新理论、新技术在公路景观绿化中的应用

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新理论、新技术在公路景观绿化中的应用

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-01-31 1275


简介: 本文概述了目前国内外公路景观绿化设计及工程实践的发展趋势、理念,并从借鉴角度出发论述了 GIS 技术、 CAD 技术、计算机网络技术及喷播植草、节水灌溉等新工艺在公路景观绿化设计、施工中的应用前景。 关键字:新理论 新技术 公路景观 绿化 应用

前 言   公路景观绿化是公路环境保护的重要内容,是国土绿化的重要组成部分,搞好公路景观绿化工作对于国务院提出的“绿色大通道建设”战略决策的实施具有非常重要的意义。

  “凡事预则立,不预则废”,规划设计作为前期工作对于公路景观绿化的成功实施起着举足轻重的作用。

  结合近几年从事公路景观绿化设计的实践经验,有如下心得体会与大家交流,希望能起到抛砖引玉的作用。

1、生态设计(可持续发展)是公路景观绿化设计的发展趋势

  公路景观绿化设计属于“景观设计学”的范畴, 在西方景观设计史上,早期的发展一直以崇尚富装饰性的外来植物和规则式园林形式为特色,较东方传统景观设计的“天人合一”思想具有更强的征服自然的色彩。但是随着近年来环境的日益恶化,以研究人类与自然间的相互作用及动态平衡为出发点的生态设计思想开始形成并迅速发展。从 19 世纪下半叶至今,中西方景观设计领域涌现出众多设计理论和设计思想,我国 将这些 理论和思想消化吸收后,应用到公路景观绿化设计工作中起到了良好的效果。

1.1自然式设计

  自然设计与传统的规则式设计相对应,通过植物群落设计和地形起伏处理,从形式上表现自然,立足于将公路景观充分融入自然环境中,创造和谐、自然的新景观。

1.2 乡土化设计

  乡土化设计是通过对拟建公路及其周围环境中植被状况和自然史的调查研究,使设计切合当地的自然条件并反映当地的景观特色。反映在公路景观绿化设计中主要是在植物选择上遵循“乡土树种为主”、“适地适树”的原则。

1.3 保护性设计

  保护设计是指对公路路域内的生态因子和生态关系进行科学的研究分析,通过合理设计减少公路建设对自然的破坏,以保护现状良好的生态系统。

1.4 恢复设计

  恢复设计是指在公路景观绿化设计中运用多种科技手段来恢复已遭破坏的生态环境。公路建设所形成的取弃土场的绿化恢复即属于此范畴。

  在取、弃 土场堆置达到设计标高后,为充分利用土地资源,恢复和改善土地生产力,可对其进行整治利用。整治后的土地可以通过种植树林和植草,改良土壤,复垦后可作为农业用地或林业用地。

  将生态设计思想应用到公路规划设计领域最著名的例子是美国著名景观设计大师 I·L·麦克哈格教授(1920-2001)在20世纪60年代所做的美国里士满林园大路(park way)路线选线与景观规划。

  1969年,麦克哈格先生出版了《设计结合自然》 (Design With Nature)一书,该书提出在尊重自然规律的基础上,建造与人共享的人造生态系统的思想,并进而提出生态规划的概念,发展了一整套的从土地适应性分析到土地利用的规划方法和技术,即计算机辅助叠图分析法 (“千层饼”模式)。这种规划以景观垂直生态过程的连续性为依据,使景观改变和土地利用方式适用于生态方式。

2、延续历史文脉、弘扬民族文化是公路景观绿化设计的重要使命

  可持续发展是人类文明史上的一个重要里程碑。它不仅体现在物质资源和自然资源的永续利用和可持续发展之上,也体现在人类精神文明与文化知识的持续发展之上,体现在如何保持、保护、弘扬民族精神与文化之上。人类在走向更高文明的过程中,文物古迹、民风、民俗等文化资源的保存、保护和永续利用同物质资源和自然资源的保护同样重要。它是现任留给后代的最珍贵的遗产。公路建设本身是我们创造出的人文景观,它同其周围的景观共同构成了一个四维的景观环境。它既有形、声、色、光等使用方面的物质环境,同时又有历史遗产、社会生活、视觉感受、场所特征、形象符号等精神方面的文化环境。公路建设要研究如何保护延续这种环境,并能很好的开发、利用和欣赏这种环境。

