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關鍵詞:
水是生命之源,人們的生活與水緊密相關,無論是工業(yè)生產用水,還是居民飲用水,都體現(xiàn)了水資源在人們日常生活中的重要性。但是,我國的水資源分布極不均衡,每到夏秋季節(jié),南方和北方會出現(xiàn)兩種極端的情況,南方洪澇災害嚴重,北方則經(jīng)常發(fā)生旱災。為了讓南北方的水資源能夠均衡利用,我國實施了“南水北調”工程。該工程既解決了南北方水資源不均衡的情況,又有利于防洪澇災害;既解決了我國的河運問題,也解決了發(fā)電問題,同時也促進了國家經(jīng)濟的發(fā)展。但是,傳統(tǒng)的水利工程建設在調配水源的過程中對河道產生了一系列的負面影響,而在人工修建水利工程的過程中,對河道的生態(tài)平衡產生了嚴重的破壞,使得河道水體的自我調節(jié)能力降低,這一現(xiàn)象受到社會的廣泛關注。
1水利工程建設對河道治理方面的影響
1.1水利工程建設對河道水環(huán)境的影響
隨著社會科學技術的發(fā)展,越來越多的新技術被應用在改善人們的生活中,水利工程建設就是其中的一項,主要運用高新技術改善我國南北水資源不均衡的情況,是借助原有的河道水源建立水利工程。但是,由于人工施工破壞了河道的生態(tài)環(huán)境,使得河道中的水溫發(fā)生變化,影響魚類和植被的生長,再加上水利工程沿線的水庫比較多,因而影響了河道的水質,也影響了河道水環(huán)境。水利工程在施工建設過程中,向河道排放了大量的施工垃圾以及施工廢水等,嚴重破壞了河道水源,對水生植物的生長環(huán)境造成嚴重的破壞。水利工程在實施的過程中,水庫對河道水資源有一定的消耗作用,影響了河道的水流速度,減緩了河道水資源的更新,進而使得河道水質下降,河道水體的自凈能力與自我調節(jié)能力降低,最終讓河道環(huán)境失去平衡[1]。
1.2水利工程建設對河道周圍環(huán)境的影響
由于水利工程在施工過程中產生了許多的施工垃圾,一部分排放到河道中,另一部分丟棄在水利工程旁邊。眾所周知,施工材料含有化學物質,所以,其對周圍的植被資源有一定的影響,也破壞周圍的生態(tài)平衡,不利于陸地生物的棲息生長。
2生態(tài)水利在河道治理工程建設中堅持的原則
2.1要提高河道生態(tài)環(huán)境空間的異質性原則
由于水利工程建設對河道的生態(tài)環(huán)境有一定的破壞性,降低了河道的自凈能力,破壞了河道水生植被、水生生物的生長環(huán)境。為了提高河道生態(tài)環(huán)境的質量,改變河道水生植被等的生長環(huán)境,就要提高河道生態(tài)環(huán)境空間的異質性。此外,由于人們對河道生態(tài)的干預太多,使得河道逐漸向單一化發(fā)展,為了讓河道重新向多元化發(fā)展,在水利工程建設過程中,人們要注重河道生態(tài)環(huán)境中生物的多樣化,并對河道環(huán)境進行保護,為河道異質性打下良好的基礎[2]。
2.2合理布局景觀,堅持整體性原則
水源關系到人們的生存,因此,在水利工程建設中,一切的建設要以水利工程建設為核心,以可持續(xù)發(fā)展建設為前提,進而對水利工程進行合理規(guī)劃。對于景觀的尺度,應當設計得小一點,并與水利工程建設的設計保持整體性,將水利工程、河道的生態(tài)建設放在第一位。
2.3要堅持水利工程服務社會原則
我國建設水利工程的目的是解決我國的人民生活用水問題,并為國家經(jīng)濟的發(fā)展做出一定的貢獻。除了我國大型的水利工程之外,還有很多小的水利工程項目。因此,在建設小的水利工程項目時,既要注重水利工程的生態(tài)建設,還要注重水利工程對社會的服務功能;一方面要解決用水不均衡問題,另一方面還要讓水利工程調節(jié)洪澇災害,并利用水資源進行發(fā)電,爭取讓水利工程在保持生態(tài)平衡的情況下能夠最大限度地服務社會,從而體現(xiàn)水利工程的價值。
3生態(tài)水利在河道治理工程中的應用情況
在自然環(huán)境中,河道與周圍環(huán)境構成一個統(tǒng)一的生態(tài)系統(tǒng),河道自身也獨立成為一個生態(tài)系統(tǒng),在水利工程建設中,要讓水利工程對洪澇災害進行預防,并對河道的治理提出合理的規(guī)劃,前提是堅持可持續(xù)發(fā)展原則。
3.1促進河道環(huán)境恢復自凈能力
在水利工程建設過程中,提供生態(tài)水利工程的應用,主要確保河道水生動植物的多樣性發(fā)展,促進水利工程的防洪防澇功能建設,并恢復河道的生態(tài)狀況,促進河道恢復自凈能力[3]。在水利工程建設過程中,首先要以保持河道的生態(tài)環(huán)境為主,為了讓水利工程與河道的走向保持一致,保護河道,將河道的岸線形狀以不規(guī)則的形式設計,讓河道中沖刷的淤泥形成自然的河岸,對河道進行保護。在河道治理的過程中,要將河道與生態(tài)系統(tǒng)有機地結合起來,讓它們形成一個生態(tài)環(huán)境體系,并促進整個生態(tài)環(huán)境體系的食物鏈發(fā)展,讓食物鏈不斷完善,才能提高河道生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的自凈能力。
3.2建立生態(tài)河堤,促進河道生態(tài)治理工程
水利工程建設不僅關系著人們的用水問題,還與河道的生態(tài)環(huán)境緊密相連,因此在水利工程建設過程之前,工作人員要讓專家對水利工程沿線的河岸進行勘察,然后對其分析,按照不同河段的情況對河堤進行合理改造,建設生態(tài)河堤。再對不同河道的形狀、水流速度等因素進行測量,制定合理的河道空間。當然,在河堤生態(tài)建設中,還可以在河道兩側設置淺灘,擴大視覺效果[4]。建立穩(wěn)定的河堤之后,就要關注河道生物的多樣性,只有河道中的生物種類多了,河道的生態(tài)就能得到治理。在河堤施工之前,要對施工材料進行慎重選擇,讓護岸的材料與河堤周圍的環(huán)境能夠融合,減少護堤材料對周圍環(huán)境的影響。
3.3運用新型的水工建筑物
在河道生態(tài)建設工程施工中,施工的材料要符合河道生態(tài)環(huán)境要求,就要保證施工材料的安全環(huán)保性。最常見的河堤有橡膠壩,它是一種新型的水工建筑物,它的結構簡單,價格也比較低,而且還能夠防洪,成本比較低,是小型河道治理工程的首選。
3.4水生植被的種植和水生動物的放養(yǎng)
在河道生態(tài)建設過程中,河道生態(tài)環(huán)境得到了保護,那么對于缺少的水生植被與動物種群而言,就要不斷地自我修復,或者進行人工放養(yǎng)的方式讓河道中的生物多樣化。河道管理人員可以在河道內種植水生植物,如睡蓮、海藻等,對水體中的有害物質進行吸收,進而增強河道水體的自凈能力,并為河道水生生物提供良好、穩(wěn)定的生存環(huán)境。管理人員還可以放養(yǎng)水生動物,比如各種魚類的養(yǎng)殖,有利于消耗水中的微生物,阻斷病菌的成長和傳播。
4結語
在水利工程建設中,傳統(tǒng)的水利工程在提高水資源利用率的同時,也促進了我國工業(yè)的發(fā)展。但是,傳統(tǒng)的水利工程施工建設對河道產生了一定的污染,不利于河道生態(tài)環(huán)境的平衡發(fā)展。而新型的生態(tài)水利工程建設,不僅具備防洪功能,而且還有利于恢復河道的生態(tài)環(huán)境,通過河道生態(tài)環(huán)境的建設,有利于改善河道的水質,并通過人工放養(yǎng)的方式增加河道生物的多樣化。
參考文獻:
[1]王宏俊.生態(tài)材料在河道生態(tài)工程治理中的應用[J].人民長江,2013(S1):86-88.
[2]高建.生態(tài)水利在河道治理工程中的應用[J].黑龍江水利科技,2014(11):227-228.
