水生态修复技术导则范文
时间:2024-01-03 17:51:17
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篇1
文章标识码:I10 B-4 A 文章编号:1672-2310(2015)12-005-004
一、 项目背景
本项目作为山西运城盐湖区关公祖庙和家庙联合申遗,以及关公文化产业文化集群建设的重要配套提出。
关公故里、解州盐池富集的人文资源,近百个历史遗迹,是文化的瑰宝。而其北临盐池、南接中条山,是一块风水宝地。然而盐湖开采作业、山中采矿作业,和黄土高原地区的水土流失和生态问题,使得关公故里失去色彩,更成为其旅游开发上重要的制约因素。
本次规划旨在通过从规划到设计不同层级的研究,提出针对盐湖南岸高盐碱地区的湿地及生态廊道系统恢复策略,以提升片区的生态效益、景观品质,成为关公故里旅游发展的有效支撑。并借由此项目,对类型项目研究策略进行总结,希望对日益发展的旅游景区及相关文化产业类型项目能够有一定的借鉴作用,以促进生态保护与景区发展的良性循环。
二、 场地与环境认知
1、区位概况
项目位于山西运城解州镇。运城位于黄河金三角区域的核心位置,以及山西向西向南的桥头堡和大通道的战略地位。解州镇位于运城城镇发展主轴上,是运城向西发展的重要中心城镇。同时,解州镇有国家级文物保护单位国家旅游景区――解州关帝庙和常平关帝主祠,有省级重点文物保护单位关帝祖茔。关帝庙、关帝家庙和关帝祖茔合称“三关”。每年来解州旅游的海内外游客达40万人次。项目规划范围北至盐湖南岸,南至中条山山脚,东至曲村,西至交斜村,总面积约70平方公里,几乎涵盖了全部重要文保单位,具有得天独厚的地理优势及文化旅游资源。
2、现状主要问题
而项目所在区域生态及景观环境与其丰富的文化旅游资源不相匹配,成为制约其发展的重要因素。区域内长期的农耕、采矿、采盐、盐业生产活动,导致场地及周边山地,林木稀疏,水土流失问题加剧,生态的问题日益突出。同时,环境污染和生态环境的恶化导致了区域景观面貌恶化。
问题主要包括:
2.1多年采矿作业对中条山山脚区域的林带造成破坏,有一定的水土流失问题。山脚以小苗和荒地为主,生态效益和景观面貌不佳。
2.2受盐湖及周边盐业企业影响,盐湖岸边区域植被和湿地基本退化。
2.3部分农田产生了盐碱问题严重。
三、 多层次的生态恢复策略
1、 基于gis分析的湿地生态格局重塑[1]
通过对场地大量基础数据的统计和整理,以及项目组十余人,近半个月的现场踏勘调研,整理出场地现状详细数据。采用GIS软件分析并结合现场实际情况,梳理出沿中条山山脚山前廊道和联系盐池和泻湖的滨水廊道在内“两横八纵”十条廊道。廊道中包括了滨水恢复生态廊道、山体恢复生态廊道、山体修复生态廊道、雨水径流生态廊道和生物通道五类。
十条廊道的架构,修复了现状生态系统,同时通过南北方向廊道沟通了场地的山水格局,打通山水生态通道,架构了完善的生态网络。生态网络的架构形成了基本的空间骨架和山水风貌格局,复合了生态、旅游和文化,将景区建设、文化产业园规划和城镇建设融入与生态骨架中,实现景城一体。
2、 分区湿地生态控制导则和景观风貌提升
为确保生态廊道的实施,除了明确廊道宽度、长度、范围,划定生态绿线以外。还参照城市控规标准及深度,结合场地实际情况,明确规划了分区生态控制导则。按照不同类型廊道的修复改造要点划分为一个湿地公园、七个标准生态修复段。每一个生态修复区段(单元)明确其功能定位、修复目标、景观模式、苗木选择、苗木种植方式、水体营造方式、修复生态技术等。通过定性定量的分析,确保生态廊道的范围合理和可操作,并为景区及产业区地块落实提供支撑,为后续详细景观及生态设计提供依据。
具体包括:
2.1硝池湿地:生态鸟岛,水自然净化系统[2]
功能定位:
纳入城市水系统,作为城市终端湿地;
面向南部城市,作为服务整个城市郊野公园;
承担水净化展示、生物栖息、休闲游憩等复合功能;
景观导则:
以生态技术展示、科普教育为目的构建一套水自然净化系统;
构建适合鱼类生存的“浅滩与深潭”,恢复自然驳岸;
构建适合鸟类生存的鸟岛,须种植大量湿生植物;
挡土墙、花池等使用多孔隙生态材料,结合植物种植,为昆虫、爬行动物提供栖息地;
采用净污能力较强的湿生植物( 如芦苇、香蒲、水葱、千屈菜等),构建层次丰富的湿地景观;
以最小干扰为原则,开辟少量场地,开展野外烧烤、垂钓、观鸟、湿地游览等活动。
2.2硝池滨水标准段
景观导则:
模式:硝池+湿生植物带+滨水绿化带+内塘+滨水休闲带
硝池:严格控制人工养殖,避免水质进一步恶化,逐步恢复和提升硝池生态功能;
湿生植物带:分层构建滨水湿生植物体系,塑造河岸空间;
滨水绿化带:以现状植被为基底,分段补植特色主干树种;
篇2
【关键词】生态;护岸;人文
1 绪论
目前,城市河流形态单一,“直线化”、“平面化”严重,面临着河流水环境质量恶劣,河流生态系统损坏严重,河流断流,河道萎缩,河道景观缺乏等诸多严重问题。只有从生态的角度恢复和重建生态系统,才能从根本上解决城市河道的水环境、水生态、水景观问题。从生态系统的角度考虑河道修复,建设生态河堤也必将成为城市河道整治发展的主要方向,也是“工程水利”向“生态水利”发展的趋势所在。
2 国内外研究现状
2.1国外的研究
国外在这方面的研究比国内起步要早,早在 20 世纪30 年代起,西方国家把河流治理重点放在污水处理和河流水质保护上。1938 年德国的Seifert 首先提出“近自然河溪治理”的概念,指出治理工程应在实现传统河流治理的各种功能(比如防洪、供水、水土保持等)的基础上,达到接近自然的目的。与此同时,很多西方国家对破坏河流自然环境的做法进行了反思,开始有意识的着手对遭受破坏的河流自然环境重新进行修复。河流生态修复意识逐渐在世界范围广为传播。
20 世纪50 年代德国正式创立了“近自然河道治理工程”,提出了河道的整治要符合植物化和生命化的原理。Schlueter认为近自然治理的目标首先要满足人类对河流利用的要求,同时要维护或创造河流的生态多样性。
20世纪60年代就出现了连锁型干垒挡土块并得到了广泛应用,自嵌式植生挡土块作为一种新型护岸材料是对它的引进和创新,目前已开始在我国水利工程中有了应用。
20世纪 70 年代美国就开始投资 5 亿美元恢复入湖河道Kissimmee河,而同时,法国、英国、瑞士、芬兰等欧洲国家也大规模开展河道生态修复与功能重建工程。
20 世纪80 年代后期,西方国家开展了河道的生态整治工程的实践,如美国已在密西西比河、伊利诺伊河和凯斯密河,实施了生态恢复工程及密苏里河的自然化工程等。日本在20 世纪90 年代初开展了“创造多自然型河川计划”,提倡凡有条件的河段应尽可能利用木桩、竹笼、卵石等天然材料来修建河堤,并将其命名为“生态河堤”。为挽救城市河流的生态,堤坝不再用水泥板修造,而是改用天然石块铺陈,还给草木自然生长的空间。
2.2国内的研究
我国在河流生态修复方面的研究工作起步较晚,尚处于学习引进国外先进经验的阶段,近年来我国兴起了河流生态修复的研究和应用推广热潮。
在河道护岸过程中,传统的硬质堤岸常产生破坏生态的后果。例如,成都市府南河工程是目前国内最大的生态环境治理工程。此城市河流改造项目是以城市河流治理开始进行综合性整治项目,在截污、清淤、底泥处理、两岸绿化等方面做了不少工作。
近几年来,国内许多省市在生态护岸的研究上作了许多尝试,例如,成都府南河望江公园自然型护岸工程,黑龙江省富锦市松花江堤防工程,水位多变情况下中山岐江公园的亲水生态护岸工程,都取得了较好的效果。特别是在城市河道治理中积累了一定的经验,如上海市在普陀的横港河、松江新城的张家浜、青浦赵巷的老崧塘等进行了生态护岸的建设,取得了良好的社会和生态效益。《上海市河道生态整治实施导则》(试行)规定,在保证河道行洪泄洪功能的同时,应因地制宜,采用自然生态型护岸。重要的防洪排水河道,若必须采用非自然型护岸,在进行河道生态整治设计时,应同时采取生态措施,为恢复河道自然生态创造条件。对于已经裁弯取直和硬化底、岸的河道应考虑采取措施,逐步进行生态恢复。岸线除紧邻建筑和防洪需要外, 应尽量保持或修复其自然生态属性。
