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浙江省城市生态水体设计研究

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:本站原创  发布时间:2014-11-14 16:51:38

浙江省城市生态水体设计研究
摘 要
城市中的水体是构成城市生态系统的重要部分。城市常常“因水而生”,很多城市,或依山或傍水,或兼得以山水为其整体环境的依托。城市之于区域山水格局,犹如果实之于生命之树。因此,在城市扩展过程中,维护区域山水格局和大地机体的连续性和完整性,是维护生态城市的一大关键因素。随着我国现代化城市建设的发展,改善市民的生活质量,提升城市的品质,成为城市规划及城市设计重要议题。城市水体环境的利用、保护和开发受到越来越多的重视。
本文以建筑学、生态学和社会学的理论为基础,并借鉴经济学、土木工程学、环境艺术学等科学的理论,深度论述了城市水体的特征及其设计规律;同时也结合一些典型工程案例讨论我国目前相关工程的现状和建设经验,并和国外的成功案例进行比较,进而提出了切实符合人们情感和心理需求的环境建构理论和方法体系,以期对城市水体环境的规划建筑和环境景观设计实践、创造良好的生态城市空间提供理论和实践的启示及方法。
关键词:城市水体;环境;生态

 
Abstract
In the city water body is important composition of the city ecosystem.The city often"lives because of water",many cities,either depend on mountain or water,or depend on both for its overall environment.The city is a matrix mottling on region scenery.The cities in the region natural scenery pattern,just like the fruits on the tree of life.Therefore,in the city expansion process,to maintain the region scenery pattern,and the continuity with integrity of earth organism,is a big key to maintain the city ecology security.Along with our country modernized urban construction and development,promoting the quality of cities,improving resident's quality of life,has become the important subject of urban planning and city design.The protection、use and development of city water body environment,have received more and more many values.
This article take theories of ecology,architecture and sociology as foundation, and model basic theory of science、construction engineering、economic、environment art and so on,the deeply elaborates environment characteristic and its the design rule of the city water body;At the same time also unifies some typical project cases to discuss the project present situation and the construction experience in our country at present,and carries on the comparison with the overseas successful cases,then practically proposed the theory and the method system which conforms to psychology and the emotion demand of the people,so as to provide the enlightenment and the method of theory and the practice on the city water body environment plan construction and the environment landscape design practice,as well as the creation of good ecology city space.
Keyword:City water body;Environment;Ecology;ecological embankment


 

目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2研究目的和意义 2
1.2.1研究的目的 2
1.2.2研究的意义 3
1.3国内外现状和发展趋势 4
1.3.1国外现状 4
1.3.2国内外现状 4
1.3.3发展趋势 5
1.4研究的内容和预期成果 5
1.4.1研究的内容 5
1.4.2预期成果 6
1.5研究的方法和框架 6
1.5.1研究的方法 6
1.5.2研究的框架 8
第2章 城市和水体发展分析 9
2.1 人和水体 9
2.1.1水的生态意义 9
2.1.2水的文化意义 10
2.1.3水的情感意义 11
2.2城市和水体 12
2.3城市和水体的现状和问题 13
2.3.1生态问题 14
2.3.2景观问题 14
2.3.3社会人文问题 15
2.4城市水体研究理论 16
2.4.1可持续发展理论 16
2.4.2人居环境科学 17
2.4.3城市生态学和生态城市观 17
2.5城市水体环境建设的发展趋势和构思 17
2.5.1“回归自然”的理想生态空间 18
2.5.2保护城市水体历史传统风貌区 18
2.5.3重视城市水体环境的人文需求 18
第3章 浙江省城市生态水体设计 19
3.1雨水生态利用 19
3.2污水的生态处理 21
3.3沿岸水生带 22
3.4水体水质净化 23
3.4.1护岸多孔介质污染净化 23
3.4.2富营养化水体生物修复 24
第4章 浙江省城市滨水植物生态设计 25
4.1水生植物 25
4.1.1水生植物的水体景观设计 25
4.1.2水生植物设计原则 27
4.1.3水生、湿生植物应用中几个值得注意的问题 28
4.2岸边植物生态设计 29
4.2.1岸边植物配置方式 30
4.2.2岸边植物设计原则 33
第5章 浙江省城市生态驳岸设计 37
5.1传统驳岸 37
5.2生态驳岸的含义 38
5.3生态驳岸设计的指导思想 38
5.4生态驳岸设计的设计原则 38
5.4.1坚持生态化原则 38
5.4.2坚持自然化原则 39
5.5驳岸生态设计的特点 39
5.5.1促进水陆生态系统平衡 39
5.5.2增强水体自净作用 39
第6章 结论 40
参考文献 41


 
第1章 绪论
1.1 研究背景
水是生存之本,生命之源,生态之道。水在人类生命起源的过程中起着重要作用,它一直伴随着人类的发展。“依水而居”是古代各民族共同遵循的普遍规律(如图1.1),世界六大都市群均发育于沿河湖泊流域、经济高度发达和水陆交通的地区就是一个明证。我们的远古祖先大都傍水而居,以便汲水,因此具有悠久历史的村落、城镇大都靠近水源。历史证明,四大文明古国的文明发展都和水有关:尼罗河周期性的潮汐冲击出大片适合人类耕作的肥沃土地,从而孕育了埃及文明;历史上曾经繁荣灿烂的古巴比伦文明诞生于美索不达米亚平原,这块广袤肥美的平原由发源于小亚细亚山的幼发拉底河和底格里斯河冲击而成;印度河——恒河流域丰饶的平原地区,被人称为是大自然对印度民族的慷慨馈赠,哺育滋养了悠远的印度文明;世界上最具有延续性的中华文明以恢宏的气度和博大的胸怀令世人仰慕,她正是源于黄河。

 
图1.1 古埃及和城镇居沿尼罗河分布
20世纪以来,随着经济和科技的发展,人类对环境意识加强,使水体、绿化等自然要素在城市中的地位逐渐提高。现代生活休闲时间的增加,人们逃避城市嘈杂,走向自然正在逐渐成为时尚。而城市水体保存着良好的生态环境,有着优美的自然景观,是人类回归大自然的理想地域。水是自然景观中的灵动角色,水对所有人都有不可抗拒的吸引力,在一定程度上,我们和祖先有着相同的本能——内心趋向于水边,同时,人们也受到越来越多的各方面压力,不愿意经受长途旅游的舟车劳顿之苦,位于城市中的的水体,由于交通便利而具有强的可进入性,为人们游览观光、休闲度假的提供了好去处。(如图1.2)
 