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.244
1 河道治理存在的困難
我國非常注重對水資源的利用,并采取多種措施進行了河道整治,讓河道為城市化進程發(fā)展發(fā)揮作用。但隨著人為且不符合自然規(guī)律的干涉整治,河流生態(tài)系統(tǒng)遭受到樂氐鈉蘋擔即河流出現(xiàn)污染、干涸等問題。因此為了使河道以正常的生態(tài)特征促進我國經(jīng)濟的發(fā)展,人類需要進行河流生態(tài)修復。河道屬于自然生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分,其本身具備自我生態(tài)修復的能力,然而人們常常采用人為治理的方式,對河道自我生態(tài)修復造成影響,致使河流生物逐漸遷徙,甚至死亡。人們在對河道進行整治時,會使河流、水質、植被等都產生影響,這些都是保障河流生態(tài)環(huán)境的因素,如果其受到影響,則河流生態(tài)環(huán)境則會受到破壞。
隨著社會的發(fā)展,人們針對河道治理的措施越來越多,如采用各種技術和設施,使河流轉向、斷開、加深、拉直等,導致河道的形態(tài)被強行改變。河道形態(tài)的改變,會影響城市地下水的生態(tài)性,使城市供水出現(xiàn)問題。河道本身蜿蜒曲折,符合自然規(guī)律,但采用人為整治的方式,導致河道儲蓄洪水能力遭受到破壞。人們采用混凝土進行改造,致使自然水體之間不能完成互動,增加洪水發(fā)生期間洪水的破壞力,同時也會增加泄洪難度。因此在進行河道治理和改造時,要考慮河道原本的形態(tài),滿足自然規(guī)律下河流本身的形態(tài)。
人為進行河道治理,勢必會對自然生長的植物產生影響,很多植物會因為河道改造而逐漸死亡,對自然環(huán)境產生不良影響。如果城市主張發(fā)展旅游經(jīng)濟,被破壞后植物會影響城市的美感,導致其旅游經(jīng)濟受到影響。而且如果不針對河流和植物進行修復,則會導致城市自然環(huán)境越來越差。
2 河道治理的原則
如今人類的生產生活對自然環(huán)境的影響越來越大,且人類為了加大水資源的利用率,而采用人為整治的方式,強行對河道進行改造,致使河道生態(tài)系統(tǒng)受到嚴重的破壞。因此在進行河道治理時,不能夠強行采用人為方式進行生態(tài)修復,而是需要滿足自然規(guī)律和河流原本生態(tài)系統(tǒng)的情況下,適當?shù)夭捎萌藶榉绞竭M行生態(tài)修復。如通過植物改造河岸的方式,進行河道的治理。河道治理工程比較復雜,且需要耗費較大的精力和較長的時間。我國應當注重對各個國家先進治理經(jīng)驗的學習,根據(jù)河道實際情況,制定詳細的治理規(guī)劃。除了考慮河道的特征外,還需要結合城市特征和發(fā)展規(guī)劃,進行河道治理規(guī)劃。在進行河道治理時,不能單單只考慮河道生態(tài)系統(tǒng)或城市經(jīng)濟發(fā)展,應當綜合考慮所有的因素,保障各個因素的協(xié)調發(fā)展。人們之所以進行河道治理,是希望河道能夠最大化滿足人們的需求,因此在進行河流生態(tài)修復時,要考慮人類的需求。如果城市發(fā)展和生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)矛盾,則需要著重考慮生態(tài)環(huán)境,避免生態(tài)環(huán)境惡化,影響城市的發(fā)展。但仍然需要注意,河道治理不僅僅是自然生態(tài)系統(tǒng)的一部分,也是城市規(guī)劃發(fā)展的重要組成部分。
3 河流生態(tài)修復技術
3.1 河道形態(tài)的修復
人為進行河道修復主要是進行緩坡或低坡的改造,將已經(jīng)難以發(fā)揮作用的攔河壩拆除。同時為了保障河流水體的流動性,需要建設通道,促使河流恢復生態(tài)流動的連續(xù)性。另外還可以通過建造和埋設溝壑的方式,確保水體流動性更加符合自然規(guī)律。為了使河道的泄洪能力得到提升,應當進行堤線和灘地高度的改造,使河流具有增多的流動空間。
3.2 河床斷面的修復
人們在進行河床斷面的修復時,主要是針對護岸和護坡進行改造。人們之前在進行河道改造時,會在河床上鋪設硬質材料,不利于河流生態(tài)修復,因此需要將硬質材料拆除,并結合河道實際情況采用石頭或魚巢的方式,進行河床生態(tài)修復。另外,還可以根據(jù)河道的徑流進行河道的拓寬,可以根據(jù)相應的分級方式,將河道徑流分為多個不同的等級,隨后徑流級別進行改造。針對已經(jīng)暴露時間較長的河床,可以通過種植植物的方式,保障河床的生態(tài)型建設。通過種植植物進行河床的改造,還可以增加河道的美觀性,并對河流水質凈化起到作用,符合城市發(fā)展規(guī)劃和生態(tài)系統(tǒng)修復的要求。
3.3 河流水質的修復
生態(tài)浮床技術、河道曝氣技術、外流引水稀釋沖刷技術及底泥疏浚等都是目前水質修復的常用方法,生態(tài)浮床技術主要是利用水生植物進行河水水質的修復,即通過水生植物及其他物種的關系,提高人工生態(tài)系統(tǒng)的作用,以達到降低河流污染的目的。河道曝氣的主要作用是河流水質實現(xiàn)自我凈化的能力,即通過加速復氧過程,提高河流生物的活性。外流引水稀釋沖刷技術,主要是通過引入外流,降低河流的污染負荷,但通過外流引水的方式,會導致河流本身水質受到影響。底泥疏浚的主要作用是清除河流底部的毒害物質。在城市的發(fā)展中,工業(yè)廢水和生活廢水對水資源污染效果比較嚴重,因此在進行河流水質的修復時,還要進行各類廢水的控制,避免因為廢水過多,污染過于嚴重,而導致河流水質修復無法產生作用。
3.4 河流生態(tài)修復材料的應用
植物是最常用的河流生態(tài)修復材料,如蘆葦具有凈化水質的作用,且其對生長條件的要求不高,因此可以通過大范圍種植,促進河流生態(tài)系統(tǒng)的修復。另外生物相容型材料具有透氣透水等優(yōu)勢,滿足多類植物的生長需求,同時其還具備吸附微生物的作用,達到水質凈化的目的,因此可以使用發(fā)材料進行河流生態(tài)修復。
4 結束語
綜上所述,隨著城市的發(fā)展,人們?yōu)榱耸顾Y源滿足生產生活需求,而對河道進行整治,導致河流生態(tài)系統(tǒng)受到破壞,出現(xiàn)水資源污染、干涸等情況,因此需要進行河流生態(tài)修復。通過上述分析可知,河流生態(tài)修復屬于復雜且耗費時間較長的工程,需要進行完善的規(guī)劃,確保河道具有生態(tài)性,并滿足人類的需求。
參考文獻:
【摘要】河道生態(tài)治理是城市河流規(guī)劃管理工作的重要組成部分,對城市生態(tài)建設環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。本文結合筆者多年的實踐經(jīng)驗,通過介紹城市河道的各種功能和河道治理生態(tài)理念,重點針對河道生態(tài)治理工程的實施措施進行探討,并提出一些個人見解,以供實踐參考。
關鍵詞 河道;生態(tài)理念;生態(tài)治理;護坡;實施措施
隨著我國社會經(jīng)濟建設的快速發(fā)展,人們物質生活水平得到不斷的提高,他們對于城市生態(tài)環(huán)境越來越重視,建立一個生態(tài)型城市也成為了人們的共識。河道作為城市河流規(guī)劃的重要內容,是城市常見的基礎設施,在城市防洪、抗旱、灌溉和運航等方面發(fā)揮著不可替代的作用。目前,許多河道的功能局限在防汛上,忽略了河道的美觀性以及與周邊環(huán)境的生態(tài)統(tǒng)一性。若城市規(guī)劃人員沒有做好河道生態(tài)治理工作,不僅會影響到河道內外生物的多樣性和河道系統(tǒng)的健康發(fā)展,而且也不利于城市生態(tài)環(huán)境的建設。因此,如何實現(xiàn)河道經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、生態(tài)效益以及社會效益的有機統(tǒng)一,建設現(xiàn)代化的河道生態(tài)工程,就成為了城市規(guī)劃人員面臨的難題。
1.河道治理的傳統(tǒng)模式?
傳統(tǒng)和道德治理,往往基于河道基本功能的實現(xiàn),如抗旱、排澇、防洪等,進行裁彎取直,清淤挖泥,河岸加高,采用硬性材料護坡等,而對于生態(tài)功能則考慮較少,其很大程度上以犧牲周邊環(huán)境為代價,這就造成了生態(tài)環(huán)境的破壞,進而影響了河道內部以及周邊動植物的生長與繁殖。同時,在河道建筑中,往往運用硬性材料,而材料中的有害物質進入河流,必然對河水質量產生影響,引發(fā)生活用水質量下降,嚴重影響著人們的身體健康。再者,河道的傳統(tǒng)功能性,以實現(xiàn)實用性為主,在實際治理中往往以人為性變化為基本,而忽視了流勢的自然性,出現(xiàn)一些河道被迫改道,淺灘深潭缺失,水流快慢得不到控制等問題,這不僅影響了基本性功能的發(fā)揮,而且很大程度上有失自然美觀性。
2.河道治理生態(tài)理念?
秉持著生態(tài)理念來進行河道治理,會減輕河道治理工程對該地區(qū)各個方面的破壞和影響。堅持怎樣的生態(tài)理念,把河道治理造成的危害和影響降到最低程度呢?這就需要政府相關部門做好統(tǒng)籌規(guī)劃,科學合理地做好河道整治的具體統(tǒng)籌。尊重自然,確保生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。?
2.1重視水污染的治理。
河道施工用水產生的廢水要經(jīng)過有效的處理??梢詫U水先排入專門的廢水收集池,然后經(jīng)過污水處理和水質檢測再考慮是否回放。嚴禁工作人員隨地丟棄廢棄物,機械的清洗可以在施工區(qū)以外進行,經(jīng)常清理施工區(qū)周圍的衛(wèi)生以避免影響周邊衛(wèi)生環(huán)境。并告知周圍地區(qū)的人們慎用治理中的水資源。?
2.2有效防止和處理水土流失。?
(1)嚴禁在河道兩旁大量堆積施工所用石料、土料堆放的施工材料上要用塑料膜等物體進行覆蓋,并在材料底部用編織袋等東西壓蓋,以免降雨時造成大量沖刷。?
(2)在廢棄土區(qū),要建有專門的防護基礎設施,合理挑選棄土場,應該表面平整,周圍要設有防護不易沖刷的防護植被。水土保持是河道治理工程建設中的重要組成部分之一,它能夠保障河道治理工程作用的有效發(fā)揮,在每一次的河道整治工作中都要把水土保持的問題首先考慮在內,切實做好水土保持的設計工作,否則,一旦發(fā)生水土流失的現(xiàn)象,將會造成嚴重的破壞和影響,河道治理工作的進程也會受到阻礙。?
2.3有效處理噪聲污染。
噪聲污染影響著人們正常的生產生活秩序,在施工時可以給機械作業(yè)人員配備防噪用具,盡量選用低能耗、低污染、排放少的機械進行施工作業(yè),柴油等燃料方面也要慎重選擇,避免因機械狀況不佳而造成一定的噪聲污染。在日常作業(yè)中要做好機械的維修和保養(yǎng)。在通過施工道路的時候,車輛應該減速行駛,不用喇叭以降低噪聲,并盡量在晚上10點以后作業(yè)。同時做好對施工人員的培訓,在居民生活區(qū)周圍尤其是晚上盡量不要大聲喧嘩人為地制造噪音。?
2.4有效處理所在河流生物的生存問題。
先了解所在河流的生物種類及其生活習性,做好水生動物的安全保護工作,專門設置活動區(qū)域范圍,創(chuàng)造出良好的生態(tài)環(huán)境,避免水生動物因水域環(huán)境的突然改變而大量遷徙。對于水生植物,在河道治理過程中對它們所造成的影響應該盡量進行補救,并合理配置植被。?
2.5對于河道周圍居民的健康做好全面的保護措施。
搞好施工區(qū)的衛(wèi)生,在施工區(qū)經(jīng)常進行現(xiàn)場消毒,妥善處理廢水和生活垃圾;保障現(xiàn)場工作人員良好的生活條件,嚴格按照安全規(guī)定搭建施工人員暫住房屋,制定相關制度,安排專門的衛(wèi)生工作人員,做好施工區(qū)的衛(wèi)生防疫工作;時常對工作人員進行身體檢查,關心他們的健康和安全,并監(jiān)督他們嚴格執(zhí)行操作章程,做好全面的應急措施;在工地食堂和操作區(qū)域配設專門的消毒器具,保證施工人員的清潔用水,飲用水具定期清洗。?
2.6加大宣傳力度,提高全民參與度。
積極宣傳生態(tài)理念,讓人們都參與到生態(tài)環(huán)境的保護中來,實現(xiàn)生態(tài)和社會的可持續(xù)發(fā)展,讓居民們積極配合整治河道工作,減少河道治理所帶來的破壞。?
2.7建立有效的監(jiān)督管理機制,以保證生態(tài)治理工作帶來的持續(xù)性效果。
在河道整治的過程中,要協(xié)調統(tǒng)一各個方面,做到生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟環(huán)境和社會環(huán)境的有機融合與統(tǒng)一,將生態(tài)理念用于治理河道的工程建設中,這不僅可有效恢復河道本身的防洪排澇功能,同時對于改善河流所在地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,人文生活環(huán)境也有較大的幫助。
3.河道生態(tài)治理工程的實施措施?
河道生態(tài)治理是現(xiàn)代城市發(fā)展的一個必然走向,其不僅面向河道基本功能的實現(xiàn),而且越來越突出人與自然、水與動植物、人與水之間的和諧關系營造,以求實現(xiàn)河道回歸自然,河道文化以及生態(tài)河道的目標。?
3.1河道形態(tài)尊自然。
傳統(tǒng)的河道治理往往采用裁彎取直的方式,這不僅改變了河道的天然走向,而且嚴重破壞了動植物生存的空間,在現(xiàn)代河道治理中,要進行河道形態(tài)恢復,采取工程措施把曾經(jīng)裁彎取直的河道進行適度修復,保留一定自然彎曲河道,恢復河流低水槽,以不同的彎曲度、灘岸深度以及流沙控制度,來實現(xiàn)對河水的速度控制,以更好地實現(xiàn)河道的流速自我調節(jié)功能,實現(xiàn)河水自我凈化,進而實現(xiàn)河流生物多樣性發(fā)展。?
3.2河道護坡生態(tài)化。
河岸生態(tài)是河流生態(tài)的關鍵,傳統(tǒng)的硬性材料建設雖然起到了加固堤壩的作用,但是影響了生物的生存,所以,在河道護坡建設中,要注重選材、護坡以及自然可用資源的合理化使用。?
