王 寧 王曉軍 劉雨凡
(山西大學環(huán)境與資源學院,山西 太原 030006)
河溪是人類生產(chǎn)生活的重要場所,與人類的生存、發(fā)展息息相關(guān)的河溪生態(tài)系統(tǒng)在流域中最具有生命力,其變化的景觀形態(tài)是流域中最理想的生境走廊(段紅祥等, 2008)。我國具有悠久的治河歷史,過去由于認識的局限性,河道的整治多注重防洪排水等功能,采用的鋼筋混凝土破壞了天然的河溪生態(tài)系統(tǒng)。近年來依據(jù)近自然思想恢復并維持一個健康的河溪生態(tài)系統(tǒng)已成為水資源管理的新趨勢。
近自然的思想源于19世紀歐洲國家對河道以及山地的生態(tài)整治。1938年德國風景園林師、建筑師阿爾維塞弗特首先提出河溪近自然治理,即用一種接近自然、廉價的方法在完成傳統(tǒng)河溪治理任務(wù)的基礎(chǔ)上使其保持美觀(朱國平, 2006)。20世紀50年代德國提出河道生態(tài)整治工程,將植物材料用于生態(tài)改造工程中(Seifert, 1983)。國外學者將景觀生態(tài)學與河溪治理相結(jié)合,認為河溪治理是為了防護自然災(zāi)害,應(yīng)充分利用河溪自然資源,維護或創(chuàng)造河溪生態(tài)多樣性(Zucchetto, 1991)。河溪治理的目標是使被破壞的河溪生態(tài)系統(tǒng)恢復到原始狀態(tài)(Bradshaw, 1997)。我國與近自然思想類似的思想已有數(shù)千年的歷史,但近自然治理概念的提出和應(yīng)用是在近現(xiàn)代的歐洲。高甲榮等(2002)以景觀生態(tài)學理論為基礎(chǔ)闡述近自然治理思想,認為近自然治理是減輕或避免自然災(zāi)害造成的損失,維護河溪生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與穩(wěn)定性。董哲仁(2003)從生態(tài)水工學的觀點認為,在滿足人類自身對水需求的同時,還應(yīng)考慮河流是具有生命的生態(tài)系統(tǒng)。俞孔堅等(2015, 2016)從海綿城市視角反思“灰色”治水工程,強調(diào)通過最少的工程,獲得最佳的人水和諧狀態(tài)。隨著近自然理念在河溪治理中的應(yīng)用,王文奎(2016)從河流的平面布局、斷面和堤岸以及植物配置3個方面對福州不同類型的河流采取相應(yīng)的近自然化景觀策略;徐云乾(2017)通過對美國河流近自然化整治措施的研究與借鑒,對廣東省河流近自然化的綜合整治提出了建議。
上述現(xiàn)代河溪的近自然治理與中國傳統(tǒng)河溪利用智慧十分相似,都是人類在河溪利用過程中所表現(xiàn)出來的“人與自然和諧相處”的智慧(王曉軍等, 2020)。都江堰水利工程尊重順應(yīng)自然,充分考慮地形與水勢特征,乘勢利導、度勢建堰,造就了成都平原的“水旱從人,不知饑饉”現(xiàn)象(顏文濤等, 2017; 李奕成等, 2018)。江西流坑古村村落依勢布局,運用理水藝術(shù)將水引入村內(nèi),挖塘引流、鑿地成井,水與村莊內(nèi)部緊密相連,實現(xiàn)人與水的和諧相處(劉華斌等, 2018)。浙南先民在碧湖平原修建通濟堰,因勢利導灌溉碧湖平原,保障了浙南山區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,同時為碧湖鎮(zhèn)提供了良好的人居、景觀生態(tài)環(huán)境(馬燕燕等, 2012)。從古至今,人類對河溪的利用越來越多層次,逐漸改變了河溪各種特性和物種組成(吳兆錄等, 2002),隨著人類越來越多地利用河溪,人們逐漸忽視了傳統(tǒng)的河溪利用方式,這不利于河溪生態(tài)系統(tǒng)健康和發(fā)展。因此,在河溪景觀營造中,我們需挖掘傳統(tǒng)河溪利用智慧,利用河溪的自然規(guī)律合理改善其水系結(jié)構(gòu),營造人與水和諧的生態(tài)景觀,維持河溪生態(tài)系統(tǒng)的健康。
大堰鎮(zhèn)位于寧波市奉化區(qū)西南部(121°18 ′ E,29°49′ N),屬 全 山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。年平均氣溫15.5℃,年降水量1 600 mm。大堰鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境優(yōu)美,縣溪由西南至東北流經(jīng)大堰鎮(zhèn),境內(nèi)全長40 km左右,是奉化乃至寧波最重要的水源地。研究區(qū)主要由鎮(zhèn)建成區(qū)、縣溪兩岸的后畈村和大堰村兩個居民點以及縣溪流經(jīng)的河漫灘組成。
結(jié)合歷史資料獲取大堰鎮(zhèn)、大堰磡以及縣溪流域水系的基本信息,通過參與式訪談和實地考察,獲取傳統(tǒng)水利設(shè)施的遺存和傳統(tǒng)河溪的利用方式。收集大堰鎮(zhèn)1960年、1970年、2000年、2016年的歷史影像圖,在ArcGIS10.2軟件環(huán)境下,以獲取的歷史影像圖作為研究底圖,結(jié)合參與式訪談結(jié)果,采用參與式地理信息系統(tǒng)方法(PGIS)分析大堰鎮(zhèn)河溪利用歷史變遷。
采用接近自然的營造手法,結(jié)合研究區(qū)現(xiàn)實的人口、村落格局和未來可持續(xù)發(fā)展要求,為大堰鎮(zhèn)設(shè)計出尊重傳統(tǒng)智慧、投入成本低廉且順應(yīng)自然規(guī)律的村鎮(zhèn)水系營造方案。
大堰鎮(zhèn)居民對河溪的利用可追溯到宋朝,先民們智慧地在縣溪中修筑石壘活動壩—“大堰磡”,平水期將縣溪水位抬高約1 m,將水通過水渠引入河漫灘。水流在河漫灘分叉,三支水流流經(jīng)河漫灘后匯入縣溪;洪水期堰磡被沖毀,大部分水流入河漫灘蓄存下來;洪水過后村里再收集起石塊重新壘堰磡。
西部山體匯流的水系穿插經(jīng)過大堰村,向東流入縣溪。南部山體匯流的水系在后畈村南頭分叉一支流經(jīng)后畈村匯入下沙潭,另一支沿后畈村西側(cè)的水溝流下來后向東進入河漫灘后匯入縣溪(圖1)(張曉彤, 2019)。
圖1 縣溪傳統(tǒng)河溪利用方式示意圖Fig.1 Schematic diagram of traditional river and stream utilization on Xianxi
“大堰磡”是先民們治水的結(jié)晶,是重要的歷史文化遺產(chǎn)。大堰鎮(zhèn)屬全山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn),山區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展十分依賴縣溪流經(jīng)區(qū)域形成的河漫灘平原。先民們利用“大堰磡”排水辟田,引水灌溉,保證用水和供水。同時以“大堰磡”為樞紐,引水到河漫灘。洪水期河漫灘調(diào)節(jié)和蓄存雨洪,緩解洪澇災(zāi)害;平水期補充縣溪水流(王曉軍等, 2017)。
通過收集并分析大堰鎮(zhèn)1960年、1970年、2000年和2016年歷史影像圖,回溯縣溪兩岸河溪利用歷史變遷(圖2)。
圖2 大堰鎮(zhèn)水系歷史變遷圖Fig.2 Historical changes of water system in Dayan town
1960年大堰鎮(zhèn)河溪水系與傳統(tǒng)河溪水系基本相同,西部山體匯流的水系穿過大堰村流入縣溪,以“大堰磡”為樞紐水系通過水渠引入河漫灘形成水網(wǎng)。南部山體匯流的水系在后畈村西側(cè)分叉后一支流入河漫灘,另一支流入后畈村匯入下沙潭。縣溪兩岸的河漫灘是農(nóng)耕的主要場所,僅有少量居住用地。
1970年沿縣溪修筑引水渠后“大堰磡”的作法不再延續(xù),傳統(tǒng)水利工程“大堰磡”消失,河流水系逐漸減少。1970年代修建縣溪柏坑水庫和水涵,水穿山而過到后畈村,供應(yīng)后畈村用水。少部分河漫灘被侵占用作居住用地。