图1.2 城市优美的水体
“坚持计划生育和保护环境的基本国策,正确处理经济发展同人口、资源、环境的关系。加强环境污染治理,植树种草,搞好水土保护,防治荒漠化,改善生态环境”,这是我国提出的重要发展策略。彻底改变生态环境恶化的状况,城乡环境建设普遍有明显的改善,建设成一批经济快速发展,环境清洁优美,生态良性循环的城市和城区。要促进人和自然的协调和和谐,使人们在优美的生态环境中工作和生活。中国的园林学家、建筑学家和城市规划学家立足我国国情,提出了一系列的城市水景规划设计理念,如“山水城市”概念的提出,对继承和发展我国传统文化,改善人民生活环境,创造新时期的城市水景体系起了巨大推动作用。“生态设计” 、“景观生态学”等一系列概念的提出和深入,为本论文的研究起到了很大的借鉴作用。
1.2研究目的和意义
1.2.1研究的目的
本文研究的首要目的在于提高城市水体环境质量,使人们有拥有完善的城市水体环境,最大程度地亲近水、亲近自然,创造一个真正以人为本的生态自然的具有吸引力的城市空间;同时希望本文的理论分析能给设计工作者在实践过程中以一定的启发,从而更加细致周到地完成设计,并不断激发创新的灵感;本文所提出的具体措施和总结的一系列手法,也希望能为今后的实际工程所直接应用。
1.2.2研究的意义
城市景观水体,是指以水体为中心的具有结构和功能整体性的生态学单位构成的自然系统[1]。城市景观水体类型很多,规模大小不一,城市上游次级河流支系穿城而过形成的天然河流、湖泊、沟渠,以及经整治的人工河渠、湖塘都属于城市景观水体。
随着经济的发展和人们生活水平的提高,景观水已经逐渐进入现代化住宅小区,作为景观工程的灵魂和点睛之笔的景观水体,其景观价值有“无水不成景”的精妙说法。
城市景观水体作为城市生态系统的重要组成部分,城市生态系统的初级生产者和生态平衡的调控者,在城市生态化建设中日益显示出其不可替代的功能和意义:
(1).城市景观水体可减弱城市热岛效应和洪涝灾害。水体具有高热容性、流动性、以及河道风的流畅性,对城市热岛效应具有明显的减弱作用。
(2). 城市景观水体是城市绿发建设的重要基地。河渠两岸、河心沙州、湖塘周围均为城市绿地建设提供了良好的自然条件和社会经济条件。
(3).城市景观水体是城市景观多样性的组成部分。城市景观多样性对一个城市的稳定、可持续发展以及为类生存适宜度的提高具有明显的促进作用。
(4).城市景观水体是城市物种多样性存在的基地。例如许多鸟类可以在城市内河心沙州或是公园湖塘四周生存、繁衍,构成野生生境,体现了人类都市和自然的交融。
(5).水体景观是城市公众文体娱乐,亲近自然的场所。而且很多水体景观本身就是极具有社会经济效益的旅游观光胜地。
所以,城市景观水体作为城市系统中的一种自然要素,其生态建设的功能和意义多种多样,已经和正在被城市建设者所关注。但是由于城市小型景观水体具有水浅、面积小、分散等特点,因此水体搞干扰能力低,使得水体易受到污染,不仅影响景观水体的观赏价值,而且污染环境,增加环境风险。开展对城市小型景观水体受污染后自然变化及水体自净能力的研究,在当前城市生态建设中具有重要意义。
1.3国内外现状和发展趋势
1.3.1国外现状
由于国外园林行业标准中至今未把“城市水体”进行专门分类研究[1]。因此,国外明确关于水体型城市水体公园设计的研究也很少。而和城市水体公园关系紧密的城市滨水区设计的研究,西方发达国家无论在理论还是实践上都起步较早,但大规模的城市滨水地区开发并在理论上得到足够的重视还是二十世纪八十年代以来的事情。这一时期,一些专门研究和探讨城市滨水环境和空间的研究机构相继成立,和滨水相关的学术会议也多次召开。如1982年美国华盛顿成立了“滨水地区研究中心”,创办了《waterfront Center》杂志;1989年由威尼斯大学发起成立了“国际滨水城市研究中心”;在日本也专门成立了“滨水复兴研究中心”。许多大学的相关学科也开设了相应的滨水地区研究的课题,如哈佛大学设计学院的相关课程。有关城市滨水的会议也大量举办,如仅1991年在欧洲就有三次专题国际会议。国外专门研究城市水体的专著多包含在关于城市滨水地区设计和设计的专著中,这方面的著作很多,因此能从这些专著里能获得我们研究水体的一些新方法。另外国外一些相关专业杂志也开辟滨水研究方面的专栏、专集,进行学术讨论《Progressive Architecture》曾于1990年,《Landseape Architecture》也在1991年分别发行了“Waterfront”特刊。西方城市滨水区设计开发的理论和例子给我们提供很好的经验,我们应该结合我国水体型城市水体公园现况,在实践中有所作为。
1.3.2国内外现状
近年来我国许多城市兴起了以水体为依托建设而成的公园绿地,一方面国内这类城市水体公园设计可以以拉动地区经济增长,刺激城市发展或旅游;另一方面,以水体为主体打造而成的公园,使城市地域特色得到延续,区域自然生态环境得到保护。城市水体公园越来越成为专家和学者的关注对象。我国在水体型水体公园这一研究上,理论还是比较匾乏的。有一些滨湖景观的设计一味求新、求大、求变,导致城市水体景观失去了自己的特色,城市原有的最能体现个性的亮点也沦为庸常,学界素来担心的“千城一面”的现象正在这些城市上演。不过自古以来,我国建设水体景观积攒下来的经验还是颇为丰富的。古代,人们临近天然水体筑城,但不围其入城,只是作为郊野景秀之地游赏。这一时期的滨湖景观建设的观念源于风水理论和儒家朴素的生态思想。
1.3.3发展趋势
随着以生态和环境为主题的城市再开发建设展开,人们对人居环境的需求提高,曾经的城市依“水”发展,现在的城市因“水”而兴,湖泊型城市水体公园得到了快速发展,其中一些自然风景优美、人文景观集中的湖泊经过不断营造逐渐成为了颇具价值的湖泊型城市水体。如杭州的西湖(如图1.3)。
 
图1.3杭州西湖
1.4研究的内容和预期成果
1.4.1研究的内容
水体指的是以相对稳定的陆地为边界的水域,城市水体 是指和城市产生、发展密切相关的水体。城市水体生态环境是城市和自然的结合和过渡,典型的生态交错带[4]。
城市水体环境由水域、岸线和陆域三部分组成(图1.4)。水域不难界定,城市大、中、小各类水体均是水体坏境的组成部分。岸线包括绿化带、堤岸和因水位变化而高水位淹没、低水位显露的水边地段,如沙滩、滩涂等。城市水体环境中陆域范围的界定,应综合考虑各种因素,包括城市水体的尺度、用地性质、滨水道路、城市历史文化、居民心理意识等诸多方面因素。
 
图1.4 城市水体空间组成
本文在讨论水体环境的性质功能、空间景观、人文表现、生态环境等设计基本问题的同时,将重点放在水体环境的生态方面,着重就水体环境设计中的生态保护问题进行讨论,为城市水体环境设计在理论和实践上提出一些有实用意义和参考价值。
1.4.2预期成果
本文将城市内水体除了能够作治理污染外,通过景观的生态设计,使城市景观水体不仅能够达到水体所具有的生态效应,还能达到很好的景观效应。可以使景观水体融入人们日常生活,改善城市的环境。
本文重点解决的问题就是:如何通过植物栽植改善水体水质污染,重新发挥其生态效益和景观效益;通过对水体及驳岸的生态设计,使之形成一个统一的景观。
1.5研究的方法和框架
1.5.1研究的方法
城市环境系统是一个开放、复杂的巨大系统。城市水体作为一个系统是始终处在一种开放状态下的,城市水体环境中各物质要素的空间布局、各物质要素和非物质要素之间以及和外部的环境之间的各类空间关系,城市水体环境和区域水体环境、城市绿化环境、城市开放空间系统等相关类型之间,都需要用系统论的观点和方法予以整合。国外的经验和模式,国内的现状和实际,城市水体环境的经济、文化、生态等各层面的规划都应当在系统的框架内获得整合。本论文是以实例进行案例实证研究,并对相关实例进行认真统计和分析,以验证理论成果的应用价值和操作方式,为城市水体环境设计提供指导性建议。论文参考了大量的国内外文献,对相关领域的研究动态和成果有了较为详尽的了解。
本文的研究方法可以用如下简图示意:
 
1.5.2研究的框架
 

第2章 城市和水体发展分析
一座城市是由人、建筑、自然组成的综合环境,是人们劳动、工作、休息聚居的场所。人在自然界的生活中水是最不可缺少的。水是人的生命之需,同时也是一座城池的生命线。临靠江河湖海的大大小小的城镇不胜枚举[7]。
2.1 人和水体
2.1.1水的生态意义
水,孕育了大地一切生物,地球表面70%由水构成,生物各组织元素中,水占比例最高。水供给人们烹饪、饮用、游乐,洗涤。没有水,人类生活便要陷入困境。水是生命力的象征。农耕时代,凡灌溉、耕作、舟楫、渔盐、饮用、设险以及小气侯调节,无不仰给于水;大工业时代,水的力量被更进一步提高,转化为蒸汽的动力和电能,更大程度的造福于人。
科学证明,原始生命起源于海洋,脊椎动物的登陆,就是从完全水生的鱼类经过两栖类演化到爬行类的发展过程。而近年来,一些科学家更是提出了人类也是起源于大海,直接由海中的生物(海豚或海猿)进化而来[8]。水是形成万物的始因,一切均由水生,最后还原于水。
水体,作为城市的“气孔”,一方面减少了城市的繁杂和张力,同时又成为城市生态中难得的湿地,为城市生物的多样性作出重要贡献[10]。水体是水域生态系统和陆地生态系统的综合体,具有两栖性的特点,并受到两种生态系统的共同影响,呈现出多样性。水体以湖泊为主体,景观的生态性显著,城市湖泊的生物多样性和景观多样性明显高于城市其他地区。因此,城市湖泊景观的营建,将大大提高城市生物的多样性,丰富城市景观。湖泊作为湿地的典型类型,具有涵养水分、降解污染、调节气候等功能,并拥有多样的生境。维护着城市生命的延续,有效调节城市的生态环境,增加自然环境容重,促使城市持续健康地发展。
 