(1)首先,在河道治理中,盡量減少混凝土、漿砌石塊等硬質材料的使用,而采用一些新素材,如采用河底淤泥,在現(xiàn)場脫水、固化后將淤泥整袋用于填土或是護岸,同時,將袋口用植物封扎,這不僅減少了硬性物質對水源的污染,而且很大程度上促使植物再生。以卵石填充,充分利用現(xiàn)場產出的混凝土棄渣,這不僅有利于魚類生存空間,而且變廢為寶,實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的雙統(tǒng)一。?
(2)其次,天然石鋪坡,通過天然石砌壘,讓石塊達到口口吻合狀態(tài),這在急流處較為常見,在洪水時間較長的緩流處也可使用,其石塊與石塊之間講究天然造成,即為通過水草、水中或是土地泥沙等物質自然填充,不必利用水泥等,這不僅減少了原材料的投入,而且很大程度上為水下生物提供了良好的生存空間。?
(3)天然拋石是最簡單的一種河道生態(tài)治理方式,這不僅可以有效阻止洪水,而且拋石之間存在縫隙,可以為魚類以及其他生物提供嬉戲場所,利于生物多樣性繁殖。?
(4)最后,采用植被護坡。植被不僅具有防風固沙、涵養(yǎng)水源的作用,而且很大程度上實現(xiàn)了河道與周邊環(huán)境的生態(tài)性過渡。在坡面分層處種植一些根系發(fā)達的植物,如柳樹、槐樹等,以其根系的含水與護土功能來保持河道岸坡的水土。在緩坡或是普通河段多用草坪和低矮植物進行護坡,尤其是對野生草種的使用,這不僅能夠有效提升植被的成活率,而且能夠很快實現(xiàn)生物環(huán)境的適應,這就起到了生物生存環(huán)境的保持與優(yōu)化作用。?
3.3河道斷面重實際。
河道的斷面設計,依據(jù)河道實際功能的實現(xiàn),往往采用復式、矩形、雙層以及梯形等形式,其選擇必須根據(jù)河道的地理位置,以及與河道功能的適應性。?
(1)首先,復式斷面的選擇。復式斷面的主要性能在于行洪、排澇,在一些山溪河流中,枯水期流量少,水流主要在主河道,而洪水期流量大,允許出現(xiàn)洪水漫灘,洪水位低,一般不用建設高達防洪堤,而在枯水期時,根據(jù)當?shù)氐牡匦翁卣鬟M行河道功能開發(fā),如在地勢低而且地面寬闊的灘地,可以開發(fā)大型運動場,如足球場,而在相對較窄處,則可以修建一些輔道路,小型休憩場所等,這就使得河道空間利用率提升,不僅滿足了河道基本功能的發(fā)揮,而且很大程度上促進了河道經(jīng)濟功能實現(xiàn)。?
(2)其次,矩形斷面的選擇,一般用于人口較為密集地區(qū),其占地面積小,通常在原河道的基礎上進行挖深,在城市河道中被廣泛采用,這不僅有效的實現(xiàn)了其基本功能,而且起到了點綴城市環(huán)境的作用。?
(3)再者,雙層河道的選擇,一般來說,雙層河道上層是明河,下層是暗河,這較長運用于城鎮(zhèn)區(qū)域內河治理,這就使得河流呈現(xiàn)出暗河排澇、泄洪,明河休閑、娛樂的雙層特征,有效實現(xiàn)了河道的實用性與經(jīng)濟型的統(tǒng)一,也在一定程度上拉近了人與水、人與自然的距離。?
3.4河道景觀天然化。
景觀河道是河道生態(tài)治理工程的一個重要方面,其不僅在于在河道形態(tài)、護坡實現(xiàn)上關注河道的景觀與自然相統(tǒng)一,而且在河道治理的周邊環(huán)境景觀以及人文景觀的設計上也遵循人造天然的規(guī)律,這就要求在因地制宜,在城市河道條件具備處,設置景觀水面,在河道內部進行水草種植,在河岸邊緣,在不影響正常生態(tài)環(huán)境的情況下,適當采用灌喬木以及設置相應的人文性休閑娛樂場所等,以實現(xiàn)河道景觀天然化。
4.結語?
綜上所述,河道生態(tài)治理是促進城市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。因此,在河道生態(tài)治理過程中,設計人員應據(jù)各地河道的地理要素以及河道實際功能的發(fā)揮進行適量選擇河道治理方案,把保護生態(tài)環(huán)境擺在治理過程中的首要位置,并注重河道生態(tài)功能、經(jīng)濟功能、環(huán)境功能的發(fā)揮,從而實現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。
參考文獻
河道在廣義上講,包括流經(jīng)或者分布在廣袤土地上的河流、小型湖泊和溝塘等,可為城市和地區(qū)生產和生活提供服務并促進生產力進一步發(fā)展,可為地區(qū)內的灌溉供水系統(tǒng)提供有力保障。在河道中,絕大多數(shù)屬于中小河流,無論是從集水面積或者年徑流方面劃分,還是從河道寬度方面來講,都可按照行政管理權限區(qū)分、按照《河道等級劃分辦法》劃分、按照流經(jīng)地域劃分可將河道歸屬于縣級以下河道以及四五級以下河道?;诖耍_展河道綜合整治勢在必行,可顯著改善人們居住環(huán)境質量。
1.河道生態(tài)治理標準的確定原則
對比大江、大河、海洋而言,河道寬度以及長度明顯更短,河流等級明顯更低,但是由于河道數(shù)量較多,會較大影響人們生a生活,因此,在河道治理標準制定過程中,必須遵循因地制宜原則,根據(jù)本地區(qū)實際情況來制定防洪排澇標準、環(huán)境水質標準等,同時制定河道生態(tài)治理標準以及灌溉排水標準等確定性原則。
1.1相協(xié)調骨干河道以及上下游原則
河流水系形成一個完整系統(tǒng),具有連續(xù)性、流動性以及獨特性,開始于源頭集水區(qū)且流經(jīng)各級河流流域,自河流源頭到下游,任何一部分發(fā)生變化,均會直接影響到整個系統(tǒng)。河流變化的部分主要包括河流寬度、河流流速、河流深度、河流流量等,水系中會存在不同長度以及不同寬度的溝道和河流,且在進行等級劃分時根據(jù)以下內容:一是河道規(guī)模,二是河道功能,三是河流水系中相對位置,進行河道重要性綜合評判可以促使河道分類治理以及分類保護。
根據(jù)本次規(guī)劃定位可發(fā)現(xiàn)河道分為中小河流以及大型河流,對于丘陵山區(qū)類型河道而言,位置一般都在骨干河道上游,對于平原河網(wǎng)類型河道而言,位置一般都在流域中下游。基于此,可直接影響骨干河道以及流域內上下游河流的因素不僅包括河道防洪標準,還包括水環(huán)境整治標準等,其中防洪標準的制定產生的直接影響更大。因此,需要對流域和區(qū)域總體布局進行綜合統(tǒng)籌并按照局部服務總體原則進行相協(xié)調骨干河道以及上下游原則確定。
1.2相協(xié)調區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展原則
保障和促進地區(qū)社會經(jīng)濟保持可持續(xù)發(fā)展是河道綜合整治規(guī)劃的目的,將水利產業(yè)作為基礎地區(qū)產業(yè)并為社會經(jīng)濟持續(xù)性快速發(fā)展提供水資源有力保障,同時提供防洪安全保障。對于廣大地區(qū)而言,經(jīng)濟發(fā)展具有不平衡性以及較大差異性,因此,在進行河道整治時也存在較大差異性,標準若制定過低,結果是不能充分滿足項目具體需求,若標準制定過高,可導致實施難度顯著增加,導致當?shù)刎斦摀^大。因此,在進行規(guī)劃標準制定時需要充分考慮到社會經(jīng)濟在未來一段時間內發(fā)展方向和發(fā)展速度以及與經(jīng)濟社會發(fā)展相協(xié)調。
1.3協(xié)調前置性規(guī)劃文件原則
前置性規(guī)劃文件從河道綜合整治規(guī)劃方面來講主要包括:①區(qū)域總體規(guī)劃;②水資源綜合規(guī)劃;③流域防洪規(guī)劃等。在制定河道綜合整治規(guī)劃標準前,指導文件是前置性規(guī)劃文件,需要注意的是河道綜合整治規(guī)劃標準不應超出上位規(guī)劃要求。滿足規(guī)劃目標是土地利用總體規(guī)劃以及環(huán)境保護規(guī)范等相關性行業(yè)規(guī)劃為主的制定前提。規(guī)劃標準需要從以下角度出發(fā):可顯著改善本地區(qū)河道生態(tài)環(huán)境,有利于國土資源的進一步優(yōu)化利用,制定符合國家根本利益的河道整治規(guī)劃方案,更具有可行性和科學性。
1.4協(xié)調相關標準規(guī)范原則
河道綜合整治規(guī)劃涉及多個部門以及多個學科,例如防洪、灌溉、環(huán)境改善等,國家以及各個行業(yè)均相應的頒布了一些標準和規(guī)程規(guī)范,各個地區(qū)、部門均開展了相應的河道綜合整治規(guī)劃以及工程設計,來適應規(guī)劃和專業(yè)技術需要以及統(tǒng)一標準、統(tǒng)一依據(jù),對具體內容進行詳細指導和規(guī)范規(guī)劃。在制定河道綜合整治規(guī)劃標準時需要依據(jù)相關標準規(guī)范來制定,以促使制定方案的合理性和科學性更高,促使其與法律法規(guī)以及區(qū)域經(jīng)濟等進行更好的銜接。
2.河道整治類型
2.1河道整治中以防洪排澇治理為主
做好一個區(qū)域的防洪排澇工作安全,可保證生產活動正常開展以及保證人民生命財產安全?;诖耍谝?guī)劃過程中,首先需要通過對項目區(qū)現(xiàn)狀情況進行分析來明確本區(qū)域水系防洪防澇功能是否良好,需要查看具有較好水質但是存在破損堤防護岸以及河道淤積的河道的行洪排澇能力下降具體情況,防洪排澇治理是治理重點,大前提是有效保證河流的行洪過流能力較強,有效保證堤防護岸的穩(wěn)定安全以及確保堤防護岸具有足夠抗沖刷能力,可以有效抵擋住洪水侵襲。
2.2河道整治中以生態(tài)環(huán)境治理為主
很多地區(qū)都修建了大量的堤防工程、水閘工程以及泵站工程等,充分體現(xiàn)了地區(qū)對于河道防洪排澇工程建設的重視程度,但是,隨著工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展,污染越來越嚴重。污染原因主要是:①不重視污染防治;②在農業(yè)生產中大量施用化肥農藥;③生活垃圾隨意丟棄等,后果是河流水質變差,進而導致水生態(tài)環(huán)境日益惡化。因此,生態(tài)環(huán)境治理是開展合理綜合整治過程中的規(guī)劃重點,其治理重點主要包括:①河道中污染物數(shù)量進行合理控制;②促使河流水體流動性顯著提高,河流水體連通性顯著提高;③促進水體納污容量以及水體自凈能力顯著提高;④進一步促使河流水質以及水流生態(tài)環(huán)境改善。平原地區(qū)具有比較發(fā)達的經(jīng)濟水平,工業(yè)生產以及農業(yè)生產活動均較為頻繁且具有密集人口以及相對較差水質,多位于流域中下游,從治理工程類型上,可將這樣的城市河道整治類型定位為以生態(tài)環(huán)境治理為主。