根据《上海市河道生态整治实施导则》(试行)第十五条,建设自然生态型护岸应采取以下措施:
(1) 生态护岸型式和结构应积极借鉴成功的传统治河方法和经验,在满足行洪和水土保持要求的条件下,适当采用抛石、蛇笼、石笼、填梢沉梢等传统工程措施,结合植物生态修复工程方法进行建设;
(2) 材料的选用应根据该地区的气象、气候和立地条件,选择具发达根系的植物种类,进行护坡固土;优先应用水力喷草、土工材料绿化网、绿化混凝土、水泥生态种植基、土壤固化剂等新技术和新材料。
(3) 对于非自然生态型护岸,可以采用整体复式断面,进行垂直绿化。在有条件的河段,设置人工河湾、建设滨水公园等。
在宁波市河道治理中采用了自然生态工法,使河道整治融入生态理念。首先从设计入手,河道设计是否满足生态要求,应是一个水工设计人员所应该考虑的;其次懂得如何灵活应用自然生态工法,这对整个城市和乡村河道断面设计将起着重要作用。 如,化工区排水河道断面,采用蜂巢格网工法,即以钢丝复合材料编织成笼形,内装石渣或卵石等,作为边坡、挡墙,两岸搭配植草、植栽,并在软土地基上不做任何地基处理情况下建造自然生态型高挡墙获得成功。另外,在宁波市各级河道整治中应用最广的是河岸绿化和环境护岸工法,目前,所有的河道两岸均采用不同风格的河道绿化方案,部分河道还进行了专门绿化景观设计,使河道成为城市的一道亮丽的风景线。
目前,生态护岸的结构型式有多种,如:
①格笼挡土墙(crib retaining wall)
将木块制成的条块排成井字形,内部填满块砾石,利用格笼内部块砾石的重量,抵抗土压作用力量的一种挡土墙。内部填充的块砾石透水性良好,坡面渗水涌水或滨水地区使用效果显著。建议每层高度3m以下,总高度不得超过6m。
②砌石墙
在坡面上切出宽0.5~1.0M的水平阶段,于离外缘0.1~0.2M处砌块石,斜率为1:0.3~0.5,高度0.5~1.0M,背后填充混合肥料的砂土,并栽植苗木的工法称的。地表只铺贴草皮而有崩塌危险或岩石露出形成凹凸不平的地方,适用本法。
③板状栅(plate hurdle works)
为防止崩坍土砂后坡面流失,利用松木桩加松木隔栅进行固岸,通常设置在坡脚,耐久性良好。
④格网工法(boxes & mattress)
以钢丝复合材料编织成笼形,内装块石或不溶于水等,作为边坡、档墙或软基安全防护的应用。搭配植草、植栽,适用性较广、安全性较好。
⑤亲水护岸工法(amenity embankment)
河川、湖沼、海岸等的护岸不只着眼于治水、利水机能,同时具有亲水性的休闲空间而设置阶梯状缓坡。
⑥柳枝条法(wicker works)
将萌芽力强的柳树类枝条,切成30~100cm埋入土中,由其萌芽恢复植生的方法。
3发展趋势和应用前景
随着我国经济水平的不断提高,人们对生活质量要求也不断提高,人们将与河流和谐共处趋势。人们在与河流相处的过程中,将呈现以下发展趋势:
(1)从生态系统角度考虑河道的修复工作,生态河堤建设是未来发展的主流;
(2)融合其他学科,以流域为单位考虑大范围河道整治工作;
(3)人文因素考虑得更多,“以人为本”的理念更为突出;
(4)水文化建设更为重要,突显当地风土人情;
(5)借鉴城市建设史和城市水利发展史上先进的治水思路和治水理念,为河道生态和景观建设服务。
生态护岸是生态河流的重要组成部分。当今绝大多数护岸是传统的“三面光”护岸或非生态护岸,虽然满足防洪、排涝等要求,但与“生态河流,景观河流,人文河流”的理念想去甚远。随着经济的发展、生活水平和技术水平的提高,生态护岸必将取代传统护岸,成为人们喜见乐闻的护岸形式。
参考文献:
[1]蒋屏.河道生态治理工程——人与自然和谐相处的实践.中国水利水电出版社,2003
篇3
关键词:燃煤火电厂;工业废弃地;景观设计;生态
燃煤火电厂是利用煤作为燃料生产电能的工厂。中国燃用煤一半以上是烟煤,贫煤次之,无烟煤在10!以下。中国污染物排放量居世界第二的原因是由于国内长期以煤炭为主的能源消费结构所造成的,河北省、山东省等地区在冬季长期形成危害性雾霾天气的主要原因也是由于二氧化硫和烟尘为主的煤烟型大气污染所导致。煤炭的燃烧阶段产生污染,煤炭生产、运输过程及存放过程中以及煤炭燃烧后的灰渣均会造成对环境的二次污染[1]。2013年,北京市人民政府办公厅印发了加快压减燃煤和清洁能源建设工作方案的通知;2014年,北京市完成首钢原厂区热力和生活区电力替代,关停高井燃煤热电厂以及石景山燃煤热电厂和国华燃煤热电厂停机备用;2015年,北京市关停了石景山燃煤热电厂和国华燃煤热电厂;2016年,北京市又关停华能燃煤热电厂,这仅仅是一个开端。另一方面,国际上燃煤火电厂的运行年限一般为40年,目前,建国后建成的燃煤火电厂已经接近或者超过退役年限,如果一座电厂即将退役,那么安装脱硫等尾气治理装置的成本不光是昂贵,也是一种浪费,因此国内的燃煤火电厂即将面临关闭、旧址重新规划的严峻形势。工业废弃地也称为“棕地”。这名称产生是相对于“绿地”的概念。棕地是废弃的、闲置或没有充分利用的工业及商业用地和设施,由于场地自然环境遭到一定程度的破坏,利用率极低,同时大量的工业构筑物及废弃物遗留在场地中,在土地开发和利用过程中,存在着客观上和意想中的环境污染比其他开发过程更为复杂[2]。
一、燃煤火电厂工业废弃地的污染特征
燃煤火电厂工业废弃地的污染除来自燃煤所产生的Hg、Pb、Zn、Ni、Cd、Cu等重金属污染外,还包括溶剂以及一些如砷和铅类的重金属[3]。这些元素通过高温燃烧气化挥发进入烟气,然后随粉煤灰颗粒一起向烟囱运移并逐渐降温,被粉煤灰颗粒吸附,再经冲灰渣水排至贮灰场,其土壤重金属的主要来源是未燃烧尽的粉煤灰及贮灰场的扬尘[4],这些吸附重金属离子的粉煤灰伴随着燃烧和扬尘不断向厂区周围扩散,逐渐在电厂周围形成土壤中形成污染性的沉淀层。以某燃煤电厂为例,表1所示为某燃煤电厂内的土壤重金属含量,从表1可以看出,电厂周边土壤Cr和Zn含量超高,包括氯化物、硫化物和氧化物等重金属离子,属于交叉污染性质。图1是电厂平面布局以及周边土壤重金属污染综合评价图,从图1可以看出,电厂及周围区域土壤全部处于中度或者重度污染水平。除燃煤电厂周围的地皮,粉尘、污染的水体对周边区域的居民生活构成了直接或潜在的威胁外,高大废弃的设施也严重影响了城市的整体形象。因此,恢复燃煤场地的自然生态景观系统,对废旧工业设施精心设计进行再利用,最大利用此类废弃地自身潜力作为区域经济增长的引擎,从而增加场地与周边社区的联系,提供休憩和娱乐功能[5]。成为此类工业废弃地改造的首要目标。
二、燃煤火电厂废弃地改造技术框架
与其他种类的工业废弃地不同,制定燃煤火电厂废弃地设计措施和导则首先需要关注的是通过治理来稳定土壤的质量问题,对场地所在区域大的环境进行分析评估除了依据遗留设施、场地地形、植被条件、所在区域气候条件外,还要关注场地遗留的潜在污染以及破坏性等元素进行分析。(1)土壤污染分析及治理方案的研究工作。火电厂土壤污染多为交叉性污染,包括酸碱化学品、重金属等。当下主要的修复法包括粉煤灰土壤修复法和生物修复法,相对于传统的化学和物理清除方法,这两种方法运用更为广泛、经济。粉煤灰就地取材方便,对于改变土壤理化性质、提高土壤养分,去废弃,钝化重金属离子有显著效果。在整个工业废弃地的设计策略中,根据土壤污染程度对区域进行分类规划,为了达到水体净化,为植物、微生物再生的基本条件,对于不可恢复性污染土壤常见的方法是对重金属和有毒化合物的进行挖掘进行深埋处理,在其原地铺设了一层新的土壤,以此为喜氮、耐污染的草本植物提供基本生活环境,通过植物吸收、微生物分解降低污染物的浓度及气味[6]。针对污染沉淀而导致的硬质化区域,主要通过长期恢复场地的自然生态功能和和结构,运用生态空间复杂性、适应性逐步恢复成自然生态空间。生物修复法和植物修复法对环境更为友好且长期效果更佳。除利用微生物分解、吸收外,植物的生长吸收地下水的过程中,对土壤中的As、Zn、Cu等重金属污染具有富集和吸收作用,也可用于土壤长期性的生物修复。(2)水体污染程度调研及治理方案的研究工作。水体污染的废水设施污染是发电厂非常严重的问题,主要表现在以下两个方面。