图2.1 生态城市一角
2.1.2水的文化意义
正是由于水的生态意义如此重要,加之其晶莹剔透、即妩媚又强韧的物理特性,使人们对水产生偏爱。尤其是古代充满智慧哲思的中国人对于水的思考、面对水的感怀,留下了千古传颂的名篇佳句和动人传说,水成为不折不扣的文化现象——人们对于水的情感已经超出了水本身的意义而成为一种精神的追求。看到流水一去永不回,体悟到时间的珍贵,产生“逝者如斯”、“奔流到海不复回”的咏叹;体悟到人生的短暂,兴起“大江东去浪淘尽,千古风流人物”感慨;水能寄托失意之情:“气蒸云梦泽,波撼岳阳城”,洞庭之水唤起诗人壮年不第的落魄心境;水能泛起漂泊之感:“仍怜故乡水,万里送行舟”,李白青年时离蜀出游,望水而生漂泊之感;“春风又绿江南岸,明月何时照我还”体现了王安石归家的急切心情;水能表达爱情:“我住长江头,君住长江尾,日日思君不见君,共饮长江水”体现了借水期盼爱情坚贞永固、始终如一的意味;水能表达友情:“桃花潭水深千尺,不及汪伦送我情”;水也能抒发豪情:易水送别的荆柯,乌江自刎的项羽,何等豪气,何等悲壮。水的透明让人想到圣洁和崇高;水的兰绿色泽,让人感受生命的灵性;水的天地流行让人感悟它的活力;水的随物赋形,让人联想其变通;水的平静,让人体会其柔美,水的汹涌广阔让人惊叹它的威力;水滴石穿让入折服于它的坚韧。
 
图2.2以水为名的文化城市——杭州
中国古代的水文化更是积累深厚。由于进行了长期大量、卓有成效的水利工程,加上文艺、哲学思想的不断渗入,使其表现形式更加独特。中国古代的水文化异彩纷呈、光怪陆离,充满着祈望、神奇、崇敬、爱慕之情。水是帝王行政的指示器,上天的化身,天人合一哲理的媒介物,对民众来说,是生活中的祈福。中国古代在水文化观念上,既热爱水,又对水产生种种神秘感,由此派生出智性、德性、神性、灵性等理性认识。文学、地理学、园林学、风水学交融在一起,共同启发、形成了广泛的水文化观念。水文化也成为古代城市规划和建设的灵魂,水能填补儒教和礼制枯燥的城市建筑空间[11]。近年来,水文化不断被应用于城市规划、环境景观和建筑设计等领域,使水文化有了更多得以延伸拓展的平台和载体,也丰富了设计领域的文化解读话语。
2.1.3水的情感意义
正是由于水具有生态和文化的双重意义,使人们无论从外在感观刺激还是内心情感需要都有亲水性的要求。水的外在奇特形态吸引着人,内涵的深厚文化感染着人,来自于教育、环境和人生经历的关于水的种种经验、记忆、知觉深深的记刻在个人的头脑中,已经形成一种心理的意象,成为人们一生都不会忘记的体验。每当这种体验在曾经被遗忘后又重新被唤起时,亲水的情感都成为了一种自觉的意识。
在漫长的历史演化中,人对水的情感已经上升到了更高层次的需要,成为一种心灵的原型。这就要谈及容格的原型理论:它是指在漫长历史演化过程中世代积累的人类祖先的经验,是人类必须对某些事件作出特定反应的先天遗传倾向,它在每一个世纪只增加极少的变异,是个体始终意识不到的心理内容[12]。人类对水的情感也正是这样心理内容,所以很小的孩子,甚至还没有自觉的意识,更没有什么可以印证的过去的经历,也依然对于水有浓厚的兴趣,也就是说这种亲水的需要是先天的,生而有之的,是一种不自觉的潜意识。它伴随整个人类,经过漫长岁月,不断巩固加深,成为一种心灵本体的需要,一种难以割舍又说不清缘由的情感。
2.2城市和水体
城市的产生离不开水,水是城市发展的物质基础。生活、生产必须有水,水是城市产生、发展、演化的重要自然力。水影响着城市社会、经济、文化诸多方面的发展。由于河道的改变,以及洪水的影响往往使城市发展受到极大影响。一方面,水促进城市的发展。城市选址必须有良好的水源地,沿大水体出现大城市,而沿小水体往往是较小的城市,城市的发展也有着从一种沿河到沿江,从滨江到滨海从小水体向沿大水休的发展趋势,另方面水又限制了城市的发展。大江大河影响城市跨江跨河发展;因为吃水问题而限制城市发展的例子也屡见不鲜。城市的发展过程中总是少不了治水的历程。
水是环境的主要体现指标,水是城市环境质量的阴晴表和指示针。水循环把城市生态系统和区域生态系统联系起来。水影响着城市环境,水体对城市空气质量、城市温度都有不可替代的调节作用。水是城市生态系统中最重要的自然生态因子,城市环境的好坏往往首先在水体环境中体现出来,一个城市只有良好的水体环境才有可能具有良好的城市环境。
水本身是城市主要的自然特色构件。水体强化了城市空间特色,渗透到城市生活的方方面面。滨水建筑、桥梁、绿化往往特色鲜明,如江南水乡实质上己成为城市特色、地域文化的象征,表明水和城市特色之间的内在联系。
水对城市景观有很大的影响,水景往往是滨水城市景观体系的骨架和主要内容。城市水体环境设计中常以水体来组织空间,形成丰富的城市景观:同时,还通过人工水体的营造丰富城市景观。城市水体具有边缘性、连续性,水系是城市开敞空间的骨架,许多城市利用水系组织城市绿地体系,水体使人工景观和自然景观有机融合,使城乡景观自然过渡。
 
