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【湿地工程】松木桩自然式生态驳岸在湿地公园中的应用

 江南一鱼6jvvqc 2024-05-26 发布于江西
WETLAND SCIENCE & MANAGEMENT
湿地科学与管理
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松木桩自然式生态驳岸在湿地公园中的应用


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钟日朝

中共武平县委统战部,武平中山河国家湿地公园建设指挥部

钟日朝. 2023. 松木桩自然式生态驳岸在湿地公园中的应用[J]. 湿地科学与管理, 19(4): 69-73

doi:10.3969/j.issn.1673-3290.2023.04.14

岸线是湿地生境独特的线性空间,传统做法倾向于硬质驳岸为主,硬质驳岸主要考虑行洪安全,忽视了湿地生境营造,造成湿地功能缺失。福建武平中山河国家湿地公园规划和建设中采用了松木桩自然式生态驳岸,既可保持良好的湿地生境,又可坚固驳岸,达到防冲刷和防侵蚀的作用。湿地岸线设计和施工应尽量运用自然形式,在水流冲刷和侵蚀大的岸线可采用松木桩自然式生态驳岸。



01

湿地公园驳岸的结构和类型


1.1 自然驳岸

自然驳岸是指以自然堆积的土壤沙砾等形成的驳岸,形态自然,缓坡入水可以促进植物生长,营造了良好的湿地生境,为鸟类、两栖爬行类动物提供了理想的栖息地生境,在感观效果上形成自然和谐的湿地景观(梁如煜, 2011)。自然驳岸具体做法:对局部高差较大的原地形进行放坡修整,以满足土壤安息角的要求,也可以改造成台地式湿地种植床,满足不同水生植物的种植需求。一般适宜坡度为小于30゜。这是湿地的一般形态,具有较好的生境通道和栖息地生境,湿地公园岸线尽可能以自然岸线为主。

1.2 自然式生态驳岸

1.2.1 干抛毛石驳岸 按照一定的级配抛石,结合毛石的空隙可以栽种一些水生植物,大小不一裸露或水中的自然石块可以为水鸟和鱼类提供栖息和繁殖地生境。干抛毛石驳岸适用于冲刷较大,岸坡角度30~40゜的水岸地带。具体做法:通过机械或人工抛投不同级配的自然或人工块石、卵石等,大小石块相间,留有植物生长和生物活动空间。

1.2.2 立插木桩驳岸 主要以木桩形式进行护岸,常用松木桩等在较为松软地打桩,和周边的自然景观相协调,也可保证两栖动物生境通道的需求。适用于坡度大于40゜的较陡地段。具体做法:以松木桩为类,将直径15cm左右的松木桩一端削尖,用挖掘机配装专用打桩头将松木桩持续打入泥土中,深度要求大于2.5m,桩顶与水面距离小于50cm,每根木桩紧密整齐排列,对高出水面50cm的木桩进行砍桩,对裸露的木桩可以涂抹桐油防腐(图1)。

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1.2.3 木质沉床驳岸 将木质沉床放置于坡脚处,可减弱水流对坡脚的冲刷,同时也为水生植物和动物提供栖息生境,木质沉床主要适用于流水冲刷比较严重、坡度大于40゜的地段,对土壤要求较低。主要做法:利用松木等木头作为框架,里面填充卵石或碎石的结构设施,在木质沉床上可放置一些大小不一的级配石块,石块之间形成缝隙种植水上植物,改善湿地生境(成玉宁等,2012)。

1.2.4 混合型自然式生态驳岸 综合利用上述3种驳岸形式,形成混合型自然式生态驳岸,具有较高的生态效益,可有效解决水流冲刷、改善湿地生境、提供栖息地通道等,可根据实际地形灵活应用。从驳岸的园林景观艺术性考虑,对于驳岸处理手法的选择,要因地制宜利用周围的环境,使驳岸具有良好的自然生态性、安全稳定性和旅游体验性(孙瑾,2012)。

1.3 人工硬质驳岸

1.3.1 干抛毛石驳岸 干砌块石一般用于坡度大于60゜的驳岸,可做成立式、倾斜式或台阶式。具体做法:就地取材,利用块石等立式、倾斜式或台阶式干砌,内部多留空间,为生物提供栖息地生境空间,平台上用泥土和植物覆盖,干砌驳岸局部可在块石空隙间种植水草或岸生植物进行柔化处理,增强自然感观,护岸较高的可采取台阶式以减少体量,同时提供生物生境通道。

1.3.2 浆砌硬质块石驳岸 硬质块石驳岸利用混凝土强度提高了驳岸对波浪和水流冲击的稳定性,主要适用于坡度大于60゜的驳岸,可做成立式、倾斜式或台阶式,但这种驳岸形式对湿地生境影响、干扰和破坏较大,缺乏生物栖息空间,阻断了两栖动物等的生境通道。浆砌硬质块石一般用于游客休息和人群集中地带的驳岸,如活动广场、游船码头等,为改变浆砌硬质块石驳岸的生境退化,可采取安装石笼网种植水生或岸生植物进行柔化处理,改善湿地生境。