第一,早期的燃煤火电厂大多利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放、倾倒含有毒污染物的废水,污染物伴随着雨水逐步渗透到地下水,进而形成更大面积的污染。随着自然沉降,这些污染物会集聚在水体的底部,形成沉积物,这种水体沉积物是水体多种营养物、污染物的汇和源,是多种污染物在环境迁移中转化的载体、归宿和蓄积库[7]。Zn、Ni、Cd、Cu等污染物在火电厂水体的主要归宿就是这种沉积物,在与底部的泥土结合之后,伴随自然水体的迁移、转化,并对水、土、物产生生态效应导致二次污染或异地污染(污染转移)。第二,发电厂温排水对周围滩地植被、浮游生物、底栖动物造成的影响,其中,余氯对排放区域中的浮游生物有致命的威胁,对其他物种无明显影响,但存在一定的潜在影响[8]。考虑到水体净化的水生植物配置,可以利用植物根系富集和吸收的作用,结合景观效果进行规划。在维持场地水体生态系统的基础上,以净化能力的乡土植物为主,可利用地形形成多级人工净化系统,并对污水进行可控循环,高效率的降低污水中的生化需氧量、悬浮固体、营养物质和病原体,发挥水质净化功能[9]。在尽可能不干扰环境的前提下,引入新的物种,建立新的生态环境,丰富并优化生态系统结构,增加系统的抵抗力,逐步完成水体治理[10]。(3)研究火电厂场地生态恢复应建立在区域背景环境的基础上,遵守生态恢复和自然景观优先原则,提倡生物多样性及异质性。如果原始生态系统未超过承载力的破坏,设计师要尊重现有生态环境,坚持设计生态种植、生态治水、生态保护的理念,在规划设计中尽可能在不影响原生生物生存的前提下,消除对于系统的不利影响。如果生态环境被完全破坏,景观设计师规划设计要结合所在场地的生态安全,对周边生态系统的影响框架下,从整个生态体系的能量流、物质流、信息流等需求来建立新的生态系统。在考虑整个陆生生态系统到水生生态系统结构功能过渡的连续性、适应性时,可通过引入一些新物种用以丰富生态系统。(4)火电厂废弃材料利用与景观再生。工业废弃的厂房、集水池、洗煤场等废弃材料和设施的再利用有两点好处:一是有利于降低景观设计成本;二是有利于以记录场地的记忆和历史内涵,通过修复和保留,从场地历史,人文遗产的角度出发,保持其独特的历史工业环境。比如将具有代表性的工业遗迹改造为场地的标志物,形成整个场地的景观中心等,废旧材料多用在地面、墙体的铺装,或用以填充重污染土壤,比如粉煤灰,再有粗糙的材料能够增加土壤的渗透能力,比如砾石、矿渣等。
三、结语
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工程概况及工程分析评估要点
1工程概况。包括主体工程、辅助工程、环保工程及大临工程,主要关注工程内容是否完整,工程与相关规划的符合性分析(流域规划、水资源规划、水电规划)及规划实施状况。
2环境保护目标的调查与识别。关注是否涉及基本农田与基本农田保护区、自然保护区、风景名胜区及其他需要特殊保护区域,同时应关注施工期敏感目标。
3枢纽工程选址、正常蓄水位选择与运行调度方。结合工程库区、输水工程沿途的环境敏感目标分布及其与工程的区位关系,重点关注工程选址、选线与运行调度方案的环境可行性与环保措施合理性分析。
4施工方案及施工组织。根据工程施工规划与工程区的生态环境状况,按照施工区的环境保护目标分布及其保护要求,重点结合施工区的道路交通条件、施工交通组织与施工道路建设方案,关注工程施工规划与工程区布置的环境可行性与环保措施合理性论证[2]。
5施工期与运营期产排污分析。施工期产排污核算及运营期产排污分析时,关注产排污是否满足环保要求,涉及移民安置的,要关注安置区环保措施。
6其他关注点。关注人群健康、局地气候与土壤环境的影响,若工程具有城镇供水功能,应关注水质保护要求及清库方案,并明确清除物的处置方案(包括数量、性质、去向及处置点等)。
工程环境影响评估要点
1生态环境影响
(1)重点关注工程建设生态完整性分析,对环境保护目标与自然景观的影响分析和生态保护、修复措施论证[3](如料场开挖的景观影响评价与景观保护要求、施工迹地的恢复等)。(2)应关注重要生境和敏感目标分布及与工程的位置关系,工程施工对重要生境和敏感目标的影响,并提出相应的保护措施,对于国家或地方重点保护动植物,应根据其生活习性及生境的要求,细化保护措施(工程避让、移植、异地重建等)[4]。(3)针对自然保护区、风景名胜区的环境影响评价,还应重点关注保护要素,工程与保护区、风景名胜区位置关系以及法律法规的符合性(见《环境影响评价技术导则-生态影响》(HJ19-2011))。隧道工程应对输水隧洞建设造成疏水而导致的地表植被的影响预测评价与缓解措施论证,分析是否会导致其结构、功能改变,是否会对保护对象或重要景点造成不利影响,据此提出有针对性的保护措施。(4)水生生态评价范围的完整性,应包括库尾以上流水河段,关注评价河段的水域生境特点(特别是库尾以上流水河段、坝下减水河段与汇水支流)以及鱼类“三场”分布情况,结合流域水资源开发现状分析,阐明评价水域的水生生态特点、演变趋势及其变化原因。(5)大坝阻隔、泄水过程均化、鱼类生长繁殖期泄水水温下降、大坝泄洪气体过饱和等对坝下流水河段水生生物、特别是鱼类资源的影响。同时,还应关注低温水对下游种植物的影响。(6)施工期鱼类保护措施,成库后对产漂流性卵鱼类繁殖的影响、库区水位消落对库区产粘沉性卵鱼类繁殖的影响及鱼类繁殖季节的环保对策措施;建设过鱼设施的必要性与可行性,鱼类增殖放流方案的可行性、有效性分析,落实增殖放流站的选址,必要时提供增殖放流站建设方案和平面布置图。(7)工程施工期、运行期的生态监测计划和实施方案建议的可行性,水生生态监测方案中应包括增殖放流效果监测评价的内容。
2水环境影响
(1)据工程坝址下游支流入汇及区间汇流、主要用水区域及用水对象分布、水域功能分区等情况,合理选择水环境控制及影响评价的断面(如水域功能区划类别变化交接断面),按照地表水环境评价等级要求和评价河段的水环境特征,关注水质现状调查分析与特征水质因子(如高锰酸盐指数、重金属因子等)的水质现状评价。(2)关注减脱水段下泄生态流量问题,工程施工导流、水库初期蓄水期及永久减脱水段的下泄流量保障措施。同时,要特别重视工程坝址下泄流量是否满足其生态、环境与河道外综合用水需求,水库初期蓄水对下游水资源的影响及解决方案,以及设置生态小机组的可行性。(3)应关注受水区域城镇生活污水、工业园区与重点工矿企业生产废水源强的现状调查与污染源变化趋势分析,据此有针对性地提出区域污染源治理、特别是敏感水质指标的控制要求;合理选择主要退水区域与重点水质保护河段,重视农灌退水对水源保护区的水质影响问题,关注水质影响预测评价与相应的水质保护措施论证内容,明确区域水污染源的控制指标与特征水质控制因子(如氨氮、总磷等)。(4)区域需水量的分析,预测区域水资源量分配的变化及新的水资源平衡关系,包括流域的水量互调关系、调出和调入水量、河道生态流量、耗水量及退水量等。同时,还应关注水库富营养化与重金属富集问题。(5)低温水问题,对于大中型水库,重点关注分层取水,结合库区水温分布状况与水库运行特征,进行水温影响预测,重视缓解水温影响的措施论证,并将其纳入工程环保措施与投资估算内容。(6)地下水环境影响,主要是地下水环境影响的评价范围、保护目标及保护措施;隧址区上方涉水敏感目标分布(包括居民区及其饮用水源、水库、堰塘等);隧洞涌水量的预测、隧洞施工方法、治堵涌水的措施并分析其可行性与可靠性;地下水赋存特征、补给径流排泄特征、富水性和地下水水化学类型;地下水开发利用情况、地下水环境现状(包括地下水位和水质两个方面)的调查;重要隧洞影响区的井泉位置、井水位、泉流量、出露层位、补给来源和地下水用途,施工中隧洞突水对这些敏感目标的影响分析;蓄水后库水漏失和渠道渗漏对周边地下水的影响与防治措施;对于施工期和运营期的地下水监测,施工期应进行各隧洞上方代表性泉水流量、井水位的监测,营运期应进行渠道渗漏监测和灌区地下水位与水质的监测。
3环境空气和声环境影响
根据区域环境现状及其敏感目标的分布情况,结合工程施工规划、工程区布置与影响源强的界定,按照区域环境功能区划及环境质量保护要求,重点关注工程施工期料场开采、工程运输对环境敏感目标的影响及环保对策措施。运营期还应关注泄洪期间水雾对周边人群生产生活的影响及预警鸣笛对声环境的影响。