图2.3城市人造水体景观
2.3城市和水体的现状和问题
就全球而言,水体环境形势十分严峻。由于大规模森林的砍伐,植被的破坏,导致湿地干涸,水土流失和泥沙淤积严重,生态平衡道到了破坏。过度开采地下水使地下水位下降,地面、地下良好的天然水质受到的污染日趋严重。由于全球水体通过水循环形成一个整体—水圈,这些水体环境问题也都威胁着城市水体环境,而且更显得尖锐突出。在我国,人均水资源占有量小于世界人均占有量的1/4,水资源和水体环境存在地区分布很不均匀,水量年内、年际变化大,己被联合国列入13个贫水国家之一。而我国城市的缺水尤为突出,全国600多个城市中400多个城市缺水,由于供水不足,城市工业损失每年高达1200亿元[13]。水己日益成为制约城市持续发展的关键因素。联合国第二次人类住区大会秘书长沃利•恩道指出:“水将是21世纪国际社会争论最激烈的城市问题”。水资源、水体环境危机,己引起世界各国的关注和不安。寻求有效手段来缓解水资源危机,是世界各国特别是缺水国家的迫切现实问题。
在城市建设方面,城市水体环境危机逐步受到关注和重视,恢复优美、宜人、充满生机的城市水体环境,创造适应现代城市生活的城市水体环境形象,是当今世界城市发展的一大潮流趋势。由于我国经济发展起步较晚、底子薄,城市建设任务繁重,目前忽视城市水体环境建设,甚至还在进行建设性破坏,城市水体环境的情况还在延续,而城市水体环境建设设计缺乏理论指导,设计手法单调、建设组织管理水平低,缺乏计划性和长远观念等更使水体环境规划建设增加了难度。
2.3.1生态问题
(1)填埋水体。近二、三十年,对城市水体环境的认识的不足,填河造地修路建房的事经常发生,那怕是现在,许多开发商受经济利益驱使,挖空心思填埋水域开发,填河填湖事件仍时有出现。由于现代交通的发展,水路运输迅速被汽车交通所压倒.城市中的很多河道、湖泊相继被填,转化为道路或住宅用地。许多水网城市、滨湖城市失去了原有的娇姿,水域格局受到了破坏,不少水体甚至成了废物、垃圾投弃地。如温州,古城原本是水网城市,现在老城的河道已基本上不存在了。
 (2)水质污染严重,水量不足城市水体是一个相互联通的系统,在整体水网没有得到治理,外围水体的水质较差的情况下,城市中心区内水体的水质基本难以保证。相当多的城市河道同时肩负着景观;可道和水运通道的双重功能。货运装卸和生产生活污水的直接排放对水质产生很大的负面影响。这些负面影响既有污染物对水质的直接破坏,又有水质富营养化带来的某些生物过量繁殖。
(3)城市堤岸以防洪、美化为主,基本不考虑生态措施。目前,我国大部分城市的滨水驳岸都是用砖石砌成的立式驳岸,或用石块、混凝土块铺成的斜坡驳岸。这样的驳岸对于应付夏季突发洪水确实有着重要作用,但也会产生一些负面影响。一是固化的驳岸阻止了河道和河畔植被的水、气循环,不仅使很多陆地植被丧失了生存空间,还使一些水生生物失去了生存、栖息场所,破坏河岸生物赖以生存的环境基础,造成驳岸区生物资源的丧失和生态失衡。二是拓宽河道,固化河岸,加快了河水的流速,导致下游大量的泥沙沉积和淤塞,造成了一系列的问题”。
2.3.2景观问题
由于历史的原因,滨水区往往被工业企业占据,污染严重。工业的无序发展,导致岸线被工厂、仓库所侵占。如七、八十年代的上海,除外滩外从市区直至昊淞口,两岸几乎都是灰色的工厂、仓库。城市水体环境被城市的生产功能所侵占,市民看不到水面,无法接近水面,城市水体环境的魅力荡然无存。对城市水体环境的重要性认识不足,导致许多城市郊区工业的发展至今仍在不断侵占岸线,滨水建筑紧贴水岸,更有甚者还在河床行洪区乱建乱搭.即使近来年有了一些改善,城市滨水开放空间仍受挤压,滨水绿化带过于狭窄,城市水体环境的开发功能单一,局限于居住功能开发。虽然有高水平的规划方案,但城市土地的经营往往落后于市场开发的需要,造成长时期内新建项目和老旧企业混杂并存的格局,滨水公共开放空间无法实施,滨水景观界面处于混乱状态。
2.3.3社会人文问题
城市滨水区的改造总是不可避免地要面对老旧的历史建筑和传统空间,目前的大部分改造往往忽略了城市历史文脉的传承。通过改造,焕然一新,但是城市历史的痕迹、记忆也被匆匆抹去,不可能再恢复了。“变化是文化和社会的驱动力——所有的东西都会过时——然而它并不需要总是剧变的或者破坏性的”[14] 。
景观水体往往和自然界中的大水体相连,水位受大水体涨落的影响非常大,造成亲水平台的设计受到极大制约,建成后也常常达不到预想的效果,甚至留下了安全隐患。但也有很多地方如长江中下游地区在汛期江、河水位变化依然很大,人们虽然考虑了修造亲水平台,但很少根据当地具体情况设计,简单的平铺直叙,缺乏序列空间的转折点和高潮,毫无特色可言。
在规划中,“城市水体是市民共有的财富”的观念一直是设计者最基本的理念,然在实施过程中,滨水地块的开发商总是想尽办法把水岸纳入到自己的私有领域内,造成滨水公共开放空间的割断[16]。
近年来,我国的城市规划,虽已从物质性规划向综合性规划转变,大大加强了城市规划和经济研究的内在关系,但对城市生态环境的研究仍很薄弱。对于城市水体环境这个城市特定的生态空间系统缺乏专项、深入的研究。城市规划编制中,也没有把水系统规划和道路、绿地系统那样作为专项规划进行。近年来虽然有些城市开始认识到这个问题,开始了规划设计工作,但都是零星的,还没有作为城市规划设计、城市研究的一项必须的重要内容。也就是说,从理论到实践,从内容到方法,从大的区域到局部的水体环境设计都需要加强理论研究和实践,提高水体环境规划设计的整体性、科学性和可操作性。
2.4城市水体研究理论
城市水体环境的发展演变,既是一个自然的历史过程,又是以一定思想理论为基础的实践过程。除城市规划学外,和水体环境建设相关的理论面很广,涉及社会学、地理学、历史学、水利学、工程学、环境学、生态学以及美学等诸多学科。城市水体环境建设的相关理论很多,考虑到城市水体环境建设对于城市生态环境特殊的地位和作用,这里仅对可持续发展理论、人居环境科学,城市生态学和生态城市观作简要介绍。
中国园林的传统理水艺术可概括为“一池三山”,“一池三山”成为中国园林理水的传统模式,引山入园、挖地成池,山水相依、崇尚自然,以水的诗情画意、寓意人生哲理[20]。西方的文化传统同样是创造西方优美的城市水体环境的思想源泉。同东方人相似,西方人对待自然的态度最早也是源于宗教。而在被大多数西方人信奉的基督教中,神明的基督即是普通人的化身,他公正、具有同情心,并且无可匹敌,敢于向自然挑战。西方的宗教让人们盲目地相信人具有绝对的神性和权力,人和自然是分离的,人可以任意支配和征服自然。和认为“人是淹没在自然中”的东方观念不同,西方观念强调的是“以人为中心”。中国古代滨海城市很少,而西方则敢于把城市滨海建设说明了这种思想基础的差别。西方人对水体环境的利用,如海上水城威尼斯的景象,反映了“人本主义”的自然观。
2.4.1可持续发展理论
可持续发展缘起于20世纪下半叶以来人们对环境和发展问题的反思和创新。可持续发展这一概念1980年由世界自然保持同盟等组织,许多国家政府和专家参和制定的《世界自然保护大纲》第一次明确提出。对可持续发展理论的形成和推行起到关键性作用的是1983年成立的世界环境和发展委员会(WCED)。该组织在挪威前首相布轮特兰夫人领导下,经过世界范围专家整整900多天的工作,于1987年向联合国提出了一分题为《我们共同的未来》的报告。报告中将可持续发展描述成“满足当代需要又不损害后代人满足其需要的发展”,它强调环境质量和环境投入在提高实际收入和改替生活质量中的重要作用[20]。
可持续发展观呼吁人类当前的工业文明走向未来的生态文明。水体环境的质量决定了人类的生存和发展。城市水体环境直接影响城市经济、生态、社会可持续发展的能力。城市水体环境规划建设只有贯彻可持续发展理论,才能符合社会发展的主旋律。
2.4.2人居环境科学
人居环境科学是本世纪下半叶伴随着对人类住区环境的重视而在国际上逐渐发展起来的,它是一门综合的学科群。人居环境科学以包括乡村、集镇、城市等在内的所有人类住区环境为研究对象,着重研究人和环境之间的相互关系,强调把人类住区作为一个整体,全面地、系统地、综合地加以研究。国内有学者把人居住环境科学分为居住系统、支持系统、人类系统、社会系统和自然系统五大系统。
城市水体环境是人类住区环境的重要组成部分。一方面,城市水体环境的规划和设计研究本身也属于人居环境科学的范畴:另一方面,人居环境科学的理论研究成果可以指导城市水体环境规划建设
2.4.3城市生态学和生态城市观
城市生态学是研究人类活动和周围环境之间关系的一门学科[22],是把城市在自然生态系统基础上建立起来的人工生态系统作为一个有机统一的整体进行研究,其基本意义就在于从生态学的角度去探索城市人类生存所必需的最佳环境质量。从城市生态学出发,保护城市生态环境,建设平衡、和谐的城市,日益成为现代城市建设的重要原则.水是生态的重要自然要素,城市水体环境对城市生态平衡具有重要作用。
关于生态城市的概念尚无明确意义。生态城市的“生态”包括人和自然的协调关系以及人和社会环境的协调关系两个层次,同时还包括社会环境和自然环境的协调和结合.生态城市即是生物体又是能供养人和自然的环境,“人、自然、城”溶为有机体。互惠共生,持续、协调发展。“山水城市”实质是具有中国传统文化特色的“生态城市”,在某种程度上和“生态城市”是同义的。“山水城市”的概念更是强调了以山水为骨架的自然要素对于健康城市生态系统的重要意义。
2.5城市水体环境建设的发展趋势和构思
水是城市的命脉,水体环境是城市可持续发展的基础条件,是城市发展的活力和动力的主要源泉。未来的城市水体环境将出现哪些发展趋势呢?
2.5.1“回归自然”的理想生态空间
首先,水体环境的污染将受到严格控制,水质通过治理和现代化排污系统得以净化,城市水系得以强化,城市废弃的水路将得到复兴,被汽车占领的城市生活方式回到水滨。水路将重新成为城市生活性空间,水体环境成为市民新的交往活动空间。如美国圣安东尼内城城市改造中,对流经全城的圣安东尼河(SanAntonio River)进行了包括自然生态保护、景观保护和创造、功能和基础设施完善在内的城市设计,并取得了成功。[23]
水体及其滨水绿地公园、自然湿地所构成的自然生态系统将大大改善城市生态环境。城市水体环境以其良好的环境优势成为城市发展轴,城市水体环境成为城市开发和再开发的热点地区。水绿结合,滨水功能得以更新,开展亲水活动。亲水活动是市民接近自然,回归自然的休憩方式,城市水体环境是生活游憩的主要空间,将成为市民“回归自然”的理想空间。城市水体环境将形成丰富的空间景观,成为城市主要的景观轴、景观区。
2.5.2保护城市水体历史传统风貌区
城市水体历史传统风貌区是水文化精华区域,是城市水体环境发展的历史见证,是宝贵的文化遗产和精神财富。如上海的外滩,有“万国建筑博览会”之称; 江南的水乡反映的更是我国古代人民的理水思想和实践,有着丰富的文化底蕴。对滨水历史传统风貌区的保持,是城市发展的客观要求。
2.5.3重视城市水体环境的人文需求
城市水体环境要体现以人为本的建设观,人类的活动需求是城市水体环境建设的根本动因。城市水体环境设计关键在亲水性和安全性。水对人类具有重要意义,这使人和水的关系从物质领域扩展到精神领域,人对水的喜爱也进而成为一种内心情感的需要。因此在城市中应充分重视人的这种情感需要,使之有充分的表达和体现,这样才能创造出真正人性化的生态城市空间场所。然而在现实环境中,受多种原因的限制,城市水体环境恶化。希望本章的阐述对于这一现状的改变有所帮助。