2.3河道整治中將綜合治理作為主要整治類型
部分地區(qū)河道現(xiàn)狀情況差異性較大,影響因素主要包括地形較為復雜以及經(jīng)濟發(fā)展存在較大不平衡性,部分地區(qū)以防洪排澇治理為主,部分地區(qū)適合綜合治理,部分地區(qū)以生態(tài)環(huán)境治理為主,其中綜合治理即聯(lián)合防洪排澇治理以及生態(tài)環(huán)境治理,因此,在河道整治中,需要根據(jù)實際情況進行綜合整治以有效提高地區(qū)防洪能力以及為地區(qū)灌溉供水提供有力保障。
3.河道綜合整治工程
增大河流縱比降以及降低河床高程,擴大河道行洪斷面可以確保防洪安全,是清淤疏浚的目的,量力而行以及盡力而為是清淤疏浚的要點。在制定河道清淤計劃時需要充分考慮到各個地區(qū)財政最大承受能力以及經(jīng)濟社會發(fā)展水平等。進行計劃確定時,需要有機結合河道淤積不同類型,還需要充分考慮機械設備配置情況以及遵循科學務實原則。
在進行河道清淤疏通過程中,首先需要對清淤深度和河道規(guī)劃河底高程的規(guī)定內容進行充分了解,并且分析河道斷面類型。一般來講,等級較低的河道可以采用河底高程略高于骨干河道以及重要河道的方式,再對丘陵區(qū)及山地地區(qū)合理規(guī)劃。在進行河道清淤疏通過程中,需要結合防洪排澇的具體措施,分析預測河道規(guī)劃標準中要求的過流能力,并根據(jù)河道過流能力和河道斷面、洪水位來確定清淤疏通深度。在進行河道清淤疏通過程中,尤其應該注意河道清淤后,河道斷面類型,并且嚴格按照岸坡穩(wěn)定性的要求進行工作,其中少部分河道河槽比較寬,不能對河灘地肆意挖除,這將造成堤防安全系數(shù)降低、滑坡失穩(wěn)狀況的發(fā)生。
水系溝通目的主要包括:一是打通斷頭河;二是增加水體流動性;三是拓寬引排河道卡口段;四是提高防洪排澇能力;五是充分利用河水等調蓄功能;六是改善水環(huán)境。進行水系溝通中,需要注意明確溝通目的以及溝通要點,其中溝通要點即恢復河流故道以及擴大重要節(jié)點,水系溝通工程熱葜饕包括以下內容:①在水系溝通中需要對引排水渠道進行整治,同時整治配套建筑物;②在水系溝通中需要拆除阻水堰壩;③在水系溝通中需要改造阻水橋梁;④在水系溝通中需要將控制性建筑物進行拆除或者改建。
2 生態(tài)水利的實際應用優(yōu)勢
所謂生態(tài)水利,是在水利工程建設中,在重視水利樞紐的建設的同時重視生態(tài)環(huán)境保護的一項生態(tài)工程。生態(tài)水利的現(xiàn)實目的是不僅研究和把握水利水文的特性、生物種群之間的特性、河道河流之間的特性等,還要創(chuàng)新河流湖泊等節(jié)能型的開發(fā)和利用。不僅重視水利資源開發(fā)的同時還要重視周邊環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的研究、重視水體特征性的研究和流域的循環(huán)性研究。在開發(fā)和設計河流過程中,應該考慮到河流整體和河流中包含的各種生物體還有周邊環(huán)境等諸多因素的產生,在有效滿足開發(fā)的基礎上,保持原生態(tài)系統(tǒng)固有的完整性和生物多樣性的優(yōu)勢。
傳統(tǒng)所做的河道治理方式不但會破環(huán)河道的整體生態(tài)環(huán)境、景觀等還會影響到人類的身心全面健康發(fā)展。為此,結合采用美學、生態(tài)學、水利工程學、環(huán)境學、生物學等大多學科為整體的河道治理即生態(tài)水利便是現(xiàn)代環(huán)境和有效改善的首選方案。生態(tài)水利和傳統(tǒng)的河道治理相比較,生態(tài)水利的實際應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
①在河道治理中運用生態(tài)水利理念,能大幅度的提高河道水流自身的凈化能力,做到凈化河道中有機污染物,良好的有機物能做到為真菌和細菌提供生態(tài)環(huán)境和所需營養(yǎng),
同時在有機物的氧化作用下進行分解處理,分解后的無機物被藻類吸收,隨著光合作用釋放充足的氧氣,能夠滿足河道生物的生長需求為河道整體的周邊環(huán)境提供良好的生存空間。
②生態(tài)治理是依據(jù)河道周邊的環(huán)境,通過科學配置讓水中的生物和周邊植物有機聯(lián)系在一起,形成穩(wěn)定良性循環(huán)系統(tǒng)下的河道生態(tài)環(huán)境,能對河道兩側植被恢復的同時還能為河道中水生物的生長和岸上的鳥類提供良好的生存環(huán)境。
3 生態(tài)水利的實際應用分析
3.1 能進行自然恢復的河道環(huán)境
生態(tài)水利工程的實施主要目的在于實現(xiàn)河道和水體內生物的多樣性,保障河道建設、水利工程防洪蓄水等功能前提下,將河道周邊環(huán)境改善到從前的自然生長狀態(tài)。恢復河道內自身的自然環(huán)境,創(chuàng)造多樣化河道結構能為達成河道環(huán)境自然的恢復打下良好的基礎。例如,在運行河道岸線設計的時候,根據(jù)河岸自然生態(tài)駁岸的基本特點,對坡度緩和、土質質量較高的地段采用天然河道邊坡,同時幫助格室結構、拋石插值、植活木樁等方式,這樣的方法不僅能符合自然形式功能的需求,還能夠保障河道生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和河道自然生長狀態(tài)的修復兩方面都有著重要的現(xiàn)實作用。除此之外,進行河道治理設計的過程中,還應重視周邊的環(huán)境和河道生態(tài)網(wǎng)絡建立的配合,達到周邊環(huán)境和河道生態(tài)系統(tǒng)的有機結合。例如,在河岸設計時應突破傳統(tǒng)混凝土河岸,增添綠色植被為周邊鳥類動物等生物提供良好的生存條件,從而實現(xiàn)河道系統(tǒng)多樣化,為維持整體河道生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性提供良好發(fā)展保障。
3.2 生態(tài)護坡設計的建設
進行河道治理過程中,應從綜合考慮河道本身功能特點、周邊環(huán)境等因素著手,制定適應河道生態(tài)系統(tǒng)的河道生態(tài)護坡設計方案。在生態(tài)護坡方案施工前,對河道周邊植被、生物類型進行分布狀態(tài)的全面調查,用來保障河道施工劃分不會影響周邊生態(tài)系統(tǒng)的自然運行狀態(tài)。將河道區(qū)域劃分時分成三個區(qū)域:常淹區(qū)、變化區(qū)和常露區(qū),不同的區(qū)域特點選擇不同的植被,提高植被在所選區(qū)域正常的生長。例如,分別在三種區(qū)域種植不同的植被。在常淹區(qū)內種植水生的植被;在變化區(qū)種植較為干旱抗淹的植被;在常露區(qū)種植耐旱植被。在不同環(huán)境下種植相匹配的植被能為河道創(chuàng)造良好穩(wěn)定的生態(tài)護坡。另外,在進行設計方案時,還要視為設計重點的是進行河道環(huán)境美化的設計,努力滿足人類對河道美觀程度的需求,在進行護坡設計之時,在河道兩岸建設淺灘,給人營造一種河道漸寬的視覺上的沖擊,還能為河道中水生物提供寬闊的活動范圍,提高生物多樣,這對維持河道整體的生態(tài)系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實作用。
3.3 實際應用生態(tài)水利事例
實例1:利用動物和生物的自然生長,提高河道的自凈能力。關鍵是利用土地處理、人工濕地處理、生物膜處理、生物操縱等技術進行河道自然環(huán)境的生態(tài)恢復,利用植被生長分解河道中存在的污染物,達到水體的凈化目的。同時,利用水環(huán)境的空間藝術進行環(huán)境造景,創(chuàng)造河道生命力,營造快樂、輕松、靈動的河道生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境[1]。例如:北方濱海地區(qū)多采用圖1所示表面流人工濕地斷面,利用挺水植物與沉水植物搭配,為微生物提供充足空間,與溢流壩結合建成水流穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng)。
實例2:創(chuàng)設親水性活動空間,重點在于堅持可持續(xù)發(fā)展觀、以人為本的生態(tài)治理原則,保障不影響河道防洪蓄水的功能基礎上,建造親水性活動空間,用以實現(xiàn)活動空間和城市景觀的整體結合,同時進行河道旅游領域的開發(fā)。例如,某濕地公園河道治理如圖2所示,充分利用濱水、河流等自然環(huán)境條件,結合濕地的綠化功能,創(chuàng)建了回歸自然的旅游和休閑的場所[2]。
實例3:河道污染的有效治理,濕地對于污染的控制具有顯著的作用和效果,能調節(jié)改善小范圍內的氣候,使各類生物、植物自然生長棲息。采用人工濕地建設的方法對河道水體生態(tài)進行恢復建設,運用合理的轉化達到最佳污染處理作用。此外,充分結合水體環(huán)境空間藝術,利用水體特征造景[3]。例如,某濕地生態(tài)水利河岸設計如圖3所示,賦予原本靜止狀態(tài)的自然水體以生命力,達到給人自然、愉悅享受的感覺。
河道治理工程在進行的過程中,一定程度上會造成環(huán)境污染的等諸多問題,這是對生態(tài)可持續(xù)發(fā)展以及河道生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性非常不利的因素。通過對河道治理實際應用生態(tài)水利,在不影響河道抗洪蓄水基礎上,能夠做到對河道生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定修復、增加生物多樣性、河道生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。為此,加強生態(tài)水利實際應用探究、提高應用效果進一步改善水質和水資源利用率等工作是河道治理工程的重中之重[4]。
4 結論
在當前科技日益發(fā)達的時代下,人類的需求不再是傳統(tǒng)的河道治理方式,而是開始面向研究具有環(huán)境、生態(tài)保護、造景功能的新型生態(tài)水利發(fā)展。生態(tài)水利在現(xiàn)代環(huán)境下河道治理中的實際應用已被人們廣泛關注,本文望通過以上所述對河道生態(tài)水利問題進行初步探究,能夠為新時代下人文自然和諧發(fā)展的水環(huán)境建設提供思考。
【參考文獻】
【1】許映建,石磊.如皋城區(qū)河道治理工程中生態(tài)水利設計理念的應用[J].水資源開發(fā)與管理,2016(07):38-41.
1多方位生態(tài)修復技術概述
多方位生態(tài)修復技術是水環(huán)境治理的一種新型模式,結合該技術的應用,在水環(huán)境的綜合治理中,需要對治理技術的實際要求進行全面的了解,并結合統(tǒng)籌管理的實際基礎,完善各方面的管理體系,讓水環(huán)境治理實現(xiàn)整體的提升。在管理體系中,需要讓河道水環(huán)境實現(xiàn)開源節(jié)流,充分滿足內源控制的實際要求。如何對水環(huán)境進行凈化處理,也是非常關鍵的一點。在河道水環(huán)境的分流管理中,需體現(xiàn)出管理體系的整體性,促進該技術的發(fā)揮[1]。
2河道水環(huán)境治理工程中多方位生態(tài)修復技術的應用
2.1外源污染的控制
在暴雨初期,雨水的水質污染要比生活污水更加嚴重。因此單純控制點源的水污染,并不能確保從根本上改善河道水的整體質量。需要從多個方面對外源污染展開控制,做好對河道水環(huán)境的修復。雨水原位自動化凈化設備有著非常顯著的應用優(yōu)勢,是一種工程化處理技術[2]。對雨水的處理性能是突出的,可以滿足改善河道水環(huán)境的一些要求。該技術采取超低壓膜過濾技術,滿足系統(tǒng)的處理要求,同時應用緊湊獨立的系統(tǒng)也是非常關鍵的環(huán)節(jié),需要以高技術標準為基礎。在雨水原位自動化處理后,提供足夠的過濾面積。這樣可以對雨水污染采取截污措施,也能保證設備足夠的過水能力。結合現(xiàn)有的系統(tǒng),如何最大程度上控制截污的積累是非常關鍵的問題,在人工維護的時候,要嚴格進行河道末端的處理,將盡可能多的污染物進行過濾以后,可以讓河道水環(huán)境得到清潔處理。對于一些沒有排入到管網(wǎng)的雨水,則可進入駁岸直流系統(tǒng)。自然河岸具備可滲透性,可減少對河道水環(huán)境的污染。如何讓河道水體得到清潔也很關鍵,原駁岸技術主要關注水系防洪以及水運的措施。而新的駁岸技術,使用很多的植被可以起到穩(wěn)定水土以及增加水岸景觀的作用,可再生生態(tài)駁岸,建設各類的生物棲息地以及生物走廊,可讓水域具備更強的自凈能力。在城鄉(xiāng)的河道水環(huán)境生態(tài)駁岸建設中,可營造出復合型的生物生態(tài)系統(tǒng),需對污染進行嚴格的控制。
2.2內源污染的控制
底泥是河道的外源污染在進入河道以后,不斷積累沉淀后形成的,對河道水環(huán)境的水質造成一定的影響,在對外源污染展開有效控制的基礎上,底泥中不斷積累氮磷以及重金屬,會逐漸在河道水環(huán)境中釋放,對河道水環(huán)境造成二次污染。可以采取機械清淤以及生物酶修復技術相結合的方式,將生物技術與物理技術結合起來,對底泥的清除有非常顯著的效果。在對底泥展開機械化清理的時候,對河道水環(huán)境以及底泥理化性質有著一定要求。由于底泥處理的成本高,因此在很大程度上,如何有效進行改善處理更加重要的。此外在選擇底泥修復的技術類型時,還應結合河道水環(huán)境的實際情況。在自然的情況下,可以提升微生物降解能力,無論成本還是效果都更加理想。
2.3人工凈化體系
外源污染進入到河道水環(huán)境后,會使得河道水環(huán)境失去平衡狀態(tài),因此需要采取合適的方法對河道水環(huán)境進行凈化處理。保證河道水環(huán)境的有序性以及完整性是其中關鍵,如何提升河道水環(huán)境的抵抗能力,也是亟需解決的問題。在對河道水環(huán)境實施凈化處理時,可選擇微凈化水處理技術,該技術是大規(guī)模的氣、液相界面技術,通過采取超高壓的混合,在飽和的情況下產生大量的亞微米氧氣泡以及微米氧氣泡,產生非常顯著的氧化及殺菌消毒作用。
2.4水體自凈強化
中圖分類號:S891文獻標識碼: A
河流是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一,它是生活水源、生產動力源,在某些時候也發(fā)揮著污染凈化作用。然而隨著社會的發(fā)展及城市化進程的推進要求,對原生態(tài)河流進行了整治,使得其更加全面的為城市化進程服務。
一、當前河道治理給人類帶來的挑戰(zhàn)
1.生物的多樣性遭到破壞
河道的自然形態(tài)結構對生物的孕育成長具有十分重要的作用,它所提供的生存空間是豐富的,十分有利于生物的生存繁衍。河流系統(tǒng)本身就對破壞有一定的修復能力,如果人為的進行河道改造、修復,結果可能適得其反。在進行河道生態(tài)修復的過程中,必定會引起河流的含沙量、水質、河水流量及被覆植被的改變,這種變化進而會對整個河流的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產生影響,導致大量對河流生態(tài)環(huán)境要求很高及依賴性很強的生物遷徙、死亡,甚至會發(fā)生種族滅亡的危險。
2.影響城市的防洪防澇系統(tǒng)
河道治理過程中,必定會對河道原本形態(tài)進行改變,比如:河流截斷、加深、束窄、變彎及伸直等,這在一定程度上就會縮小河道的整體面積、縮減河道的硬化范圍,并增加河床的不透水體積,造成城市地下水供應補給不足,影響城市生活生產用水。此外,蜿蜒盤旋的自然河道可以起到儲蓄調洪等作用,減緩洪水沖擊力度,減輕洪水破壞力,然而由于現(xiàn)代河道經(jīng)過鋼筋水泥的修筑,使得河流的流動性受到限制,水體不能進行自由交換,極大的增加了洪澇災害的發(fā)生率及泄洪難度。
3.影響城市的旅游經(jīng)濟發(fā)展
河流周邊一般都覆蓋大量的植被,在進行河道整治過程中,植被必然會遭到不同程度的破壞,河流沿岸的風光勢必會受到影響。河流等人文自然景觀是城市的旅游熱點,是拉動城市經(jīng)濟增長的重要方面,如果在治理過程中不予以充分重視,那么城市的旅游經(jīng)濟效益也會走下坡路。假如有效措施處理不當,長期下去會導致惡性循環(huán)現(xiàn)象的發(fā)生。
二、生態(tài)河道修復設計的原則
1.整體性原則
河道的修復設計工作要從河道整體的情況出發(fā),綜合考慮各方面的因素來制定整治的計劃,改善生態(tài)環(huán)境。科學完善的河道整治計劃中應該包含水資源的治污措施、景觀的設計、河道的管理、維護以及河道生物的保護等等,只有對河道進行綜合處理,才能真正發(fā)揮治理的作用。
2.生態(tài)原則
河道的修復工作要將生態(tài)作為第一要素,從生態(tài)學的角度出發(fā)來解決水資源的污染問題、景觀的設計問題以及生態(tài)環(huán)境的恢復問題等等,通過保護河道生態(tài)系統(tǒng)生物的多樣性,來提高自凈能力。河道的景觀設計也要符合生態(tài)學的要求,盡量選擇習性相同的植物,不僅能夠提高河道的功能,還能改善周圍的環(huán)境。
3.經(jīng)濟性原則
修復設計在改善河道生態(tài)環(huán)境的基礎上,也應該注意工程的實用性和經(jīng)濟性。通過了解河道的具體情況來選擇恰當?shù)闹卫矸桨?,生態(tài)河道的修復設計更是要注重技術的作用,實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。充分發(fā)揮先進技術的優(yōu)勢,提高治理工作的質量和效率,重視資源的有效利用。
4.特色性原則
河道的修復計劃要與當?shù)氐淖匀粭l件相符,在正式開始施工前,工作人員要對當?shù)氐淖匀画h(huán)境有清晰的認識,修復設計不僅要提高河道的功能,還要盡可能體現(xiàn)當?shù)氐奶厣?。治理的過程中要減少對河道結構的破壞,將河道與周圍的自然景觀結合在一起,實現(xiàn)人與自然的和諧相處。處理好人與自然的矛盾,才能為當?shù)厣鐣l(fā)展奠定基礎
三、河道治理和生態(tài)修復的具體措施
1.建設生態(tài)河堤
生態(tài)河堤主要作用是以人工護岸,實現(xiàn)河水水體和河岸的調節(jié)和交換功能。而生態(tài)河提的建設主要分為以下幾個部分:首先是布置河道中心線。此時需要考慮河流的實際形狀、周邊環(huán)境和水流動力等多個影響因素,展示河道的整體形態(tài)。在設置河道寬度時,施工人員需要測算河道的水流能力,基于河道寬度的控制線來確定施工規(guī)劃,不具有很大的自由度和可變性。所以,河道的寬度控制線應該和河道軸線聯(lián)合搭配成平行線,這樣就可以增大河道可變空間。同時,為了能夠達到一定效果的河道景觀,需要在河道兩側布置淺水域,一方面能給人們河道變寬的直接感受,另一方面也可以擴大河道沿的造景空間,增強河灣、河灘、以及濕地等河岸線景觀的美感;其次,選擇合理的護岸材料,結合河道附近的自然環(huán)境來選擇合適的材料,并考慮所選材料對河道生態(tài)環(huán)境的影響,盡可能和河道的綜合空間融為一體。同時,還要注重河道表面形態(tài)的變化,比如混凝土有良好的防沖性和穩(wěn)定性,但很容易破壞周邊物種的棲息地,且影響整體美觀,所以需要對混凝土護岸的表面進行適當?shù)奶砩妥凌彙?/p>
2.恢復退化河岸帶
河道高水位和低水位之間的河岸帶,能夠為河道周圍的生物構建顯著的邊緣效應,這個是一種非常復雜的生態(tài)模式,通常含有非常豐富的動植物,并且可以儲藏地下水資源。因此在河道治理工程中一定要恢復河岸帶功能。這樣一來,一方面可以恢復河岸帶的物種群體,包括培育、引入以及物種的保護,協(xié)調物種群體在河岸帶的存活空間,對物種群體進行最優(yōu)化的配置;另一方面能夠恢復河岸帶的生態(tài)環(huán)境,在陸地和河道的交接處,栽種一定寬度的草皮和樹木,并提升生態(tài)物種的異質水平。經(jīng)常所使用的技術有控制土壤污染技術、土壤肥力修復技術等,以便杜絕河岸線出現(xiàn)水土流失的現(xiàn)象。
3.其他生態(tài)水利措施
首先是改變河床的物理性質和河道流向:第一創(chuàng)建不同水流的流向,一般而言,河流有深潭和淺灘,在枯水期和平水期可以蛇行和彎曲;第二是使用植石治理法,將石塊排列完整埋入河床中,形成淺灘、深溝以及魚礁,營造出有助于水下物種生存的河床,促進水下物種的繁衍和生息,該法通常適和于河床比降超過1/500且河床地基的堅固部位。這樣以來即使遭遇洪水,植石也不會被沖散,且在河道枯水期也不會出現(xiàn)淤泥堵塞河道的情況。其次是在河道中營造巨石、淺灘、魚道、丁壩等,形成水下的紊流,以便把氧氣傳遞到水中,為水下生物提供充足的氧氣,同時也可以滿足好氧物種的繁殖需要,使河水變得更加干凈??傊?,在河道治理過程中,為物種的生長和生存提供相互制約和依存的有機環(huán)境,進而增強河道的自凈能力。
4.適于河流生態(tài)修復的材料和植物
在江河湖海岸,蘆葦能夠廣泛的生長,它具有適應力強、分布廣、抗逆性強的特點,在凈化水質和防治水土流失方面也有很大的作用。水陸生態(tài)系統(tǒng)中的代表性群落就是蘆葦所衍生的群落,蘆葦群落構成了許多動植物、微生物的生存環(huán)境。在歐美和日本等國家,蘆葦已經(jīng)應用在修復河岸生態(tài)系統(tǒng)方面。生物相容型混凝土材料適于生物生存的生態(tài)修復材料,主要是研究動植物及微生物能夠和諧共存的生物相容型混凝土。多孔型混凝土還有著透氣、透水等性能,能夠為植物所需營養(yǎng)提供滲透,非常適宜用來種植喬木、灌木草等植被,對恢復河岸植物群落特性有著巨大幫助。更重要的是,生物相容型混凝土的外表面可以對各種微生物的進行吸附,再通過生物層的作用間接降水凈化。
5.修復河流質方法
對河流水質進行修復的過程中,可以采用底泥疏浚、外流引水稀釋沖刷、生態(tài)浮床技術、河道曝氣等多種方式,每種方法都有自身固有的優(yōu)點。為了在短時間內將河流污染的負荷減小,可以采用外流引水稀釋沖刷的方法,但隨著外流的引入,污染物的沉積率會受到影響,水質容易受到影響。因此此種方法對長期的治理不是很有效。以水生植物為主體,利用物種的共生關系,對河流污染負荷進行降低,這樣就能保證高效的人工生態(tài)系統(tǒng)的建立,這就是生態(tài)浮床技術。采用河道曝氣的方式對水內有關好氧物的活性能明顯的提高,水體自凈的能力就會有效增加,而地表、河道的有害物質等則可以通過底泥疏浚的方法進行清理。對河流水質進行修復時,對農業(yè)、工業(yè)、生活廢水的排入要進行控制,保證其治理管理的制度不斷的完善,這樣才能保證修復效果,同時為了更快的進行水質的凈化,可以采取人工快速滲濾池的方式,這樣對水質凈化的速度能明顯的提升,相應的處理效果也是比較明顯的。
綜上所述,階段的河道治理已不再是人為的戰(zhàn)勝自然,而是實現(xiàn)人與自然的和諧相處。生態(tài)化治理河道,治理出“水清、流暢、岸綠、景美”的生態(tài)河道,使河道拉近人與自然的距離,實現(xiàn)人與自然的和諧相處,為構建和諧社會做出貢獻。
參考文獻:
過去,城市河道治理往往偏重于水利灌溉、排水泄洪,護岸硬化、渠化現(xiàn)象嚴重,加上兩岸居民生活污水、垃圾的排入,導致很多河道變成臭水溝,水生物無法生存,生態(tài)系統(tǒng)遭到極大破壞。在日益嚴峻的環(huán)境危機中,城市的建設者們開始尋找一條有效的生態(tài)化解決方案,以解決鋼筋混凝土叢林中人與自然隔絕的現(xiàn)象,創(chuàng)造一個水清岸綠、蟲叫蛙鳴、人與自然和諧生存的水岸環(huán)境[1]。
生態(tài)恢復是一個系統(tǒng)工程,河道的生態(tài)化治理措施應該是多方面、全方位的,而這些措施圍繞的核心就是如何進行生態(tài)系統(tǒng)的恢復,這就對設計者提出了新的挑戰(zhàn)[2]。每一個設計元素都應該為生態(tài)恢復創(chuàng)造有利條件,從而形成生態(tài)化河道,即通過人工物化,使治理后的河道能夠貼近自然原生態(tài),體現(xiàn)人與自然和諧共處,逐步形成草木豐茂、生物多樣、自然野趣、水質改善、物種種群相互依存,并能達到有自我凈化、自我修復能力的水利工程[3]。所以,設計者應該多利用自然的抗干擾、自我修復能力來處理人與自然的關系,而不是大量采用人工結構和形式來取代自然,這是生態(tài)設計與傳統(tǒng)設計方法的區(qū)別。
1河道線型設計
河道線型設計即河道總體平面的設計。由于城市用地緊缺,河道濱水地帶不斷被侵占,水面越來越少,河寬越修越窄,但是為了泄洪的需要,要保證過水斷面,只好將河道取直、河床挖深,這樣對駁坎的強度要求就逐步提高,建設費用逐漸加大,而生態(tài)功能逐漸衰退,河道基本成為泄洪渠道,這與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略相悖。而生態(tài)化治理需要退地還河,恢復濱水地帶,拆除原先視覺單調、生硬、熱島效應明顯的渠道護岸,盡量恢復河道的天然形態(tài),宜彎則彎,寬窄結合,避免線型直線化。
自然蜿蜒的河道和濱水地帶為各種生物創(chuàng)造了適宜的生境,是生命多樣性的景觀基礎。河灣、凹岸處可以為生物提供繁殖的場所,洪峰來臨時還可以將其作為避難場所,為生物的生命的繁衍增加濕地、河灣、淺灘、深潭、沙洲等半自然化的人工形態(tài),既增添了自然美感,又可以利用河流形態(tài)的多樣性來改善生境的多樣性,從而改善生物群落的多樣性。相對于直線化的渠道,自然曲折的河岸設計更能夠提高水中含氧量,增加曝氣量,因此也更有利于改善生物的生存環(huán)境。
從工程的角度看,自然曲折的河道線型能夠緩解洪峰,削減流水能量,控制流速,所以也減少了流水對下游護岸的沖刷,對沿線護岸起到保護作用。退地還河、濱水地帶的恢復,使得城市建設設計人員在河道斷面的設計上留有選擇的余地,不需要采用高強度的結構形式對河濱建筑進行保護。順應河勢,因河制宜,無疑在工程經(jīng)濟性方面也是較為有利的。
2河道斷面設計
河道斷面的選擇除了要考慮河道的主導功能、土地利用情況之外,還應結合河岸生態(tài)景觀,體現(xiàn)親水性,盡量為水陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性創(chuàng)造條件。
傳統(tǒng)的矩形斷面河道既要滿足枯水期蓄水的要求,又要滿足洪水期泄洪的要求,往往采用高駁坎的形式,這樣就導致水生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)隔離,兩棲動物無法躍上高駁坎,生物群落的繁殖受到人為的阻隔。梯形斷面的河道在斷面形式上解決了水陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性問題,但是親水性較差,陡坡斷面對于生物的生長仍有一定的阻礙,而且不利于景觀的布置,而緩坡斷面又受到建設用地的限制。復式斷面在常水位以下部分可以采用矩形或者梯形斷面,在常水位以上部分可以設置緩坡或者二級護岸,在枯水期流量小的時候,水流歸主河道,洪水期流量大,允許洪水漫灘,過水斷面陡然變大,所以復式斷面既解決了常水位時親水性的要求,又滿足了洪水位時泄洪的要求,為濱水區(qū)的景觀設計提供了空間,而且由于降低了駁坎護岸高度,結構抗力減小,護岸結構不需要采用漿砌塊石、混凝土等剛性結構,可以采取一些低強度的柔性護岸形式。人類活動較少的區(qū)域,在滿足河道功能的前提下,應減少人工治理的痕跡,盡量保持天然河道面貌,使原有的生態(tài)系統(tǒng)不被破壞。所以在河道斷面的選擇上,應盡可能保持天然河道斷面,在保持天然河道斷面有困難時,按復式斷面、梯形斷面、矩形斷面的順序進行選擇。
然而在河道治理的過程中,也應該避免斷面的單一化。不同的過水斷面能使水流速度產生變化,增加曝氣作用,從而加大水體中的含氧量。多樣化的河道斷面有利于產生多樣化的生態(tài)景觀,進而形成多樣化的生物群落。例如在淺灘的生境中,光熱條件優(yōu)越,適于形成濕地,以供鳥類、兩棲動物和昆蟲棲息。積水洼地中,魚類和各類軟體動物豐富,它們是肉食性候鳥的食物來源,鳥糞和魚類肥土又能促進水生植物生長,水生植物又是植食鳥類的食物,從而形成了有利于鳥類生長的食物鏈。深潭的生境中,由于水溫、陽光輻射、食物和含氧量隨水深變化,所以容易形成水生物群落的分層現(xiàn)象。
3河道護岸形式
傳統(tǒng)的河道護岸在材質方面大多數(shù)采用混凝土及漿砌塊石等硬質材料,整個護岸形成一個封閉的體系,猶如給河道穿上了一層盔甲,但只考慮了河道的安全性,卻忽視了對河流環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)及其他動植物與微生物生存環(huán)境的影響;不僅阻礙了水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),連動植物、微生物的整體生物鏈都被阻斷;地下水與河水也不能及時的溝通,水循環(huán)過程被隔斷,河道變成了只進不出的封閉水體,從而有悖于城市的生態(tài)化建設。
在建設生態(tài)河道的過程中,河道護岸是否符合生態(tài)的要求,是否能夠提供動植物生長繁殖的場所,是否具有自我修復能力,是設計者應該著重考慮的事情。生態(tài)護岸應該是通過使用植物或植物與土工材料的結合,具備一定的結構強度,能減輕坡面及坡腳的不穩(wěn)定性和侵蝕,同時能夠實現(xiàn)多種生物的共生與繁殖、具有自我修復能力、具有凈化功能、可自由呼吸的水工結構。
目前很多設計者提出了一些有效的護岸設計方法,如土工格柵邊坡加固技術、干砌護坡技術、利用植物根系加固邊坡的技術、滲水混凝土技術、石籠、生態(tài)袋、生態(tài)砌塊等[4]。這些結構的共同點:一是具有較大的孔隙率,護岸上能夠生長植物,可以為生物提供棲息場所,并且可以借助植物的作用來增加堤岸結構的穩(wěn)定性;二是地下水與河水能夠自由溝通,能夠實現(xiàn)物質、養(yǎng)分、能量的交流,促進水汽的循環(huán);三是造價較低,不需要長期的維護管理,具有自我修復的能力;四是護岸材料柔性化,適應曲折的河岸線型。但是生態(tài)護岸也有一些局限性,選用的材料及建造方法不同,堤岸的防護能力相差很大,所以要根據(jù)不同的坡面形式,選擇不同的結構形式。坡面較緩的河段,可以選擇生態(tài)砌塊、土工格柵等柔性結構,而坡面較陡的河段,可以選擇干砌塊石、石籠、滲水混凝土等半柔性的結構;生態(tài)護岸建造初期強度普遍較低,需要有一定時間的養(yǎng)護,以便植物的生長,否則會影響到以后防護作用的發(fā)揮;施工有一定的季節(jié)限制,常限于植物休眠的季節(jié)。
俗話說“蝦有蝦徑、蟹有蟹路”,各種生物都有自身獨特的生活習性,而不同的生態(tài)護岸結構形式能夠滿足不同的生物生長繁殖需求,例如石材類護岸可以提供螺螄、螃蟹等生物的寄居攀附,自然邊坡及土工格柵護岸可以提供泥鰍等軟體動物生長,淺灘地段適宜浮游生物的繁殖,深潭區(qū)域適宜魚類活動,所以在駁岸形式上,要根據(jù)地形地貌、原始的植被綠化情況,選擇多種護岸形式,為各種生物創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境,體現(xiàn)生命多樣性的設計構思,這樣既可以保持豐富多樣的河岸形式,延續(xù)原始的水際邊緣效應,又給各種生物提供了生長的環(huán)境、遷徙的走廊,容易形成完整的生物群落。
4植物配置設計
植物根系可固著土壤,提高土壤持水性,增加土壤的有機質含量,既改善土壤的結構與性能,增加抗侵蝕能力和抗沖刷能力,起到固土護岸的作用,又能提高河岸土壤肥力,改善生態(tài)環(huán)境。而且隨著時間的推移,植物不斷生長,這些作用將會不斷加強。
植物枝葉可截留雨水,過濾地表徑流,水邊植物的枝葉能抵消波浪的能量,從而起到保護堤岸、凈化水質、涵養(yǎng)水源的作用。豐富的植物群落,也為動物、水生物提卵場與棲息地[5]。
植物還具有凈化水質的作用,污水中的氮磷等物質被植物吸收,能夠轉化為生長所需要的營養(yǎng)成分,變廢為寶,從而實現(xiàn)“污”“水”分離,降低河道富營養(yǎng)化水平。研究人員對生態(tài)化治理的河道進行監(jiān)測發(fā)現(xiàn),nh4+、tp、codmn和sd指標都明顯降低,水體質量得到顯著提高[6]。
根據(jù)生長條件的不同,河道植物分為常水位以下的水生植物、河坡植物、河灘植物和洪水位以上的河堤植物。在選擇植物的時候,不僅要達到豐富多彩的景觀效果,層次感分明,給人以賞心悅目的視覺享受,而且要具有良好的生態(tài)效果,根據(jù)水位和功能的不同,選擇適宜該水位生長的植物,并達到一定的功能。在常水位線以下且水流平緩的地方,應多種植生態(tài)美觀的水生植物,其功能主要是凈化水質,為水生動物提供棲食和活動場所,美化水面,根據(jù)河道特點選擇合適的沉水植物、浮水植物、挺水植物,并按其生態(tài)習性科學地配置,實行混合種植和塊狀種植相結合;常水位至洪水位的區(qū)域是河道水土保持的重點,其上植物的功能有固堤、保土和美化河岸作用,河坡部分以濕生植物為主,河灘部分選擇能耐短時間水淹的植物,河道植物的配置應考慮群落化,物種間應生態(tài)位互補,上下有層次,左右相連接,根系深淺相錯落,以多年生草本和灌木為主體,在不影響行洪排澇的前提下,可種植少量喬木樹種。洪水位以上是河道水土保持植物綠化的亮點,是河道景觀營造的主要區(qū)段,群落的構建應選擇以當?shù)啬茏匀恍纬善志坝^的樹種為主,物種應豐富多彩、類型多樣,可適當增加常綠植物比例,以彌補洪水位以下植物群落景觀在冬季蕭條的缺陷。這樣,水生植物與河邊的灌喬木呼應配合,就形成了有層次的植物生態(tài)景觀。
在植物種類的選擇上,要盡量選擇適宜本地區(qū)氣候環(huán)境的物種,同時不造成外來物種入侵,植物生長后構成的景觀層要分明。水際邊緣地帶要選擇抗逆性好、管理粗放、植物根系發(fā)達、固土能力強的植物,比如香根草、百喜草等。人工污染較嚴重的河段或者郊區(qū)無污水管網(wǎng)的河段,要選擇環(huán)保效果好,能有效地消除氮磷、油污、有毒化學物質的植物種類,以達到生態(tài)治河的目的,比如伊樂藻、苦草、狐尾藻、金魚藻、浮萍、美人蕉等。有關研究表明,沉水植物比浮水、挺水植物更能有效去除污染物。有種植槽或濕地的地方,可以根據(jù)水生植物適應水深的情況,配置多種水生植物,重構水生植物、魚類、鳥類、兩棲類、昆蟲類動物的良好棲息場所,比如蘆葦、荷花等。
綜上所述,生態(tài)河道的設計需要各方面因素的配合,設計者要拓寬思路,結合生態(tài)學、工程學、水利學的知識,相互補充,才能形成一套有效的設計方法。
河道的生態(tài)化治理是一個可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)工程,要通過設計、施工、養(yǎng)護等一系列措施模擬一個生物生長的適宜環(huán)境,為各類水生、陸生和兩棲類動物、植物以及微生物提供棲息、繁衍和避難的場所,并且,除采取工程和植被措施外,還必須有選擇的放養(yǎng)水生動物及微生物,恢復生物的多樣性,重建生物系統(tǒng)的生態(tài)鏈。
河道水體污染嚴重。由于在農業(yè)生產中不合理使用農藥及化學肥料,加上生活污水沒有經(jīng)過相關處理就被直接排入河道,致使農村河道的水體污染加重,河道的生態(tài)環(huán)境承載能力及水體自凈能力也不斷下降;河道侵占嚴重。部分地方農村建設問題上缺乏長遠的戰(zhàn)略眼光,通常為了追逐短期利益,盲目侵占河道,甚至填河修路,造成河道水域面積日益萎縮,防洪排澇能力降低;河道坍塌嚴重。河道由于汛期水的沖刷及水面機動船的常年船行波沖刷,崩塌嚴重,同時缺乏對河道的日常維護與保養(yǎng),河道的防洪減災、農田灌溉等功能日益下降。
2農村河道生態(tài)治理措施
2.1農村水環(huán)境生態(tài)修復
2.1.1 清淤疏浚 清淤疏浚的原則是量力而行、盡力而為,要結合不同地域的經(jīng)濟發(fā)展水平及財政資金承受能力,同時考慮當?shù)氐臋C械設備配置狀況及河道淤積情況,科學制定河道的清淤疏浚計劃。
在河道清淤疏浚工程中,要結合河道規(guī)劃的河底高度與河道斷面型式來確定清淤深度,以此確定清淤疏浚工程的規(guī)模。對于平原河網(wǎng)區(qū)的農村河道要結合區(qū)域水系規(guī)劃確定其河底高程,對沒有相關規(guī)定的農村河道,要結合上級河道規(guī)劃確定河底高程。農村河道級別較低,其河底高程可高于骨干重要河道,有通航作用的平原河道,清淤深度要滿足通航水深要求;對于山區(qū)性河道要結合河道的過流能力確定清淤深度。
2.1.2 水系溝通 水系溝通需要注意兩點:一是在恢復河道時要遵循自然規(guī)律,不能破壞河道自然生態(tài);二是對重要河道節(jié)點要進行擴大,如對阻礙正常河道水流的橋梁、堤壩等要進行改建或者拆除。
水系溝通工程的主要內容:阻水橋梁的改建,引排水渠道整治,把阻水堤壩改建為過水低堰、涵洞等,拆除無用堤壩,溝通湖泊、池塘、斷頭河等。河道的水系溝通應該結合當?shù)氐耐恋亟ㄔO規(guī)劃,要與當?shù)卣w建設規(guī)劃相互銜接。
2.1.3 截污治污 農村河道的污染主要有兩大類:一類是農業(yè)種植過程中使用的農藥、化學肥料等造成的面源污染;另一類是農村生活垃圾等形成的點源污染。對面源污染的防治可以從改善傳統(tǒng)的耕種方式著手,例如合理使用農業(yè)肥料、農藥;采取農作物輪作方式,維持土壤的水土平衡等。對點源污染可通過生活垃圾集中收集處理,對生產生活污水進行處理后方可排入河道等措施處理。要想截污治污措施行之有效,可在河岸建立緩沖區(qū)域,例如建造濕地、森林緩沖帶等。
2.2 農村河道生態(tài)治理
2.2.1 河道清障 由于河道缺乏有效治理,河道內的違規(guī)耕種及違規(guī)建造等問題嚴重,破壞了河道堤壩植被,造成河道過流不暢,進而影響了河勢,使得河堤、護岸、護坡等容易坍塌,水土流失嚴重,最終造成河道淤塞等嚴重后果,極大降低了河道的防洪排澇效果;人工違規(guī)障礙物也影響了河道的正常流水,容易造成局部死水,直接影響河道生態(tài)景觀。人工障礙物對河道造成的危害遠遠大于自然淤積,因此農村河道清障迫在眉睫。河道清障主要清理阻水的灌木喬木、違規(guī)種植的作物、固體生活垃圾、違規(guī)建筑物等。
2.2.2 堤防加固 對專門用于防洪的堤防,要根據(jù)防洪標準進行計算,確定河道的泄洪承載量及洪水水位,依據(jù)防洪要求確定堤壩的抵御洪水標準,確定河道的最大泄洪量,同時設計河道的洪水位,對于干支流、上下游的堤防允許泄洪量要相互協(xié)調。此外,要結合縣(市)河道整治規(guī)劃對農村河道開展提防加固。
堤線要盡量平順,不同堤段的連接要采用平緩的曲線,杜絕折線或者急彎。對提防工程的選址也要格外重視,要選在土質穩(wěn)定的灘岸上進行修筑,同時要結合已有提防及有利的地形,沿高地或者傍山側布置,避開深水地、強透水地、軟地基、古河道。在布置底線時要順應河道的流向,并盡量設置在建筑物較少的地帶,以利于日常維護保養(yǎng)工作的開展。
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1.堤防建設的現(xiàn)狀
堤防最主要的功能除了防汛外,也有生態(tài)功能,以生態(tài)修復為目標的河道堤防建設注重人與自然的和諧相處。目前為止,我國的堤防工程多是傳統(tǒng)意義的水利工程,追求的基本上是經(jīng)濟效益和社會效益,很少考慮工程對生態(tài)環(huán)境的影響。歐美等國在水環(huán)境治理上加大了力度,自然生態(tài)型堤防建設取得了很好的效果。他們拆除了大量60、70年代建造的鋼筋混凝土護岸,建設生態(tài)型堤防已成為當代趨勢。
2.生態(tài)堤防建設概述
2.1生態(tài)堤防的含義 生態(tài)堤防是指恢復后的自然河岸或具有自然河岸水土循環(huán)的人工堤防。主要是通過擴大水面積和綠地,設置生物的生長區(qū)域,設置水邊景觀設施,采用天然材料的多孔性構造等措施來實現(xiàn)河道生態(tài)堤防建設。在實施過程中要尊重河道實際情況,根據(jù)河岸原生態(tài)狀況,因地制宜,在此基礎上稍加“生態(tài)加固”,不要作過多的人為建設。
2.2生態(tài)堤防建設的必要性
原來河道堤防建設,僅是加固堤岸、裁彎取直、修筑大壩等工程,滿足了人們對于供水、防洪、航運的多種經(jīng)濟要求。但水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成不同程度的負面影響:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態(tài)直線化,河道橫斷面幾何規(guī)則化,河床材料的硬質化;二是自然河流的非連續(xù)化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續(xù)化,筑堤引起側向的水流聯(lián)通性的破壞。
2.3生態(tài)堤防的作用
生態(tài)堤防在生態(tài)的動態(tài)系統(tǒng)中具有多種功能,主要表現(xiàn)在:
成為通道,具有調節(jié)水量、滯洪補枯的作用。堤防是水陸生態(tài)系統(tǒng)內部及相互之間生態(tài)流流動的通道,豐水期水向堤中滲透儲存,減少洪災;枯水期儲水反滲入河或蒸發(fā),起著滯洪補枯、調節(jié)氣候的作用。傳統(tǒng)上用混凝土或漿砌塊石護岸,阻隔了這個系統(tǒng)的通道,就會使水質下降;
過濾的作用,提高河流的自凈能力。生態(tài)河堤采用種植水中植物,從水中吸取無機鹽類營養(yǎng)物,利于水質凈化。
能形成水生態(tài)特有的景觀。堤防有自己特有的生物和環(huán)境特征,是各種生態(tài)物種的棲息地。
2.4生態(tài)堤防建設效益
生態(tài)堤防建設改善了水環(huán)境的同時,也改善了河道生態(tài)、水資源和居住條件,并強化了文化、體育、休閑設施,使河道交通功能、河道防洪等再上新的臺階,對于優(yōu)化河道環(huán)境,提升河道形象,改善投資環(huán)境,拉動經(jīng)濟增長,擴大對外開放,都將產生直接影響。
3.堤防建設的生態(tài)問題
堤防是水陸生態(tài)系統(tǒng)內部及相互之間生態(tài)流流動的通道,以往堤防建設大多采用人工混凝土河堤或漿砌石垂直斷面型式河堤,只考慮了泄洪排水功能,基本沒考慮生態(tài)功能,為保護河道安全,河堤逐年加高,河流完全被人工化、渠道化,人工與自然比例不協(xié)調。從而伴隨著堤防建設的不斷推進,生態(tài)問題也不斷出現(xiàn)。
3.1對天然河道裁彎取直
天然河流是蜿蜒彎曲、分叉不規(guī)則的,寬窄不一、深淺各異,在以往的堤防建設中,過多地強調“裁彎取直”,堤線布置平直單一,使河道的形態(tài)不斷趨于直線化,岸坡坡腳附近的河床深潭一般也被填平,深潭、淺灘不復存在,導致整個河道斷面變?yōu)橐?guī)則的矩形或組合梯形斷面,使河道斷面失去了天然的不規(guī)則化形態(tài),從而改變了原有河道的水流流態(tài),對水生生物產生不良影響。
3.2追求保護面積的最大化
以往的堤防設計追求最大的保護面積,堤線緊靠岸坡坡頂布置,導致河槽變窄,河漫灘不復存在,從而失去了原有天然河道的開放性,使生物的生長發(fā)育失去了棲息環(huán)境。
3.3現(xiàn)場施工無序
堤防施工對生態(tài)環(huán)境的破壞,主要表現(xiàn)在施工時對施工現(xiàn)場、料場、棄渣場的簡單處理。工程竣工后,施工現(xiàn)場的施工道路沒有恢復到施工前的狀態(tài),道路邊坡、陡坎未能進行必要的防護處理,引起岸坡沖刷失穩(wěn)。護岸施工時修筑的圍堰沒能及時清除,導致水土流失,河床淤積。料場、棄渣場使用后,缺少必要的整治和生態(tài)修復,導致場地溝壑縱橫、土壤、雜亂無章,引起水土流失,破壞了原有的生態(tài)環(huán)境。
3.4對岸坡的硬質化處理
對岸坡的處理,以往一般多采用“硬處理”,也就是采用大片的干砌石、漿砌石或混凝土護坡,忽視生態(tài)防護措施的研究和應用。護岸是水陸生態(tài)系統(tǒng)內部及相互之間生態(tài)流流動的通道,阻隔了這個系統(tǒng)的通道,就會使水質下降。岸坡防護工程對生態(tài)系統(tǒng)影響最大,因為水陸過渡地帶是水生植物的發(fā)育地,是水生動物的棲息、產卵、覓食地,所以對生態(tài)環(huán)境的影響尤為嚴重。
4.解決堤防生態(tài)問題的對策
要徹底解決目前堤防建設中的生態(tài)問題,重視生態(tài)堤防的設計和施工是極其重要的。下面從設計、施工等角度談幾點解決生態(tài)問題的對策。
4.1堤線和堤型的選擇
堤線的布置要因地制宜,應盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài),保留或恢復其蜿蜒性或分汊散亂狀態(tài),即保留或恢復濕地、河灣、急流和淺灘。在有條件的地方盡可能使堤線離開岸坡坡頂,一方面可保證足夠的行洪斷面和堤身的穩(wěn)定,另一方面也可保持岸坡的天然形態(tài)并保護岸坡的天然植被。
選擇堤型時,要結合場地及周圍環(huán)境因素,通過多方案比較擇優(yōu)選用。堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩(wěn)定和滑動穩(wěn)定等安全條件外,還應結合生態(tài)保護或恢復技術要求,盡量采用當?shù)夭牧虾途徠?,為植被生長創(chuàng)造條件,保持河流的側向聯(lián)通性。筑堤材料宜優(yōu)先選用當?shù)夭牧希话愣嗖捎帽容^生態(tài)的土堤堤型,以便于堤坡的植草綠化,使堤內外生態(tài)環(huán)境協(xié)調,避免過多地采用直立的鋼筋混凝土和漿砌石堤型,這些堤型與周圍環(huán)境欠協(xié)調,同時在一定程度也影響堤內外的空氣交換。
4.2河流斷面設計
自然河流的縱、橫斷面顯示出多樣性的變化,設計時應做到淺灘與深潭相間。
4.3岸坡的防護
盡可能保持岸坡的原來形態(tài),盡量不破壞岸坡的原生植被,局部不穩(wěn)定的岸坡可局部采用工程措施加以處理,避免大面積削坡,導致全堤段岸坡斷面統(tǒng)一化;盡可能少用單純的干砌石、漿砌石或混凝土護坡,宜采用植物護坡,在坡面種植適宜的植物,達到防沖固坡的目的,河道坡岸植物重要的功能之一就是保持土壤,即固土護坡。在河岸坡面上的土壤侵蝕一般包括3個基本過程:
坡面土壤表層被雨水濺蝕、動物踩踏或機械耕作后疏松和破壞。(2)疏松土壤被坡面徑流沖刷和搬運。
滑坡或崩塌導致的塊體運動。從上游侵蝕到下游沉積,不同的立地條件表現(xiàn)不同的侵蝕方式。最終土壤流失是侵蝕力和土壤抗侵蝕力相互作用的結果,坡岸植物通過機械效用和水文效用減弱侵蝕力或增強抗侵蝕力而保持土壤;盡可能保護岸坡坡腳附近的深潭和淺灘,這是河床多樣化的表現(xiàn),為生物的生長提供棲息場所,增加與生物的和諧性。
4.4對已建堤防作必要的生態(tài)修復
由于認識和技術的局限性,以往修筑的一些堤防,尤其是河道堤防對生態(tài)環(huán)境產生的負面影響是存在的,可以采用必要的補救措施,盡可能減少或消除對生態(tài)環(huán)境的影響。以“修”復為主,杜絕“整改”,盡量不破壞河岸原有的植被。
參考文獻
1.生態(tài)型河道建設的必然性
1.1 生態(tài)型河道應體現(xiàn)人與自然的和諧共處。生態(tài)型河道是親水型的,在體現(xiàn)以人為本的同時,更加注重和提倡人與自然的和諧共處。這樣可以避免水利工程建設中的盲目性和投資的隨意性,特別是避免水利工程園林化的傾向。
1.2 體現(xiàn)生物多樣性和本地化。事實上,水利工程的建設本身是對自然原生態(tài)的一種破壞,只是在整體上權衡利弊得失時這種破壞利大于弊而值得干。生態(tài)也不是一成不變,而是動態(tài)平衡的。因此,建設生態(tài)型河道時必須極大地關注恢復或重建陸域和水體的生物多樣性形態(tài),盡可能地減少一些不必要的硬質工程。
1.3 生態(tài)型河道的整治應該是漸進式的。無論生物多樣性的重建,還是自我凈化、自我修復能力的恢復,在河道整治中都不可能一蹴而就,而是一個逐步、漸進的過程。如果不注重生態(tài)而快速地實施環(huán)境水利工程,往往會導致自然環(huán)境的不和諧。
2.建設生態(tài)型河道的問題分析
2.1 河道綜合整治涉及的問題
①在指導思想上要確立綜合治理的觀念。包括河道本身的疏浚,實現(xiàn)通暢;在安全基礎上的陸域部分的綠化;水體的治污、調活、凈化;污染源的截流、納管和集中處理。最終實現(xiàn)標本兼治,使清水長流,永續(xù)利用。②治理的過程中要注意反對形式主義,防止片面強調景觀而導致水利工程園林化。即使是十分必要的景觀建設,也要在設計中盡可能減少小品,減少污染物,減少硬質工程。要十分強調規(guī)劃控制,在河道工程范圍內的綠化和景觀建設,也不一定都要一步到位,可以在主體工程完成之后,留出綠地和大片空間,以后通過非水利的途徑再去營造景觀。③要處理好點與面、段與線的關系,可以一次確定目標,分階段組織實施。四是建設程序規(guī)范化問題。當前特別要注重貫徹項目法人制、招投標制、監(jiān)理制,實行政府采購,對工程決算的審價和對建設的審計。項目建成投入運行后,要經(jīng)過考驗,實行建設效益后評估。對上述這些問題都要綜合考慮,以扎實推進生態(tài)型河道的建設。
2.2 管理中的問題
①管理體制和機制問題。按照統(tǒng)一管理與分級負責的原則,落實分級負責的責任制;在管理過程中,探索管養(yǎng)分離的新機制,制定市場準入的規(guī)劃和管養(yǎng)定額標準,逐步實行養(yǎng)護的社會化、市場化。②落實管理的經(jīng)費。任何管理都需要人和物的投入,管理也必須要有成本。管理的投入要根據(jù)工程的性質和管理責任權限,由公共財政投入和社會性投入配套組成。③提高管理的技術含量和科學調度水平。④加強管理隊伍建設,提高管理人員的素質和管理水平。
3.3 投入問題
①公共財政投入。它只能用于社會性、公益性、基礎設施性的建設。因此,生態(tài)型河道建設的投入,不可能指望全部由公共財政投入來解決,只能是根據(jù)工程性質和分級負擔原則,實行綜合性配套性多元性投入。按照補、扶持性、引導性的原則,予以適當投入,以推進生態(tài)型河道建設。②社會配套投入。這種投入是帶有公益性意義的,是自愿的。③受益者投入。按照誰受益誰投入的原則,由受益的農民、集體經(jīng)濟組織、開發(fā)商、農業(yè)企業(yè)或者其他受益的企業(yè)和個人按照受益比例分攤投入。
3.加強生態(tài)型河道設計的對策研究
3.1 河道線型設計
河道線型設計即河道總體平面的設計。由于城市用地的緊缺,河道濱水地帶不斷被侵占,水面越來越少,河寬越修越窄,但是為了泄洪的需要,要保證過水斷面,只好將河道取直、河床挖深,這樣對駁坎的強度要求就逐步地提高,建設費用逐漸加大,而生態(tài)功能逐漸衰退,河道基本成為了泄洪渠道,這與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略相悖。從工程角度,自然曲折的河道線型能夠緩解洪峰,消減流水能量,控制流速,所以也減少了對下游護岸的沖刷,對沿線護岸起到保護的作用。退地還河、濱水地帶的恢復,使得設計人員在河道斷面設計上留有選擇的余地,也不需要采用高強度的結構形式對河濱建筑進行保護。順應河勢,因河制宜,無疑在工程經(jīng)濟性方面也是有利的。
3.2 河道斷面設計
河道斷面的選擇除了要考慮河道的主導功能、土地利用情況之外,還應結合河岸生態(tài)景觀,體現(xiàn)親水性,盡量為水陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性創(chuàng)造條件。在河道治理的過程中,應避免斷面的單一化。不同的過水斷面能使水流速度產生變化,增加曝氣作用,從而加大水體中的含氧量。多樣化的河道斷面有利于產生多樣化的生態(tài)景觀,進而形成多樣化的生物群落。
3.3河道護岸形式
傳統(tǒng)的河道護岸在材質方面大多采用混凝土及漿砌塊石等硬質材料,整個護岸形成一個封閉的體系,猶如給河道穿上了一層盔甲,只考慮了河道的安全性,卻忽視了對河流環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)及其動植物及微生物生存環(huán)境的影響。不僅阻礙了水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),連動植物、微生物的整體生物鏈都被阻斷。地下水與河水也不能及時的溝通,水循環(huán)過程被隔斷,河道變成了只進不出的封閉水體。從而有悖于城市的生態(tài)化建設。
在建設生態(tài)河道的過程中,河道護岸是否符合生態(tài)的要求,是否能夠提供動植物生長繁殖的場所,是否具有自我修復能力,是設計者應該著重考慮的事情。生態(tài)護岸應該是通過使用植物或植物與土工材料的結合,具備一定的結構強度,能減輕坡面及坡腳的不穩(wěn)定性和侵蝕,同時能夠實現(xiàn)多種生物的共生與繁殖、具有自我修復能力、具有凈化功能、可自由呼吸的水工結構。
3.4 植物配置設計
植物根系可固著土壤,提高土壤持水性,植物根莖的生長對土壤具有改良作用,增加了土壤的有機質含量,改善了土壤的結構與性能,增加抗侵蝕能力和抗沖刷能力,起到固土護岸的作用,又能提高河岸土壤肥力,改善生態(tài)環(huán)境。而且隨著時間的推移,植物不斷生長,這些作用將會不斷加強。
在植物種類的選擇上,要盡量選擇適宜本地區(qū)氣候環(huán)境的物種,同時不造成外來物種入侵,植物生長后構成的景觀層要分明。水際邊緣地帶要選擇抗逆性好、管理粗放、植物根系發(fā)達、固土能力強的植物,比如沙柳,蘆葦?shù)?。格爾木地處高原,自然環(huán)境惡劣,生態(tài)植被生命力脆弱,使用本地的抗寒抗旱植物,能使這些植物適應本地氣候,達到生態(tài)之和的目的。
4.總結語
綜上所述,生態(tài)河道的設計需要各方面因素的配合,設計者要拓寬思路,結合生態(tài)學、工程學、水利學的知識,相互補充,才能形成一套有效的設計方法。生態(tài)型河道是符合防洪除澇安全要求的除害興利工程。作為工程,安全始終是第一位的。生態(tài)型河道建設并不是要求我們刻意地追求某種形式,形成一個固定的模式,也不是一概地排斥硬質工程,而是要求我們從實際出發(fā),因地制宜開展河道整治,在確保工程安全的前提下,力求形成河道形態(tài)的簡潔樸素、自然通暢、水質改善、水體調活的局面。
參考文獻: