空间, 是鲜明且符合视觉美感的河岸基础设施。
1.1 决定岸线形态兼具视觉美感的河岸基础设施
流经市区的河流驳岸, 因受场所局限和沿河建房开道的压力, 是主要承担防洪护岸功能。在选择驳岸材料和设计形式上, 首要考虑的是水文的安全性。因此, 驳岸用料多为混凝土块挡坡, 或较大卵石及片石为主, 并辅以植物固坡。不同的驳岸材料对水面与陆地交界岸线轮廓的形成有极大影响。大面积的混凝土块护坡, 使岸线人工几何形态明显, 斜坡面平整, 颜色较灰;较大卵石和片石的交错穿插垒叠凹凸驳岸处理, 使岸线节奏感明确, 亦可创造出较为丰富的岸线空间, 更易让人达成近水亲水之目的, 亦能为水中生物创造出适宜的繁衍空间。
桂林穿山公园岸线行态的处理采用草坡自然式和卵石、抛石护坡为主。岸线形态保持整体河流自身蜿蜒流向, 严禁人为截弯取直。当岸线设计融入了曲线元素时, 岸线也随之被赋予曲线流动、活泼的特性, 其变化多样迂回曲折的形式, 会使水体重新具有活力和生气, 并符合水体的空间特性。例如, 在河道分叉处的岸线上使用大弧线。此方法不仅加强了驳岸在不同方向上的动势, 而且在曲直之间巧妙地留下充裕的三角地带, 方便船只调头, 并形成水上公共空间, 增加观众的参与性, 起到很好的情景交融的作用。又如将曲线用于桥头处, 则会取得局部空间放大的效果。人们行走于桥上, 所见视野豁然开朗。
1.2 提供多感官亲水空间和活动场所
驳岸景观环境的空间具有多元性, 或从点即面、轻灵活泼、厚重沉稳, 也可虚化到平衡, 遒劲到精柔, 又或从简洁到细微, 从内敛到绚烂。对驳岸景观的艺术设计, 实际上是在实现从平面区域向功能空间转化的过程, 每一个空间都要从尺度、形状、材料、色彩、质地等特性进行考虑, 达到设计的目的和用途。
在驳岸的景观设计中, 底面连接着水路和陆路, 有着与其它空间底面截然不同的特殊功能, 也是各种生物的孕育温床。设计师应将对环境的破坏降到最低, 尽量顺应原有的地形地貌, 避免土方填挖的人力物力浪费, 实现生态的健康发展。如果是人工驳岸, 在驳岸的铺装设计上, 融入当地特有的建筑语言符号、图案、色彩等元素。驳岸设计中的顶面是自由的, 可虚可实, 不管是哪种处理手法, 都要保证视线的通透性, 不阻碍人对水的观赏。优美的天际线, 是驳岸景观环境成功的一个重要因素。垂直的空间分割面可提供包容、屏蔽、背景等效果, 通过围合与组织产生与功能相适应的各种反应, 如紧张、松弛、快乐、沉思、动感等氛围。景观小品、植被、列柱等都是垂直分隔空间的表现形式。
2 滨水驳岸生态修复方法
生态系统是个非常复杂的系统, 在驳岸填充材料的选择上, 以黄石、青条石、毛石等地方性材料代替混凝土, 使人亲切舒适, 并突出地域特色。铺装时要留有空隙, 此法为给虾蟹小鱼自由进出所用。若使用混凝土做驳岸材料, 为增加河岸的亲和力, 还可以采用印花压模的手法, 丰富驳岸材质的肌理效果。而最好的则是将植物、碎石、泥土结合, 塑造自然型的生态河岸, 为建造生态水系打下好的基础。驳岸的路面完全可以采用自然材料, 如木屑、碎贝壳、砂土等, 不仅对人有亲和性, 而且材料自身的生态透水性也是保证环境良性循环的重要因素。
