发布时间:2024-01-26 15:45:40
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中图分类号: TV文献标识码:A
随着社会的不断发展,经济发展与环境之间的矛盾不断凸显,对此国家积极开展各领域、各环节的可持续发展观落实,河道治理工程也不例外,针对水利工程建设的生态影响,专业的生态水利研究也不断推进,以期将生态水利理念切实贯彻落实,现阶段,生态水利设计理念广泛应用于城市河道治理工程中,将生态水利设计理念贯彻到河道治理的每一环节,可以有效推进水利工程建设行业与河道生态的可持续发展。本文中着重介绍了生态水利设计理念及其应用。
一、生态水利设计理念概述
针对当前的水利工程环境破坏现象,河道治理工程着重从理念入手进行了理念革新,提出了更加符合生态发展的工程理念,现代的城市河道治理一改传统的观念,着重进行生态水利河道治理研究,提出了生态水利的设计理念,生态水利设计理念具有综合性,也更加符合生态可持续发展观的要求,将生态水利设计理念应用于河道治理工程中,目标在于改善城市河道质量,提高工程生态效益。生态水利设计理念可以指导河道治理结合安全、生态的原则,进行河道工程的相关设计与施工,既能保证城市河道的正常排涝、排污与通航的效用,又提高了城市河道的功能性与生态性,可以说是集多功能、多效益于一体。
生态水利新理念集以人为本理念、功能理念、生态理念、文化理念于一体,在河道治理中应用将更加广泛,生态水利设计理念中主要协调周边水文环境,设置合理科学的河道,并结合工程中配置系统的控污设施,维持河道内的生态,实现工程设计与生态的协调,新的水利设计理念坚持以人为本,理念中将居民环境需求与工程需求相结合,创造生态效益较高的水利工程景观,并着重综合完善城市河道的功能,以保证在关键时期发挥应用的效用为居民造福,此外,生态水利设计理念中还着重结合文化理念,保证设计出的工程能与周边环境相协调,还能最大程度的发挥工程之外的景观效益,生态水利设计主要从生态可持续性出发,进行工程设计,建立良好的水利设施与水利体系,该设计理念的落实可以完善工程性能,有效的提高工程效益,更有利于生态平衡。
生态水利设计理念应用于城市的河道治理工程,可以实现多重理念在城市河道治理工程中的落实应用,不仅为河道治理工程提供理念指导,还在某种程度上赋予了城市河道治理工程新的内涵,指导建成生态理念下的城市综合水利系统。
二、河流综合治理指导思想和治理目标
河流综合治理的指导思想是:以“河畅水清、岸绿景美、功能健全、人水和谐”为目标,以河道疏浚、岸坡整治、水系沟通、生态修复等措施,着力恢复河道功能,提高抗洪排涝能力,改善农村水环境。基本原则如下:综合考虑防洪排涝、灌溉供水、生态环境等要求,与当地新农村建设规划、乡镇建设规划、土地利用总体规划相协调,与流域、区域水利专业规划相衔接,统筹布局。
治理目标是:河畅、水清、岸绿、景美。河畅:通过河道清淤疏浚、岸坡整治、堤防加固等措施,主要河道保持水流畅通,河势与岸坡稳定。水清:通过综合整治,结合河道两岸污水直排处理,达到水面清洁,满足水功能区功能,做到水面基本无漂浮物,河道水质逐步改善。岸绿:岸边无垃圾,岸坡整治应为植物护坡,河道环境状况明显改善。景美:通过水系沟通维护河流的整体性、连续性和自然风貌的多样性,充分体现河道的自然特色。
三、生态水利设计理念在河道治理中的应用
中图分类号 X171.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)09-0254-01
随着社会的不断进步,物质生活水平的提高,人们对生存环境的要求也日益提高。特别是近几年国家层面提出的国家级园林小城镇、国家级园林生态小城镇等概念的提出,更促使人们加深了对环境建设重要性的认识。建设中更加注重建设与保护相结合,保留乡村风貌、特色已经深入人心。改革开放以来,在建设过程中走了不少弯路,尤其在发展过程中对环境污染的认识不充分,使得污水、生活用水、雨水等大量排放,而污染治理没有及时更进,使得河道水体自净化超过预期,导致许多水体变质,有的发黑、发臭,给人们的生活和水体景观带来严重危害,治理水体已经刻不容缓。
生态修复是运用生态学原理,以生物修复为基础,采用工程技术措施以及结合各种物理修复、化学修复等优化组合,使之达到最低消耗和最佳效果的一种综合的污染环境修复方法[1]。由于其具有工程造价低、成本低、效果好等特点,目前已经逐步被人们认识和运用。
1 生态河道概述
1.1 生态河道的概念
生态河道是指河道的建设要具有良好的整体景观效果;合理的生态系统组织结构和良好的运转功能;对长期或突发的扰动能保持着弹性、稳定性以及一定的自我恢复能力;河道整体功能表现出多样性、复杂性,能够满足所有受益者的合理目标要求。生态河道是通过在传统的河道建设和整治中加入生态学原理,并根据河道现状和功能,对工程进行生态设计,构建符合流域及地域生态特征的河道水生态系统和河岸生态系统,创造适宜河道内水生生物生存的生态环境,形成丰富的物种。
1.2 生态河道的功能
河道是联系城市与郊野、保证生物物种交换的重要通道,最关键的要素是清澈的水体和岸坡的自然生态。河道除满足水体流淌、物质交换、排涝泄洪等功能外,还兼顾绿化美化的功能,也是景观不可或缺的组成之一,常作为人们休闲观光、游赏观景、散心的场所。
2 河道建设存在的问题及注意事项
2.1 河道目前存在的问题
最初的河道只是注重排洪泄洪的功能,考虑其生态作用很少,以往的河道岸坡基本都是水泥墙的堆砌硬化程度过高,密闭了生物交换的通道,致使河道岸线单一、功能单一,没有充分发挥其生态功能。随着人们环境意识的增强,逐步有所改善,20世纪90年代各地河道开始了一轮治理,但也是清淤、修补为主,没有从根本上解决问题,由于规划认识的不足,只强调河道的基本功能,单纯考虑了防洪、泄洪、改善水质或经济效益的问题,而忽视了河道作为整体生态和景观的作用[2-3]。
2.2 河道建设中应注意的事项
河道建设要科学合理,注重生态与自然,尽可能保留原有风貌,切忌硬质堆砌、钢筋混泥土包裹。河道建设要起到美化景观的作用,并达到保护河流生态的效果,要为广大百姓提供休闲娱乐的空间,满足人们亲水、近水的要求,充分体现河流应有的人文和自然景观,力求做到自然、生态、观赏、文化、安全和谐统一。
3 河道生态护坡的类型
随着人们对环境认识的加强及科学技术的发展,多种生态护坡被实际应用到河道景观建设当中,并且已经初见成效,在各地建设中逐步推广应用。
3.1 木桩护坡
这种方式主要应用于具有航运功能、河面较宽的河道,由于通航,水波较大,对岸坡冲刷比较厉害,无法栽植植物[4-5]。用木桩成排进行坡脚固定,使得水面冲刷得到缓解,可以在桩基上种植水生植物,如根系发达的黄菖蒲、千屈菜、芦苇等,既保持生态自然又美化环境,还起到了固定土壤的作用。木桩的选择范围大,可以是柳树段、杉木段等,经济实用,效果良好。
3.2 生态袋护坡
一般应用于岸坡坡度较大、不能种植植被、打桩易坍塌的河道,采用生态袋堆叠方式,能够增强护坡的稳固性。生态袋中的填充营养土可用栽植地被植物。
3.3 石块护坡
河道水景景观中将石块散落于河岸线的近水边坡,模拟自然的山涧、沟壑模式,石块缝隙中填充土壤,可用种植多种水生植物被或水旱兼备植物,岸线上种植耐水湿的灌木和乔木,形成复层组合景观,生态效益与景观效益兼顾。种植植被要注意疏密结合、进退结合、自然大方、增强客观性。
4 生态河道景观建设中植物的选择
河道景观中植物的选择十分重要,关系到生态效益的充分发挥,另外还要兼顾景观效果的适宜性、河道的宽窄、河道水的深浅、水质情况等因素。要充分了解实际情况,因地制宜地选择种植植物。
4.1 乡土适生,根系发达,能够固土
现代河道要求注重生态,通常采用植被护坡,这就要求植被根系发达,尤其是有较强大的须根,无论是生长在水中的挺水植物还是种植在岸线的地被植物、灌木、乔木都有很好的固定土壤的作用。如挺水植物水蜡烛、水葱、黄菖蒲、千屈菜、芦苇等。
4.2 具有较高的观赏性以及管护简单容易
河道通常是一个地区景观的重要组成部分,周边的绿化必须考虑其景观作用的发挥,为群众提供欣赏休憩的功能,这就要求选配的植物必须具有较高的观赏性,满足人们的需要,另外要充分考虑到后期的维护成本,便于养护管理。
5 结语
河道建设过程只有树立科学发展的理念,把生态学的理念贯穿整个建设中,以人为本,使得生态效益与景观效益相结合,才能做到可持续发展。
6 参考文献
[1] 高晓琴,姜姜,张金池.生态河道研究进展及发展趋势[J].南京林业大学学报,2008,32(1):103-106.
[2] 董哲仁.河流保护的发展阶段及思考[J].中国水利,2004(17):16-32.
