人工滨海湿地设计与营造

摘要：指出了人工滨海湿地在规划建设初期应对其可行性和必要性进行深入研究,在设计建造过程中应因地制宜,探讨了在湿地的规划设计以及工程营造上,以人与自然相和谐为客观要求,坚持实用、经济、生态、可持续发展的原则,以充分发挥湿地的功能特性。

关键词：人工滨海湿地；生态；工程营造；植物种植

收稿日期：2011-06-15

作者简介：罗莉（1979―），女，安徽人，主要从事景观设计工作。

中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1674-9944（2011）07-0223-04

1引言

人工湿地是人们根据实际需要和利益模拟天然湿地的结构和功能,人为设计与建造的。天津东疆港是一座拔“海”而起的人工半岛,几年前,东疆还是一片,经过疏浚弃土人工吹填造陆。东疆港将成为以集多种功能于一体的“港城”。为奠定“港城”区域的优质环境、提高城区的整体形象、提升土地价值,将在滨海打造一条滨海景观带,其中的现在滩涂位置将营造为人工滨海湿地。

2规划建设人工湿地的可行性及必要性

在湿地开发方面应有限制原则,如果是原有湿地,应适当控制开发,保护自然湿地。如果是如本案的湿地条件并不成熟的情况,则应对其规划建设的可行性及必要性进行深入研究,经过多方的综合评价计算,确保项目建成后在功能、生态、经济、社会效益等各方面对比建成前均有良好的收益。

天津东疆港滨海湿地公园地块现状呈滩涂状,地处潮间带。合理利用和保护沿海滩涂资源的重要途径；开发方旨在通过湿地的生态功能、观赏游览功能,使该湿地公园成为整个滨海景观带的亮点,促进港区旅游发展,并提升其旁地产项目的价值。

（1）生态功能。人工湿地具有保护海岸、固定海潮沉积物、保留转化海水中的营养物质等作用,同时为鱼类、贝类以及野生动物如鸟类等提供栖息地,形成一个生物多样化的生态体系。

（2）观赏游览功能。湿地以其独有的观赏游览功能,将成为整个滨海景观带的亮点,促进港区旅游发展。

（3）社会效益功能.滨海人工湿地景观这一特色,在城市公共景观设计中是种创新,优越的地理区位、美丽的环境和城市交通的完美结合,对提升整个东疆港商业价值有着举足轻重的作用。

3湿地公园建设自然条件

在可行性研究报告阶段应充分研究项目所处地区现状建设的一系列自然条件,诸如水文、地质、气象、地震等。因地制宜,根据现状自然条件进行设计工作。天津港位于北纬38°59′48″东经117°42′30″,地处渤海湾西部。本工程位于天津港东疆港区东部。在设计过程中,对港区的水文状况进行了充分的调研,本区潮汐类型为不规则半日潮型,其（HO1+HK1）/Hm 0.53。

（1）潮位。年平均高潮位为3.74m；年平均低潮位为1.34m；年平均海平面为2.56m；年平均潮差为2.40m。

（2）设计水位。设计高水位为4.30m；设计低水位为0.50m；极端高水位为5.88m；极端低水位为-1.29m（图1）。

（3）波浪。用塘沽海洋站波浪实测资料统计,本区常浪向ENE和E,频率分别为9.68%和9.53%,强浪向ENE,该向H4%＞1.5m的波高频率为1.35%,各方向H4%≥1.6m的波高频率为5.06%,H4%≥2.0m的波高频率为2.24%。

4滨海湿地的设计

4.1设计原则与目的

本着实用、经济、生态、可持续发展的基本原则,依据滨海自然环境这一根本特征,设计出适合滨海生存条件的湿地方案。以天津东疆湿地公园为例,希望在后期能形成多种盐土植被景观以及其他多种动植物的和谐共生,形成资源丰富、多样化的生态系统,并吸引湿地水鸟种群的栖息和繁衍。营造出唯美、自然、生态的湿地景观,充分发挥湿地的自然潜能,展示湿地的自然景观能动性,体现湿地景观特色。

4.2湿地平面形态设计

在适合滨海环境的前提下,湿地设计需要曲折有致,动态的水系与生态多样的湿地岛屿相交错,形成完整的生态景观体系。其平面形态由其所处位置及囤围区域决定。

天津滨海湿地公园囤围工程在淤泥标高2.0m范围内起围,属潮间带区域。从南到北,近2 000m的海岸线,整个湿地公园面积约20hm 平面几呈直角三角形的形状,岛链为其斜边。湿地范围由南到北,呈逐渐缩小的趋势。整个湿地由岛链、内部岛屿、滨海岸线组成,从平面上看就是由大小不等的若干个岛屿组成（图2）。

注：斜纹表示外部岛链

4.3湿地中主要内容设置

为实现人们亲近自然的愿望,在湿地设计中应适当设置一些参与性、娱乐性高的场地及设施,可以在湿地中布置：观景平台、风格独特的观鸟塔、垂钓区域、展示专用区域、踏水车、粗放型水产养殖等多项特色项目。例如在天津湿地公园项目中,沿海岸线我们精心设计了一条3～4m宽的木栈道,并在景观节点处设计了观景平台,提供游客散步、观景之用,让游客近距离体验湿地环境的自然生态之美,以及浩瀚大海的宽广无垠之美。观鸟塔座落于湿地的东南角、滨海陆上区域,以其高度以及位置优势,方便远眺整个湿地景观,为爱鸟人士提供观察多姿多彩鸟类世界的场所。

4.4湿地竖向设计

湿地中的主要竖向设计就是护堤顶标高的设计,标高的设计要考虑到海浪波动的影响。天津滨海湿地公园设计中,我们知道本案海平面设计标高4.3m,考虑到海浪的波动范围,岛链其靠近海浪冲击面的堤岸顶部标高设计为6.0m,起到防海浪的作用,同时在不受海浪冲击面的护堤顶标高为5.0m,整个岛链内部较少受到海水的影响。由于海浪经过外部岛链的消减,内部岛屿受海浪冲击较小,其护堤顶标高设计为4.0m,局部3.5m,由水文资料可知,海水年平均高潮位是3.78m,加上海浪的波动性,此区域岛屿将在每天的海水高潮位时候受到水淹。

4.5湿地地形设计

湿地地形整体较为平坦,为丰富景观,在海水冲刷不到的局部可适当做微地形,比如与海岸连接的湿地岛屿,可做一些微地形,或局部堆坡、或自然放坡,努力营造自然的环境,并与湿地岛屿相呼应。岛链在堤岸砌筑完成后,亦可适当地对岛屿中地形进行调整,根据堤岸的顶标高,将地形调整为内底外高的形式,更利于湿地景观的观赏。其护堤的标高设计使得岛屿内土壤少受海水影响,在标高较高的一侧,可不用种植耐水湿的植物,植物品种可更为多样化,更丰富了湿地的植物景观。内部岛屿在成型后,其岛屿中地形平坦无须再做处理,其间种植的大米草等植物有利于悬浮物质的堆积和泥沙的沉积。

5滨海湿地工程建造

湿地工程的建造主要是岛屿的成型建设以及护堤的建造。在本案中经过与航海设计院的多次沟通,将采取先行筑堤再行填土的形式。在湿地的建造过程中将采取分期建设的方式,让岛屿先期形成,再利用岛链的促淤作用,继续内部岛屿的建设,从而经济、合理地完成整个湿地建设。

5.1在设计阶段对岛屿成型采取的措施

在设计阶段就应充分考虑到海洋施工条件的复杂性以及营造的经济性,以本案为例,岛屿的跨度均较大,岸线较长,整个岛链基本采取大、小岛屿间杂的形式,岛屿最大跨度达到300～400m,较小岛屿跨度在60～100m。这样的形式,不仅有利于在视觉上产生岛屿之间紧密结合的效果,更减少了施工难度及造价。

岛链中岛屿之间的间距控制在50～70m左右,经过海洋模拟实验得知这样的间距有利于将来湿地内部的泥沙固定,为促淤岛的形成创造条件。内部岛屿的形成,将在促淤达到一定程度后加以工程建造,减少工程量及造价。内部岛屿相对岛屿跨度、面积更小,形式更自由。

5.2在建造阶段对岛屿成型采取的措施

形成人工岛的方案多种多样,经常采用吹填及回填方式,其中吹填方式更适合于成岛面积大,工期压力不大的情况,吹填完成后需要进行地基处理才能够使用；回填方式适合于小面积人工岛及希望成岛速度快的条件。本工程人工岛面积小,景观造型曲折多变,建设区域为沿海滩涂,回填料需求量不大,现阶段拟采用回填山皮土形成。人工岛填筑需要在护岸基本完成后进行,回填方式为陆上推进,回填到护岸附近时控制回填速度。

5.3护堤工程建造

本案护堤是以钢筋混凝土结构外砌毛石形成自然石形式堤岸,护堤采用斜坡式,坡比1∶2（图3）。

本工程护岸位于浅水区,泥面高程在1.5～2.5m左右,顶高程为5.0～6.0m左右,堤身总高度为2.5～4.5m。拟采用的护岸结构顶面宽约3.25m,堤心结构采用10～100kg块石。根据计算,护面结构采用30cm厚栅栏板,栅栏板和堤心间设置40～60kg块石垫层。由于处于潮间带,对下部软土进行加固的方案,陆上及水上施工均比较困难,现阶段拟采用陆上推进的方式抛填堤心块石,利用抛填块石的置换作用提升下部地基的承载能力。为避免后方回填料流失,护岸内侧设置倒滤层。

5.4湿地植物种植

湿地植物是湿地景观的最主要部分,种植设计在实现景观空间设计的同时应充分结合竖向设计,不同竖向范围的区域选择合适的植物,如在常年水淹的区域选择水生植物,偶有水淹的区域选择耐水湿植物,等。以本案为例,种植设计在空间上分为以下几个区域：湿地岛屿、临海岸边、岸上景观带与湿地的过渡区域,我们在种植设计时候充分考虑不同高程区域的适合植物种,再利用它们来达到设计的空间要求。

5.4.1种植形态设计

在湿地岛屿中,成片种植碱蓬、大米草、芦苇等,根据植物生长特性,形成一片片、一丛丛高矮搭配、色彩丰富的湿地植物景观；在临海岸边,以白茅、芦苇、荻为主要植物,成片种植于临海滩地,形成独特的临海植物景观的基调,并与湿地岛屿形成整体；在岸上景观带与湿地的过渡区域,植物种植以大米草、獐茅、狗尾草等呈野生状生长的观赏草为主要基调植物种,与湿地岛屿植物基调相统一；在滨海景观带中远离湿地的区域,植物种植逐渐变的疏朗,形成疏林草地或纯人工硬质景观地带,实现湿地自然景观慢慢地向城市景观过渡的过程。利用独具特色的植物种植使原本分离的陆地与岛屿成为一个整体,形成了大气统一、粗犷自然的湿地植物景观。

5.4.1植物品种选择

滨海湿地长期受到海水的侵蚀,土质盐碱度很高,植物品种首选耐盐碱的适生种。滨海地区风力比较大,在植物选择上也要选择一些具有一定的抗风能力的植物。除以上两点外,还应具有较高的观赏价值,以及具有便于管理、适应能力强、抗逆性强等特点。本案中选用的植物有千屈菜、白茅、菖蒲、黄花鸢尾、芦苇、荻花、大米草、碱蓬、结缕草等。

6结语

人工滨海湿地多种多样,有以净化水体为主要功能的湿地,也有营造景观为主要目的的湿地,不同功能、不同现状条件的湿地其营造手法也不尽相同,但均以大量的调研考证及综合评价为基础,以人与自然相和谐为客观要求。同时,湿地作为一种生态处理技术,不可能在短期内就达到预期的处理效果,应有充分长的启动及过渡期。本次天津东疆港滨海湿地设计通过与当地航海设计院的多次沟通,在大家的共同努力下最终得以形成。现阶段正在进行小范围的围土实验,希望通过小范围的湿地生态工程建设为将来整个湿地建设提供切实可行的实用及管理技术。也希望本案可以为类似的湿地建设提供一些设计及建造经验。

参考文献：

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