总之, 生态驳岸在现代滨水景观设计中, 不能仅从一个简单的构筑物来认识它, 而应该把它视作为提升滨水景观生态性和人性化的有效手段, 使人的自然之旅始于足下。生态绿化带是通过水岸植物的种植, 利用植物的自循环能力进行水质净化和堤岸防护的生态手段。大量人工驳岸的存在, 隔绝了水体与湖岸的能量交换, 而其地面上的污染物经雨水冲刷后直接进入水体, 会加重水质污染。
因此, 建立生态绿化带是保证驳岸生态性的一个重要手段。生态绿化带具有净化水质、保护湖岸、提供各种资源、恢复生物多样性等多项功能。根据生态绿化带的建设要求, 要增加水岸植物的品种及数量, 保证水质, 进而提高驳岸的使用率。
3 滨水驳岸及亲水空间的艺术表达
3.1 视觉景观美化
驳岸是一种独特的线形景观, 具有一定的美学价值, 亦是形成城市印象的主要构成元素之一。在驳岸营建中, 护岸景观的创造应顺从自然规律并结合艺术原则, 进行平面、纵向、及横向断面形态设计。目的是通过景观艺术设计手法提升护岸的美感度, 强化水系的自然属性和强化人文特色。
驳岸的坚固密实与疏松、高度、陡峭度等都决定着水体的可达性。在驳岸设计中, 研究和分析大众行为心理, 对水边行为进行整合性设计, 选择行为发生的合理区段, 进行相应的护岸空间形态设计, 促进人们亲水行为的发生, 包括残疾人坡道、盲道的设计, 方便弱势群体的使用, 并保证岸上的水体视线通畅性。设计中还要处理好滨水区文化历史古迹的保护与展示和现代活动项目的开发之间的关系, 创造出符合人类行为心理和精神活动的理想亲水空间。滨水空间是游憩行为发生最频繁的地带, 水体空间具有开敞的视野、新鲜的空气、愉悦的声音, 吸引着人们近水、亲水, 并进行各种悦水性行为地展开, 包括静态的垂钓、驻留、观赏和动态的广场表演、风筝、戏水、滑轮等。
3.2 意境的营造和以人为本原则
对于“意境”的关注。“意境”是中国特有的美学范畴, 尤其用于中国古典园林中, 意”是景观意境的感知意义, 含有意味悠远之意;“境”是个体由风景引发的超然物外的感受。在创造意境的时候, 我们应该充分研究其地域的历史文化、民俗民风以及当地的美学思想等和生态环境, 并将其充分融入其景观中。
中国造园传统理念“天、地、人、神”合一, 就是用最朴素、最自然、最和谐的手段营造舒适的生活空间, 达到人与自然有机结合, 而场所精神的表达, 则是需要在设计之初深度挖掘地方的历史记忆、文化脉络、环境形态以及生活方式, 使人们获得对本地产生认同感和归属感。景观中的视觉语言通过景观空间环境、景观要素 (道路、岗亭、植物、花池、树池等) 和设计元素 (风格、理念、文化符号等) 共同表达, 它们是视觉语言的词汇和语句, 共同描绘景观场所的意义。这些意义是人在对景观环境的体验或使用产生的, 包括认知和情感。视觉语言针对设计者也针对使用者, 设计者在设计之前应该掌握更准确、更丰富的设计语言, 通过情感思维法则去设计滨水空间。
4 结语
水是城市的摇篮, 亦是灵魂。成功的滨水驳岸及亲水空间设计, 不仅可以改善生态环境, 重塑城市形象, 提高生活品质, 而且能够带动城市及其地区的发展。滨水空间和景观的社会、经济、生态价值逐渐受到人们的重视, 而安全、美观、高效的滨水空间设计是当下新型城镇化健康、可持续发展的重要课题。
参考文献
[1]邬建国.景观生态学——概念与理论[J].生态学杂志, 2000, 19 (1) :47-53.
[2][日]财团法人, 河道整治中心.多自然型河流建设的施工方法及要点[M].北京:中国水利水电出版社, 2003.
