九龙湖公园近岸景观生态设计

2020-06-08郑佳燕万林旺丁予安

安徽农业科学 2020年10期

郑佳燕万林旺丁予安

摘要驳岸作为陆地与水域的交界线，其设计处理对城市滨水区域的生态恢复有着重要的影响。以九龙湖公园二期湖体近岸生态景观设计为例，通过生态驳岸处理技术、湿地岛浅滩深槽处理等生态技术，阐明九龙湖驳岸生态化设计的理念。针对水体的重金属污染和富营养化问题，利用水生植物的水体净化能力，建立较为完善的水体生态系统，提升水体自净能力，为人工湖近岸景观的生态设计提供参考。

关键词人工湖近岸;生态技术;驳岸;水生植物;水体净化

中图分类号 TU986 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2020）10-0173-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.047

Abstract As the boundary between land and water， the design and treatment of revetment has an important impact on the ecological restoration of urban waterfront area. This study clarified the concept of ecological revetment design in Jiulong Lake through the ecological revetment technology， wetland ecological revetment island and deep grooveshallow ecological technology. According to water heavy metal pollution and eutrophication problem， aquatic plants were used to purify water for their water purification capacity. A relatively perfect water ecosystem was established by a quatic plant configuration. Thus， water selfpurification ability would be improved. It provides reference for the ecological design of artificial lake near shore landscape.

Key words Nearshore of artificial lake;Ecological technology;Revetment;Aquatic plants;Water purification

随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，水体景观的规划是城市规划中不可或缺的元素。人工湖自然也成为城市基础建设的一个重要表现。人工湖的设计构建，包括人工湖的基底设计、近岸生态化构建及围合环境的整体营造，早期的人工湖大多受自身建设水平的局限，人工化痕迹明显，未能充分考虑到人工湖的生态系统建设及后期的科学维护，导致其形成的生态系统较为脆弱，生态景观效益难以充分发挥最大作用。当今人工湖建设最重要的是要认识到其对城市建设的生态效应，在充分理解人工湖营造重点的前提下，才能有效发挥人工湖在改善城市环境质量、促进生态稳定、实现可持续发展的作用。滨水景观带的建设是景观中最具表现力的地带，它可为水体景观增添优美的环境格局。驳岸作为陆地与水域的界线，是滨水景观设计的重点，也是水陆生态系统的重要媒介。

九龙湖公园是一个位于南昌市红谷滩新区的人工湖体，为亚热带季风湿润性气候，九龙湖的给水补给主要来源于赣江河水及城市雨水汇集。该湖区存在的主要问题有：①湖体开挖导致近岸原有的植被受到破坏;②地表径流对基地内地势低洼的区域造成了严重破坏;③基地周边城市雨污水直排进入湖中，对水体造成污染。设计中需考虑场地高度落差大，岸线曲折，水域生境单一，水生态自净系统被破坏，水中污染物堆積等问题。

公园近岸景观带作为水陆的过渡地带，既承接了陆地场所的景观塑造功能，又发挥着过滤净化及水域生境的生态功能。只有为水体建立起一套防御污染的生态体系，涵盖水体和湖体水陆过渡地带的区域，才能在减少外部污染源的同时，将生态功能发挥到最大化。同时为人工湖构建一个稳定的小型微生态系统，在一定程度上实现人工湖的自我修复功能。

1 驳岸生态化技术

生态型护坡驳岸具有稳定性强、工程量小、景观协调性好等特点，也创造了动物栖息及植物生长所需的生活空间。自然驳岸是利用草皮、石块等形成自然式缓坡，水岸边种植各种水生植物，岸线上种植灌木及乔木，形成层次群落，提供生物栖息的环境。人工驳岸主要使用钢筋混凝土等材料筑坡，根据现场的条件选择不同的材料，可以垒砌成规则式或者自然式，要求基础坚实稳固[1]。九龙湖公园设计了3种生态型护坡驳岸，分别是直立式驳岸、自然草坡入水驳岸、垂直挡墙加抛石驳岸。