河流治理已成为现阶段社会发展中的核心内容,也是实现可持续发展战略的重要模式。在过去多年的社会发展中,由于人们对于生态环境的破坏,使得河道问题较为严重,成为了影响社会经济发展与人民身体健康的核心环节。因此在目前的社会发展中做好河流治理工作已成为人类关注的重点,也是落实可持续发展观念的必然结果。在河流治理工作中,采用生态堤防设计方法不但能够使得人们更好的利用河流产生的各种经济、社会效益,而且也能够促使河流回归自然化,产生一定的生态效益。
一、生态堤防概述
在过去的堤防工程建设中,由于人们对于环境认识不科学、不全面,多采用加固岸堤、疏通河道的方式进行治理,使得河流在满足人们社会发展的同时也造成了种种自然影响和生态问题,严重影响了社会经济的可持续发展,也造成了巨大的经济损失和自然灾害,如洪涝、决堤等事故现象。这些问题的存在主要是由于人们在提防设计工作中对于自然规律的认识不够,造成了堤防工程建设中得到经济效益的同时造成了自然环境的恶化和生态问题而引发的。因此在近年来的社会发展中,人们对于自然界的认识日益加深,对于各种保护环境、维持生态平衡和可持续发展观念的落实,在河道治理工作中也逐步趋于综合化治理要求,即是在工作的过程中以河流利用、生态效益、环境保护为一体化的工作模式。这也是在工作的过程中实现水利工程可持续发展和利用的必然结果。
二、生态堤防设计的基本原则
在目前的生态地方设计中,我们主要要考虑一下几方面原则:
1、安全原则
安全原则主要指的是在设计工作中要以河流治理为基础,兼顾生态堤防的安全性要求,确保在雨天的时候不出现洪涝、决堤等现象。特别是人类开始建设的过程中,由于这类问题的认识不够而造成的提防事故较为严重。近年来,随着科学技术的发展和社会生产水平的提高,人们在工作的过程中对于建设力度和水平要求有着极为重要的作用与意义。
2、自然原则
在堤防工程建设的过程中,要能够发挥传统堤防工程防洪功能的同时,还要做好河流生态效益要求,甚至是降低河流的流速,从而维持河流的生态健康以及河道周围的环境保护要求,进而发挥其应有的自然景观优势。这种原则的存在与利用就需要我们在工作的过程中尊重自然、保护自然,不得在工作中随意的破坏和更改自然规律,更不得胡乱的对自然进行优化和处治。
3、生态原则
坚持“生态治水”新思路,满足生物的生存需要,适宜水生动植物生息、繁衍;力求人与自然和谐相处,形成“人水共融”的良好环境。
4、亲水原则
结合当地居民文化习俗和活动需求,设置人性化的活动和休憩场所,提供更多方位能直接欣赏水景、接近水面,让人们从视觉、听觉、触觉、嗅觉全方位地感受水文化给人们生活上带来美的感受。
5、整体性原则
河岸景观设计以整体美为基本原则,突出特色美,体现意境美,延伸河流水生态系统的空间。
三、生态堤防设计实例
生态堤防是融现代水利工程学、生态学及美学等学科为一体的水利工程,既为经济发展提供保障,又可以改善生态环境。现结合“某水库工程”生态堤防设计实例,对城市生态堤防进行探讨分析。
1、“某水库工程”概述
“某水库工程”是指城西河道溪炉田至留槎洲段两岸生态堤防工程,现状堤防存在的主要问题:①原防洪堤标准偏低,大部分在十年一遇以下;②防洪堤不连续,未能形成较为完整的防洪体系;③溪属山区性河流,坡降陡,水流速度大,运行时间长久,局部堤基已在外,加速了堤防的损毁,影响堤身稳定。故修建该段堤防工程十分必要。该项目的实施,充分利用了河道周边绿地和自然环境,展示着的风土人情,使城区向西推进约6km,为经济社会可持续发展奠定基础,成为人民重要的生活居住环境。同时,溪是瓯江的源头,源头生态环境的好坏,直接影响着瓯江下游县市百万居民的生活生产用水安全问题。因此,建好生态堤防工程,功在当代,利在千秋。
2、“某水库工程”生态堤防设计理念
(1)治理原则。“某工程”河道治理以满足防洪安全为目的,尊重自然,立足水系生态环境的保护与修复;在工程措施的总体思路上,尽最大可能保护和恢复河流形态的多样性,为河流生物的多样性奠定基础,因地制宜进行生态护岸。
(2)岸线布置设计原则。“某工程”岸线布置结合自然地形进行设计,少动土方,保留河道的蜿蜒平面形态、断面的多样性、两岸的天然植被等。现代景观生态学的研究也证实了弯曲的水流更有利于生物多样性的保护,造就多样性流场,形成深潭浅滩地貌特征,有利于消减洪水的灾害性和突发性。
(3)护岸结构设计原则。“某工程”护岸结构设计体现防洪功能和生态景观的结合,在满足安全稳定的前提下,实现工程造价的降低;充分考虑人们活动的亲水需求;尽量避免刚性硬质化,合理选择当地植物措施;尽可能采用天然建材护岸,营造生物缝隙,为其提供繁殖和生长环境。
3、“某水库工程”功能体现
通过对“某工程”实施,城西河道生态堤防将主要形成以下5个方面功能:
(1)防洪功能:城区现有防洪堤防洪标准偏低,本设计工程完成后防洪能力达50年一遇,城区作为市政治、经济、文化中心。其防洪安全得到有效保障。
(2)生态功能:植物措施具有净化窄气、净化水体、涵养水源、滋养土壤、调节气候、固土护坡和美化环境等多种生态调节功能,增加河道绿量,形成稳定的河道动植物群落,改善河道景观和生态功能。
(3)人文功能:历史悠久,文化底蕴深厚,青瓷宝剑香菇灵芝亭誉中外。“l『Ii进工程”将的文化特色融入生态堤防工程设计,展示特有的文化,提高了城市的品味。
(4)休闲功能:滨水景观为人们提供r接近自然、感受休闲生活的空间媒介,使人们牛活品质能得到进一步提高。
中图分类号:TV21 文献标识码:A
1 武安水系规则综合说明
1.1 基本情况
1.1.1 武安概况
武安位于河北省南部,属海河流域,子牙河水系洺河上游。武安市地处山区,是海河子牙河水系的洺河发源地,洺河在武安市境内主要有三条支流,分别是:南洺河、北洺河和马会河。武安属温带大陆性季风气候,四季分明。
1.1.2 武安市总体规划
宗旨是:区域统筹,城乡协调,合理配置资源。突出市区的中心地位,优化城市布局,完善城市功能,统筹安排城市基础设施,改善人居环境,建设节约型城市。
综合考虑城市区位、交通、安全、景观环境、经济、地形地貌和工程地质等因素,确定城市空间拓展方向为“东接、西扩、南延、北拓”。
1.1.3 河流概况
武安市地属海河流域,子牙河水系洺河上游。武安市地处山区,是海河子牙河水系的洺河发源地,洺河在武安市境内主要有三条支流,分别是:南洺河、北洺河和马会河。
1.2 基本原则及任务
统筹考虑、综合治理的原则;河道治理与城市总体规划相协调原则;新旧结合、远近结合原则;效益原则;技术经济合理、切实可行原则。
本次规划主要是对武安市市区段河道进行综合整治。加强南洺湖周边的生态修复,加强中心城区周围的群山生态绿化和尾矿生态修复,依托山体,有机组织城市建筑群与自然山体对景,形成通视廊道,体现山城特色。
1.3工程规划
河道现状断面形式为基础,根据不同河段的地形、地势,结合武安市城区建设进行统一规划。
1.4 工程管理
由武安市防汛抗旱指挥部制定防汛调度预案,武安市水利局负责对该段河道的日常管理工作,根据城市防洪的调度进行节制闸及橡胶坝的启闭。本工程为防洪、灌溉、休闲、旅游等综合利用工程,工程的防洪安全是第一位,保证工程设施的正常运行是重中之重,工程管理单位要制定详细的工程管理、维修、调度等规程、规定,并依法管理、严格执行。
1.5 工程投资匡算及效益分析
本工程的主要效益为防洪所带来的社会效益,其次是经济效益和生态效益。工程实施后,一则提高了河道的行洪标准,减免洪灾损失,二则改善了河道两岸的生态环境,有利于沿岸居民的身心健康;三则美化了城市环境,提升了城市的魅力,带动了河道两岸土地增值和相关产业的发展,有利于武安市的招商引资和进一步发展。
近年来,武安坚持以发展为主题,以建设中等城市为目标,大力实施开放带动、工业立市、城乡协调、可持续发展战略,初步建成了以冶金为主导多业并进的工业体系。
2 规划原则及任务
2.1 规划目的
本次规划的目的是为了提高河道行洪能力,改善生态环境,增加旅游资源,充分发挥南、北洺河及玉带河的社会、经济和生态等综合效益。
2.2 基本原则
统筹考虑、综合治理的原则;河道治理与城市总体规划相协调原则;新旧结合、远近结合原则;效益原则;技术经济合理、切实可行原则。
2.3 规划任务
对于市区段段河道,在满足防洪的基础上,应结合城市总体规划和环境美化等方面的需要,丰富断面形式,在适当河段扩大河道断面,增加景观水面,两岸设交通路。
3 工程规划
3.1 河道治理规划
3.1.1 河道水力要素的确定
根据各段流量不同,结合现状已建护坝,在充分利用现有工程的基础上(如维持北洺河铁矿河道治理段的护坝),分段确定河道宽度,然后根据各段设计纵坡,确定设计河底高程。最后采用推求水面线的方法即能量方程法推算各断面水深、流速等水力要素。
3.1.2 水面线推求
河道设计水面线,南、北洺河及玉带河治理段均采用矩形断面,河道经清淤后,根据设计纵坡、断面及设计洪水流量,计算不同断面处的水深。
能量守恒方程式法主要理论依据是伯诺里能量守恒方程式,从下游断面向上游断面逐段推算水位,最终得出整个河段的水面线。
3.1.3 方案比较
本次河道治理工程堤防设计进行了两个方案的比较:
(1)土堤
若采用土堤,则为保证河道断面具有足够的过流能力,断面需加大,土方工程量大,且占地多,而现状洺河河道两侧滩地已大量被厂矿及村庄所开发利用,若重新征地非常困难;再者洺河河道上游段河道主槽摆动频繁,若采用土堤,由于行洪时流速大,水流淘刷堤脚严重,一方面影响河道行洪能力,另一方面加大水土流失,因此不可取。
(2)混凝土堤
土堤较经济,但断面较大,影响河道行洪能力,存在着征地问题。混凝土堤相对来说断面较小,施工较为方便,且施工质量较容易控制,综合考虑,本次方案采用混凝土堤防护,根据各河段设计防洪标准的洪峰流量,河道设计为多种断面,河床均为梯形断面,两侧堤防为混凝土挡土墙。挡墙外侧回填卵石土,分层夯实。
3.1.4 堤防设计
河道治理段河床采用梯形断面,拟建河床防洪墙采用混凝土挡土墙,外侧用砂卵石回填;现状已建浆砌石挡土墙的河段若挡墙质量尚好并且满足设计标准的行洪要求的维持不变。
3.2 河道建筑物规划
新建橡胶坝:规划于玉带河城区段上新建橡胶坝3座,可以使城区段玉带河形成阶梯式生态水面。橡胶坝为枕式橡胶坝,设计坝高4m,坝长50m。
4 工程管理
4.1 管理机构
由武安市防汛抗旱指挥部制定防汛调度预案,武安市水利局负责对该段河道的日常管理工作,根据城市防洪的调度进行节制闸及橡胶坝的启闭。
4.2 管理办法
本工程为防洪、灌溉、休闲、旅游等综合利用工程,工程的防洪安全是第一位,保证工程设施的正常运行是重中之重,工程管理单位要制定详细的工程管理、维修、调度等规程、规定,并依法管理、严格执行。
工程管理单位要加强对河道堤防的巡查,对闸涵等工程管护,对枢纽建筑物进行维修保养,做好各项工程岁修维护。依法查处向河渠乱排污、破坏水利工程等不法行为,保证工程良好运行。
要加强对沿河单位、群众的宣传报道,使大家充分认识实施这项工程的重要意义,取得广大人民群众的理解和支持,动员全社会力量,积极投身到工程建设中来,共同把这项利市利民的好事抓实办好。利用广播、电视、民间秧歌等多种形式,教育群众尤其是那些自我行为能力低下的沿岸居民,树立安全意识,关爱生命,珍惜生命,避免溺水事件发生。
5 工程投资匡算及效益分析
5.1 投资匡算
工程投资匡算以现行的设计标准、规范、定额为依据,并参照已建同类工程投资指标,采用综合单价的形式,进行本次工程规划的投资匡算。
本工程总投资30595万元,其中南洺河6118万元、北洺河11137万元、玉带河13340万元。
5.2 工程效益分析
工程实施后,在防洪安全、生态环境改善和城市发展等方面都将发挥巨大的效益。
5.2.1 防洪效益
通过合理的调度,可以对洪水起到一定的削峰调蓄作用。
全段工程实施后将大大提高河道现有防洪标准,减免洪灾损失,可以确保在20年一遇的情况下,河道沿岸村民和武安市县城居民正常工作、学习和生活,有利于广大人民群众的安居乐业和社会秩序稳定。
5.2.2 生态效益
武安市地处华北,降水偏少,气候干燥,风沙较多。本工程实施后,将大大增加武安市境内的水面面积和绿化面积,生态效益明显,通过橡胶坝梯阶蓄水,可以在市区内形成生态景观带,增加了生态水面、绿地,结合两岸的景观建设,能起到稀释污水、改善水质、减少灰尘、净化空气的作用,将大大改善城区水林生态环境,有利于广大市民的身心健康。同时,结合城市规划,滨水区域可建成集供水、观光、休闲于一体的亲水景观,营造出秀美的水环境,改善人居环境,丰富文化内涵,提高城市品味,优化旅游资源配置,进而带动投资环境和县城面貌的改善。
5.2.3 社会效益
工程实施后,一则由于水面的增加、环境的改善,将在城区内形成风景优美的景观水带,使城市品位得以提高,有利于形成良好的投资环境,对吸引外来资金发挥作用;二则通过河道的治理,可以沿河在适当地段增设水上旅游项目,比如在河道纵坡由陡变缓段,水流由急变慢,适合开展漂流项目。
随着城区两岸环境的改善,肯定会带动周边土地升值和文化、旅游等相关产业的发展,进而催生出拉动城市发展的经济带,让武安市成为因水而美、因水而兴的中原风水宝地.