生态驳岸技术 篇5
工程属于苏南运河无锡段航道整治工程 (新长铁路桥—吴桥段) 项目位于无锡市惠山区和北塘区境内, 起讫桩号11K+106~16K+950, 整治长度5.844km, 其中老驳岸加固总长度为2413.2m。本工程最低设计通航水位1.6m, 最高设计通航水位1.9m, 断面尺寸参见图1-1。
在钻探所能达到的深度范围内, 工程经过地质勘察, 场地地层由上至下分述如下[1]:
1 b填土:填土颜色为灰黄色, 以粉土为主, 土性欠均匀, 密度适中, 为前期航道整治时堆填, 填土时间在10年以上。
1-1层粉质粘土或粉质粘土混合砂, 该层分布于航道浅地表, 粉质粘土为黄灰色或灰黄色, 软塑-可塑, 压缩性为中等-中等偏高。
1-2层淤泥质粉质粘土:夹杂有部分粉土, 颜色呈灰色, 软塑-流塑状态, 高压缩性, 含腐植物, 层顶标高-0.8~3.2, 层厚3.5~8.0m。
2-1层粉质粘土、粘土:该土层土质好, 强度高, 具有较好的边坡稳定性和较好的抗冲刷能力, 可作为浅基础的天然持力层, 颜色呈灰黄色, 中等压缩性。
2-2层粉质粘土混粉砂:上部灰黄色, 下部灰色, 夹粉砂, 软塑~流塑, 中压~中等偏高压缩性, 层顶标高-4.7~-0.92, 厚3.7~15m。
2-3层粉土、部分粉砂:颜色为灰黄色和灰色, 比较湿润, 部分夹腐植物, 密度适中, 部分地方密实, 厚2.5~3.8m。
2-4层 (淤泥质) 粉质粘土:灰色, 夹粉砂, 流塑, 中等偏高~高压缩性, 厚0.7~4.7m。
2-5层粉质粘土 (局部粘土) :颜色灰色, 混有粉砂, 可塑~软塑, 夹腐植物, 中等压缩性, 厚1.0~3.5m。
2-6层粉质粘土, 局部粘土:颜色灰色, 含铁锰质结核, 可塑~硬塑, 中等压缩性, 厚1.7~3.0m。
2 施工控制要点
2.1 施工机具配备
首先工程打桩需要采用打桩船;然后疏浚墙前沿河道采用抓斗挖泥船;排桩采用预应力钢筋混凝土方桩;最后, 在进行水下混凝土浇筑时, 采用3台商品混凝土泵车。
2.2 施工工艺
(1) 测量定位放线。测量定位是一个非常重要的步骤, 必须严格按照施工设计图操作, 一般采用全站仪对混凝土排桩进行水平位置的抄测, 用水准仪对高程位置进行抄测, 结合实际情况, 按施工图纸做好定位工作。
(2) 水下疏浚。水下疏浚是将驳岸墙前、顺岸窄槽的块石、土方、淤泥等杂物清理干净, 便于施打混凝土方桩。抓斗挖泥船到达指定施工区域后, 测定好水深和设计底高程, 采用顺流开挖法挖泥, 随时调整下挖深度, 控制挖泥质量[2]。
(3) 钢筋混凝土方桩的沉桩。施工前先用吊装船将方桩整个吊起, 然后按照预定位置用打桩船打桩。打桩时要尽量减少对老护岸的扰动, 并随时检测, 防止老护岸的变形和移位, 确保老护岸的安全。另外, 施工时必须注意严格按照施工图纸进行, 位置和深度都必须符合设计要求。
(4) 模板安装。模板安装是在立模之前, 在下水安装之前, 必须进行再次清淤, 尽可能保证底面平整, 让模板有平整的落定位置, 如果底面不平, 就会产生缝口, 造成堵塞, 使混凝土大量溜跑。立模时, 侧模采用钢模板加木模板, 与前模用刚性连接成一个整体。前模和侧模下口缝一般用袋装混凝土封堵。
钢筋的绑扎与安放。钢筋在采买的过程中就要注意性能指标, 必须符合设计的要求, 能保证材料的安全性。钢筋绑扎施工时必须按施工设计图规范施工。