2000年與2016年河溪水系利用基本相同??h溪河道被大大壓縮,水系連通性被削弱,縣溪兩岸土地利用發(fā)生很大變化。大堰鎮(zhèn)的水系包括兩部分:一是縣溪由西南至東北流經(jīng)大堰鎮(zhèn);二是水渠,主要包括西部山體匯流的水系穿插經(jīng)過大堰鎮(zhèn)、修建的水渠、沿后畈村西側(cè)溝留下來的水系以及流經(jīng)后畈村的水系。隨著社會發(fā)展對土地需求的增加,不斷向河漫灘入侵,占用土地建設(shè)居住區(qū)、公共服務(wù)設(shè)施以及企業(yè)。但大堰鎮(zhèn)位置偏僻交通不便,發(fā)展相對緩慢,受到城市文化沖擊較少,村莊格局未被破壞。
河溪生態(tài)系統(tǒng)包括水體、河岸、河漫灘3部分結(jié)構(gòu)。河溪水系近自然營造是在保證縣溪防洪安全的前提下,維持人類生產(chǎn)生活空間的基礎(chǔ)上,依據(jù)現(xiàn)在的條件利用河溪自然規(guī)律,來模擬河溪景觀的自然特性,保證河溪生態(tài)系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮,營造人水和諧的水鎮(zhèn)景觀,改善村落風貌,促進旅游業(yè)發(fā)展。
據(jù)歷史資料記載,北宋時大堰鎮(zhèn)居民們曾因地制宜地在縣溪上修筑具有灌溉和泄洪功能的石壘活動壩——“大堰磡”?!按笱叽|”是大堰鎮(zhèn)水利文化的標志,是大堰鎮(zhèn)歷史文化的最好見證。同時“大堰磡”作為水系樞紐,既是河漫灘灌溉輸水渠,也是雨洪排水渠,在不破壞天然河道形態(tài)的情況下解決了大堰鎮(zhèn)人畜飲用、農(nóng)田干旱和洪澇災(zāi)害等問題。隨著現(xiàn)代水利設(shè)施的介入,“大堰磡”只剩遺址,“大堰磡”的修復尤為重要。通過查閱當?shù)卮迨芬约霸L談老村民,在古堰堰址上重建“大堰磡”。堰形設(shè)計在尊重古堰磡堰形的基礎(chǔ)上結(jié)合當?shù)貙嶋H情況,體現(xiàn)人與自然的和諧。就地取材,選取當?shù)靥烊粓杂驳拇笫瘔K。
歷史上的大堰鎮(zhèn)水系呈扇形網(wǎng)絡(luò)狀分布,水系連通性強。但目前由于“大堰磡”的消失,水系連通性被削弱。水作為大堰鎮(zhèn)發(fā)展重要獨特的資源,水系營造應(yīng)連接現(xiàn)狀水系,水系駁岸該硬則硬,流經(jīng)居民區(qū)的部分應(yīng)具有親水性。擬恢復村里的街巷水景,同時保留以前修建的水渠通過“大堰磡”將水引入河漫灘與縣溪相連。充分利用大堰鎮(zhèn)修建的水立交與流經(jīng)水系相結(jié)合形成獨特的水系景觀,最終形成與縣溪有機結(jié)合的水體系統(tǒng)。
根據(jù)不同河段的自然條件和現(xiàn)狀情況,河岸帶采用不同的護岸類型。鎮(zhèn)區(qū)段河岸東岸緊鄰建筑,多為硬化護岸,阻隔了人與水的聯(lián)系,使用自然山石替換原有的水泥混凝土護岸。東岸離堰磡不遠處可設(shè)置親水區(qū),為人們親近自然提供理想場所??h溪西岸的道路設(shè)計沿河完整的步行系統(tǒng),滿足濱水休憩、親水游憩功能。其余河段在侵蝕不嚴重、岸坡較緩的地段可采用柔性護岸,通過種植植物固堤護岸,侵蝕嚴重地段可采用天然石塊加固。
“大堰磡”設(shè)置在鎮(zhèn)區(qū)段河流南面與水渠連接的地方,所選石塊是當?shù)靥烊坏膱杂泊髩K花崗巖,從東北—西南方向約呈20~30°角橫切在縣溪中。斷面呈梯形,底寬約3 m,上寬約1 m,高度基本與岸邊平齊。平時可將河水位抬高約1 m,引水到東岸的水渠里,經(jīng)水渠流入河漫灘用于灌溉;洪水來時,“大堰磡”會被沖垮,少部分洪水進入水渠流入河漫灘蓄存起來;洪水過后,村里再收集起石塊重新壘起堰磡(圖3)。
