(廣州市水務(wù)科學(xué)研究所,廣東 廣州 510220)
1.1 預(yù)防為主,保護優(yōu)先。在南方地區(qū),降雨量較大,在植被遭到破壞后,土壤極易發(fā)生大的淋失,嚴(yán)重的區(qū)域植被恢復(fù)十分困難,而且造價昂貴。設(shè)計應(yīng)以預(yù)防和治理水土流失、保護和合理利用水土資源為目的,采用合理的措施最大限度的保護原有水系、植被生境、地形地貌和土壤。
1.2 因地制宜。在我國水土保持工作的發(fā)展過程中,出現(xiàn)了諸如典型的小流域治理模式、水土流失防治模式等等。與其稱之為模式,不如改稱為案例。模式為解決某一類問題的方法,案例則是某一問題的個例。目前,水土保持設(shè)計照搬模式嚴(yán)重,布設(shè)位置和措施類型缺乏特點和針對性,在南方水土流失輕微的地區(qū)甚至出現(xiàn)了谷坊的設(shè)計措施。水土保持設(shè)計只能參考成功的案例,不能遵循典型的模式。只有因地制宜,才能設(shè)計好工程。
1.3 生態(tài)性原則。在認(rèn)識人與自然的關(guān)系問題上,存在人類中心主義和自然中心主義兩種看法。盲目追求工程安全、設(shè)計大量硬質(zhì)景觀的設(shè)計,是前者的體現(xiàn),而追求工程擬自然化的設(shè)計,屬于后者的體現(xiàn)。人與自然和諧共處是人類處理自身發(fā)展與自然環(huán)境關(guān)系的理想狀態(tài)和目標(biāo)。如何實現(xiàn)人與自然和諧,在設(shè)計工作中就要體現(xiàn)工程的生態(tài)性。不能簡單的把種植植被認(rèn)為是工程生態(tài)性設(shè)計。生態(tài)性包括諸多方面,如生態(tài)多樣性、生態(tài)適應(yīng)性、生態(tài)節(jié)約性。水土保持設(shè)計就是要實現(xiàn)工程生態(tài)設(shè)計。
1.4 新技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用。一些嚴(yán)重退化的劣地,如棄渣場、巖質(zhì)邊坡、廢棄石場等等,土壤條件差,用傳統(tǒng)的方法很難實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的重建。而在南方城市水土保持工程的實踐過程中,不斷涌現(xiàn)出現(xiàn)了針對困難立地植被恢復(fù)重建的新方法、新技術(shù)。作為水土保持設(shè)計人員,應(yīng)該時刻跟蹤領(lǐng)域內(nèi)科技發(fā)展的動態(tài),加強新技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用,才能徹底解決問題。
開發(fā)建設(shè)項目的水土保持設(shè)計思想體現(xiàn)在主體工程設(shè)計和水土保持方案設(shè)計中,主要包括規(guī)劃、地形設(shè)計、水循環(huán)通道設(shè)計和植被設(shè)計等等方面。
2.1 規(guī)劃。選址是否得當(dāng),關(guān)系到項目施工對周邊環(huán)境影響的程度。對此,《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》對主體工程工程也作出了約束性規(guī)定。在項目規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格遵守。規(guī)劃時,應(yīng)考慮破壞后水土流失防治的成本,應(yīng)避免森林、水源區(qū)的破壞,避免大挖大填,減少對原有水系的影響。應(yīng)結(jié)合項目區(qū)的水系規(guī)劃和排水設(shè)計綜合分析項目對周邊的水系影響,以確定區(qū)域排水是否合理。這一點,應(yīng)在水土保持方案措施設(shè)計時重點提及。從一些場平工程的設(shè)計來看,往往忽視了這一點,甚至出現(xiàn)了河涌被場平的設(shè)計而缺乏相應(yīng)規(guī)劃的設(shè)計。