第3章 浙江省城市生态水体设计
3.1雨水生态利用
雨水在城市中的利用比较多,系统比较完善。雨水是自然界水循环系统中的重要环节,对调节、补充地区水资源和改善保护生态环境起着极为关键的作用。雨水资源的合理利用同时还可以保护和改善地表水的质量,改善城市水环境,为野生动植物提供栖息地,发挥多方面的生态效益[23]。
从可持续性角度看,雨水利用是未来城市发展的一个重要课题。一方面在地球的许多地区淡水资源日趋紧张,需用长距离输水道来保证城市供水;另一方面在多雨季节洪水泛滥成灾,给人民生活和财产造成严重威胁和损失。
从生态的角度出发,如何尽可能地保持和恢复天然的水体循环系统,是改善生活环境,防治洪水泛滥的根本措施。德国从雨水利用的角度,在近十年里做了许多有益的探索和尝试,取得了相当的成就,他们的经验值得我们借鉴和学习[24]。
 
图3.1 城市雨水利用流程图
雨水利用是未来城市发展的一个重要课题。雨水利用的出发点和首要目标是对高质量饮用水的节约。对于家庭和小企业的用水应该尽可能地节约。在家庭用水方面,可以通过利用雨水作花园浇灌和洗厕用水,可以节约近三分之一的消耗。但雨水作洗厕用水也明显地带来了建筑成本的提高,这就从经济可行性角度产生负面影响。通过改变土地表面覆盖,使雨水渗入地层,而不是通过排水管排走,对生态环境的改善是有着显著成效的。
采用透水性路面及地面构造。传统的非透水性地面片面强调硬化地面的防水防渗性能,该路面将自然降雨完全和路面下部土层及地下水阻断,降雨只好通过城市排水系统管网排入江河湖海等地表水源中,这就造成城市地下水位难以得到及时的补充,严重影响城市市区雨水的有效利用。透水性铺装依靠其内部一系列和外部空气相连通的多孔结构,其上的降水可以通过本身和铺地下垫层相通的渗水路径渗入下部土壤,透水性铺装兼有良好的渗水性及保湿性,它既兼顾了人类活动对于硬化地面的使用要求,又能通过其自身性能接近天然草坪和土壤地面的生态优势减轻城市硬化地面对大自然的破坏程度,透水性地面铺装以下的动植物及微生物的生存空间得到有效的保护体现了自然生物环境的可持续发展的要求,因而对于周围绿色植物的灌溉和生长以及地下水资源保护均起到积极的作用。从地球系统的水资源循环和水量平衡来看,地下水源主要借助雨水得到补充,天然降水是维持整个陆地生态系统的基础[25]。
透水性硬化路面及铺地(简称透水性铺装)是由一系列和外部空气相连通的多孔结构形成骨架、能满足强度和耐久性要求的铺装,如图4.4、4.5所示。其面层呈多孔构造形式,因而具有良好的吸声降噪作用。同时该面层的渗水及保湿作用也很强,通过太阳辐射作用下产生的蒸发效应,使该种面层兼有良好的降温、增湿及减尘作用,这对改善城市环境很有利,因此透水性铺装日益受到重视,应用广阔的前景。
 
图3.2透水砖路面铺装
 
图3.3聚合物透水降噪路面
3.2污水的生态处理
人工湿地是人工建造、控制的工程化沼泽地——由水、永久性或间歇性处于饱和状态下的基质以及水生生物组成,具有较高生产力和活性的复合生态系统,通过系统基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协调作用(如过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等)实现水体的高效净化。
在人工湿地建造过程中,重点是解决基底、驳岸和水生植物系统的处理。人工生活污水湿地和河湖水质改善湿地均具有较为稳定湿地水源,而人工雨水湿地的构建关键是如何保证湿地所需的水量补给,针对非点源污染特性水量和污染物浓度的季节性变幅非常大的雨水湿地以及针对持征污染物的工业污水湿地技术是1990年代以来国内外研究重点,也是规划水体环境生态技术应用重点。规划中建议采用人工湿地采用污、雨湿地串联布局方式,分质净化雨、污水,不仅解决了人工湿地水量补给问题,而且比采用雨、污合流湿地方案可更有针对性地选择水质净化工艺,更有效改善水质,并节约造价和用地。污水经垂直流污水湿地处理后汇入表面流雨水湿地,污水得以深度处理,出水水质将优于景观水水质标准,可作为再生水循环利用,或补给河流,改善河流水质。图3.4为绍兴镜湖的秀丽景色。这是浙江省首个“国家城市湿地公园”。
 
图3.4 绍兴镜湖国家城市湿地公园
根据植物对水适应性,可将植物按水旁—挺水—浮水—沼生植物群落带进行配置。在不同的水域深度,选择不同的湿地植物。在园林湿地岸边,可设计选用姿态优美的耐水湿植物,如柳树、水杉、湿地松、木英蓉等进行种植,以美化堤岸,丰富水体空间景观;在沼泽地中种植黄营蒲、香芋等沼生植物;在浅水中种植芦苇、荷花等挺水植物;在水面上可以点缀浮水植物。这样,通过对水生植物的种植,形成了丰富的水生植物系统,既美化了河岸,又丰富了生态环境,促进了物种多样性的发展。
3.3沿岸水生带
沿岸水生植物的运用,是近年来开始的,是对湿地生态植物研究的深入。水生植物在河道中的使用对固岸、固泥和涵养水源、净化水质、减少水分蒸发等多有很好的作用,同时水生植物更是河道植物造景的极佳材料(如图4.12)。水生植物种植环境的设计往往要结合各种坡岸的绿化种植,一般在河道底坎的坎基外侧设置静水槽或称沉水槽,使水生植物在水位较稳定、水流较缓的地方开始生长,并形成规模。
 
图3.5 浙江某湖沿岸效果图
水生和湿生植物是水域生态系统重要组成部分,其在生态保护和环境美化中所起的作用是其他植物难以替代的。发掘当地的水生、湿生植物资源和引进不同地区的优良种类,利用它们来美化城市环境和创建有地方特色的园林景观。开发具有自身人文历史特色的园林水景,不仅可以净化城市水体,而且还有利于为水禽创造适宜的生存环境。
在工程实践中,城市中的各种水体随着不同的自然条件和造园意图产生多种形式“各种水体”,不论它在环境中是否占主要地位,或成主景,或成配景,或成小景,无不借助植物创造丰富多彩的水体景观[27]。水旁的植物配置则加强了这种静态美感。紧靠水边的植物配置是水面空间的重要组成部分,它和其他环境要素组合的艺术构图对水面空间起着主要作用。但必须建立在选择耐水湿的植物材料和符合植物生态条件的基础上,方可获得理想的效果。根据自然条件和环境的文化内涵及区域特征,为了体现地方特色和避免外来物种入侵,植物配置以本地水生、湿生植物材料为主,“遵循和自然景观相协调的原则”主要采取了以下配置手法。
3.4水体水质净化
3.4.1护岸多孔介质污染净化
水体生态护岸两侧的水位梯度控制着河水和地下水的交换。当河水水位高于潜水水位时,河水穿越护岸补给潜水,同时,河水中携带的污染物在护岸中发生物理、化学和生物反应,进入潜水的水质得到明显改善:当潜水水位高于河水时,潜水穿越护岸排入河流,同时,潜水经护岸过滤或携带滞留污染物进入河水,也使河水水质发生变化。上述溶质迁移过程体现了生态护岸对污染物的生物地球化学净化作用。因此,护岸介质在河道生态净化过程中扮演着重要角色,几乎所有的净化过程都离不开介质的中间媒介作用,河道内水质净化的主要媒介是固体颗粒介质。护岸运用生态土壤介质,通过堤岸土壤颗粒对有机物的吸附,可以达到降解和水质净化功能。
3.4.2富营养化水体生物修复
城市水质通常都存在较严重的富营养化问题,需要有针对性地向污染河段添加具较强消化能力的生物群,提高水体的抗污染能力并缓解富营养化问题。富营养化的生态修复是利用从自然环境中筛选出的具有优良脱氮、除磷及快速分解有机质等性能的微生物,通过现代生物工程的方法进行高密度培养,菌剂化后,直接或利用工程化手段释放到富营养化水体中,水质调理微生物制剂的作用机理,修复水质。在桂林两江的富营养修复技术主要采用生物路径,通过对漓江和桃花江水污染和富营养化状况进行调查,分析其污染特征,选取了部分河段为示范点进行生物修复处理:以立体式生态护岸为载体,投放净水微生物制剂量,并通过现场实验和观测,跟踪监控水化学指标变化、释放功能菌的消长及水体主要生物群落的动态变化,保持水质的稳定性。