1.1 直立式驳岸设计

九龙湖公园近岸区域内由于原有场地离岸位置与水体存在较大高差，无法采用自然接坡的生态形式。直立式驳岸一般用在水面和陆地平面落差较大或者水面涨落高差较大的水域边界，或是因为空间不足不得不建的驳岸。直立式驳岸充分考虑到滨水区域的防洪需求，具有良好的防洪作用[2]。

直立式驳岸（图1～2）采用C30抗渗钢筋混凝土材料，外立面采用具有天然孔隙的暗红色火山岩饰面，驳岸挡墙顶部距离水面高度设计保证在0.5 m范围内。这种形式的生态驳岸，既能利用其较强的稳定性对湖岸起到保护作用，又为整个直立式驳岸塑造了一个多孔性的生境环境。

在驳岸线以上的滨水地带，主要采用微地形的处理方式，以陆生生境为主要设计目标，采用乔灌草立体层次丰富的植物配植方式。选择香樟、杨柳和合欢作为上层乔木;中层灌木则是采用金森女贞、木槿、金姬小蜡球、黄馨等花灌木;地被植物则选择耐阴耐湿的二月兰、石菖蒲、玉龙草等草本植物[3]。

1.2 自然草坡入水驳岸设计

真趣园区域场地离岸位置与水体呈现了较为平缓的地形地势，并且场地中园路距离水体具有较宽的安全距离，整体地势坡度的设计控制在自然安息角范围内，水位落差小，水流较为平稳。在该区域位置采用了自然草坡入水结合有机材料的驳岸设计处理方式（图3～4），种植区域内采用素土夯实后在上部进行300 mm厚种植土回填，平整完毕的坡面，采用环保型三维植被网在坡顶延伸50 cm埋入土中，然后自上而下平铺到坡肩，选用直径为6 mm 的钢筋和8#铁丝做成的U型钉进行固定。三维植被网是一种三维结构的新型土工合成材料，主要用处是为对水利工程中的水土流失进行防治，增加绿化面积，有效提升水利工程的整体生态环境[4]。该驳岸设计常常适用于整体坡度为1∶3～1∶5，场地平缓自然，能够更好地塑造近岸水生湿生植物景观效果。

采用自然岸线的生态驳岸处理，在沿岸土壤上适当采用置石结合水生湿生植物，譬如芦苇、芦竹、垂柳、细叶针芒等耐水淹植物，既能降低工程造价，又能保持河岸的自然形态，有利于构建滨水自然生态景观。

1.3 垂直挡墙加抛石驳岸设计

缤纷园区内由于处在水体驳岸的凸岸位置，常年遭受水浪的冲刷侵蚀，容易造成该区域范围内的水土流失，不利于保护场地所塑造的景观效果。因此，在该区域位置采用了垂直挡墙加抛石驳岸的设计（图5～6）。该区域的抛石设计宽度控制在3 m左右，抛石需选用当地坚硬无风化块石，规格上采用0.5～0.8 m，高度宜在0.3 m，首层块石埋入土里至少0.15 m深，再繼续往上堆叠，控制完成面与挡墙顶部高差在0.5 m范围内，以确保安全。

采用块石干砌，既满足驳岸高强度的需求，又通过利用不规则形态块石间所形成的自然通透性，及水陆之间的水文联系，构建一个具有岸栖生物的生长环境，结合自然空隙播撒草本科水生植物，形成自然而独特的生态景观。该驳岸作为湖泊河流凸岸的常用生态护坡方式，能够降低水流对坡岸的冲刷力度，同时也能通过空隙播撒水湿生植物，形成独特的景观效果。

湖体近岸区域常伴随着水位的动态变化而形成独特的现状特性，在设计时应当根据场地的不同特性选择相应的生态护坡方式，这样有利于湖体坡岸的安全防护，也可以为生物提供多样化的栖息场所，从而实现湖体近岸景观的双重功能。

2 湿地岛深槽浅滩构建技术

湖泊近岸区域作为水陆过渡地带，在纵断面上常表现出无差别式的浅滩景观设计样式。为了创设更具有突出特性的生境环境，增加近岸的生境丰度，因此人为地进行了湿地岛景观的营造。