圖3 “大堰磡”修復效果圖Fig.3 Effect picture of "Dayankan" restoration
山上匯流的水系流入大堰村和后畈村后分成若干細流,流入房前屋后的水渠,水渠與四通八達的巷道相伴而行,與兩旁的青石板形成獨特的水巷景觀。水系也與街巷相結(jié)合,兩者相依存,形成極具傳統(tǒng)村鎮(zhèn)特色的“水街”網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。將縣溪原先修建的人工攔水壩拆除,改為植物型堰壩,恢復自然的河道形態(tài)?!按笱叽|”作為水系樞紐將水引入東岸的水渠,一部分流入濕地公園后分散成兩條水系流入河漫灘;另一部分順著水渠流入河漫灘,途中與縣溪東岸水街交匯。南部山溝流下來的水系分叉為兩支,一支流經(jīng)水立交橋,與水街水系匯合流入河漫灘;另一支流入后畈村匯入下沙潭。下沙潭水系向北流,與一支穿過水涵、流經(jīng)后畈村的水系匯合后穿過水立交橋,形成上有行人,下有水流的景觀。此后南側(cè)山溝流下的兩條水系匯合流入河漫灘(圖4)。
圖4 大堰鎮(zhèn)水系營造示意Fig.4 Water system construction in Dayan town
鎮(zhèn)區(qū)段河岸東岸采用砌石護岸,選取當?shù)貕K石,塊石間留出縫隙,種植濱水植物。東岸的親水區(qū)設(shè)置親水平臺,平臺采用天然木質(zhì)材料建成。在緊鄰水邊的區(qū)域種植本地成熟的林灌叢和濕生落葉植物群;外側(cè)由草地和草本植物組成,作為濱水空間的一部分,為游人提供休閑活動的草地和觀賞花園。西岸道路呈蜿蜒曲折狀,沿線布局景觀休憩平臺,種植水杉以點綴。路邊設(shè)置座椅、樹池和護欄,使人們有景可看,有地可坐。其余段河岸水邊種植水生植物,臨水邊輔以緩坡、水生草叢、濱水喬灌等自然元素。岸線形態(tài)較為隨意,與水邊的大樹和植物營造出一種天然環(huán)境之感。
大堰鎮(zhèn)河溪水系近自然修復是在分析水系現(xiàn)存問題的基礎(chǔ)上,充分挖掘當?shù)剜l(xiāng)土水利用智慧,并在近自然理念指導下完成的。河溪水系的修復為大堰鎮(zhèn)帶來良好的生態(tài)環(huán)境效益。
“大堰磡”的修復將會解決以下3個問題:(1)“大堰磡”依勢而建,充分利用當?shù)刈匀毁Y源,依托小鎮(zhèn)自然風光,形成獨具特色的堰磡水文化景觀;(2)“大堰磡”在保持河道天然特性的條件下,產(chǎn)生巨大的蓄水和防洪減災(zāi)效益;(3)“大堰磡”增加河漫灘蓄水量,為農(nóng)作物生長提供水分,有利于提高農(nóng)作物產(chǎn)量,同時可以減少灌溉工程的支出。
以“大堰磡”為樞紐形成的水系景觀與河漫灘、山林形成完整的景觀體系,為大堰鎮(zhèn)提供了良好的景觀、人居生態(tài)環(huán)境。縣溪水系穿插經(jīng)過居民區(qū),為周圍居民提供親近自然的條件。
生態(tài)護岸恢復了河道橫向上的多樣性以及縱向上的蜿蜒型,岸邊栽植的植物與動物相互依存,增加生物多樣性,形成優(yōu)美的景觀生態(tài)環(huán)境。東岸設(shè)立的親水平臺為大堰鎮(zhèn)居民休閑娛樂、游憩健身提供了開放性的濱水空間,拉近了人與自然的距離。
中國各地有眾多優(yōu)秀的傳統(tǒng)水利工程,許多工程都強調(diào)人與水的和諧相處。“大堰磡”既是河漫灘灌溉輸水渠,也是雨洪排水渠,滿足了用水、供水、防洪等多種需求。同時“大堰磡”作為沿街巷水系營造設(shè)計的起點,保證了大堰鎮(zhèn)河溪水系的連通性。河溪水系為大堰鎮(zhèn)提供了良好的景觀、人居和生態(tài)環(huán)境。
在河溪景觀營造中,我們要尊重傳統(tǒng)水系生態(tài)結(jié)構(gòu),基于河漫灘生態(tài)蓄水原理,在兼顧人類活動的前提下,充分利用微地形起伏變化,模擬河溪和傳統(tǒng)河漫灘自然生態(tài)特征,保證河溪生態(tài)功能的發(fā)揮,營造可持續(xù)健康河溪水系。