2.2 地形設(shè)計。地形設(shè)計時,應(yīng)避免大填大挖,盡量做到挖填平衡。公路項目路基設(shè)計時應(yīng)盡可能的做到挖填平衡,減少對山體的開挖,同時避免高邊坡的產(chǎn)生。公園、小區(qū)建設(shè)時,道路和建筑的布設(shè),應(yīng)按地勢布設(shè),盡可能保證原有地形的完整性。當(dāng)有邊坡出現(xiàn)時,應(yīng)盡可能的降低坡度,為邊坡的生態(tài)綠化提供條件。
2.3 水循環(huán)通道設(shè)計。場內(nèi)排水設(shè)計時,一般采用“周邊攔擋,內(nèi)部疏排”的方式布設(shè),外部布設(shè)截水溝,對外部匯水進行截留,內(nèi)部采用排水溝,對場地內(nèi)部的集水進行排放。這種布設(shè)方式,在施工中已經(jīng)得到了實踐檢驗,是對開發(fā)建設(shè)項目的水土流失防治的有效措施。同時,在施工過程中,應(yīng)在適當(dāng)位置多級布設(shè)若干個沉砂池,起到層層攔截目的。不宜只在排水出口布設(shè)一個沉砂池。應(yīng)結(jié)合場地條件確定尺寸,確保不影響施工的情況下。在保證安全的前提下,永久排水溝的材質(zhì)盡量生態(tài)化和景觀化。近年來,出現(xiàn)了一些生態(tài)型的溝道,如生物磚排水溝,純生態(tài)草溝。生態(tài)溝道在維持其排水功能的同時,保持了生物多樣性。越來越多的建設(shè)項目如公園、小區(qū)排水等設(shè)計吸收了這種理念,體現(xiàn)了人與自然和諧關(guān)系。
2.4 植被設(shè)計。植物措施設(shè)計上,喬灌草立體防護,無論是在邊坡或平坦區(qū)域,都以其養(yǎng)護、植被生長的可持續(xù)性上,較單一草本有明顯的優(yōu)勢。應(yīng)注重水土保持效果優(yōu)良的鄉(xiāng)土鐘,在保證其能形成局部小氣候的同時,盡可能的選用多種樹種,保證其多樣性。開發(fā)建設(shè)項目的植物設(shè)計多注重景觀設(shè)計,工后數(shù)年才能達(dá)到景觀效果。因此,在臨時植被措施防護設(shè)計時,應(yīng)盡可能采用主體設(shè)計的品種,以便使樹種能夠后續(xù)利用,早日達(dá)到景觀效果。
退化劣地指城市開發(fā)過程中產(chǎn)生的立地條件差、采用傳統(tǒng)技術(shù)難以做到生態(tài)修復(fù)的區(qū)域,典型的如廢棄石場、棄渣場,采伐跡地等等。廢棄石場一般由邊坡、采石坑組成。邊坡一般為巖質(zhì)邊坡,綠化起來比較困難。對于邊坡,可采用噴混植生進行生態(tài)恢復(fù)。對于一些坡度不大的邊坡(如坡率1:1),可以設(shè)計生態(tài)袋或植生袋進行生態(tài)修復(fù)。邊坡的平臺是生態(tài)修復(fù)可利用的較好平臺,通常采用修建種植槽,然后覆土綠化。綠化樹種通常采用一些耐干旱、耐貧瘠的水土保持先鋒樹種,對于立地條件較好的,可以讓鄉(xiāng)土樹種參與進來,創(chuàng)造有益于營造生物多樣性。一定的灌溉條件保證是生態(tài)修復(fù)成功的關(guān)鍵??衫貌墒訁R集的匯水作為灌溉水源,在邊坡上方及平臺設(shè)計一定數(shù)量的蓄水池,通過管道重力自流進行灌溉。有條件的可以設(shè)計滴灌、噴灌等形式的灌溉系統(tǒng)。棄渣場一般為土石質(zhì)、石質(zhì)。設(shè)計時,首先要解決的問題是排水問題,設(shè)計的要點截排,同時要注意防洪標(biāo)準(zhǔn)的選用,宜高不宜低。材料宜就地取材,采用石砌。場區(qū)的綠化技術(shù),根據(jù)不同條件選用,土質(zhì)較多的邊坡,采用噴草技術(shù),石質(zhì)較多的邊坡,采用噴混植生技術(shù)。平臺根據(jù)土石質(zhì)情況選擇是否覆土,然后進行喬灌草進行防護。開發(fā)建設(shè)項目將地表植被清除后,南方暴雨的沖刷下,常常形成表層為砂粒狀的土壤采用傳統(tǒng)的噴草技術(shù)也難以達(dá)到綠化目的。這時,設(shè)計應(yīng)采用客土噴播植草進行綠化。