 

第4章 浙江省城市滨水植物生态设计
水生植物在营造园林水景中不可或缺!不仅营造了返璞归真的自然景观,还为鸟类、浮游生物和鱼虾创造了良好的生态环境,为水域生态系统的生物多样性保护起到了积极的作用,成为城市生态水景设计的必需元素[30]。在城市绿地、公园建设和大型标志性建筑中,人工湖泊、人工河道及景观水池不断涌现,房地产开发中水景住宅亦成为一大热点。随着水景的广泛应用和人们对其要求的不断提高,如何确保景观水体的清洁、清澈,并具有一种可让人亲近的自然美己成为大家所关心的话题。而水生植物作为一种既有造景功能又有洁水作用的植物材料,己被越来越多地应用到景观水体的营造中。
“滨水”是一个很广泛的界定。和河流、湖泊、海洋毗邻的土地,或城镇临近水体的部分都可算作滨水的范畴[30]。有关滨水植物的概念目前还没有一个具体定论,类似常用的有:岸边植物、水边植物和水体植物。而对滨水植物景观的定义, “滨水植物景观是指在水岸线一定范围内所有植被按一定结构构成的自然综合体”[31]。本文讨论滨水植物从水生植物和岸边植物两个方面来介绍。
4.1水生植物
水生植物是指,凡生长在水中或湿土壤中的植物,以大型的草本植物为主,包括水生、湿生和沼生植物[32]。
4.1.1水生植物的水体景观设计
湖面有山石和植物点缀则往往较能提高美景度。通过改造湖边的植物群落,使其外貌丰富,或者适当增加湖面的山石、植物点缀,减少湖面的机动船只,都可以提高湖泊景观的美学质量。仔细分析造成水体景观污染严重这一现状的原因,我们不难发现除了雨水冲淋、降水、枯枝落叶、人工投饵等途径导致水体污染外,还在于现有的一些水体景观设计过多考虑了非自然要素的应用,如人工喷泉、瀑布、水幕等,而忽略了水生植物这一自然水景中的重要组成要素。应用于水体景观生态设计中的水生植物材料既要有景观植物(观赏植物),又要有生态植物(抗污染、水土保持、抗风浪等)。只有这样才能不断增强园林景观类型多样性,丰富园林空间[33]。为此,设计中需要结合周边景观合理地布置各类水生植物,形成具有强大的水质净化能力且和谐的景观效果。研究表明自然恢复的水生植被,结构较简单。通过选种优良植物,可优化植被结构,加速植被恢复进程。因此,优化群落结构,保持各层植物的合理发展很有必要。所以,在利用水生植物进行垂直结构的总体设计时,如果把浮水植物(上层)、根生沉水植物(下层)和挺水植物(湖周)配置在同一水域的小水区中,这对于净化和综合防治富营养及重金属等污染的水体可能起到更大的作用[35]。
 
图4.1 商业住宅小区广场水体景观
4.1.2水生植物设计原则
4.1.2.1和文化结合,体现文化特色
植物蕴涵着丰富的内在文化,并使植物造景有了特定的风格特色和长久的生命力。早在古代,儒家的”比德”思想便对古典园林产生了一定的影响,诚然,滨水植物造景亦不例外,它使人们从伦理功利的角度来认识自然。植物独特的形象特征,触发了人们的丰富联想,从而寻找植物的某些和人的品德情操相类似的内在特征,并赋予其丰富的情感和深刻的文化内涵[36]。
中国园林中,水景常构成一种独特的、耐人寻味的意境。水是生命之源,孕育了人类文明,水乃至柔之物,不仅具有形态美而更有意境美,曲折斑驳的水面,既富野趣,也象征了一种为人处世之道。如宋周敦颐《爱莲说》曰:出淤泥而不染,濯清涟而不妖,中通外直,不蔓不枝,香远益清……客观上文字所描写的知识荷花的自然属性,但是当作者把荷花的这种属性和自身的鄙薄世俗、洁身自好的品格联系起来时,就形成了比德思想的延伸和物化。
4.1.2.2植物造景和生态的有机融合,体现生态特色
(1)适水适花,因地制宜
任何植物都有一个适合其生长的生态环境条件,只有在合适的条件下,植物才能生长良好,最大限度地发挥其生态效益。水生植物配置要充分考虑其生态习性,要按照不同植物的生态习性,充分考虑水深、水位变化等因素,设置深水、浅水栽植区。如菖蒲在水深不超过70cm的浅水区生长旺盛,繁殖较快;伞草在湿地里生长旺盛,水深不宜超过30cm;荇菜立地以厚层淤泥最好,地下匍匐茎交织于泥土中,但要控制其生长速度,否则会泛滥成灾;而荷花栽植最深处和最浅处不能超过0.5m,涨水时水深不超过1.5m,枯水期不低于0.7m[38]。另外,水生植物物种的引进要符合适地的原则,要防止生物入侵现象的发生。
 
图4.2 水生植物
(2)生态治理,有利景观的长远发展
植物造景同时要和其生态治理应用相结合,同时为鸟类、两栖爬行类动物提供优良的栖息环境,形成水体和绿地生态系统的双向渗透。水生植物的净化水体作用给水体严重污染的难题带来了一缕曙光。很多实验表明,水生植物中大多具有很强的净化水体的作用,可解决水体富营养化的问题[39]。
近10余年来,中外科学家运用生态工程技术净化富营养化水体,恢复富营养化水体生态系统良性循环,取得了一些成功的经验,其中引种优质速生的水生植物重建和恢复湖泊的良性生态系统,对抑制藻类生长、净化水质起着重要的作用。浮水植物主要用于氮、磷去除。漂浮植物如水葫芦,在摩洛哥和巴西的湿地都取得了较好的净化效果。我国新疆也有利用水葫芦治理麻黄素厂的污水,在进水污染物浓度较高的情况下,各污染物的去除率仍达80%左右。湿地还可以提供生物繁育生长栖地、对于保护生物多样性、减少洪水危害、保持水土等具有重要意义。业己证明,利用水生植物及人工湿地来净化污水的方法由于无副作用、廉价和易操作,是城市景观水体富营养化治理较为理想的方法,具有较强的应用和发展前景。
4.1.3水生、湿生植物应用中几个值得注意的问题
水生湿生植物虽然在改善环境和水污染治理方面有着不可估量的作用,如果利用不当也会对环境产生负面的影响。如利用水生植物净化湖泊水体,在保持一定覆盖度和生物量的前提下,要加强水生植物的后期管理,及时将生长过盛的部分植物体以及枯老的植物残体移出水体,防止由于植物残体大量堆积、腐烂导致水体富营养化,造成水生、湿生植物的二次污染。因此,要想避免水生、湿生植物可能引起的二次污染问题,关键在于选择的种植方式要便于清理和加强后期管理。
因地制宜,在植物种类的选择上应结合区域性自然人文特色,尽量选用乡土植物。要充分了解外来物种的特性和可能带来的问题,寻找植物之间的相生相克规律,避免外来物种“入侵”。
在植物的配置上应遵循因地、因时、因景制宜的原则,考虑大型植物的遮光效应和水湿生植物对环境因子的要求以及由于季节性原因造成的植物更替现象,采取打头、更换、修剪等措施保证一年四季的景观效果[40]。如“曲院风荷”因“红衣绿扇映清波”的荷花而闻名,因此在这一带必须注重各种不同荷花的相互映衬,使其呈现出“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红”的美丽景象。(见图4.3)
 