3、公路边坡综合防护技术的研究为景观绿化设计注入新的活力

  传统的公路边坡防护一般首先考虑采用工程防护措施,生物防护仅仅作为工程防护的附属,只起到点缀美化的作用,而且在设计阶段预留给生物防护的工程费用十分少,施工时往往造成杯水车薪的窘境,只能靠建设单位““自筹资金”来解决;同时,还存在为追求所谓的“景观效果”,盲目采取不合适的植物防护措施,建置单一外来景观草种群落,追求短期的景观效果,而时间稍长外来草种便被当地野草吞噬殆尽,给建设资金造成巨大的浪费的现象。

  形成上述认识误区的根源在于没有认清公路边坡工程防护与植物防护相结合的辩证关系及植物群落的自然演替规律。

  首先,公路边坡工程防护与植物防护二者是相辅相成的,边坡防护离开工程措施最根本的稳定问题就无从谈起,但单纯依靠工程措施,又难以解决边坡水土流失加剧、景观效果欠佳的难题。只有在充分、科学分析边坡地质构造特点的基础上提出工程与植物相结合的措施才是唯一的解决途径。

  其次,边坡防护植物的选择应按自然规律办事,遵循“适地适树(草)”、“生物多样性”的原则。尽量避免采用单一的草种进行绿化,应大力提倡草灌结合的立体防护措施,同时在草种的配比上以乡土草种为主,多种草种进行配比混播,在满足边坡防护的前提下,结合考虑景观效果。

4、信息时代公路景观设计技术的发展趋势

  随着科学技术的发展,新技术及新的思想手法也在潜移默化地影响了公路景观绿化设计的发展趋势,结合我们近几年的设计实践,有以下几点体会:

4.1 GIS(地理信息系统)技术的应用

  GIS ( Geographic Information System 地理信息系统)是六十年代中期开始发展起来的新技术。它最初为解决地理问题而起,至今已成为一门涉及测绘学科,规划设计、计算机技术等多学科的交叉学科。 1963 年加拿大测量学家 R.F Tomlinson 首先提出了地理信息系统这一术语,并建成世界上第一个 GIS( 加拿大地理信息系统 CGIS) ,并用于自然资源的管理和规划。不久,美国哈佛大学提出了较完整的系统软件 SYMAP 。进入 70 年代以后,由于计算机软硬件水平的提高 , 促使 GIS 朝着实用方向迅速发展,一些经济发达国家先后建立了许多专业性的 GIS ,在自然资源管理和规划方面发挥了重大的作用。 80 年代后兴起的计算机网络技术使地理信息的传输时效得到了极大的提高,它的应用从基础信息管理与规划转向更复杂的实际应用,成为辅助决策的工具,并促进了地理信息产业的形成。

  同样 GIS 也在公路勘察设计领域得到了充分的利用。目前,发达国家普遍利用 GIS 建立公路数据库;通过计算机模拟,建立多种分析、评价模型,制订并多次修订通行能力手册,为规划、设计提供了理论依据、决策方法与分析手段。全面利用 GPS 卫星定位、航测遥感技术代替传统的人工勘察,将采集来的数据通过数字地面模型与 CAD 系统相衔接,具有越来越强大的集成功能;如英国的 MOSS 系统不仅可完成控制点的比选、景观的布局,而且可提供动态的景观评价。为设计人员从宏观角度进行公路路域景观规划设计提供了强有力的辅助工具。

4.2 计算机辅助设计(CAD)技术的广泛应用

  近几年来计算机行业的发展日新月异,软、硬件升级周期愈来愈短,为计算机辅助设计( CAD )在公路景观设计领域的应用提供了广阔的空间,人们从来没有向今天这样发现计算机具有如此巨大的魅力,通过计算机辅助设计,设计效率成倍提高,设计成本大幅度降低,基本使设计人员丢掉了图板,由“刀耕火种时代”进入“光与电的科技信息时代”。

  目前,在 Auto cad 软件作图的基础上,配合使用 photoshop 、 3dmax 、 3dviz 、 coreldraw 、 MAYA 等功能强大的绘图软件,可以获得更直观更生动的公路景观设计效果,所有这一切都使公路景观设计学进入了一片广阔无垠的新天地,使设计者可以充分发挥思维的创造性,创造出前人无法想象的景观作品。

4.3 计算机网络技术的发展与普及

  计算机网络技术的发展可谓是日新月异,设计人员不仅可以通过公司内部局域网达到与同伴之间的信息传递和资源共享,使设计工作管理更直观有条例、设计分工更加科学合理、工作效率大大提高。更为有用的是,设计人员可以通过国际互联网 (internet) ,在极短的时间内检索、查阅出大量自己想要的与设计相关的资料、信息,同时可以了解相关领域最前沿的发展动态与发展趋势。而不必再象以往那样,到图书馆或书店翻阅大量的图书资料,并且这种繁重体力劳动的效果往往并不理想。通过各种专业性的 BBS 讨论网站,可以为天南海北、素不相识的设计人员提供一种平台,在这种虚拟的交流空间里,设计人员可以切磋有关设计的技巧、提供各种专业知识的疑难解答、展示自己的设计作品并能听取到许多好的建议等等,在这种交流平台的支持下,通过与形形色色的专业高手的切磋,设计人员的设计水平可以得到快速的提高。

5、新的施工工艺及新材料的使用显示出强大的生命力

  科技发展日新月异,公路边坡防护的施工工艺及公路绿化的新材料不断涌现,为公路景观绿化设计人员提供了更多可以选择的设计方案。结合我们在湖南省潭邵高速公路路堑边坡绿化实验示范工程中有关经验简述如下:

5.1 边坡植物防护施工 新 工艺

  公路建设尤其是高速公路的建设,往往伴随着高填深挖作业,由此而产生大量公路边坡,形成水土流失隐患,如何快速有效地对公路边坡进行绿化防护是国内外研究的热门话题,通过长期的研究、实验,一批理论先进,技术成熟的边坡植物防护施工工艺脱颖而出,其中采用最广泛的便是喷播技术和三维植被网绿化技术。

  喷播技术又分为湿式喷播技术和客土喷播技术。

  三维植被网护坡是指利用活性植物并结合土工合成材料等工程材料,在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统,通过植物的生长对边坡进行加固的一门新技术。根据边坡地形地貌、土质和区域气候的特点,在边坡表面覆盖一层土工合成材料并按一定的组合与间距种植多种植物,通过植物的生长活动达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的,经过生态护坡技术处理,可在坡面形成茂密的植被覆盖,在表土层形成盘根错节的根系,有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀,增加土体的抗剪强度,减小孔隙水压力和土体自重力,从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力。

5.2节水灌溉技术的广泛应用

  公路绿化的成败,很大程度上取决于水分因子,尤其对于我国北部及西北部广大干旱、半干旱地区的公路绿 6 化更是起着决定性的作用。但是,目前全国性的水资源短缺又严重制约了传统绿化灌溉技术的应用。解决这一问题的根本措施在于实施节

长丝土工布具有良好的力学功能,透水性好,并能抗腐蚀,抗老化,具有隔离、反滤、排水、保护、稳固、加筋等功能,能适应凹凸不平的基层,能抵抗施工外力破坏,蠕变小,长期荷载下仍能保持原有的功能。特性:强 度—— 同等克重规格下,各向拉伸强度均高于其它针刺无纺布;抗紫外线光照——具有极高的抗紫外线能力;耐极高温性能——耐高温达230℃,高温下仍保持结构完整及原有的物理性能;渗透性及平面排水性——土工布较厚且是针刺成型的,具有良好的平面排水和垂直透水性,多年后仍能保持此性能;耐蠕变性——土工布耐蠕变性优于其它土工布,因此长效性好。它能耐土中常见化学物质的侵蚀以及耐汽油、柴油等的腐蚀;延展性——土工布在一定应力下有很好的延伸率,使之能适应凹凸不平的不规则基面。

水灌溉技术。

  微灌技术作为一项革命性措施已经取得了广泛的共识。微灌是一种现代化的精细高效节水灌溉技术,具有省水、节能、适应性强等特点,同时由于它灌水可兼施肥(药),还具有提高肥(药)效,促进作物优质高产的效果。微灌技术又分为滴灌、地表滴灌、地下滴灌等形式。

5.3 保水剂等节水 绿化 新材料的开发应用

  保水剂是一种超强吸水树脂 (super-absorbengt hydrogel) ,在我国又被称为吸水剂,是新型的有机高分子化合物。早在 20 世纪 60 年代,美国科学家已研制出淀粉型保水剂, 70 年代在玉米、大豆进行涂层和造林方面应用,取得良好效果后,世界各国竞相研制出数十种保水剂。日本有 20 余家公司生产的保水剂主要用在与埃及政府合作的沙漠绿化计划中,已成为有效的农林节水技术项目。英国研制出防止土壤侵蚀保证作物需水的防蚀聚合物。法国研制出能吸收自身水 500 ~ 700 倍的“水合土”,用于改良沙特阿拉伯干旱地区的土壤结构。我国保水剂研制始于 80 年代,已有 10 多个单位研制出数种保水剂,在 60 多种作物上试验,示范面积达7万hm2 。

  目前保水剂已开始在公路绿化中得到应用,尤其是在沙漠地区公路绿化及盐渍土地区公路绿化中已显现出其出色的吸水、保水抗旱能力。


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