1.3.3 人工生态砌块驳岸 人工生态砌块驳岸是利用预制好的混泥土砌块在抛石混泥土的基础上进行堆砌,并在每个砌块的种植槽中种植植物进行遮挡处理形成的一种护岸形式。这种驳岸主要考虑满足防洪要求,人工生态砌块驳岸本质上是刚性硬质驳岸,只是通过种植各种植被遮挡和柔化了硬质护岸,感观比较自然生态(魏立鹏, 2021)。生态砌块预留泥土填充框,可种植水生植物,生态砌块顶部可放置生态种植框用于种植岸生植物,一般用于大于40゜以上的边坡驳岸。生态砌块驳岸底基础采用埋石混凝土,具有较强的防冲刷、防侵蚀作用,混凝土表面采取生态砌块进行掩饰柔化,并种植植被。人工生态砌块驳岸感观比较生态自然,但对湿地基底破坏比较严重,对湿地生境造成一定影响,并且造价较高,特别是在粉砂性土质比较严重的河道,由于挡墙背后的水体流失会形成较大的内压,使生态砌块墙身易坍塌。


02

松木桩自然式生态驳岸的特点和应用


2.1 松木的耐水和防腐特性

松树自古有“干千年,水千年,不干不水两三年”、“风吹千年杉,水浸千年松”等之说,松树浸在水下能够千年不腐。松树质地紧密,内有松脂和抗菌物质,含油性比较大,在水里侵泡时松树的分子就像被包在一层油粘膜内,分子不易扩散,松木在水的长期浸泡下,不容易腐烂(图2)。

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2.2 松木桩自然式生态驳岸的优点

利用松树独特的耐水和防腐特性,采用松木桩自然式生态驳岸,具有较好的自然生态感观,能够满足湿地生物栖息生境的需求,同时又有较好的护岸强度,起到防冲刷作用,松木桩之间的缝隙可以使沿岸泥土中的积水流入河中,避免造成水土流失。松木桩为自然原木,南方地区大规模种植马尾松,林相比较单一,近年来各地都在进行林相改造,需间伐马尾松,这也为松木桩提供了较为充裕的原木材料。松木桩仿自然生态驳岸具有施工便利、感观优美、结构稳定、造价较低等特点,特别适用于山地河流型、滨湖型等湿地公园的生态护岸,正在逐步代替传统的硬质驳岸(但新求等, 2014)。

2.3 分区动态调整机制“真空化”

福建武平中山河国家湿地公园规划建设和管理遵循“湿地贵在原生态”和“全面保护、科学修复、合理利用、持续发展”的原则。在千鹭湖湿地、中山太平三江口至罗庚坝沿线7.2 km 的河段采用松木桩驳岸,在湿地岸线配置植物形成植物群落,改善生境栖息地。在植物配置方面, 尽量考虑采用本地乡土植物(陈钢兵, 2014), 在河道较大的回水湾区域种植了风箱树,形成水上森林景观,维持湿地的原生态自然特性,增强河道的行洪、防洪安全。2022 年6 月持续降雨洪水暴涨情况下没有一处出现塌方等险情。松木桩自然式生态驳岸在湿地公园规划和建设中具有独特的优点,相对于混凝土驳岸或浆砌块石驳岸,不仅可降低造价,更重要的是保持了良好的自然生态特性。根据有关机构对北京永定河生态护岸工程几种生态护岸措施效果的研究,松木桩自然式护岸的生态效果最好,感观自然柔和(龚杰等, 2016)。

2.4 松木桩自然式生态驳岸施工工艺

2.4.1 材料及加工 材料必须是新砍伐松原木,松原木一般长度为4.0m,2.0m处直径大于15cm,松原木小头削尖,削尖长度0.30~0.50m。

2.4.2 施工技术工艺 200型挖掘机一台,挖掘机斗换置为液压打桩盘,60型轮式夹机一台。根据设计图进行放线(图3),根据设计和现场标高整理200型液压打桩机械操作面和能够满足60型轮式机械运输和扶桩的施工。松木桩间距0.08~0.10m,打桩深度3.20~3.50m,打桩完成后按设计标高面进行砍桩整理,桩顶用CCA木村防腐剂处理或用三度桐油涂刷。

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2.5 松木桩在溜方严重的上下边坡处理中的应用

在驳岸处理和道路建设改造工程中经常会碰到一些边坡出现经常性渗水现象,这些边坡泥土含水性大,土质不稳定,比较容易出现溜方、塌方,一般都会列入地质灾害进行专门处理。通常采取浆砌块石、钢筋混凝土现浇、抗滑桩或锚索等工程手段处理,耗材大、工时长,工程造价较高,特别是浆砌块石、钢筋混凝土现浇处理后,随着时间的推移,经常会出现引水管堵塞现象,造成泥土内部增压,出现浆砌块石、现浇钢筋混凝土移位甚至坍塌等问题。利用立插松木桩护坡可有效解决引水管堵塞的问题,松木桩之间存在间隙可满足渗水流出,泥土内部不会形成增压,具有较好的稳定性,而且耗材少,工时短、造价低。在中山河国家湿地公园三江口至白鹭滩巡护步道建设地段出现一处上边坡渗水,土质松软,潮湿的泥土不断外移,采用4.0m立插松木桩分两排用机械打入,有效固定了松动的土壤,土壤中的水又能有效排出,使整个边坡趋于稳定(图4)。

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结语
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目前湿地公园的驳岸设计多考虑水利因素较多,大量采用刚性硬质驳岸,而较少使用木材等与环境亲和的材料,造成了湿地生境的破坏,这些硬质驳岸隔断了水陆生态系统间的生境通道(郭亚晶, 2018)。从湿地公园岸线的生态保护规划和建设实践来看,缓坡入水的自然护岸、块石、卵石护岸、松注差异化、法律责任虚化、动态调整分区程序真空化诸多问题层出不穷。因此,为进一步完善分区管控制度,从加快国家公园立法进程出发,规范设计以约束人类行为为起点的二阶分区结构;完善预防惩罚机制,实现法律责任的脱虚向实;分类确立分区动态调整原则及程序,打破动态调整机制的真空状态。



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