图4.3西湖美景
4.2岸边植物生态设计
植物配置看起来好像是独立空间的绿地设计,但是由于滨水空间独有的特性,这些看似孤立的空间实际上就象围棋盘上的一个个棋子。任何“棋子”中的植物配置存在问题,都会直接影响“整盘棋的输赢”。因此设计者在进行设计时,必须从整体出发,综合考虑。
4.2.1岸边植物配置方式
4.2.1.1孤植
孤植是指乔木或灌木的孤立种植,但并不意味着只栽一棵树,有时为构图的需要,同一树种的树木常两株或三株紧密的种在一起,以形成一个单元。孤植一般是为了表现植株的个体特点,突出树木的个体美。在城市滨水绿地中常用孤植式种植的有雪松、水杉、红枫等。另外,一些具有纪念意义的大树或古树也常被作为孤植式造景观赏,一方面能在开阔的滨水绿地中形成视觉焦点,另一方面,能使天空和水面显得更加开阔[41]。水旁的孤立木,大多是为了遮荫、观景或构图的需要,或是为了突出某一特殊的树而设。如杭州三潭印月内堤上的大叶柳,大叶柳有极强的向水性,枝干低矮临水,产生不同优美的“舞姿”,有的横枝远伸水面;有的虬曲向上,为岸边坐石赏景构成画框;有的则枝叶低垂入水,作倒伏状,极具情趣[42]。采用大叶柳-草坪的孤植形式配置于水岸边,不仅突出了其树种的独特性,丰富了水岸线条美,而且也满足了遮阴的需要。再如水边的红枫孤立木,不仅树姿优美,而且可以突出水边植物色彩对比。因此岸边孤立木的配置应从树种、树形、姿态和色彩四个方面作出更高的要求,并且需要满足孤立木在园林中的两个重要作用:作主景展示个体美、发挥遮荫的功能。
 
图4.4西湖孤植
4.2.1.2列植
这是一种将植物成行成列种植的形式,有时还常常和趣味性植物造型配合起来,加上刻意修剪的各种几何形态,甚至动物或人的形象的植物;有时是灌木等距离直线种植,或修剪成绿篱饰边、或修剪成规整的图案作为大面积草坪地的构图要素。当应用的植物以花灌木为主时,也称为模纹花带式。列植种植人工修饰的痕迹明显,如果经过精心的设计和施工,能给人以强烈的艺术美感。城市滨水绿地中列植方式的应用主要存在于距离水岸的护岸林、隔离绿篱、滨水步道行道树种植、滨水区防护林等,多以功能性为主,在满足滨水区生态环境保护和遮阳等功能的前提下结合视觉景观的观赏性,组织成连续或大型的植被区。在我国,列植是滨水植物造景中常用的一种方式,应用的树种主要是垂柳,通常应用于河堤、湖堤等较为规整的水岸。如杭州西湖[43]的白堤将杨柳和桃间种并列植于堤两旁,即杨柳-桃-草坪的列植形式创造了桃红柳绿的景象,形成了深得游人喜爱的夹道景观因此,水边列植树木,应从树种和种植密度两个方面加以考虑,可以形成迥然不同的景象。
 
图4.5杭州西湖的白堤杨柳和桃间种
4.2.1.3片植
植物以组团的方式种植在一起,往往成为滨水绿地中某一区块景观的主体,同时也作为景观主题。由于组团当中的植物高低错落,所以能实现水滨空间的开敝性和视线的通透性。在实际使用中,以乔木和灌木、灌木和灌木之间、灌木和藤本、乔木和灌木、草本等组合存在,以观赏组团的整体外形和搭配色调为主;同时考虑组团内的单体美。采用不同的滨水植物种类进行片植会带来不同的效果。如采用2.5~3.0m高的木芙蓉成片密植于水岸两旁,即木芙蓉-草坪的片植形式,形成隐秘的“花港”;芦苇、芦竹、蕨类等的造景常成片种植于湖塘溪边,或大型湖泊的滩涂及沼泽地,形成一种“乡村野趣”;因此,水边的片植需要从树种、种植密度两方面加以考虑,形成适于活动的疏林和水边的风景密林。
 
图4.6 荷花密植
4.2.1.4群植
滨水植物群植的应用较多,是指植物配置时参照当地的自然植物群落景观的一种方式,在组成结构上以乔、灌、草的生态模式存在。滨水区群落式种植体现一种滨水的自然特性、文化特性。在水滨岸线凸出或凹入的空地设置,既突出岸线的变化和景观的变化,也同时为水滨生态环境的优化起重要作用。水边的群植需要从树种、树群的群体美以及树群体量和水面的比较三个方面加以考虑,才能创造出风格迥异的树群[44]。
 
图4.5群植
4.2.2岸边植物设计原则
4.2.2.1从满足游人观赏性需求出发植物景观设计
为了满足游人观赏性需求,就要对植物景观进行艺术加工,主要是指在考虑植物的生态习性的基础上,从艺术的角度用艺术的手法去配置植物,使植物景观更具美感,更具观赏性。
(1)韵律空间的创造
城市的滨水空间形式多样,但如果没有绿地植物的陪衬,空间就会显得单调,缺乏美感。所以怎样在滨水绿地中利用植物创造一个有韵律的空间就成了植物景观艺术设计的重点。在设计中,一般在滨水步行道路两边栽植成列的大树或篱植灌木,能加强空间的韵律感,同时要注意在统一中求变化,在列植的序列中间适当插入一些组团栽植或设施小品,使空间节奏有高潮部分。植物之间组合应当高低错落,结合紧密。在水面的植物配置,具有体量差异的植物之间搭配则更显活泼(图4.6)。如平伏水面的睡莲和岸边直立的黄菖蒲、黄连花、千屈菜等配合,能使水面和水岸空间层次变的丰富多彩。
 
图4.6韵律空间的创造
(2)色彩搭配
色彩搭配是滨水植物景观艺术设计的另一重点。丰富的色彩变化不但能活跃空间气氛,也能使滨水绿地更具吸引力。在色彩搭配时首先要考虑的是水体的流动性和透明性,只有和水的特性相协调,色彩搭配才算合理。在设计时,水体往往呈淡绿色,那么在水岸边种植乔木应选择叶片颜色较浅的品种如白桦,榉树、三角枫等;如果选择颜色较深的乔木,就应在水边种植色彩绚丽的开花植物或观叶植物,能使空间色彩不显单调,同时显出丰富的层次。杭州植物园的湖边,香樟的春色叶色彩丰富,有的呈红棕色、有的嫩绿、有的黄绿等,为环境增添了春色的喜气,若再加上红枫、黄栌、乌桕等色彩树,不仅能增添水中倒影色彩,也可以丰富水滨四季变化。淡绿透明的水色,倒映着水边碧草、绿叶,水中蓝天、白云加上绚丽的开花乔灌木及草本花卉其色彩非常和谐。
 
图4.7红绿搭配
(3)合理构图
构图分平面和立体,立体构图更容易表现空间的层次性,所以在植物景观设计时要更注重采用立体构图的手法。在滨水绿地中,植物配置一方面要和水体的流动性相协调,另一方面要打破水平面的单调感,就可以利用植物竖向生长的树干和横向伸展的枝条。在我国园林中,水滨植柳是一大特色,柳树“更须临池种之,柔条拂水,弄绿搓黄,大有逸致”。杭州西湖的苏堤春晓等,就是利用垂柳绕堤,刻画出云堤和水体的流动感和纤柔性(图4.8)。此外,在水边种植具有向上的延伸性的落羽杉、池杉、水杉及具有下垂气根的小叶榕等能起到垂直方向的延伸作用和水滨岸线突出的作用;还可以选择在水边以探向水面的枝条,或平伸,或斜伸,或拱曲,在水面上也能起到优美构图创造柔美环境的艺术效果。
 
图4.8杭州西湖苏堤春晓图
7.2.2.2从满足人的生理性需求出发植物景观设计
(1)满足对适宜温度的需求
现在装空调的家庭越来越多,就可以知道人们对适宜温度的追求是多么的迫切。而在户外,不能享受空调,要想生活在适宜温度的环境中,就只能依靠自然的力量。而高大的乔木就能起到这个作用。尤其是落叶乔木。因为它能很好的调节阳光的作用。阳光在凉爽或寒冷的季节,使人感到温暖和光明,让人心情舒畅、倍感惬意。但是阳光也并不是任何时候都受人们的青睐,在炎炎的夏日,阳光是人们最为害怕和恼火的东西,时时刻刻都躲着它。所以人们对于阳光的喜好是和季节息息相关的,寒冷时需要它,炎热是躲着它。落叶乔木的生理特点刚好促成了这种调节能力的形成。在寒冷的日子里,落叶乔木的树叶落尽,只剩下枝干,阳光可以毫无遮挡地照射坐在树下的人们,给人以温暖。在炎热的夏季,浓密的枝叶像一把撑开的大伞,为人们提供一片凉爽的树阴。所以在绿地的边缘可以都种植一些落叶的乔木,并在下方设置坐凳等休息设施,为人们提供更多的“冬暖夏凉”的绿色休息空间。
(2)满足降低噪声的需求
噪声对人们的身心健康危害极大。强的噪声可以引起耳部的不适,如耳鸣、耳痛、听力损伤。据测定,超过115dB的噪声还会造成耳聋,尤其对儿童造成聋哑机率更大。噪声会降低工作效率。研究结果表明,噪声超过85dB,人们会感到心烦意乱,无法专心工作。噪声会损害心血管,加速心脏衰老,增加心肌梗塞发病率。医学专家经大量人体和动物实验表明,长期接触噪声可以使体内肾上腺分泌增加,从而导致血压上升。另外,噪声还可能引起神经系统功能紊乱。在高噪声的环境中,人们容易出现头晕,头痛、失眠、多梦、记忆力减退以及恐俱、自卑甚至精神错乱。噪声对妇女和儿童的危害更大。噪声还会损害视力。所以长时间处于噪声环境中的人很容易发生眼疲劳、眼痛、眼花等眼损伤现象,同时,噪声使人对红、蓝、白三色视野缩小80/191[46]。


 

第5章 浙江省城市生态驳岸设计
亲水是人的天性,乐水之说自古就有。“城有水则秀,居有水则灵”、“吉地不可无水”、“风水之法,得水为上”,足以可见古人对水的偏爱和崇拜[47]。驳岸是水域和陆域的交界线,相对而言也是陆域的最前沿。看水时,驳岸会自然而然的进入视野;接触水时,也必须通过驳岸,作为到达水国的最终阶段。因此驳岸设计的好坏,决定了滨水区能否成为吸引游人的空间;并且作为城市中的生态敏感带,驳岸的处理对于滨水区的生态也有非常重要的影响。
驳岸是目前在水景设计中最大的败笔,它彻底破坏了水岸的生态功能,消灭了亲水性,同时使水质受到严重影响。驳坎的设计,使得亲水性大打折扣,还有相当多的所谓亲水平台,其实往往多为硬化[48]。
5.1传统驳岸
目前在我国水体的改造中,驳岸主要采用以下几种方式[49]:立式驳岸,这种驳岸一般用在水面和陆地的平面差距很的大或水面涨落高差较大的水域,或者因建筑面积受限、没有充分的空间而不得不建的驳岸。斜式驳岸,这种驳岸相对于直立式驳岸来说,容易使人接触到水面,从安全方面来讲也比较理想;但适于这种驳岸设计的地方必须有足够的空间。阶式驳岸,比之前两种驳岸,这种驳岸让人很容易接触到水,可坐在台阶上眺望水面;但它很容易给人一种单调的人工化感觉,且驻足的地方是平面式的,容易积水,不安全。
目前,我国大部分城市的滨水驳岸都是用砖石砌成的立式驳岸,或用石块、混凝土块铺成的斜坡驳岸。这样的驳岸对于应付夏季突发洪水确实发挥着重要作用,但是它也会产生一些负面影响。
土壤中存在着大量的微生物,它们使土壤具有很高的孔隙率,地下水分可以通过土壤渗透以达到平衡。而硬质型驳岸则是用不具透水性的混凝土将水体和地下水完全隔断,使水体实际上和地下水并不连通,也就是人们常说的打断了“地气”。曾经轰动全国的圆明园湖水防渗工程被专家和社会叫停事件就反映了景观效果和生态环境保护在水体池底驳岸做法上的矛盾。
硬质型驳岸的光滑平面不仅使许多滨水植物丧失了生存空间,还使一些水生动物失去了栖息、繁衍、避难的场所,直接破坏水生生物赖以生存的基础。整个生态系统的食物链因一层坚硬的驳岸结构而断开,导致水生生态系统失衡,水体的自净能力大大削弱。以上这些都和当前人类追求和自然和谐相处的思想相违背,因此生态型驳岸就应运而生。
5.2生态驳岸的含义
生态驳岸技术的应用在发达国家已有半个多世纪的历史,它是伴随着人类渴望“亲近自然、回归自然”的新思潮逐渐发展起来的。生态型驳岸技术所使用的已不是传统的一种材料,而是结合各种材料的优点,复合而成的复合型生态驳岸。因此,生态驳岸可描述为“通过使用植物或植物和土木工程和非生命植物材料的结合,减轻坡面及坡脚的不稳定性和侵蚀,同时实现多种生物的共生和繁殖”[50]。
5.3生态驳岸设计的指导思想
水体驳岸设计的基本理念是以人为本,为使用者提供舒适宜人的供游憩,其设计的主要目的是服务于人。因此,在建筑设计中,不仅要体现人们的文明程度,而更重要的还要有一定的超前意识,使之适应各种环境的需要。力求在一定时间内尽量满足人们对环境的不同需求[51]。
5.4生态驳岸设计的设计原则
城市水体建设应以体现城市的特色风貌,反映地方文化及体现开放、发展的时代精神为规划设计的基本点,立足山水园林文化的特征创造具有时代感的、生态的和文化的景观。在具体的规划设计中应把握以下原则:
5.4.1坚持生态化原则
把握人和自然的设计主题,在保护原有自然景观的基础上,提高驳岸生物多样性和恢复能力,选择树种要适地适树,根系发达利于驳岸稳定,充分发挥自然优势,将自然景观和人文景观高度结合,使之具有很高的园林艺术观赏价值,体现人和自然的有机的融合。
5.4.2坚持自然化原则
造园方式上要依地就势,追求自然古朴,体现野趣。驳岸设计也要既考虑到工程的要求,又要考虑景观和生态的要求,不能简单的把园林设计搬到水边,要依照地形特点设计出各具特色的园林景观。
5.5驳岸生态设计的特点
生态驳岸除具有护堤、防洪的基本功能外,对于改善滨水区景观、恢复生态平衡也有重要作用。
5.5.1促进水陆生态系统平衡
将水岸和水体在生态上联系起来,实现物质、养分、能量的交流,促进水体、岸边生态系统恢复,形成美丽自然的景观。生态驳岸把滨水区植被和堤内植被连成一体,构成一个完整的河流生态系统[52]。生态驳岸为水生植物和湿生植物提供了广阔的生长空间,生态河堤上繁茂的绿树草丛不仅为陆上昆虫、鸟类提供了觅食、繁衍的好场所,而且进入水中的柳枝、根系还为鱼类产卵、幼鱼避难、觅食提供了场所,形成了一个水陆复合型生物共生的生态系统,使城市滨水区成为碧水蓝天,鸟语花香的风景区,成为市民亲近自然,体验自然的理想去处[53]。
5.5.2增强水体自净作用
生态驳岸有利于植物的生长。植物根系可固着土壤,枝叶可截留雨水,过滤地表迳流,抵抗流水冲刷,从而起到保护堤岸、增加堤岸结构的稳定性、涵养水源的作用,实验证明,水生植物可大量吸收去除水体中的氮、磷元素。植被繁茂的根系还为微生物生长提供了良好的环境,而由此形成的生物膜可去除水中有机污染物,对水体进行初级净化[54]。而且随着时间的推移,这些作用被不断加强;以自然的外貌出现,容易和环境取得协调;造价较低,也不需要长期的维护管理[55]。
 
第6章 结论
城市水体设计的营造是一个综合的系统问题,它不仅是城市空间景观环境的组成,也是城市生态环境的构造,同时也是城市社会人文的表现。城市水体环境的生态性、社会性和景观性,决定城市水体环境的实现和创造在城市的环境建构中将是必要的,因为一个自然生态的环境中不能满足人的内在需求就是对环境资源造成极大的浪费,更会对人本身造成极大漠视。设计城市水体的实质就是本着以人为本角度考虑城市的建构,使设计的作品真正地服务于人,充分体现人文的关怀,使水体环境能充分触动人们的心灵,满足人们的感官,从而调动人们的情绪,使人们在水边有更丰富的体验,对于城市水体环境也有更多美好的记忆和印象。因此,对城市水体环境的分析和研究是生态城市和可持续发展实现和否及实现程度的前提,进而也是整个城市环境建构的关键。
本文主要通过理论和实际形结合的方法,并运用生态学、景观学、社会学等方面的理论和成果,对于城市水体环境设计进行了较为全面而深入的论述,从而形成了一个城市水体环境塑造的较为完整的理论结构,对于城市水体设计的建构有一定的理论指导意义。同时,对于工程实例的考察对于今后相关课题的研究也具有一定的参考价值,对于本课题的继续深入的研究有着重要意义。
水是城市水体环境的主角。而对于水体环境的建构是体现城市特性的关键。因此具有生态性、景观性和人文性的环境更能提高城市水体的环境质量和景观品位,从而提高城市生活品质,由此带来的社会效益、文化效益和经济效益是显而易见的。
在城市水体环境中保留一段完全处于自然状态的堤岸必将是满足人们亲水要求的最佳方案。然而城市毕竟是城市,抛开技术、经济等社会因素不谈,就是为解决桥梁、水利、防洪、道路等和城市水体环境关系密切的现实问题,也不可能做到完全自然的驳岸形态。所以一味追求最理想的状态也就是对现实的逃避,而最终无助于问题的解决。我们的设计工作其实从来都是在现实的诸多矛盾中寻找相对完善并实际的解答,而答案永远都不可能是最好的。而这也正是我们要不断探索的动力。

 
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