(5) 水下混凝土浇筑。水下混凝土采用商品混凝土, 使用导管法浇筑, 浇筑前先检查混凝土泵的输送管路, 确保不透水。浇筑时, 要保持导管底和基槽底之间不超过20厘米。
3 施工过程中的问题及质量控制要点
3.1 施工中的过程控制是保证工程质量的关键
(1) 测量定位放线, 首先把船定位, 打桩时尽量保持垂直吊桩, 严格检查桩位, 按预定位置打好桩位。
(2) 打桩船在打桩时, 必须严格按照设计深度进行操作, 并密切观测驳岸水平, 注视方桩的表示进尺和锤击数, 防止墙体变位。
(3) 安装模板时, 要进行二次清淤, 保持河底平整, 保证模板准确安装就位, 对模板的连接缝进行密封, 防止混凝土溜跑。
(4) 浇筑混凝土时, 前台记录员、泵机手和搅拌机手应密切配合;严格保证水下混凝土的质量。
3.2 在施工过程中出现的异常现象的处理
(1) 导管堵塞。出现导管堵塞现象的原因有很多, 比如混凝土配比或塌落度不符合要求, 对于这种现象, 要保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和塌落度符合要求;还有导管过于弯折, 对这种情况一般要灌注管路避免过大变径和弯折, 每次拆卸导管都必须清洗干净。
(2) 偏桩。偏桩主要是因打桩船在吊桩对位时不仔细, 导致锤击桩锤打偏。一般分为平移偏差和垂直度超标偏差。对于偏桩的控制措施为:施工前严格控制打桩船的定位, 以防吊桩偏移;排桩的水平度和垂直度在锤击前和锤击过程中注意检查复核[3]。
(3) 混凝土溜跑。如果在立模时, 模板的拼缝不严就会产生封口, 造成堵塞, 使混凝土大量溜跑。控制措施:立模时, 保证模板的拼缝没有缝隙, 最好采用双面胶带, 使缝口保持严密平整。模板插入河底时, 控制锤击次数, 保证入土深度。
3.3 施工过程中的注意事项
(1) 因为工程的施工地点是运河航道, 所以就难免受到来往船只的影响, 因此在施工过程中要把施工船做好固定工作。
(2) 排桩幕墙临近已有驳岸, 施工场地紧张、困难, 要做好场地的平面布置工作, 合理施工。
(3) 排桩幕墙法并不适合老化蓬松的老驳岸, 对于老驳岸必须进行相应的技术处理, 使新浇幕墙与老驳岸能紧密连接。
(4) 排桩幕墙法加固老驳岸在施工上应快挖槽、快打桩、快浇幕墙。因为在墙前顺岸窄槽已经形成和幕墙没有浇筑之间, 驳岸的地势最为脆弱, 容易坍塌, 所以必须抓紧施工时间, 保证快速完工, 缩短危险时间[4]。
4 结束语
随着航运经济的发展, 在未来将有越来越多的运河航道需要扩建加固, 我们必须加强研究和探讨。排桩幕墙法作为一种既经济又环保的老驳岸加固方法, 经过实践已经得到证实, 效果明显, 值得进一步推广。
摘要：本文以苏南运河无锡段航道整治工程为例, 该段工程采用排桩幕墙法加固老驳岸, 我们从施工组织设计、工艺流程、常见问题处理及质量控制等方面进行了详细的论述和探讨。结果表明, 排桩幕墙法作为一种新型的驳岸加固技术, 既经济又环保, 适合广泛采用。
关键词：排桩幕墙法,老驳岸,加固,施工工艺,质量控制
参考文献
[1]丁天平.浅谈苏南运河无锡段老护岸加固改造设计与施工[J].珠江水运, 2012, 23:79-80.
[2]刘国华.驳岸加固双管法水下混凝土浇筑技术[J].施工技术, 2011, 17:91-94.
[3]符思勇.钢筋混凝土结构加固技术分析及在实际工程中应用[D].南昌大学, 2013.