湿地岛创设的原则是利用人工方式对浅滩场地进行深挖沟槽，筑土堆坡，与浅滩一起构成深浅不一的纵向剖面梯度，后利用栈道或吊桥进行湿地岛与浅滩的衔接，这种景观处理方式在很大程度上实现了人、植物、动物与环境的融合。

在湖中近岸区域设计了大小及高低各异的湿地岛，湿地岛构造剖面图如图7所示。相邻岛屿间采用栈道相连，岛屿下部为素土层，上部为种植土，湿地岛外围采用生态石笼进行围合。生态石笼技术在城市公园水体修复设计中的运用，是将工程技术与自然植被进行有效的结合，从而达到对生态平衡的维护，具有很强的功能性[5]。

石笼包含了石笼网框架、石笼顶部网槽、石笼侧部网槽，石笼网框架呈L型（图8）。其底部插设于湿地岛底部内，顶部网槽设置于石笼网框架的顶部，侧部网槽设置于石笼网框架远离湿地岛的一侧。石笼网框架的内部装载有火山岩石块，石笼顶部网槽、侧部网槽内设置有生态纤维袋。生态纤维袋内填充有种植基质，石笼网侧壁网槽呈上下交错的方式设置有2行，水体的常水位与上层的石笼侧部网槽顶部齐平，水体的最高水位介于湿地岛的顶部与石笼顶部网槽之间。湿地岛上种植有湿生植物，下层的石笼侧部网槽内种植有沉水植物，上层的石笼侧部网槽内种植挺水植物，石笼顶部网槽内种植湿生植物。

湿地岛利用石笼挡墙进行围合，石笼挡墙中填充具有天然孔隙的火山岩，为微生物提供了栖息繁衍的场所。而湿地岛与驳岸围合而成的浅滩区域，实际上是利用缓流的方式为动植物提供一个安全有利的静域，该区域水深控制在0.5 m以内。同时，栽植如风车草、水葱、香蒲等水生植物，能够给动物提供一定的食物，而动物排泄的粪便也能为这些植物提供有机肥，也能被微生物所分解，这样就形成了一个稳定的生物链系统。

深槽区域实际上则是采用石笼围合成的湿地岛与湖体形成深沟。作为孕育激流的场所，流动的水域能够使得水体中成分进行有效更替，尤其是提高养分的含量。同时一些鱼类、藻类动植物能够在该区域内生存。由于浅滩和深槽之间没有阻隔，使得各类动植物栖息生存所产生的有机物能够进行良好的循环。

这种深槽浅滩的构建技术，通过湿地岛和栈道景观来串联这个生境，真正实现了生态平衡，具有积极的参考和借鉴意义。

3 水位梯度与植物设计

水生植物与水位深度一直是处于一种互相作用互相影响的关系，各类水生植物适应不同深度的水域。在湿地生态系统中，水生植物对水位梯度的响应对植被群落结果的影响是湿地生态学的重要研究内容之一[6]。在近岸景观带，由于其具有明显的梯度功能特性，往往能够形成独特而有规律的生境形态。发育良好的近岸生态景观带是具有一定的梯度结构，即水体—沼泽带—洲滩带—低湿地带—陆地。

在水位梯度总体设计时，分析九龙湖公园近岸生态景观带，从水面21.0 m的高度一直延伸到湖底17.5 m，总体高差为3.5 m，水体近岸线的等深线呈均匀分布的特点，坡度范围为1∶3～1∶5。设计考虑设置多层次水区域，分别为缓坡区、浅水区、深水区。缓坡区确定的水深为0～0.5 m，浅水区为0.5～1.5 m，深水区则为1.5～3.5 m。

在九龙湖公园的水生植物设计中，主要针对缓坡区和浅水区进行植物栽植处理。九龙湖公园在近岸区域到缓坡区，应主要考虑降水和地表径流的影响，可选择保持水土和美化景观为主的植物。该区域设计了3层立体空间的植物搭配。上层使用乔木，乔木绿地可以更好地保护植物生态系统的稳定性[7]，设计的乔木品种有垂柳、水杉、落羽杉、朴树、广玉兰。中层植物采用了碧桃、桂花、木芙蓉、大叶黄杨球、毛杜鹃、海桐球。地被层选用大花栀子、鸢尾、草坪搭配柳枝稷和花叶芦竹，缓坡水域和浅水区植被则以再力花、香蒲、千屈菜、水葱、芦苇为主。

生境水位是影响水生植物生长和繁殖的主要因素[8]，因此，对浅水区植物的配置应充分考虑植物的水位适应性。例如，纸莎草、千屈菜、水芹、花菖蒲和黄花鸢尾适合生长在低水位区，美人蕉、再力花、水葱、菱白、香蒲和慈姑则适应高水位环境，而泽苔草和酸模叶寥有较宽的水位耐受范围[6，8]。

4 水生植物的水体净化的设计

根据不同水深的适应特性而形成的多层次绿化梯次，能够作为近岸景观带的第一道净化屏障，有效截取硬质场地上的雨污径流，保持水土，减少驳岸冲刷。

九龙湖的水系补给来源于赣江和周边城市雨水管网，受二者影响，水体存在一定程度的污染，因此，在水生植物的设计上应选择对水污染具有净化生态功能的植物，形成具有水质净化功能的水生生态系统。水生植物对水质净化的作用机理包括植物的吸收作用和微生物的消耗。植物在生长过程中会吸收水体中的氮、磷等营养物质，使氮磷浓度降低。同时，植物根部微生物可以通过硝化和反硝化或聚磷菌的摄磷作用促进氮磷营养的消耗[9]。水生植物的光合作用会释放出氧气，扩散到水体中的氧气可以改善水体中水质。一些典型水生植物对水质的净化效果如表1所示。

作為赣江水系的组成部分，九龙湖的主入口区域水体中重金属离子含量偏高，含氧量低。水生植物对重金属的吸收积累能力为：沉水植物>飘浮/浮叶植物>挺水植物[14]。金鱼藻、黑藻、小眼子菜、穗状狐尾藻等沉水植物对As、Zn、Cu、Cd、Pb具有较强的吸收和富集能力，在重金属复合污染水体修复中具有较大潜力[15]。因此，可考虑种植这些沉水植物，搭配一定数量的挺水植物和浮叶植物，保持物种多样性，形成一个长期稳定的生态系统，为重金属的去除提供良好的生态环境。

城市生活污水中富含氮磷元素，容易导致水体富营养化。同时，城市雨水携带相当一部分的有机污染物一同排入湖中，由此导致缤纷园区域和真趣园区水体富营养化。由表1可知，鸢尾、再力花、黄菖蒲、芦苇、香蒲对TN、TP、COD均有较好的净化效果，可选用这些植物修复富营养化水体。水生植物修复技术不但能吸收水中的N、P等元素，还能有效去除水体有机物，提高水体中的溶解氧值，抑制有害藻类的繁殖[16]。由于不同水生植物及其组合对各水质指标净化效果有差别，可根据试验的结果及植物间生长竞争关系进一步合理搭配水生植物类型和组合方式，以达到最佳的综合净化效果。

5 结论

驳岸是滨水区水域生态系统与陆地生态系统的一个重要过渡带，能为各种水生生物提供生存和繁衍的空间，滨水生态驳岸的存在有利于缓解环境的污染，同时具有提高生物多样性、稳定河岸、调节微气候和美化环境的功能。开展驳岸生态设计的研究对于保护城市滨水区生态系统有着重要的意义。水生植物应用于公园水体的净化具有良好的研究和应用前景。但水生植物应用于公园水体净化还存在一些待解决的问题，包括：①植物处理效果受环境因子影响较大且处理周期长;②需不断寻找和选育适应性强、净化效果好的植物;③对于不同污染水体，如何搭配植物形成稳定高效的生态系统是一个难点。

参考文献

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