4固体废物影响
重点关注工程弃渣处置方案,渣场选址及相应的环保措施。
移民安置及公众参与环境影响评估要点
1移民安置
结合工程占、淹耕地及其所涉及移民数量,明确移民方式,关注移民安置的环境影响分析(如开垦土地对区域生态植被与水土流失的影响分析、用水排污对库区水质的影响分析等)与相应环保措施。
2公众参与
公众参与调查形式恰当,符合《环境影响评价公众参与暂行办法》(环发〔2006〕28号)相关要求,关注时间节点及代表性,意见分析及信息反馈。
环境风险影响评估要点
根据工程特性与可能产生的环境风险,关注库区与渠道输水的水质污染事故、重点河段及敏感水域退水污染事故的环境风险分析,据此有针对性的提出水质污染风险应急预案等。对于施工期,还应关注为了加快混凝土凝固而使用制冷设备造成氨泄露的环境风险。
环境管理、监测及验收
一是关注施工期和运营期环境监管计划和监测计划的有效性;二是是否提出相应的施工期环境监理要求;三是是否按《建设项目竣工环境保护验收技术规范水利水电》(HJ464-2009)要求,细化工程竣工环境保护验收内容,明确监测点位、频率和因子。
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关键词:大运河;国土安全;生态基础设施;南水北调
Abstract:Ecologicalinfrastrueture(EI)isthecrilicalnaturalsystemsthatprovidenature''''sservicetocitiesandtheirresidents,whichiscomposedofnotonlythetraditionallyrecognizedgreensystems,butalsosuburbanforests,farmlandandnaturalhabitatsthatareconnectedasanintegralinfrastructure.Justlikeacivicinfrastructurethatiscriticaltothesustainabledevelopmentofacityandaregion,soistheecologicalinfrastructuretothesustainableenvironmentoftheregionandthecity.TheconstructionoftheElmustbebuiltacrossadministrativeboundariesandmustbestrategicallyallocatedforthenextcenturiestocome.Therefore,theplanningandconstructionmustbetakenaslong-termstrategyattheregionalandnationalscales.Thespeedyurbanizationprocess,andtheenormouslandscapechangeprojectssuchasthewaterdivertingprojectsfromthesouthtothenorth,offergreatopportunitiestotheformationoftheregionalEl.ThispaperproposestheplanningandestablishmentofaregionalecologicalinfrastructurealongtheGreatCanaltosupportthesustainabilityoftheeastChina,meanwhileprovidesopportunitiesforlocalandregionalrecreation,andprotectsahistoricalheritagecorridor.Step-by-stepapproachesarealsosuggestedfortheplanninganddesignoftheGreatCanalecologicalinfrastructure.
Keywords:ecologicalinfrastructure;greatcanal;ecologicalplanning;south~northwaterdivert
1关于区域生态基础设施实践与理论
生态基础设施(EcologicalInfrastructure,简称EI),本质上讲是城市所依赖的自然系统,是城市及其居民能持续地获得自然服务的基础(NaturesServices),这些生态服务包括提供新鲜空气、食物、体育、休闲娱乐、安全庇护以及审美和教育等等。它不仅包括习惯的城市绿地系统的概念,而且更广泛地包含一切能提供上述自然服务的城市绿地系统、森林生态系统、农田系统及自然保护地系统。
1.1早期规划实践和理论中体现出来的生态基础设施建设思想
早在100多年前(1879—1895),Olmsted和Eliot就将公园、林荫道与查尔斯河谷以及沼泽、荒地连系起来,规划了至今成为波斯顿骄傲的“蓝宝石项链”(KmeraldNecklace)。在1883年,景观设计师克里夫兰得(Cleveland)为美国明尼苏达的明尼阿波利斯做规划,当时明尼阿波利斯还是一个小镇,克里夫兰得让市长和决策者在郊区购买大面积的土地,用以建立一个公园系统。在土地还远未被开发时,就非常廉价地买到了大块土地。这一行动是为50~100年之后的城市所规划的。如今100多年过去了,城市已经扩大了几倍,但这些廉价购得的土地却成为城市中宝贵的绿地系统。这样一个绿地系统的形成,不光是要一个好的概念,同时需要城市决策者提前50-100年进行投资。在同时代,当堪萨斯(Kansas)和克里夫兰(Cleveland)都还是小镇时,就用便宜的地价在其郊外购置大量土地,结合区域的河流水系规划建设并一直保护了一个绿地系统。这一当时尚在郊区的绿地系统而今已成为城市的一个有机部分了,成为居民身心再生的场所。
所以,如同城市的市政基础设施一样,城市的生态基础设施需要有前瞻性,更需要突破城市规划的既定边界。唯其如此,则需要从战略高度规划城市发展所赖以持续的生态基础设施。而中国快速的城市化进程为明智而又有良知的城市决策者提供了一个造福子孙的极好机遇。
1.2绿道和遗产廊道与生态基础设施
绿道(Greenway)是指不同宽度的绿色廊道构成的网络。根据功能,主要可分为三类:生态绿道,休闲绿道和历史遗产廊道。绿道主要指自然形成,或历史本来存在,如河流、山谷构成的廊道,也包括完全人工的,如城市林荫道,运河廊道当然也包括在内。
早在1960年代,Lewis的“环境走廊(EnvironmentalCorridors)”概念对于类似思想的发展具有重要意义。他认识到水系在生物等资源上的特殊生态意义,将水系作为城市和区域绿色通道的基本框架。McHarg在此后不久提出了“设计遵从自然”的生态规划思想,将区域和自然生态环境的关系推到了一个新的层次。
随着对大尺度景观的重视,绿道规划逐步成为开放空间规划的一个有效的、社会期望的方法。通过系统的线路选择和连接,区域生物多样性保护地和廊道成为区域的综合性的绿道骨架,在景观生态学等相关学科不断发展的情况下,人们也渐渐认识到绿道对于物种的保护作用。许多科学家认为生境的破碎化,是对生物多样性的最大威胁。岛屿生态学理论认为,加强生境岛屿之间的生物运动可以降低由于生境碎裂化带来的物种灭绝的可能性,因此廊道连接各生境岛屿对野生生物保护具有重要的作用。生态学家提出建立景观廊道线状联系,可以将孤立的生境斑块连接起来,提供物种、群落和生态过程的连续性。
1995年,Bueno等进行了南佛罗里达地区区域生态绿道研究,从而重新建立了联系不同区域的大尺度生态框架。由于区域的自然景观已随农业和城市化的扩张而日益破碎化,区域性绿道(RegionalGreenway)的提出是为了在破碎化的景观之间建立生态联系通道。这样一条区域生态廊道可以从自然和文化两方面联系原来破碎的景观,从而使之成为巨大的资源。原本为农业和城市发展而兴建的水利工程如运河、排水沟、水库和防洪设施等,经过生态恢复和管理可以作为区域生态网络提供生态服务,同时也可作为一种文化载体发挥其价值。