南方存在著成片的桉樹林、相思林、馬尾松林、經(jīng)濟林、殘次林以及疏林地,其發(fā)揮生態(tài)功能的價值有限,因此,這些區(qū)域的林分改造成為城市水土保持發(fā)展的一個重點,例如生態(tài)公益林建設(shè)、景觀生態(tài)林改造、水源涵養(yǎng)林建設(shè)工程等等。首先,應(yīng)明確造林目的。應(yīng)當(dāng)?shù)氐倪^去的、現(xiàn)在的植被類型,無論什么樣的林分改造,都應(yīng)以造林后植被自然或在人為干擾下能向頂級群落演替為最佳;小班設(shè)計。小班是造林設(shè)計的基本單元。由于是林分改造,許多設(shè)計忽視了這一點。應(yīng)根據(jù)坡度坡向、現(xiàn)狀植被、土地利用、土壤等條件,在總體設(shè)計圖上勾畫小班,然后經(jīng)過現(xiàn)場踏查,確定小班劃分的合理性,并進行修正;植物選擇。鄉(xiāng)土樹種以其獨特的生理、遺傳、形態(tài)特征等等的適應(yīng)性及其濃厚的文化背景,成為設(shè)計師優(yōu)選樹種的首選。香港的林分改造有十分成功的經(jīng)驗,樹種選擇經(jīng)過當(dāng)?shù)刂脖徽{(diào)查選用的鄉(xiāng)土樹種,效果顯著。植物選擇前,應(yīng)充分調(diào)查市場苗圃和林場苗圃的苗木情況。若市場不足,要考慮育苗的可能性,然后確定樹種,避免設(shè)計與施工脫節(jié)。造林方式基本上采用混交?;旖环绞桨ㄖ觊g混交、行間混交、帶狀混交、塊狀混交、植生組混交。一些設(shè)計,常常選用株間混交,而忽視了其他方式。在林分改造設(shè)計中,建議多采用塊狀混交、植生組混交,有利于形成種群優(yōu)勢、協(xié)調(diào)種間關(guān)系。林分改造時,涉及到原有樹種采伐方式和采伐強度。采伐方式一般擇伐、漸伐方式,應(yīng)嚴(yán)格控制皆伐。在一些地區(qū)的生態(tài)風(fēng)景林改造過程中,常常出現(xiàn)林木被砍光,這種方式應(yīng)在設(shè)計上避免。采伐強度的合理選取十分重要,建議采用《森林撫育作業(yè)設(shè)計規(guī)定》中規(guī)定的撫育采伐強度作為設(shè)計值。整地設(shè)計,應(yīng)嚴(yán)禁煉山、清山。清除藤本時,應(yīng)注意對地被植物的保護,嚴(yán)禁采用大面積清表,避免水土流失的產(chǎn)生。當(dāng)在水源區(qū)時,應(yīng)注意對水源區(qū)的保護,嚴(yán)禁使用農(nóng)藥和有嚴(yán)重污染的農(nóng)家肥、有毒肥,以避免對水質(zhì)造成污染。
隨著城市對生態(tài)環(huán)境越來越高的要求,開發(fā)建設(shè)水土保持、退化劣地生態(tài)修復(fù)和林分改造等必然成為南方城市水土保持工作的主流。水土保持設(shè)計,必須堅持生態(tài)設(shè)計理念,預(yù)防為主,保護優(yōu)先,因地制宜,創(chuàng)造出良好生態(tài)環(huán)境,為城市的可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。
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