参考文献
随着我国社会经济建设的快速发展,人们物质生活水平得到不断的提高,他们对于城市生态环境越来越重视,建立一个生态型城市也成为了人们的共识。河道作为城市河流规划的重要内容,是城市常见的基础设施,在城市防洪、抗旱、灌溉和运航等方面发挥着不可替代的作用。目前,许多河道的功能局限在防汛上,忽略了河道的美观性以及与周边环境的生态统一性。若城市规划人员没有做好河道生态治理工作,不仅会影响到河道内外生物的多样性和河道系统的健康发展,而且也不利于城市生态环境的建设。因此,如何实现河道经济效益、环境效益、生态效益以及社会效益的有机统一,建设现代化的河道生态工程,就成为了城市规划人员面临的难题。
1 河道治理的传统模式
传统和道德治理,往往基于河道基本功能的实现,如抗旱、排涝、防洪等,进行裁弯取直,清淤挖泥,河岸加高,采用硬性材料护坡等,而对于生态功能则考虑较少,其很大程度上以牺牲周边环境为代价,这就造成了生态环境的破坏,进而影响了河道内部以及周边动植物的生长与繁殖。同时,在河道建筑中,往往运用硬性材料,而材料中的有害物质进入河流,必然对河水质量产生影响,引发生活用水质量下降,严重影响着人们的身体健康。再者,河道的传统功能性,以实现实用性为主,在实际治理中往往以人为性变化为基本,而忽视了流势的自然性,出现一些河道被迫改道,浅滩深潭缺失,水流快慢得不到控制等问题,这不仅影响了基本的发挥,而且很大程度上有失自然美观性。
2 河道治理生态理念
秉持着生态理念来进行河道治理,会减轻河道治理工程对该地区各个方面的破坏和影响。坚持怎样的生态理念,把河道治理造成的危害和影响降到最低程度呢?这就需要政府相关部门做好统筹规划,科学合理地做好河道整治的具体统筹。尊重自然,确保生态环境的可持续发展。
2.1 重视水污染的治理
河道施工用水产生的废水要经过有效的处理。可以将废水先排入专门的废水收集池,然后经过污水处理和水质检测再考虑是否回放。严禁工作人员随地丢弃废弃物,机械的清洗可以在施工区以外进行,经常清理施工区周围的卫生以避免影响周边卫生环境。并告知周围地区的人们慎用治理中的水资源。
2.2 有效防止和处理水土流失
严禁在河道两旁大量堆积施工所用石料、土料堆放的施工材料上要用塑料膜等物体进行覆盖,并在材料底部用编织袋等东西压盖,以免降雨时造成大量冲刷。
在废弃土区,要建有专门的防护基础设施,合理挑选弃土场,应该表面平整,周围要设有防护不易冲刷的防护植被。水土保持是河道治理工程建设中的重要组成部分之一,它能够保障河道治理工程作用的有效发挥,在每一次的河道整治工作中都要把水土保持的问题首先考虑在内,切实做好水土保持的设计工作,否则,一旦发生水土流失的现象,将会造成严重的破坏和影响,河道治理工作的进程也会受到阻碍。
2.3 有效处理噪声污染
噪声污染影响着人们正常的生产生活秩序,在施工时可以给机械作业人员配备防噪用具,尽量选用低能耗、低污染、排放少的机械进行施工作业,柴油等燃料方面也要慎重选择,避免因机械状况不佳而造成一定的噪声污染。在日常作业中要做好机械的维修和保养。在通过施工道路的时候,车辆应该减速行驶,不用喇叭以降低噪声,并尽量在晚上10 点以后作业。同时做好对施工人员的培训,在居民生活区周围尤其是晚上尽量不要大声喧哗人为地制造噪音。
2.4 有效处理所在河流生物的生存问题
先了解所在河流的生物种类及其生活习性,做好水生动物的安全保护工作,专门设置活动区域范围,创造出良好的生态环境,避免水生动物因水域环境的突然改变而大量迁徙。对于水生植物,在河道治理过程中对它们所造成的影响应该尽量进行补救,并合理配置植被。
2.5 对于河道周围居民的健康做好全面的保护措施
搞好施工区的卫生,在施工区经常进行现场消毒,妥善处理废水和生活垃圾;保障现场工作人员良好的生活条件,严格按照安全规定搭建施工人员暂住房屋,制定相关制度,安排专门的卫生工作人员,做好施工区的卫生防疫工作;时常对工作人员进行身体检查,关心他们的健康和安全,并监督他们严格执行操作章程,做好全面的应急措施;在工地食堂和操作区域配设专门的消毒器具,保证施工人员的清洁用水,饮用水具定期清洗。
2.6 加大宣传力度,提高全民参与度
积极宣传生态理念,让人们都参与到生态环境的保护中来,实现生态和社会的可持续发展,让居民们积极配合整治河道工作,减少河道治理所带来的破坏。
2.7 建立有效的监督管理机制,以保证生态治理工作带来的持续性效果
在河道整治的过程中,要协调统一各个方面,做到生态环境与经济环境和社会环境的有机融合与统一,将生态理念用于治理河道的工程建设中,这不仅可有效恢复河道本身的防洪排涝功能,同时对于改善河流所在地区的生态环境,人文生活环境也有较大的帮助。
3 河道生态治理工程的实施措施
河道生态治理是现代城市发展的一个必然走向,其不仅面向河道基本功能的实现,而且越来越突出人与自然、水与动植物、人与水之间的和谐关系营造,以求实现河道回归自然,河道文化以及生态河道的目标。
3.1 河道形态尊自然
传统的河道治理往往采用裁弯取直的方式,这不仅改变了河道的天然走向,而且严重破坏了动植物生存的空间,在现代河道治理中,要进行河道形态恢复,采取工程措施把曾经裁弯取直的河道进行适度修复,保留一定自然弯曲河道,恢复河流低水槽,以不同的弯曲度、滩岸深度以及流沙控制度,来实现对河水的速度控制,以更好地实现河道的流速自我调节功能,实现河水自我净化,进而实现河流生物多样性发展。
3.2 河道护坡生态化
河岸生态是河流生态的关键,传统的硬性材料建设虽然起到了加固堤坝的作用,但是影响了生物的生存,所以,在河道护坡建设中,要注重选材、护坡以及自然可用资源的合理化使用。
首先,在河道治理中,尽量减少混凝土、浆砌石块等硬质材料的使用,而采用一些新素材,如采用河底淤泥,在现场脱水、固化后将淤泥整袋用于填土或是护岸,同时,将袋口用植物封扎,这不仅减少了硬性物质对水源的污染,而且很大程度上促使植物再生。以卵石填充,充分利用现场产出的混凝土弃渣,这不仅有利于鱼类生存空间,而且变废为宝,实现了经济效益与生态效益的双统一。
其次,天然石铺坡,通过天然石砌垒,让石块达到口口吻合状态,这在急流处较为常见,在洪水时间较长的缓流处也可使用,其石块与石块之间讲究天然造成,即为通过水草、水中或是土地泥沙等物质自然填充,不必利用水泥等,这不仅减少了原材料的投入,而且很大程度上为水下生物提供了良好的生存空间。
天然抛石是最简单的一种河道生态治理方式,这不仅可以有效阻止洪水,而且抛石之间存在缝隙,可以为鱼类以及其他生物提供嬉戏场所,利于生物多样性繁殖。
最后,采用植被护坡。植被不仅具有防风固沙、涵养水源的作用,而且很大程度上实现了河道与周边环境的生态性过渡。在坡面分层处种植一些根系发达的植物,如柳树、槐树等,以其根系的含水与护土功能来保持河道岸坡的水土。在缓坡或是普通河段多用草坪和低矮植物进行护坡,尤其是对野生草种的使用,这不仅能够有效提升植被的成活率,而且能够很快实现生物环境的适应,这就起到了生物生存环境的保持与优化作用。
3.3 河道断面重实际
河道的断面设计,依据河道实际功能的实现,往往采用复式、矩形、双层以及梯形等形式,其选择必须根据河道的地理位置,以及与河道功能的适应性。
首先,复式断面的选择。复式断面的主要性能在于行洪、排涝,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,允许出现洪水漫滩,洪水位低,一般不用建设高达防洪堤,而在枯水期时,根据当地的地形特征进行河道功能开发,如在地势低而且地面宽阔的滩地,可以开发大型运动场,如足球场,而在相对较窄处,则可以修建一些辅道路,小型休憩场所等,这就使得河道空间利用率提升,不仅满足了河道基本功能的发挥,而且很大程度上促进了河道经济功能实现。
其次,矩形断面的选择,一般用于人口较为密集地区,其占地面积小,通常在原河道的基础上进行挖深,在城市河道中被广泛采用,这不仅有效的实现了其基本功能,而且起到了点缀城市环境的作用。
再者,双层河道的选择,一般来说,双层河道上层是明河,下层是暗河,这较长运用于城镇区域内河治理,这就使得河流呈现出暗河排涝、泄洪,明河休闲、娱乐的双层特征,有效实现了河道的实用性与经济型的统一,也在一定程度上拉近了人与水、人与自然的距离。
3.4 河道景观天然化
景观河道是河道生态治理工程的一个重要方面,其不仅在于在河道形态、护坡实现上关注河道的景观与自然相统一,而且在河道治理的周边环境景观以及人文景观的设计上也遵循人造天然的规律,这就要求在因地制宜,在城市河道条件具备处,设置景观水面,在河道内部进行水草种植,在河岸边缘,在不影响正常生态环境的情况下,适当采用灌乔木以及设置相应的人文性休闲娱乐场所等,以实现河道景观天然化。
4 结语
综上所述,河道生态治理是促进城市生态环境可持续发展的重要举措。因此,在河道生态治理过程中,设计人员应据各地河道的地理要素以及河道实际功能的发挥进行适量选择河道治理方案,把保护生态环境摆在治理过程中的首要位置,并注重河道生态功能、经济功能、环境功能的发挥,从而实现人与自然的和谐统一。
桥梁水毁的生物防治措施具有降低河水流速、拦洪落淤、协调环境与改善生态等优点,并且其防护效果随生物的生长而日益显著;特别是将桥梁的调治与防护工程同生物防治措施完美结合,能使二者的防护功能相互完善、相互融合,收到良好的防护效益与生态效益。结合本地区在防治桥梁水毁方面的实践,本文对生物防治桥梁水毁的经验措施做一探讨。
一、生物防护桥梁的优势
(一) 固岸截流
在河道两岸营造防水林,能有效遏制河道变迁。因为:树木的枝叶能截留降水,减缓地表水流汇集,减轻降水对地表的冲刷;树木的枝干能阻滞洪水,降低河水流速,从而减轻洪水对桥梁的冲击作用;树木的根系盘根错节,能深入土体内部发挥“锚固”作用,提高了土体整体强度,从而稳固了河岸,保护了堤岸及桥梁的安全。生物防护对桥梁的防护效能是工程防护设施所不具备的。
(二)落淤防冲
在宽浅变迁及宽浅游荡河段上建桥,洪水主流摆动对河岸冲此淤彼,易导致河道变迁引发桥梁水毁。因此,应在桥址河段的凹岸设计石笼、丁坝等导流构造物,待丁坝回流区落淤后再栽植树木,用于稳固河岸,防止洪水冲刷加剧。这样做不仅能增强工程防护的效果,还能有效预防工程防护设施被洪水冲毁。据调查,随着树木郁蔽成荫,丁坝间回流区泥沙淤积不断增厚,丁坝(石笼)在淤积的泥沙及树木的保护下,坝头的局部冲刷减弱,坝身会逐步得到稳固,能有效预防某些桥梁因防护设施屡修屡毁而导致水毁。再者,在河道两岸及其上游流域植树,能有效拦蓄降水、消减洪峰,从而减轻洪水对河床及桥梁墩台的冲刷。
(三)生态效益与经济效益双现
由于洪水泛滥,桥位河段往往是冲沟交错、滩石裸露,加之桥梁施工对生态环境的破坏,桥址生态环境十分脆弱。特别是在季节性河流上,这种现象尤为突出。而在桥位河段两岸营造防护林,树木的枝叶能吸收有害气体,并借助光合作用吸收大量二氧化碳气体,并放出氧气,从而净化了空气。此外,枝叶繁茂的树木还能遮蔽裸露的滩石,将丁坝、护岸等防护设施掩映于树木之中,使桥梁建筑物与河流、树木相融合,形成友好和谐的自然景观,改善了生态环境。再者,桥位河段土壤肥沃且含水量较高,可为生物生长提供充足的养分、水分,栽植杨柳易成活、生长快,一般8~10年就能成材,更新树木可获得较高的经济收益。不仅如此,由于桥梁的工程防护设施具有易老化、防护效果衰减等不足之处,某些桥梁往往因此屡遭水毁,修复这类设施不仅需要大量资金,而且耗费大量资源(如水泥、砂石等),且后期尚需投入资金进行维修养护。解决这一矛盾的有效措施是对桥梁水毁实施生物防治。因为:生物防护桥梁投入低,成本一般仅需工程防护设施的20%~30%,并且其防护效果随时间推移逐渐增强;生物防治措施与工程防护措施相互配合,既能增强工程防护设施的防护效果,又有效保护丁坝、顺坝、锥坡等调治与防护设施免遭水毁。
综上所述,生物防治桥梁水毁不仅具有良好的生态效益与环境效益,而且节约因修复桥梁水毁工程的资金投入与资源消耗,经济效益显著。
二、经验做法与效果
(一)桥台的生物防护
在桥头引道附近及锥坡基础外围植树,树禾根系稳固了地表土层;其枝干能阻滞洪水,降低洪水流速,有效防止洪水直接冲刷引道路基坡角及锥坡基础。树木的固土防冲与导流作用,能消除或有效防止洪水对桥梁锥坡及桥台造成的水毁威胁。例如:1986年敖汉旗新玉线北扎兰营子桥锥坡被洪水冲毁,桥头引道被冲陷。水毁抢修应急措施是在被毁锥坡基础外围每隔20 cm打入直径15 cm、高200 cm的木桩,形成排桩,而后再于木桩上挂树冠(要求将树冠以8号铁丝绑扎在木桩上)。按上述方法布置的木桩及树冠经历洪水后被淤埋固定下来,有效遏制洪水直接冲刷引道与桥台,收到良好的生物防护效果。
(二)桥墩的生物防护与加固
桥墩局部冲刷加剧易导致水毁。因此,应根据河水流速及水深采取不同形式的生物防护措施。若河水流速较高,可采取抛石挂柳的形式对桥墩进行防护。这样,抛石能阻止洪水淘刷桥墩基础,挂柳(柳枝)则可降低墩身附近的水流流速,有利于减缓冲刷及墩身外围泥沙沉积;若河水流速较低,可于枯水期在桥墩冲刷严重部位分层填埋(或栽植)亲水性强的树木。这样,桥墩局部冲刷坑内填埋的树枝被洪 水淤积后会与泥沙紧密结合,形成加固的土体结构,有利于阻止洪水冲刷;若填埋的树枝成活生长,其防护效果会不断增强。
(三)河湾的生物防治
桥址河段的河岸遭洪水淘刷易形成河湾,河湾引发洪水冲此淤彼,对桥孔通畅泄洪极为不利,应及时采取生物防护措施进行治理。若河水流速较低,可在河湾内填筑丁坝,待坝间落淤稳定再配植树木。这样,随着树木的增长,河湾凹岸淤积逐年增高,并形成稳定的新河岸;若河水流速较高,河湾凹岸冲刷严重,应先在河湾内布设石笼丁坝、顺坝等导流构造物,将洪水调离河湾区域,待丁坝、顺坝问落淤稳定,再于坝间配植树木,形成生物“柔性坝”,既保护了丁坝、顺坝等防护构筑物,又能拦洪落淤、固岸防冲,有效遏制河道变迁导致桥梁水毁。
(四)生物护岸
在桥址河道两岸的滩地栽植防水林,形成生物护岸,将洪水平顺导入桥孔,防止洪水淘蚀冲刷河岸,保持了河槽稳定。若桥址河岸局部冲刷严重,应重点在河岸坍塌部位栽植树木,以生物防护措施替代砌石防护工程,用于调治洪水、稳固河岸。实践证明:在河道两岸栽植杨柳并配植沙棘,形成乔灌结合、高低合理搭配的生物防护体系,既能有效防止河道演变导致桥梁水毁,又保护了环境,改善了生态。
近年,敖汉地区结合公路绿化对桥位河段实施生物防护,并在河岸两侧的滩地、桥头引道路段以及锥坡附近栽植了杨柳与沙棘,有效地防护了桥梁,减轻了桥梁水毁灾害。
(五)桥位上游流域的生物治理
结合生物措施对桥址上游流域进行综合治理是防治桥梁水毁的根本措施。具体做法:在河道汇流区的山坡上沿等高线方向挖品字形鱼鳞坑,并在坑内植树种草,以拦蓄地表径流,这样能使降雨就地拦蓄、就地下渗;在桥址上游流域的沟谷内修筑塘坝,并于坝问配植树木,形成降水——拦蓄——下渗——植物蒸腾的水分循环体系。上述措施减少了坡面水流汇集,降低了河道洪峰流量,有效防止桥梁遭受水毁损害。1998年内蒙古东部盟市遭遇历史罕见的洪灾,全区有723座桥梁被洪水冲垮。但是,由于敖汉地区生态环境优良,加之桥梁的生物防护措施比较完善,其境内管护的91座桥梁除老虎山桥、各各召桥及山嘴桥三座桥梁的锥坡发生不同程度水毁外,其他桥梁均安全渡汛。
三、建议与结语
桥梁设计不仅要完善桥梁的调治与防护工程,还要提出完备的生物防治措施,使桥梁的工程防护与生物防护完美结合。
1.工程概况
阿不都拉河流域总面积6255.3km2,其中水土流失面积为2800km2,流域内辖四乡、三场即阿西尔乡、阿不都拉乡、喀拉哈巴克乡、博孜达克农场和恰合吉牧场、也门勒乡、窝依加依劳牧场,总人口为2.3万人,其中农业人口2.0万人,非农业人口为0.3万人,主要由汉、哈、维和达翰尔等少数民族组成。
阿不都拉河奴拉段总面积1421.23hm2,水土流失面积800.35hm2,占总面积的56.31%。本次将水土流失较严重的奴拉段作为重点治理区,合计治理面积306.67 hm2,占水土流失面积的38.32%。
2.基本资料
2.1气象
项目区多年平均气温5.9℃,多年最冷月平均气温-12.4℃,多年平均降水量289.6mm,多年平均水面蒸发量993.1mm,一日最大降水量56.9mm,最大冻土深度1.46m。多年平均风速1.8-3.1m/s,无霜冻日数147天。
2.2水文
根据水文资料阿不都拉河多年平均径流量1.018×108m3,P=50%和P=75%年份河道来水量分别为0.9423×108m3,0.7262×108m3,全流域地下水总补给量0.9076×108m3,可开采量0.5846×108m3,泉水量0.61×108m3(包括喀浪古尔河和锡伯图河侧向补给)。详见下表1。
2.3工程地质条件
塔城盆地是一个新生代山间凹陷,在新构造运动的作用下,继续不断下陷,堆积了厚达几十至上百米的卵石、砾石、砂和土层,形成了从四周向中部分布的含水层,构成了一个水文地质盆地,根据自治区水文地质大队对塔城盆地水文地质分析,由于塔尔巴哈台山山前有一粘土组成的不透砂层以隆起,阻止山间裂隙水流向山前倾斜平原,因而平原区的泉水、地下水绝大部分是河流出山口后后沿河床、渠道、田间等渗漏形成,阿不都拉流域地处塔城盆地西北部,受北和西北两面山区河水影响,泉水较多。依据自治区水文地质队调查资料、阿不都拉流域可分三大水文地质单元,其中山区是地下水的补给区,洪积平原即是地下水的补给区也是地下水的径流区,冲积平原则是地下水的排泄区。
阿不都拉河流域潜水深藏带分布于洪积平原上、中部,埋藏深度50m 以下,涌水量少,渗透系数10~20m/d,潜水浅藏带位于洪积平原下部,以黄土岗地南缘为界,南北宽8~12km,由西向东延长达100km,潜水层为中更新统冰水沉积层与上更新统洪积平原下部;其它地方属中等富水区,岗地北面的浅藏带,潜水层主要是更新统洪积卵砾石与含粉土砾石,岗地以南潜水层主要为更新统,洪积平原承压水主要分布在潜水浅藏带,含水层以砂砾石与粉土砾石为主,隔水顶板以亚粘土为主,局部为厚层亚砂土,浅层承压水顶板埋深10~30m,局部30~50m,深层承压水顶板埋深50~120m,洪积平原黄土岗地井孔资料表明系一个自流带。
冲积平原的潜水和承压水,潜水埋藏深度浅,都在5m以内,潜砂层以都是全新统冲积层,加尔苏河两岸是富水性中等含水层,厚度10m,渗透系数一般为3~20m/d,在冲积平原沼涌起地区附近,潜水层为亚砂土、亚粘砾质砂夹层,矿化度达2.23g/L,冲积平原承压水主要分布在叶尔盖提河东西的冲积平原内,井孔资料表明浅层为全新统冲积层,深层为更新统冲积层,浅层埋藏在21~38m之间,含水厚度20m,两层承压水都为淡水。
3.工程设计
3.1工程总体布置
本次治理措施以种植水保林、经果林及封禁治理为主,充分发挥大自然的自我修复能力,供给水源以保证水保林及草场生长。
3.2水保林和封禁治理工程
3.2.1荒坡造林工程
为了治理项目区水土流失,选择在水土流失严重并有一定治理条件的奴拉村,村东南角种植水保林带6.67 hm2,村南种植经果林50hm2。
水保林及15hm2经果林利用渠道来浇灌;剩余35hm2经果林用有压滴灌进行浇灌。
3.2.2封禁治理工程
该项目区北至喀拉窝依西村,南至地区草原站,西至加尔苏河道,东至喀拉窝依东村。为了保护阿不都拉河下游草场的植被,预防人为因素造成新的水土流失。对本水土流失的地段,修建混凝土桩刺铁丝围栏。围栏长度9.6km,封禁治理面积250hm2。
4.工程方案分析
4.1所选水保林治理工程有效地减少了水土流失对土地的破坏
项目区采用水保林治理工程,将减轻沟蚀割切、吞蚀土地,减少水土流失对土地的破坏,使阿不都拉河两岸的土地和居民免受洪涝灾害,使下游河道能正常泄洪。植被覆盖度的提高,使表层土不直接暴露在风力之下,降低风速,改变风向,减少地表的侵蚀,为当地创造良好的生存环境。
4.2所选封禁治理方案有效地促进了当地农牧业的发展
通过围封禁牧,植被不致被重复践踏,能使其正常生长,结籽繁殖。
4.3所选两种设计方案有效促进当地水圈、土圈、气圈、生物圈等的生态效益
4.3.1水圈生态效益
各项治理依照规划逐步实施的同时相应的保水能力逐渐增大,地表径流状况得到有效的改善,洪水总量将减少,降雨经过生物措施的截流渗入地下,补给土壤,增加常流水量,形成水圈生态良性循环。
4.3.2土圈生态效益
随各项治理措施的增加,保土能力将逐年增大,土壤的水分、氮、磷、钾有机质也免于流失,相对的土壤肥力增大,在水肥气热作用下,有利于土壤团粒结构的形成,从而使土壤孔隙率提高,加快有机质的熟化,增加植物的有效肥力,促进植物的生长,形成土圈生态效益的良性循环。
4.3.3气圈生态效益
中图分类号:S611文献标识码: A
河流治理已成为现阶段社会发展中的核心内容,也是实现可持续发展战略的重要模式。在过去多年的社会发展中,由于人们对于生态环境的破坏,使得河道问题较为严重,成为了影响社会经济发展与人民身体健康的核心环节。因此在目前的社会发展中做好河流治理工作已成为人类关注的重点,也是落实可持续发展观念的必然结果。在河流治理工作中,采用生态堤防设计方法不但能够使得人们更好的利用河流产生的各种经济、社会效益,而且也能够促使河流回归自然化,产生一定的生态效益。
一、生态堤防概述
在过去的堤防工程建设中,由于人们对于环境认识不科学、不全面,多采用加固岸堤、疏通河道的方式进行治理,使得河流在满足人们社会发展的同时也造成了种种自然影响和生态问题,严重影响了社会经济的可持续发展,也造成了巨大的经济损失和自然灾害,如洪涝、决堤等事故现象。这些问题的存在主要是由于人们在堤防设计工作中对于自然规律的认识不够,造成了堤防工程建设中得到经济效益的同时造成了自然环境的恶化和生态问题而引发的。因此在近年来的社会发展中,人们对于自然界的认识日益加深,对于各种保护环境、维持生态平衡和可持续发展观念的落实,在河道治理工作中也逐步趋于综合化治理要求,即是在工作的过程中以河流利用、生态效益、环境保护为一体化的工作模式。这也是在工作的过程中实现水利工程可持续发展和利用的必然结果。
二、生态堤防设计的基本原则
在目前的生态堤防设计中,我们主要要考虑以下几方面原则:
1、安全原则
安全原则主要指的是在设计工作中要以河流治理为基础,兼顾生态堤防的安全性要求,确保在雨天的时候不出现洪涝、决堤等现象。特别是人类开始建设的过程中,由于这类问题的认识不够而造成的堤防事故较为严重。近年来,随着科学技术的发展和社会生产水平的提高,人们在工作的过程中对于建设力度和水平要求有着极为重要的作用与意义。
2、自然原则
在堤防工程建设的过程中,要能够发挥传统堤防工程防洪功能的同时,还要做好河流生态效益要求,甚至是降低河流的流速,从而维持河流的生态健康以及河道周围的环境保护要求,进而发挥其应有的自然景观优势。这种原则的存在与利用就需要我们在工作的过程中尊重自
然、保护自然,不得在工作中随意的破坏和更改自然规律,更不得胡乱的对自然进行优化和处治。尽量保持河道的自然边界及其天然蜿蜒曲折的特点,对不得不破坏的自然景观应加以补偿或修复。
3、生态原则
生态堤防与传统堤防最大的区别在于生态堤岸考虑到了堤防的边缘效应,由水生生态系统到陆地生态系统过度的连续性。传统堤防的设计破坏了这种水陆生态系统的连续性,使沿河湿地大量消失、混凝土河道切断了水土之间的联系和相互作用,其单调的水流状况不利于水生动植物的繁衍。从生态学的角度出发,我们应该适当补充自然成分,协调景观结构,注意保持物种多样化,积极为水生生物和两栖生物创造生存、繁衍的环境。
4、亲水原则
结合当地居民文化习俗和活动需求,设置人性化的活动和休憩场所,提供更多方位能直接欣赏水景、接近水面,让人们从视觉、听觉、触觉、嗅觉全方位地感受水文化给人们生活上带来美的感受。
5、整体性原则
河岸景观设计以整体美为基本原则,突出特色美,体现意境美,延伸河流水生态系统的空间。
三、生态堤防设计实例
生态堤防是融现代水利工程学、生态学及美学等学科为一体的水利工程,既为经济发展提供保障,又可以改善生态环境。现结合“东莞市运河综合整治东引运河堤路结合达标工程”生态堤防设计实例,对城市生态堤防进行探讨分析。
1、“东莞市运河综合整治神山桥至坑美段堤防工程”概述
“东莞市运河综合整治东引运河堤路结合达标工程”是指神山桥至坑美段两岸生态堤防工程,该工程需建设堤防总长约5.2公里,其中现状堤防存在的主要问题是:①伴随着东莞经济的迅猛发展,运河水质遭受到严重污染,黑臭污水穿越东莞市区及多个镇区,严重影响两岸居民的生活及城市形象;②河道宽窄不一、变化较大,局部河道断面狭小,影响行洪。运河河底坡降较缓,而沿岸填河建房与河争地现象屡禁不止,使河道断面缩小,形成水流“瓶颈”;③ 现有堤围堤顶高程相对较高,一般达6.5~8m,但堤身单薄,未能达标,部分河段无堤防保护。堤防建设受当时社会经济环境限制,堤坡陡,堤身普遍存在稳定、渗漏等影响堤防安全的问题,堤围虽经多年整治培固,但标准低,堤基渗漏仍严重,堤脚冲刷也非常严重,局部堤段甚至坍塌,险工险段多。故整治该段堤防十分必要。
该项目的实施,以保护创造良好的生态环境和自然景观为前提,在满足河道功能河堤的稳定要求,考虑具有一定强度、安全性和耐久性的情况下,尽量减少刚性结构,把河堤由过去的混凝土、浆砌石、人工建筑改造成水体和植物或生物相互涵养、适合生物生长的生态护岸。河水通过生态挡墙系统与两岸互通循环,河水可向两岸补给,而两岸的土体也可向河流补给,形成一个双向循环。生态挡墙充分利用植物可以吸收磷、氮以及重金属等物质,并且生长速度快的特点来清除水体和土体的有害化合物,改善水质。各种鱼类,也是修复海河水域生态环境的重要方式之一,鱼类可以消耗掉水中的浮游生物,减少水质的富营养化,从而达到保护水质的目的。在河道中构筑起鱼巢,形成一个植物、鱼和各种生物共存的空间,可以有效抑制藻类的生长繁殖,进而防止河湖大面积爆发水花,调整生态循环系统,重新建立河道以及河堤的生态系统,“以鱼养水”。同时,还可建立海河水生生物多样性,重建水域生态平衡。长期的水力作用带起的泥沙等物遇到墙体减速后,在重力的作用下会沉积在两个内孔内,这些冲积物沉积下来后将是水生植物生长的乐土,这里面含有丰富的Fe、Na、K等矿物元素,很适合栽植的水生植物生长,解决了植物营养来源问题。由于生态挡墙不要水泥砂浆,整个墙体具有透水性,发挥了生态护岸的作用;挡土块间隙构成了一个天然的过滤器,起到一定的净化水质的作用。项目建成后生态护岸发挥了明显生态修复的作用,增强了河流水域自然净化能力。
2、“东莞市运河综合整治”生态堤防设计理念
(1)治理原则。“神山桥至坑美段堤防工程”河道治理以满足防洪安全为目的,尊重自然,立足水系生态环境的保护与修复;在工程措施的总体思路上,尽最大可能保护和恢复河流形态的多样性,为河流生物的多样性奠定基础,因地制宜进行生态护岸。
(2)岸线布置设计原则。“神山桥至坑美段堤防工程”岸线布置结合自然地形进行设计,少动土方,保留河道的蜿蜒平面形态、断面的多样性、两岸的天然植被等。现代景观生态学的研究也证实了弯曲的水流更有利于生物多样性的保护,造就多样性流场,形成深潭浅滩地貌特征,有利于消减洪水的灾害性和突发性。
(3)护岸结构设计原则。“神山桥至坑美段堤防工程”护岸结构设计体现防洪功能和生态景观的结合,在满足安全稳定的前提下,实现工程造价的降低;充分考虑人们活动的亲水需求;尽量避免刚性硬质化,合理选择当地植物措施;尽可能采用天然建材护岸,营造生物缝隙,为其提供繁殖和生长环境。
(4)河道断面型式设计原则。堤型的设计要结合场地及周围环境因素,通过多方案比较,择优选用。断面型式的选择原则除满足工程渗透稳定和滑动稳定等安全条件外,还应结合生态保护或恢复技术要求,尽量采用当地材料和缓坡,为植被生长创造条件,保持河流的侧向联通性。筑堤材料宜优先选用当地材料,在有条件的地方,一般多采用比较生态的土堤堤型,以便于堤坡的植草绿化,使堤内外生态环境协调,避免过多地采用直立的钢筋砼和浆砌石堤型,这些堤型与周围环境欠协调,同时在一定程度也影响堤内外的空气交换。
3、生态堤防功能体现
一、前言
**区丘陵山地占国土面积的40%左右,这些地区山溪性河流众多,形成相对独立的小流域。山区小流域由于雨量丰沛,河流源短流急、水位暴涨暴落,台风暴雨及形成的突发性山洪易造成人员伤亡和房屋建筑、道路桥梁、水利设施、农田土地等损毁,严重影响生命财产安全和经济社会发展。
为进一步完善防洪减灾工程体系,提高山区小流域山洪防御能力,促进社会主义新农村建设,保障农村的公共安全,针对**区小流域治理中存在的问题进行了专门调查研究,并提出对策措施,为科学治理小流域提供参考。
二、小流域概况
**区境内地貌东南部与西部为丘陵与山地,中部为宽广的平原,总形态呈马鞍形。东南部丘陵山地面积为375.48km2,有太白、福泉、金峨诸山,以太白山最高,主峰高程海拔656.9m。**区内流域面积大于20km2的小流域共10条,分布人口81464人,耕地51472亩,其中横溪小流域已经完成综合治理建设,东钱湖地区上游溪道合并为1个小流域。
三、存在主要问题
由于各乡镇经济社会发展水平不同,到目前为止,全区小流域治理进度和标准存在较大差异。总体上讲,全区80%以上小流域的过乡镇、村庄段都进行了简单的治理,但是防洪标准较低,除部分乡镇段防洪标准达到10年一遇以上外,一般仅能满足2~5年的防洪标准。目前,小流域现状主要存在以下问题:
3.1防洪标准较低。小流域整体防洪标准较低,一般在二~五年一遇,有的仅为两年一遇以下的防洪标准,防御山洪灾害的能力很低。主要表现在:防洪堤标准低、不连续。现有河道防洪堤高度不够,基本上为村镇自发修建,大多数堤防只修建于村镇附近,并且堤身单薄,遭遇洪水时易损毁。溪河蜿蜒曲折,排水不畅。由于缺少全面统一的科学治理,部分溪道淤积,部分河段冲刷严重,受水流顶冲影响,弯曲河段遇大洪水时易漫顶溃堤。许多小流域上游虽建有山塘水库,但众多水库、山塘年久失修,存在安全隐患,一旦遇到大洪水,容易出现溢流堰毁坏,下泄流量急剧增加,给下游造成威胁。同时,由于一些水库溢洪道出口缺少配套河道或下游河道建设标准低,也易形成洪灾。
3.2环境脏、乱、差。山区小流域非村庄段一般地面植被较好,山泉错落,水质较好,但穿镇过村段沿岸倾到生活垃圾多,生活污水直排入河,水体悬浮物、COD污染物严重超标,部分河道水质发生恶化,臭味较浓,呈黑色混浊状态,河中生物濒临绝迹。
3.3溪道大量被填被占。随着经济社会的发展和大规模的村镇建设,各地填溪、堵溪、缩窄溪道等现象普遍,造成河床淤积,行洪断面越来越小,洪水出路变窄,洪水漫堤,形成洪灾。部分滩地上乱搭、违建房屋现象严重,严重影响河道行洪。同时,由于缺少系统的规划,各村镇修建防洪堤时未考虑河道的行洪能力,仅根据自身条件与利益修筑堤防,加剧了河道岸线的曲折程度和局部冲淤变化,致使河道行洪受阻。
3.4管理十分薄弱。**区小流域大多缺少有效的管理制度和办法。小流域管理范围不明确,堤防建设标准不一,人类不合理的涉河活动没有受到应有的制约,造成河道缩窄,溪流淤积,水环境恶化。
四、治理标准及对策措施
4.1治理标准。根据《防洪标准》(GB50201-94),当防护区人口<20万人时,防洪标准(重现期)为10~20年。人口密集、乡镇企业较发达或农作物高产的乡村防护区,其防洪标准可适当提高。据此,我市小流域防洪标准宜为:防洪堤:保护农田达到5年一遇防洪标准,保护村庄达到10~20年一遇防洪标准,保护乡(镇)达到20~50年一遇防洪标准,保护县城达到50年一遇防洪标准。
4.2对策措施。山区小流域治理需要综合考虑不同保护对象的防洪要求,根据山区洪水和溪道的特点、防治现状及其要求,因地制宜的采取拦挡、疏浚、排导与加固措施,进行综合治理。
4.2.1拦蓄措施。对不同类型的山区河道,根据特点与需要,在上游修建或扩建水库,拦蓄洪水。对已建水库针对20年一遇的洪水进行优化调度研究,充分利用水库的防洪库容,减少下游小流域洪水灾害。
4.2.2河道整治工程。对于淤塞的河段,通过疏挖和清障等,扩大行洪断面;对于岸坡垮塌严重的堤防采取护岸措施,同时清除各类阻水建筑物,确保河道行洪顺畅。
4.2.3堤防工程。根据流域防洪总体规划,在规划布置防洪堤的两岸修建防洪堤,堤防标准根据保护对象的重要性确定。堤防工程是小流域治理的重点。
4.2.4排洪渠修筑。为防治山丘区坡水危害农田和居民,应结合防洪工程,可以修建排洪渠,将洪水撇出农田区和居民区。
5、建议
5.1根据规划,分期实施方案应坚持以下原则:“先突出、后一般”的原则,“先乡镇、后村庄”的原则,“先众多、后稀少”的原则,“先附近、后周边”的原则。
5.2以点带面。小流域综合治理工程浩大,是一项艰巨的长期的任务,要根据财力逐步实施。近期,要在统一规划的基础上,根据轻重缓急,筛选灾情严重、影响大、急需治理的小流域,开展综合治理试点,试点成功后逐步推开小流域治理。对列入综合治理试点的,要将综合治理区的项目进行分解,落实到各相关部门,并将综合治理试点项目明确各自的工作重点,各司其责,加强协调,形成合力。要因地制宜,针对具体的小流域特点,科学地采取相应的综合治理措施,实现综合治理的社会效益、生态效益和经济效益。
5.3强化管理。要提高小流域的生态质量,维护小流域的生命健康,不仅要治理,更要重视管理,落实以防为主,切实加强对河道的管理,严禁在河道弃土弃渣和在河道内占地建房,规范河道采砂管理,清理“三无”小水电。切实加强沿溪沿河森林植被保护和培育,引导农民科学山地耕作和营林作业,从源头上减少水土流失,提高森林植被质量。:
5.4加大投入。小流域综合治理工程浩大,需要大量的资金投入,同时小流域综合治理又是公益性工程,主要体现社会效益生态效益,难以按市场化运作,因此,必须建立以公共财政投入为主、社会积极参与的投入机制。例如对接中央国债项目,争取中央国债项目支持小流域综合治理;对接省市项目,如新农村建设、“强塘固房”工程、生态林保护工程、山地综合开发、平整土地、标准农田建设等项目。要落实各级财政设立小型农田水利补助费,重点用于小流域综合治理。要鼓励群众参与,鼓励自筹资金和投工投劳参与建设。要用政策支持对小流域综合治理,如在用地、税收等方面采取优惠政策。多渠道筹集资金,加大小流域综合治理投入。
参考文献:
中图分类号: TV82 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2017.15.017
1生态水利工程概念
生态水利工程设计基于生态发展理念,其符合社会可持续发展的要求。在城市河道规划设计过程中,通过对生态水利工程理念的应用,可以有效提升城市河道的质量,提升河道工程的生态效益。生态水利设计符合生态环境发展的要求,具体涉及生态性原则、安全性原则等的应用,实现对河道工程的科学性设计及规划,确保河道的正常通航、排污,增强河道生态系统的功能性。
在现阶段河道规划工作中,进行生态理念、人文理念、文化理念等的结合直分必要,这是生态水利工程建设的重要内涵,实现河道规划建设与周边水文环境的结合,实现河道的科学性设置,实现河道内生态的平衡性。
2生态水利工程的河道规划设计原则
2.1开发与治理相结合
在河道规划设计过程中,实行开发及治理并重原则的结合是必要的,实现河道区域开发与周边景观生态性的结合,进而适应河道整治工作的要求,打造河道周边环境,使其更加适合人类居住。在这个过程中,将河道生态环境与现代城市建设相结合,实现城市环境质量的提升,给居民提供更多的接触大自然的机会。
2.2可持续发展原则
为了适应城市经济可持续发展的要求,进行河道规划长远性设计方案的制定是必要的,实现河道建设与自然环境保护的有效结合,实现生态环境保护与河道规划设计的同步进行,确保河道周边环境生物多样性的维持,实现自然资源与人类开发建设的协调发展,这就需要制定规范性、科学性的河道规划设计方案,为后续规划及建设留出余地。
2.3以人为本原则
在河道规划设计及景观建设过程中,遵守以人为本的原则是必要的,在河道规划建设中,需要考虑工程的生态、娱乐等功能,实现水利资源的充分利用,提升对生态用地的利用效率,确保河道景观规划环节与生态环境保护环节的结合。
3生态水利工程的河道规划设计方案
3.1提升对生态发展的重视
健全河道规划设计准备体系,有利于提升河道的整体规划效益,这需要在河道规划设计之前积极收集各类资料,积极组织相关设计人员进行讨论,及时解决规划设计中的问题,完善规划设计方案,实现河道建设及生态环境保护的平衡性发展,实现休闲景观、生态景观、河道建设等模块功能的共同发挥,这需要深入分析河道环境的大气状况、水|状况、人文气息状况,实现河道生态建设的发展。
在河道规划设计过程中进行生态系统功能及结构的综合性考虑是必要的,深化生态环境的保护目标,充分发挥景观建设的生态,满足后续河道规划及建设工作的要求,提升河道水利景观的观赏性,维护其自然景观的生态多样性。
3.2城市景观与市民休闲相结合
在河道规划设计中需要充分考虑周边居民对生态质量的要求,实现居民休闲生活与景观建设的结合。这需要结合本区域建筑风格及景观形式进行水利工程的规划设计,实现水利工程与城市景观的协调性,突出本区域河道规划设计的特色。在这个过程中,可以将周边居民休闲设施、景观建设、水利工程规划结合起来,提升周边居民的景观亲近感。比如在景观规划中加入相应的座椅及亭廊,在其附近种植富有特色的花草树木,提升河道水利工程项目的可观赏性、生态性,这需要遵循以人为本的河道规划及设计原则。
城市环境形象与河道景观规划设计密切相关,为了提高附近居民的生活质量,提升城市的整体品位,必须进行河道工程的整体性规划及改进,充分发挥景观的环境功能,实现对生态环境面貌的合理性改变。这需要以艺术美的思想进行河道的规划及设计,做好河道环境中各类建筑设施的分析工作。
断面及驳岸是河道规划设计的关键组成环节,其对景观设计的整体效益影响深远。为了满足周边居民的不同需求,必须综合考虑断面及驳岸亲水性,这需要根据本区域实际河道环境,进行亲水平台及护岸工程的设计,增强河道的整体规划功能,提升河道的防洪效益,提高河道周边景观的亲水性,满足人们休息、亲水等生活休闲需求。在河道规划设计过程中,需要降低滩地的高程,扩大防洪面积,充分发挥河滩的防洪功能,实现河道规划整体效益的增强。
4结语
河道是一个完整性的生态体系,其河道规划及设计水平对周边居民的生活影响深远,因此需要以生态水利工程为基础进行河道的规划设计,实现河道经济效益、生态效益的结合,优化河道规划设计方案,适应现阶段城市河道规划设计的要求。
参考文献
[1]韦光林.对生态水利工程规划设计的思考[J]. 黑龙江水利科技,2014,(05).
1、前言
鄞州区丘陵山地占国土面积的40%左右,这些地区山溪性河流众多,形成相对独立的小流域。山区小流域由于雨量丰沛,河流源短流急、水位暴涨暴落,台风暴雨及形成的突发性山洪易造成人员伤亡和房屋建筑、道路桥梁、水利设施、农田土地等损毁,严重影响生命财产安全和经济社会发展。
为进一步完善防洪减灾工程体系,提高山区小流域山洪防御能力,促进社会主义新农村建设,保障农村的公共安全,针对鄞州区小流域治理中存在的问题进行了专门调查研究,并提出对策措施,为科学治理小流域提供参考。
2、小流域概况
鄞州区境内地貌东南部与西部为丘陵与山地,中部为宽广的平原,总形态呈马鞍形。东南部丘陵山地面积为375.48km2,有太白、福泉、金峨诸山,以太白山最高,主峰高程海拔656.9m。鄞州区内流域面积大于20km2的小流域共10条,分布人口81464人,耕地51472亩,其中横溪小流域已经完成综合治理建设,东钱湖地区上游溪道合并为1个小流域。
3、存在主要问题
由于各乡镇经济社会发展水平不同,到目前为止,全区小流域治理进度和标准存在较大差异。总体上讲,全区80%以上小流域的过乡镇、村庄段都进行了简单的治理,但是防洪标准较低,除部分乡镇段防洪标准达到10年一遇以上外,一般仅能满足2~5年的防洪标准。目前,小流域现状主要存在以下问题:
3.1防洪标准较低
小流域整体防洪标准较低,一般在二~五年一遇,有的仅为两年一遇以下的防洪标准,防御山洪灾害的能力很低。主要表现在:
防洪堤标准低、不连续。现有河道防洪堤高度不够,基本上为村镇自发修建,大多数堤防只修建于村镇附近,并且堤身单薄,遭遇洪水时易损毁。
溪河蜿蜒曲折,排水不畅。由于缺少全面统一的科学治理,部分溪道淤积,部分河段冲刷严重,受水流顶冲影响,弯曲河段遇大洪水时易漫顶溃堤。
许多小流域上游虽建有山塘水库,但众多水库、山塘年久失修,存在安全隐患,一旦遇到大洪水,容易出现溢流堰毁坏,下泄流量急剧增加,给下游造成威胁。同时,由于一些水库溢洪道出口缺少配套河道或下游河道建设标准低,也易形成洪灾。
3.2环境脏、乱、差
山区小流域非村庄段一般地面植被较好,山泉错落,水质较好,但穿镇过村段沿岸倾到生活垃圾多,生活污水直排入河,水体悬浮物、COD污染物严重超标,部分河道水质发生恶化,臭味较浓,呈黑色混浊状态,河中生物濒临绝迹。
3.3溪道大量被填被占
随着经济社会的发展和大规模的村镇建设,各地填溪、堵溪、缩窄溪道等现象普遍,造成河床淤积,行洪断面越来越小,洪水出路变窄,洪水漫堤,形成洪灾。部分滩地上乱搭、违建房屋现象严重,严重影响河道行洪。
同时,由于缺少系统的规划,各村镇修建防洪堤时未考虑河道的行洪能力,仅根据自身条件与利益修筑堤防,加剧了河道岸线的曲折程度和局部冲淤变化,致使河道行洪受阻。
3.4管理十分薄弱
鄞州区小流域大多缺少有效的管理制度和办法。小流域管理范围不明确,堤防建设标准不一,人类不合理的涉河活动没有受到应有的制约,造成河道缩窄,溪流淤积,水环境恶化。
4、治理标准及对策措施
4.1 治理标准
根据《防洪标准》(GB50201-94),当防护区人口<20万人时,防洪标准(重现期)为10~20年。人口密集、乡镇企业较发达或农作物高产的乡村防护区,其防洪标准可适当提高。据此,我市小流域防洪标准宜为:
防洪堤:保护农田达到5年一遇防洪标准,保护村庄达到10~20年一遇防洪标准,保护乡(镇)达到20~50年一遇防洪标准,保护县城达到50年一遇防洪标准。
4.2 对策措施
山区小流域治理需要综合考虑不同保护对象的防洪要求,根据山区洪水和溪道的特点、防治现状及其要求,因地制宜的采取拦挡、疏浚、排导与加固措施,进行综合治理。
4.2.1拦蓄措施
对不同类型的山区河道,根据特点与需要,在上游修建或扩建水库,拦蓄洪水。对已建水库针对20年一遇的洪水进行优化调度研究,充分利用水库的防洪库容,减少下游小流域洪水灾害。
4.2.2河道整治工程
对于淤塞的河段,通过疏挖和清障等,扩大行洪断面;对于岸坡垮塌严重的堤防采取护岸措施,同时清除各类阻水建筑物,确保河道行洪顺畅。
4.2.3堤防工程
根据流域防洪总体规划,在规划布置防洪堤的两岸修建防洪堤,堤防标准根据保护对象的重要性确定。堤防工程是小流域治理的重点。
4.2.4排洪渠修筑
为防治山丘区坡水危害农田和居民,应结合防洪工程,可以修建排洪渠,将洪水撇出农田区和居民区。
5、建议
5.1根据规划,分期实施方案应坚持以下原则:“先突出、后一般”的原则,“先乡镇、后村庄”的原则,“先众多、后稀少”的原则,“先附近、后周边”的原则。
引言:水资源是我们日常生活中的必需品,是我们人类生存与发展的基础,同时水环境也是我们人类生存发展的重要组成部分。现阶段,随着节能环保理念的提出,人类对水资源、水环境的保护的意识也在不断地增强。随着我国社会经济的不断发展、现代化建设速度的不断增长使得河道水污染现象更加严重,这就给区域经济发展、群众的生产生活带来了不利的影响。所以在进行水环境保护的过程中治理河道则十分的重要,河道治理工程的完成不仅能够美化城市中河道的水环境,提高城市的文明程度,同时也能在提高经济效益的同时丰富城市居民的文化生活及物质生活,进而促进人类社会的科学可持续发展。
1.现阶段河道治理工程与生态水利之间的矛盾
河道治理工程主要是指通过对河道进行科学合理的规划来不断促进河道经济效益、生态效益等综合效益的提高[1]。但是,在目前大多数水利工程的修建过程中人们从自身的安全利益等角度出发进行认为的控制及调配水资源,然而这样就会使得河道本身的天然状态、水文泥沙的流动过程及河流流域的地形地貌等方面发生明显的变化,这样就会对河流形态的连续化产生一定的影响,使得河流形态人为化及单一化等[2]。此外,在河流形态变化的同时河流流域生物群落的多样性也会随之降低,直至流域内生态系统的退化。而流域内生态系统的退化则会导致流域内气温、降雨、风力以及湿度等局部气候发生改变。此外,河流形态的改变也会使得河流来水来沙的条件及输送沙子的动力发生改变从而进一步导致河流自净能力的降低,导致水库泥沙淤积现象严重、河床淤积变多、河道发生萎缩现象以及湿地和滩地的消长演变等问题的发生,从而进一步威胁河流生态系统的整体失衡。与此同时,在修建大型水库时会使得水生生物的生存环境发生变化,进而破坏了水生生物之间的稳定的生态环境。
2.在河道治理工程生态水利的分析要点
2.1遵循自然规律,进行科学合理的流域综合规划
流域的综合规划主要是在江河流域的范围内以水资源的合理开发利用为中心的长远的规划,流域的综合规划是各流域进行开发的重要依据。在进行生态水利工程建设时,首先就要完善流域的综合规划,在自然生态工程的理念上来保持河道的平衡,促进流域生态环境与生态水利工程的协调发展。此外,在进行生态水利工程建设的同时也要注重水利工程与自然地有机结合,在建设水利工程时要尽可能对原生态的自然元素进行保留,注重保护流域内的植被、水文等,从而保证流域内生态结构的完整性[3]。
2.2在水利工程建设的各个环节中体现生态水利的理念
在生态水利工程建设的时候不仅是在规划阶段要融入生态水利的理念,在生态水利工程建设的各个环节中都要融入生态水利的理念,从而更好的促进流域的合理开发以及与自然和谐相处的统一。在进行生态水利工程建设时可以选择就地取材,利用区域内成活率高的喜水性植物来进行河道两岸的保护,从而促进水土的保持、水源的涵养、流域绿化面积的增多以及流域内空气的净化等[4]。同时在进行改建流域时要遵循能宽则宽的原则,保留足够宽度的河漫滩,采取提防后退等措施来不断增加河道水流的连通性以及河流的最大国过水量,从而给流域中动植物留有足够的栖息地及预防洪水的危害。此外,在生态水利工程建设的评价阶段要建立健全一个完善的生态影响的评价体系,对量化评估标准进行不断地细化,并及时整改和改进那些对流域生态环境不利的环节。
2.3在实施生态水利工程时要以科学的技术为支撑
生态水利工程师一个相对比较复杂的工程,它涉及到生态、生物、水利、物理、水文以及地理等众多领域。在实施生态水利工程建设的过程中会遭遇各种有技术性的扩学科的难题,所以为了更好地解决这一问题,就需要在实施生态水利工程建设时建立起一个相对完善的跨领域的技术合作机制,不断地完善生态水利工程的技术支撑体系,从而能够及时的解决吧水利工程建设时遇到的技术难题。
2.4提高生态水利工程实施后的修复能力
生态系统在长期的进化过程中就已经具备了一定程度的自我净化及自我修复能力,所以在进行生态实力工程的实施过程中可以利用生态系统这一特点进行创新其防污治污技术,不断地为生态系统自我净化及修复创造出一个相对完善的外在环境[5]。一方面,可以在生态水利工程实施时构建水生植被,如金鱼藻、黑藻浮叶植物睡莲或伊乐藻等,从而更好地提高水体的供氧能力及自净能力。另一方面,可以构建一个相对完善的水生动物种群,从而达到净化水体、维护生态平衡的目的。
3.河道治理工程中环境保护的措施及管理
在河道治理工程中的环境保护措施主要包括了荒地复原措施、水污染防治措施、土料开采及弃渣场保护措施、噪音及环境空气污染控制以及施工期卫生保护措施等多个方面。荒地复原措施主要是指平整施工时临时占用的土地,使其恢复原貌,同时也要注重破坏土地上的水土保持,防止水土流失现象的加重。在刚开始挖土时要将表面上的耕层土单独防置,回填时最后用表层土,并采取复垦措施、种草措施,从而尽快的恢复当地的植被状况。水污染防治措施主要是从生活污水、施工废水这两方面出发,从生活污水的防治角度,施工人员的生活垃圾应该有规律的清运,禁止向河道内乱扔垃圾、禁止向流域内排放生活污水。从施工废水的防治角度,施工人员应尽可能在河流的枯水期工作,且施工材料远离河道,避免水体污染,同时也要禁止将施工废弃物丢入河道。土料开采及弃渣场的保护措施主要由于对环境保护的重点是处理施工之后形成的弃渣、弃土等其他建筑垃圾,从而避免二次污染[6]。噪音及环境空气污染控制主要是保证工程的施工料场远离居民区,对易造成扬尘的材料要加强管理,以及在施工时采取相对先进的施工技术,避免噪声污染。施工期卫生保护措施则要保证定期对施工人员进行健康检查,及时发现和治疗传染病人,防止病情传播。
结束语:总而言之,在河道治理工程中生态水利主要是指在满足群众对水资源需求的基础上采取的健康稳定的生态系统的河道治理措施。生态水利的主调是以突出自然为主,主要是为了人类能与自然和谐相处,享受大自然的馈赠,并亲近自然感受自然。同时在河道治理的工程中要尊重自然界的发展规律,能利用河道水流自我净化的能力来解决河道的水体污染问题,从而带来经济效益和生态效益的统一。
参考文献:[1]房建华,王强,王少东,王敏勇.济南市生态水利建设实践及保障措施[J].中国水利,2012,21:59-62.
[2]贾浩谋,宋晓鹏.探析生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用[J].河南科技,2013,17:166.
[3]杨石泉.花都新街河河道综合整治及景观营造中生态技术的应用研究[D].华南理工大学,2012.
关键词:河道治理、防洪排涝、生态护岸、人水和谐。
1 生态护岸的优越性和必要性
1.1 生态护岸的优越性
传统河道护岸仅仅发挥了河道防洪排涝的基本功能,而生态护岸采用植物或植物与工程措施相结合的型式,对河道岸坡进行防护,集防洪效益、生态效益、景观效益于一体,相对传统护岸有很大进步。生态护岸的优点主要包括:
1.1.1 有利于防洪排涝,提高蓄水能力
生态护岸采用自然材料,透水透气性强,形成一种可渗透性界面,可以有效调节地表水和地下水,使水循环途径根据水位发生变化。夏季丰水季节,当较大洪水进入河道,洪水通过透水层大量地向河岸及河底渗透存储,削减了洪峰量,增加了地下水量,减轻了洪灾危害。
而当枯水季节到来时,储存在河岸、河底的水反渗入河,对调节水量起到了积极的作用。 同时,生态护岸中大量采用根系发达的固土植物,其在水土保持方面又有很好的效果,护岸的抗冲性能大大加强。
1.1.2 改善水质及水体的自净能力
传统的护岸由于渗透性差,破坏了河流――岸坡――生物之间的物质和能量循环体系,不利于具有净水功能的水生生物的生长,减弱了水体的自净能力。生态护岸所采用的植被以及环保材料加强了护坡的透水性和透气性,在一定程度上保持了河流――岸坡――生物之间的物质和能量循环,提高了水体的自净能力,改善了河流水质。
1.1.3 有利于维护河道的生态环境
首先,生态护岸的植被有利于调节空气中的水分,起到涵养水源、改善河道周边的生态环境的作用。生态护岸的渗透性有利于维持河道水体的自净能力,保持河道水生态系统平衡,为各种动植物的生长、栖息提供了有利的环境,促进了河道系统的生物多样性。
1.2 生态护岸的必要性
21 世纪初我国提出了水利要从工程水利向资源水利转变,从传统水利向现代水利转变,资源型的河道应当是自然的、生态的、可持续发展的。生态护岸在很大程度上是人类对河道的重新认识和合理改造,它保持了河道的自然生态,又满足了防洪排涝的基本功能,是修复生态环境、改善大气质量、实现绿色发展的现代城市的迫切要求。是现代社会人类期望回归自然、渴求人与自然和谐相处的迫切要求,是当前水景观建设的最简单直接、自然生动的客观反映。
2 鹿泉区河道特点
石家庄市鹿泉区地形西高东低,西部为低山丘陵区,东部为平原,山区、丘陵、平原各占三分之一,地形条件优越,总面积603平方公里。
区内所辖的主要行洪河道有四条,分别是古运河、太平河、金河、┖樱四条河道境内全长79.8公里,均为季节性河流。
古运河:位于平原区,河床和边坡均为土质,堤岸不规则,河道上游河槽深且宽,河道下游河床呈宽浅型,河底纵坡小,河漫滩较发育,枯水期河道内无水,洪水期河势变化剧烈,河床冲淤变化无常。
太平河:太平河是唯一穿越城区的河道,上游段处于山区,河床较宽,河底坡降较大;下游段处于平原区,受两岸建筑和耕地限制,河床变窄,纵坡较缓。太平河已按照防洪标准进行了初步治理,正在实施的太平河景观提升工程实现了河道生态治理的目标,工程集蓄水、生态、景观为一体,建成后将成为鹿泉区一道亮丽的河道水景观。
金河、┖犹氐悖捍搴佣纬ぃ沿线侵占河道现象严重,河床普遍较窄,河岸无护砌,河道纵坡较大,横断面呈“V”或“U”型,河道淤塞严重,洪枯变幅大。
3 河道生态护岸
3.1 生态河道治理原则
生态河道治理首先应满足防洪排涝基本功能,同时维护河道及周边的生态环境,充分考虑上下游、左右岸及整个流域相互关系,因地制宜,综合治理,遵循自然规律,发挥天然河道功能。治理原则:首先满足河道堤防的稳定和安全要求,护岸材料多孔透气性好、自然环保、经济适用,岸坡植被根据气候、水位、景观要求选择,布置建筑物时考虑人们的亲水需求。治理应做到:河道不断流,堤防不决口,河床不抬高,水质不恶化。
3.2 生态护岸
生态护岸分人工原型护岸和人工自然型护岸两种类型。
人工原型护岸是在河岸栽植根系发达固土作用强的植物保护河岸,保持自然堤岸特性的护岸。主要采用乔灌混交,发挥乔木与灌木的自身生长特性,充分利用高低错落的空间和光照条件,以达到最佳郁闭效果。同时利用植物舒展而发达的根系稳固堤岸,增强其抵抗洪水、保护河堤的能力。
人工自然型护岸采用透水透气的工程材料与植物措施相结合的方式,对河岸进行防护。不仅种植植被,还采用石材、木材等天然材料,以增强堤岸的抗冲刷能力。如在设计洪水位现以下采用石笼、木桩或干砌块石,其上筑一定坡度的土堤,斜坡上乔灌草相结合,固堤护岸。
生态护岸防护型式应根据岸坡材质、岸坡高度及边坡、洪水位高度、流速、冲刷力、透水性、天然环保、经济适用等原则进行选择。
生态护岸常用的材料有纯植物护岸、干砌石护岸、生态砖、纤维织物袋、格宾网石笼护砌等。格宾网石笼生态护岸观赏性强,透水透气性好,易于植物生长,抗冲刷能力强,胀缩变形适应性好,坚固耐用,是理想的护岸材料。
4 结论
生态护岸是集水利工程学、环境科学、生态学、美学等多学科于一体的综合水利工程,改善了河流水质,十分利于河道生态环境的保持,给人们提供了自然优美的河道环境,拉近人与自然的距离。生态护岸受到人们越来越多的的关注和喜爱,不断被推广完善。
参考文献
[1] 雷雨,冉春旺,马瑛. 河道生态治理初探[J] . 水利科技与经济, 2009,15(4);322-324.
[2] 吕 松,汪 伟. 京山河流域水生态系统保护与修复规划[J] .水利科技与经济,2009,15(1);45-46.