值得一提的还有建立在遗产保护区域化和绿道概念基础上的遗产廊道概念,它针对包含独特文化资源的线形景观提出,包括运河、铁路线都属于记载人类早期运动路线的遗产廊道。遗产廊道的目标是包括遗产保护、休闲、教育、生态功能在内的多赢战略。在遗产廊道的绿地系统规划中应注意连续性、多样性和关键区等。
经过长期发展,绿道由最初的单一目标(美化、休闲)规划已经发展成为包括栖息地的保护、历史文物的保护、教育、解释等在内的多目标规划。绿道规划的核心思想与生态基础设施实际上已经极为类似。
1.3生态足迹、生态服务和生态基础设施
生态足迹是由MathisWackernagel和WilliamE.Rees提出的。生态足迹是无限期地用以维持一定人口和物质水平所需要的土地(水面)面积。在一定的人口或经济条件下,生态足迹能够用有一定生产力的土地面积来评价资源消耗和废物降解的程度。它拓宽了人们对城市与区域关系的认识,指明城市必须依托于更大范围的区域而持续。
Costanza等学者提出了生态系统服务(ecosystemservice)的概念。生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成与维持的人类赖以生存的自然环境条件与功能。生态系统为人类提供了食物、医药及其他工农业生产的原料,更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统,维持生命的地球化学循环与水文循环,维持物种与遗传多样性,净化环境,维持大气化学的平衡与稳定,提供启智的机会等。区域和城市生态系统的生存与发展取决于其生命支持系统的活力,这个系统的活力取决于其关键性结构,也就是生态基础设施的承载能力及生态服务功能的强弱。
1.4景观安全格局和中国城市生态基础设施建设战略
在有限的土地资源条件下,高效是实现可持续发展的关键。关于如何高效地进行生态基础设施规划与建设,俞孔坚提出景观生态安全格局(SecurityPatterns)的理论与方法。该理论把景观过程(包括城市的扩张,物种的空间运动,水和风的流动,灾害过程的扩散等)作为通过克服空间阻力来实现景观控制和覆盖的过程。要有效地实现控制和覆盖,必须占领具有战略意义的关键性的空间位置和联系。这种战略位置和联系所形成的格局就是景观生态安全格局,它们对维护和控制生态过程具有异常重要的意义。根据景观过程之动态和趋势,判别和设计生态安全格局。景观生态安全格局理论在区域EI建设中的意义在于它为在有限的国土面积上,以最经济和高效的景观格局,维护生态过程的健康与安全,控制灾害性过程,为实现人居环境的可持续性提供了可能,而不同安全水平的存在更满足了建设前瞻性和高效的生态基础设施的要求。在此基础上,提出中国城市的生态基础设施建设的主要战略,包括维护和强化整体山水格局的连续性、保护和建立多样化的乡土生境系统、维护和恢复河道和海岸的自然形态、保护和恢复湿地系统、将城郊防护林体系与城市绿地系统相结合、建立非机动车绿色通道、建立绿色文化遗产廊道、开放专用绿地,完善城市绿地系统、溶解公园成为城市的绿色基质、保护和利用高产农田作为城市的有机组成部分、建立乡土植物苗圃等。
2国土安全与中国东部生态基础设施战略
2.1大运河是中国东部区域生态基础设施建设的关键
中国的城镇化进程正呈燎原之势,在未来近十多年时间内,中国的城市化水平将从目前的36%达到65%。快速城市化给中国大地带来了前所未有的生态压力。人口负重与土地资源的贫乏,使中国的城镇化进程危机四伏,区域可持续发展问题突出,已经引起学术界和政府的空前重视。中国东部城市化水平远高于西部是中国城市化的特点之一。城市化速度过快使得自然条件限制和历史遗留问题造成的危机更为明朗化,生态环境问题层出不穷,严重威胁着中国东部区域的可持续发展前景。总的来说,东部地区面临的问题主要体现在:
(1)人口密度高,城镇密集,资源需求与资源承载力矛盾突出;
(2)水资源污染和浪费严重。污染问题不仅存在于城镇地区,新兴的农村工业化过程使得局部农村区域的污染甚至超过了城市。
这两个问题的本质就是对生态基础设施缺乏保护,同时现有生态基础设施也缺乏效率和前瞻性。京杭大运河是中国东部沟通南北的重要水系,其本身在长期参与和影响河域的生态演化进程的情况下,已经成为中国东部区域生态基础设施的重要组成部分。同时其流域所面临的快速城市化影响下的景观生态问题在东部地区也有着广泛的代表性。因此,以京杭大运河为骨架建立区域生态基础设施,对中国东部区域国土的生态安全和可持续发展具有关键意义。
2.2以南水北调工程为契机,建设中国东部区域生态基础设施
中国的京杭大运河已有两千多年的历史,完全通航也有七百多年历史。在长期的历史发展中,运河对区域景观和城市的发展形成了深刻的影响。例如在扬州城市水系的形成中,京杭大运河就是最重要的主导因素。而在苏、杭城市环境形成和发展中,大运河也起了非常重要的作用。
京杭大运河跨京、津、冀、鲁、皖、苏、浙七个省市,穿越两个中国最富活力的经济带(沿海经济带和长江经济带)和经济圈(长江三角洲经济圈和环渤海湾经济圈),在中国“开”字形区域发展战略格局中占据着十分重要的地位。近年以来,随着快速的城市化和南水北调东线工程的规划建设,运河廊道区域正面临着一系列威胁和挑战,区域可持续发展问题日益突出。
在此新的历史条件下,维护景观和区域尺度上生态过程的健康与安全,使运河生态网络成为高效的、能够持续地提供多种生态服务(包括输水、物种栖息、遗产保护、休闲和防洪等)的区域生态基础设施,已迫在眉睫。为了缓解中国南北水资源分配不均所带来的发展困境,国家已经制定了南水北调战略的多套方案。然而,国际上的大型调水工程大多毁誉参半,对生态环境的影响是其主要负面意见所在。如俄罗斯北水南调等工程一方面满足了有关地区工农业用水,缓解了里诲水位下降,但也影响了调出地区的水量、水温、积水、含盐量等,带来巨大的环境负面效应;而巴基斯坦的调水工程直接造成输水管两岸数百米宽的地带沼泽化,使耕地锐减。
在我国人口、资源与环境问题越来越严峻的情况下,南水北调不应仅仅成为一项单纯的调水工程,而应成为工程所在区域可持续发展战略的有机组成部分。南水北调各线路的生态环境影响正在成为一个学术研究热点。
正是在上述背景下,特别是在南水北调工程契机下,本论文提出在区域尺度上建立以京杭大运河为骨干的生态基础设施,并提出应尽快对此进行长期的科学研究和监测。
3京杭大运河的区域生态战略意义
3.1作为对区域生态结构有着广泛影响的半自然生态系统
以大运河为走廊、运河支流为廊道、以与运河毗邻的湖泊和湿地及城镇为斑块,以周边农田为基质形成区域尺度上的景观生态系统,简称大运河景观生态系统,是一个独特的、有着广泛影响的半自然生态系统。运河廊道长期横跨南北多种不同类型的自然、半自然、人工生态系统,通过长期的能量、物质、信息的流动和循环,河域本身形成了复杂、影响广泛的生态系统,形成了自身的生态调节能力。现在,其整体结构和功能虽然在人工、自然等多种外来因素的干扰下部分已处在瘫痪状态,但台儿庄以南部分仍然发挥着包括航运在内的多种作用。其整体在系统的生态修复之后仍然有可能恢复其区域生态功能。
3.2作为运河区域城乡EI的重要组成部分
运河廊道是运河区域多个城市环境形成的主要因素或主要因素之一,灌溉是运河历史上除去运输以外的最大功能。历代修运河,“贡赋通漕”之外,兼利灌溉都是另一个重要理由。其木断流的部分,至今仍是区域农业安全的重要基础。运河不但是中国东部区域城市和乡村重要的自然条件,而且发挥着重要的生态服务功能,是河域城市和乡村EI的重要组成部分。
3.3丰富的湿地生态系统存留
湿地是人类及众多动植物的重要生存环境之一,它具有极为丰富的生物多样性和多项生态服务功能,被誉为“自然之肾”。运河河道大多依据天然河道修筑,虽然这些天然河流在航运功能要求下大多渠化,但经过长期的生态变迁以后,仍然存留了大量的沼泽、泥地。历代为蓄泻洪水,同时也沿河修建了大量的人工池塘或修建、利用湖泊作为蓄泻之用,这些湖泊、池塘或存或废,都发挥着重要的湿地生态系统功能。
3.4极为重要的遗产廊道
遗产廊道是美国在遗产保护区域化和绿道概念发展成熟基础上提出来的概念。由于京杭大运河所包含的丰富的文化资源在中国历史上的特殊地位,它实际上就是一条极为重要的遗产廊道。
所以,从区域景观生态角度出发,在南水北凋重大工程,遗产保护及区域城市化与区域可持续发展背景下,建立大运河区域生态基础设施,有着重要的战略意义。
4建立大运河EI的问题背景
4.1快速城市化背景下的问题
景观生态学认为区域由多个景观所构成,而每一景观都是由基质、廊道、斑块组成的异质空间镶嵌体。运河流经的中国东部区域是城市化进程最快的地区之一。从景观生态学的
角度看,快速城市化进程对于运河区域可持续发展问题的影响主要体现为区域景观生态问题。主要概括如下:
(1)快速城市化进程带来的基质数量和质量的变化。京杭大运河区域的基质主要是农田,包括黄淮海平原主产小麦的耕地和长江三角洲主产稻米的耕地。城市化所蚕蚀的土地大多为城市周围地势平坦、交通方便、水源充足、土壤肥沃的农田,直接影响了基质的数量和质量,对运河区域的景观生态造成破坏性影响。
(2)对运河及其支流廊道的功能和结构的影响。河流廊道是廊道的重要形式,是联接城乡并为其提供生态系统服务的关键通道。在区域景观生态格局中起着重要作用。快速城市化进程对运河廊道结构和功能的影响是多方面的:
(a)出于美化或治理目的的建设性破坏。城市美化在西方曾有过惨痛的教训,在今天的中国仍然阴魂不散,对中国大地的生态安全构成严重威胁。人们出于美化或治理目的对运河加以整治,但往往只把河道作为对象,进行大规模的人工化整饬,堤岸的自然形态因此消失,其后果是对乡土生境的破坏,造成物种地方性与多样性的丧失,破坏生态效应的发挥。
(b)污染严重。污染严重是东部地区可持续发展面临的最主要问题之一。水型型缺水已经造成水乡无水喝的尴尬局面。运河区域的水污染的主要问题来自于沿河城镇不断增加的排污,这正是快速城市化的后果。污染破坏了水质,直接导致运河廊道生态功能的丧失和瘫痪。同时威胁到运河区域生态网络的健康性与完整性。
(c)毁林开垦,水土流失加大。毁林开垦是城市化侵占农田的后果。水土流失则是困扰中国河流的三大问题之一。水土流失对河流廊道的功能和结构都造成重要影响。
此外还有快速城市化带来的建筑开挖、表土扰动、硬质界面增大,航运通行、灌溉、供水等压力过大等,这些都影响到运河廊道的生态功能和结构。
(3)快速、无序的城市化导致区域景观格局急剧变化。运河区域的城市化多是在沿河城镇出于本身发展或各省区小于本地区发展、而不是整个区域的宏观背景所制定的政策主导下进行的。加之很多规划编制仍在传统的规划方法下进行,很少或根本没有考虑生态问题。城镇斑块不断扩张,农田、林地、湿地等自然斑块不断缩减,直至破碎化。区域景观格局的安全存在严重问题。
(4)快速城市化严重威胁遗产廊道的保护。城市的迅速扩张正在破坏运河的历史环境。一方面运河区域的各个历史文化遗产受到威胁,另一方面,运河遗产廊道作为一个人类与自然结合的工程遗产整体上受到严重威胁,在现有的文物保护单位、历史文化保护区、历史文化名城保护架构下没有得到适宜的保护,其真实性(authenticity)和完体性(integrity)都受到损害。
(5)快速城市化和经济的迅速发展带来居民休闲需求。在经济和城市化快速发展的背景下,城乡居民的身心再生要求是区域发展面临的重要挑战之一。早在1860年中期,Olmosted就把公园、河谷、荒地、沼泽连接起来,规划成令波士顿人感到骄傲的“蓝宝石项链”。1883年,Cleveland为Minneapolis做规划时,就主张购买大片土地作为公园绿地系统作为未来居民休闲场所。经过长期发展,证明这一主张十分英明。京航大运河区域有着丰富的自然、文化资源和风景审美资源,如何整合这些丰富资源,满足城乡居民的身心再生要求并具有一定前瞻性,也是运河区域可持续发展的一个重要课题。
4.2南水北调工程带来的区域生态问题
南水北调工程的规划建设又使得运河河道被以新的方式、赋予了新的功能——输水功能。运河廊道的景观属性也因此面临新的改变。其结构和功能都将重新调整,从而对区域生态产生重大影响。
(1)南水北调是继京杭大运河开凿以来又一次对以运河为骨架和主体形成的、包括支流
和湖泊、池塘、沼泽等湿地在内的运河区域生态网络施加的人工干扰。南水北调作为大规模的跨流域调水工程,将是人工因素对区域生态系统的又一次大规模干扰过程。这一干扰在景观和区域尺度L的模拟和研究,对于区域可持续发展来说,无疑有着极为重要的理论价值。
(2)南水北调将在区域尺度上改变运河区域生态网络的功能和结构。调水改变河道的功能,进而影响到整个网络。水作为核心生态因子又影响和改变整个区域生态格局和过程。其影响的过程可归纳为:调水+改变原来的水文情势+自然环境变化+社会经济变化[o,。
这些都将对区域可持续发展造成重大影响。
(3)南水北调是对大运河区域生态系统的巨大挑战,更是重要机遇。大规模调水形成的人工干扰,有机会使得已经成为生态基础设施的部分变得更加高效和具有前瞻性,并同时有机会对断流和生态功能瘫痪区域进行系统的生态系统修复,保护运河遗产廊道,从而实现区域可持续发展。
5建立大运河区域生态基础设施的技术途径
基于以上讨论,提出制定以大运河景观生态系统为骨架的区域生态基础设施建设对策,并提出具体实施战略与实施导则。导则分别在两个层次上进行:
第一个层次是区域景观格局的构建(oonfiguration),包括对景观元素的空间位置、形状、尺度和连续性等进行战略性规划;
第二个层次是景观元素的设计导则,包括如运河道整理断面及护岸设计导则、湖泊及湿地边界处理导则,城市边缘与水系边界设计导则,林带及斑块构成导则,文化遗产廊道设计导则。
参照Steinitz的景观设计框架,建立大运河区域生态基础设施的技术途径可分为六个步骤(表1):
(1)景观呈述:通过采集大量数据(借助遥感和GIS技术),归类整理,并用图、表和文字的方式进行表达大运河区域景观生态状况。
(2)过程分析:对上述成果根据研究的需要重点分析,并形成新的信息来源。
(3)评价:基于判断矩阵的综合比价和评判。
(4)改变方案:在上述研究基础上预测在一定干扰下的景观生态状况,使用预测模型(ProlectionModels)和干预模型(InterventionModels)。
(5)影响评价:在上述干扰和预测模型基础上,进行影响评价。
(6)决策:在上述步骤基础上,用决策模型(DecisionModel)来进行决策。
6结论
以京杭大运河为骨架和主体形成的包括支流和湖泊、池塘、沼泽等湿地在内的运河区域生态网络长期参与和影响河域的生态演化进程,已经成为河域REI的重要组成部分,具有重要的景观生态学及区域生态战略意义。
但在经济高速增长、快速城市化和南水北调工程建设背景下,这一生态网络面临着巨大的挑战和广阔的机遇。在这样巨大的机遇和挑战面前,建立大运河区域生态基础设施,对中国东部广大地区获得健康的生态服务、对中国东部城市带的可持续发展、对遗产廊道本身的保护和满足未来居民的休闲和教育需求,都具有非常重要的战略意义。这一区域生态基础设施的建立,需要借助一整套科学而系统的方法,多学科合作,当然还要借助国家政策和行政手段。
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篇6
关键词:候鸟保护;栖息地;规划设计
Abstract: This paper in Nanchang City, the protection of migratory birds in Sihu Park as an example, based on full respect for the site situation, through the analysis of characteristics of egrets habitat and ecological habits of city of herons and applied it to the planning practice site, make comprehensive park city a migratory bird protection, public recreation. In order to provide reference for similar planning.
Key words: the migratory bird; habitat; planning and design;
中图分类号:S757.4+2文献标识码:A 文章编号:
引言
艾溪湖位于鄱阳湖候鸟栖息圈内,场地内具有良好的候鸟栖息地环境。打造一个集湿地恢复、候鸟保护、及休闲游憩为一体的城市综合性公园很有意义。
1项目背景
1.1发展区位
艾溪湖候鸟保护公园位于中国江西省南昌市,因北临艾溪湖而得名。该公园坐落于鄱阳湖候鸟栖息圈内,是亚洲候鸟迁徙路线中的重要节点。鄱阳湖是世界上最大的候鸟越冬栖息地,其他候鸟栖息地以此为中心沿赣江向南延伸。其中,著名的天香园候鸟栖息地就位于艾溪湖候鸟保护公园的范围内,也是该公园的发端之地。
场地位于南昌市东部发展片区,距旧城中心约10公里,其周边城市道路已初成网络。由此可见,区别于一般候鸟栖息地,“城市型”候鸟保护区是场地重要的区位特征。
1.2场地现状分析
由上位绿地系统规划可知,场地是 “赣江—艾溪湖—天香园”城市生态廊道的重要组成部分,也是“艾溪湖—天香园—青山湖”城市休闲绿带中的重要一环。
规划红线内用地约200公顷,湿地特征明显,其中水域面积占总用地的50%以上,其次为稻田和林地。该场地现状田成方,林成网,塘密布,渠相连,丰富的自然景观资源是场地独特的优势。而水体严重污染,现有水渠淤塞,垃圾遍布成堆等也是场地不容忽视的问题。此外,城市高压线走廊从场地中穿过,用地形态较狭长,并被城市道路分隔等现状条件制约着项目的发展。
2发展定位与远景
2.1发展定位
通过上述分析不难看出,场地的发展定位非常明确,即一个集湿地恢复、候鸟保护、及休闲游憩为一体的城市综合性公园。
2.2发展远景
城市候鸟保护示范园:打造鄱阳湖区不可或缺的候鸟保护战略点,营造南昌市“城市鸟巢”生态基地。
城市形象名片:营造一派“水清草丰、稻香鱼肥、人欢鸟悦”的优美风光,刻画出一张南昌人引以骄傲的城市生态名片,打造成一张南昌市富有吸引力的城市旅游名片。
都市田园休闲体验区:充分利用农业资源,融合城市休闲元素,营造一个自然、纯朴的人鸟乐园,让久置于城市喧嚣的人们近距离地接触自然,心灵得到慰藉的宁静空间。
3规划策略
3.1生态策略—鹭鸟天堂
天香园候鸟种类多、密度大、与人距离近,是典型的城市型候鸟栖息地。 栖息于此的候鸟以受国家保护的鹭鸟最多最珍贵。是鹭鸟重要的夏季繁殖地。因此保护区需提供鹭鸟的夏季营巢地和全年的觅食地。而作为城市型候鸟保护区还必须在栖息地外建立缓冲区,为鹭鸟提供安全隐蔽的栖息环境。
营巢地:鹭鸟营巢地一般选择在近水林区,食物的供给、巢捕食压力和巢址微栖息地适合度是营巢地的选择因素。较大的巢区面积,近似圆形的空间形态,树冠高、树种丰富、郁闭度高的营巢林区有利于鹭鸟的营巢。
觅食地:鹭鸟常在海滨、湖泊、河流、沼泽、水稻田等水域附近觅食。觅食地的选择首先要在鹭鸟的觅食范围内,在哺育期有近距离觅食需求。相对隐蔽的停息地对鹭鸟更具吸引力。研究表明,农业栖息地与非农业栖息地相比更能吸引鹭鸟觅食,特别是稻田具有非常高的生态位重叠。丰富的岛屿和曲折的岸线是提高栖息地质量的关键。
缓冲区:缓冲区是鹭鸟栖息地与城市之间的过渡带,用以隔离人群,降低噪音。本方案规划两个级别的缓冲区。一级缓冲区为视线隔离,防止人的活动对鸟的干扰。二级缓冲区为噪音隔离,防止城市噪音影响鸟类的交流和繁殖。
规划区鹭鸟栖息地类型丰富,但栖息地面临以下三个问题:水质环境恶化,对鹭鸟生命健康受到威胁、面积减少,鹭鸟食物供给短缺、周边人类活动增多,影响鹭鸟栖息和繁殖。针对以上问题,我们的对策是净化水质、恢复生境以及圈层保护。
净化水质:保证场地内水系贯通,同时在多个水系入水口和雨水径流汇流处设置净化湿地,保证规划区内部水系的水质。
恢复生境:根据鹭鸟生物学特性,从食物丰富度、隐蔽条件、距水域的距离、人类干扰度等方面对栖息地适宜性进行评价,并从中筛选出适宜鹭鸟的六个栖息地斑块和一条迁徙廊道。其中北部栖息地斑块面积最大,栖息地类型最为丰富,受城市影响最小。在此基础上,以最小干预、最低成本的原则布局营巢地和觅食地。因原有天香园营巢地面积有限,未来将被城市包围,故在规划区北部最大的栖息地斑块处新增一处营巢地。
圈层保护:根据对园区鸟类的保护需要可分为鹭鸟保护核心区、鹭鸟保护一级缓冲区、鹭鸟保护二级缓冲区。鹭鸟保护核心区,鹭鸟安静的栖息地,仅限科研及相关管理人员活动;鹭鸟保护一级缓冲区,视线隔离区,是游人观赏鹭鸟的最佳区域,需限制游客量,在缓冲区外边缘设置专门的观鸟设施;鹭鸟保护二级缓冲区,噪音隔离区,是游人活动的主要区域,需要通过植物降低噪音。
3.2文化策略—鱼米之乡
南昌素有“鱼米之乡”之称,早在一万年前,便有了种植水稻的历史。如今稻田、鱼塘、水渠及林带等传统的农业文明遗迹在城市中仍然有迹可循。水泽、富产、共栖是场地“鱼米之乡”文化的三大特征。修复场地的水泽基底,激发土地的生产活力,寻求场地中的和谐关系,是深入挖掘场地文化的三个有效途径。
3.3功能策略—人鸟乐园
区别于南昌市其他公园,候鸟无疑是本公园最为突出的特征,因此保护其栖息生境是场地设计的首要目标。我们提出不同的开发策略和控制导则,
通过上述生态、文化和功能三大策略,艾溪湖候鸟保护公园将成为一个生态价值最大化,鱼米文化浓厚,休闲体验丰富的城市公园。
4规划设计
图4规划总平面图 图5功能分区图
4.1道路设计
公园道路由三级园路及附属停车场组成。其中一级园路沿公园边缘成环布置,各区之间通过架空或地下方式连接。路宽7—8米,设有自行车道。二级园路宽4-5米,设有自行车道。三级道路以木栈道为主,宽2-3米。公园的人行与车行入口分离设置,其中人行入口与周边用地绿廊相衔接,从而形成连续的区域性慢行系统。
4.2水系设计
保证水源水量的水系统设计,保证水质安全的水净化设计,保证鹭鸟栖息的水位设计,适当调整场地地形,设置多种深水与浅水生境,保证鹭鸟水生食物的生存并便于鹭鸟觅食。
4.3功能与游线
在五大主题区的基础上,公园可分为九个功能块,包括候鸟核心保护区、觅食缓冲区、科普体验区、休闲健身区、鱼米体验区、商务休闲区、花鸟主题区以及游客服务区。由此形成鹭鸟栖息圈、科普研究区、休闲游憩园三类主要景点,以上景点均以慢行交通系统加以串接。
结束语
我们相信,在未来,艾溪湖候鸟保护公园必将成为中国南部重要的候鸟栖息地;鄱阳湖地区不可多得的城市型鸟类公园;南昌市“人鸟和谐、共栖共生、持续发展”之典范。
致谢:本文得到了耿佳丽、杜宏惠等的大力支持,在此表示衷心的感谢!
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篇7
关键词:中小型水库 成因 除险
一、引言
我国大规模的水利工程建设始于上世纪50-70年代,这些工程至今对工农业生产及生活用水仍在发挥重要作用。但早期兴建的大部分中小型水库工程,特别是小(一)水库、小(二)型水库,由于工程修建年代长,多年运行功能已经老化,普遍存在病害险情,不仅降低对洪水的调控能力,削弱其自身的防洪减灾功能和蓄水功能,而且水库不能安全运行,给下游人民生命财产安全构成安全隐患。近年来,国家比较重视我国病险水库的除险加固工作,已在全国范围内大规模启动大中型水库工程除险加固工作,这一举措的实施,将使这些工程重新发挥更好效益。在此,本文就中小型病险水库成因及处理措施做简要阐述,以供参考。
二、中小型病险水库成因分析
2.1坝体滑坡
拦河坝坝型很多,常见的以土石坝较多,土石坝滑坡的原因有很多,如坝坡太陡,坝体抗剪强度偏小,或由于坝基土的抗剪强度不足、地震因素引起坝体扰动导致坝体的局部或整体滑动、坝体浸润线抬高,坝体的抗滑能力主要通过坝体抗滑稳定安全系数来体现。因此,对其老化程度的评价,采用现场测试坝体有关物理力学指标。根据水库运行条件,通过稳定计算,求出坝体现状最小稳定安全系数KC值,据此评价大坝的安全稳定性。
2.2坝体沉降
土石坝坝基设计施工中不同程度的保留了第四系松散堆积物,这些堆积物的天然密度多大于坝体填筑密度,同时在坝体荷载作用下进一步压密,坝基的压缩变形是极有限的。在修建这些水库时,坝体填筑密实度达不到要求,一是碾压不够,钻孔岩心结构松散,标准贯入试验击数偏低,钻孔注水试验渗水量大;二是分段填筑的施工缝处理不当,二三个坝段同时填筑,因坝段间施工缝自坝底至坝顶均未作碾压处理或处理不当,使坝体产生沉降变形,过量的变形导致坝体裂缝或坝高不足。
2.3坝体裂缝
土石坝裂缝是较为常见的现象,有的裂缝在坝体表面就可以看到,有的隐藏在坝体内部,要开挖检查才能发现。裂缝的走向有平行坝轴线的纵缝,有垂直坝轴线的横缝,还有不规则的倾斜裂缝。无论什么性质的裂缝对土石坝的正常使用都有不利影响。
2.4坝体渗透稳定
土石坝坝体和坝基都具有一定的透水性,根据渗漏量的大小,渗漏可分为正常渗漏和异常渗漏。对于因异常渗漏而引起的土体破坏或渗漏量过大,不仅影响蓄水,还会造成工程整体或局部失稳状况。
2.5溢洪道泄洪功能不足
有些水库工程,由于当时的设计标准和施工原因不足,加上多年的维修管护跟不上,普遍存在闸门锈蚀老化提升关闭不灵、泄洪通道断面过小达不到防洪要求、边坡垮塌未及时清理形成堵塞等隐患。
2.6输水建筑物
一些小型水库输水建筑物多为坝下或坝岸输水涵洞,经多年运行,由于坝体沉降,引起洞身断裂、洞体踏陷、断面挤压变形、放水设备陈旧老化失去功能等病险。
三、中小型病险水库除险加固的重要性
3.1是保障人民生命财产安全的需要
中小型病险水库存在比较多的隐患,如果水库出现垮坝失事,将会引起支流水位升高,农田淹没,对下游地区造成灾难性的影响。水库工程病险隐患的存在,一方面会使工程自身安全运行得不到保障;另一方面,由于不得不采取限制蓄水的措施,汛期到来时水库调蓄能力减低,影响下游区域的安全。
3.2 是缓解水资源紧缺现象的需要
我国水资源比较紧缺,人均占有量少,受气候影响,降水量偏少,水资源时空分布不均。资源性或工程性缺水严重制约了经济社会的发展。水库是重要的水源工程,如不能正常拦蓄水源,必然浪费资源,加剧水资源的供需矛盾。由此可见,除险加固水库是充分利用本区域,
3.3 为水利多种经营提供了便利条件
大多数的小型病险水库建于村镇附近,水库除险加固后,可以发展水面养殖,为当地改善和提供合理的膳食结构;宽阔的水面为当地村镇开辟新的旅游景点提供了机遇,为城市居民度假休闲提供了优雅的场所。
3.4 是保护水生态环境的需要
有的水库由于缺乏有效的管理,造成水库水质恶化,水库库区、坝区环境脏、乱、差,生态环境遭到破坏。水库工程面貌与环境状况同经济社会发展和现代化进程极不适应。
四、中小型病险水库除险加固处理措施
4.1综合分析水库特性,制定合理的除险加固方案
水库除险加固工程设计中重要依据就是要对水文、地质、及工程运行安全状况进行复核计算,按照相关规范对大坝进行安全鉴定工作,充分掌握水库的运行特性,全面查找出水库存在的安全隐患,准确确定水库的安全级别。针对水库病险情况进行勘探设计,提出相应处理方案和措施。
4.2除险加固方案选择
水库工程除险加固方案一般应考虑以下几个方面内容:依据最新的资料,复核水库规模、进行大坝安全评价,有针对性地提出工程处理措施和建议;增设大坝浸润线、位移、沉降和渗流量等观测设施;完善达标建设但仍缺少的工程设施;维修加固已遭损毁的工程设施;提出运行管理措施。
①大坝病险处理措施:对于坝体无安全隐患但外表失修破损的工程,从维修的角度对内外坝坡及坝顶加以整形处理;对于大坝有滑动、位移隐患的工程,则应考虑进行坝体培厚加固等稳定措施;对于坝身、坝基、岸坡出现渗漏影响安全的,则需根据实际情况进行防渗处理,坝身多采用充填灌浆、砼防渗墙防渗、高压旋喷防渗,坝基及两岸渗漏常采用基础帷幕灌浆处理。
②溢洪道改造:依据当前最新的资料,复核水库规模,拓宽溢洪道,拓宽进、出口段、对闸门启闭设备进行更新改造。一般水库溢洪道地处右岸或左岸山体坡脚处,闸室段为全风化的岩石,岩石完整性差,中等透水,应对溢洪道进行加固设计。
③输水隧洞(涵洞)处理:对于仍沿用坝下、坝岸的输水涵洞而需加固的,多采用固结灌浆、回填灌浆、内衬钢管、重新衬砌等措施加以处理,经鉴定已难修复继续使用的建议重新选线新建,根据地形、地质条件,多在山体稳定的坝体岸山体开挖输水隧洞,并在进口设放水闸门及启闭设备。
4.3采用新技术、材料、工艺、设备,充分发挥水库效益
在病险水库除险加固设计过程中,应该充分考虑挖掘水库的潜在社会效益,通过增容或复容的方式,提高水库自身的调节能力,增加水库的社会经济效益。采用新技术、新手段,提高大坝的综合质量水平,力求加固与技术进步相结合,形成安全稳定的综合性水库,充分发挥水库灌溉、供水、防洪、发电、生态保护等综合的社会效益。
4.4水库除险加固评价
从经济评价角度看,治理之后的小型水库经济效益良好,经济内部收益率一般可达15%以上,敏感性分析表明,工程具有较强的抗风险能力。对大坝安全状况进行评价时,必须严格执行《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)及国家现行有关法规和技术标准的有关规定;进行工程设计时要以安全鉴定结论为依据,对症下药、设计过程应严格遵守相关的法律、法规及标准规范等。
另外,病险中小型水库存在因标准偏低,或者是工程本身质量差等先天不足,工程管理工作跟不上,也是重要的问题。在实施小型水库进行全面、系统地除险加固后,设计人员应对工程管理工作提出合理建议,使工程逐步走向科学管理,充分发挥其应有效益。
参考文献: