河道生态范文
时间:2023-04-07 20:38:16
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篇1
关键词:生态河道;治理;原则
中图分类号: TV85 文献标识码: A 文章编号:
引言
河道治理是一项综合性系统工程,需要不同专业不同地区的协同合作。其中就包括了:环境类科学、生物类科学、现代水利类的科学、生态科学、城市规划科学、园林以及美学等,在我国原有的基础上吸取各国的经验,坚持可持续发展战略,在节约资源的前提上有效的利用现有资源,建立完善的生态系统,让城市河道成为一道亮丽的风景线。
1、城市河道的生态治理策略
生态——生物法主要包括土地处理法、水生植物净化法、河道曝气复氧、生物膜法、生物修复法等。
(1)土地处理技术
这是传统,但是效果显著的水质改善体统。这是将土地作为改善的道具,合理的利用了土壤以及植物的过滤净化以及吸附的效果,达到自我调节净化水质的目的。外国的试验说明了这种方法对有机的化合物有特别好的净化效果,特别是有机的氯、氨、氮。
(2)水生植物净化法
这种净水的技术是采用水中各种植物的净化作用,自身调节的。比如:浮萍与湿地里的芦苇在小范围内自动净化。不过在城市的生活用水排除的废水有臭气与各种害虫,所以在种植时必须结合以上的问题来考虑,比如在2到8月左右在下风口进行芦苇的种植。
(3)河道曝气法
在处于缺氧(或厌氧)状态的河道进行人工充氧以增强河道的自净能力,改善水质、改善或恢复河道的生态环境。河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。这项技术有优有劣,优点是:设备操作简单、安全系数高、灵活性强、效率高、适用于各种环境、不会对生态系统造成威胁、比较适合用在各个景点的河道以及污染较小的地区。缺点是:整体的有效面积较小、特别是在不流通的水域几乎达不到什么效果,假如是移动形的水域则能达到更好的效果。
生物膜技术:生物膜技术是指使微生物群体附着于某些载体的表面上呈膜状,通过与污水接触,生物膜上的微生物摄取污水中的有机物作为营养吸收并加以同化,从而使污水得到净化。目前,常用于净化河流的生物膜技术主要有砾间接触氧化法、排水沟(渠)的接触氧化法、生物活性炭填充柱净化法、薄层流法和伏流净化法,用得比较多是接触氧化法。该方法多使用天然材料为接触材料,花费少,净化效果好。
(4)生物修复技术
生物类的技术是将其他的生物或者是微生物,在水域与土壤里的有害物质当即分解为水域氧气,或者是转化成其他的无害的物质的技术。其中使用在水体污染治理的修复技术大概能分为两种。其中一种是将特殊培养的一种微生物的菌类,将其投放至污染的河道中,这样做能够将化学需氧量去除至百分之九十以上。另外一种九十将营养类的微生物投放至污染河道中,到使用之后,能够使污染物降解的速度加快,达到水域微生物的厌氧状态转变为好氧状态、增加水域中生物的物种种类、逐渐由低变高,这样水域里的化学需氧量以及BOD5下降速度加快,消除黑臭的状态,这主要用在水域的去除黑臭的效果。
2、新工艺
水域污染的处理技术在经过人们的分析与研究之后,各种类型的新工艺逐渐浮出水面,不管是哪一种技术都有一个特性,都是以组合的工艺为目标。这就是将多种优点揉和,经过改良后形成的新工艺。
2.1悬浮填料移动床
悬浮填料移动床是以比重接近于水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物的活动载体,依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用处于流化状态,它是悬浮生长的活性污泥法与附着生长的生物膜法相结合的一种工艺。这种工艺水力停留时间较短,COD和BOD5去除率较高,且具有较好地氨氮去除效果。
2.2生物悬浮床技术
生物浮床技术是按照自然界自身规律,人工把高等水生植物或改良的陆生植物种植到富营养化水域水面上,通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争达到净化水质的效果,同时又可营造水上景观。目前,在世界范围内生物浮床技术尚处于试验阶段,它用于河湖水体修复,效果较好。
2.3曝气生态净化系统
这种系统是将水域中的生物作为主体,加上一定量的曝气,完善人工生态的处理系统,用高效的方法分解水中的污染物质,这也是提高水质的重要方式。这也是将人工与自然融合的一种新型工艺。这种技术是曝气的生物塘与人工结合培育出来的污水自身净化的技术。
3、生态河堤建设
3.1选择合适的护岸材料
结合河道区域附近的自然条件选择材料,考虑护岸材料选择后对生态环境的影响,尽量与河道整体空间融为一体,同时注重护岸表面形态的多样化:1)天然材料,譬如粘土、砂砾、卵石等,适用于流速较小的平原河道,或者不具备高要求防冲能力的洪水位以上护岸,天然材料的使用可以结合植草、柳条编框等,提高防冲的性能。2)干叠、叠砌、抛(堆)块石,用于平原河道的护岸,具有防冲的性能,而且材料质朴、艺术、有动感,可为生物提供良好的栖息环境。3)浆砌块石(条石),适用于山溪性河道的防洪防冲整治工程,采用内嵌植物的框格,设置于洪水位以上。4)混凝土具有较好的稳定性和防冲性能,但容易破坏生物的栖息地,而且影响美观,因此可对混凝土湖护的表面进行适当琢凿和添色,并在关键部位使用即可。
3.2趋向自然河流的建设
以水边多样化生物的栖息为建设核心,在保证河道具有足够防洪安全的基础上,将河道建设成接近自然状态,其建设的要点如下:
(1)创造丰富多样的结构,提供接近自然河流的丰富生态环境,譬如岸线呈不规则形状设计,宽窄有度,陡缓错落,浅滩和深潭结合构筑,顺应自然的动力,允许侵蚀、淤积、冲刷等出现在河岸和河底,就能够使得营造出丰富多彩的河流生态系统,为河道生物提供生存的自然空间。
(2)河道和周边环境的生态网络搭配,将河道的生态系统和周边环境结合起来,扩大河道生态系统的食物链范围,需要恢复混凝土河岸和河床恢复自然形态,将暗渠改成明渠,增加岸线绿地和树木,形成与水底生物结合的生态网络系统,使得整个河道生态系统更加稳定。
(3)河流景观尽量简洁朴实,采用自然的植被和石材,并协调地应用在河道设计方案当中,使得河道接近自然状态。
(4)改造河道的流路和河床的物理性质,一是创造不同流水的水路,河流有浅滩、深潭,在平水期和枯水期可以弯曲和蛇行,二是采用植石治理法,将自然石经排列埋入河床,形成深沟、浅滩和鱼礁,营造有利于水下生物生长的河床,促进鱼类的生息和繁殖。该法一般适用于河床比降大于1/500而且水流湍急的河床地基坚固部位,这样遇到洪水植石就不会被冲走,而且在枯水期也不会造成淤泥堵塞河道。三是将钢筋混凝土的框架和植石治理法综合使用,营造抗洪能力较强的鱼巢。
3.3退化河岸带的恢复
河水高低水位之间和高水位之上的河岸带,为生物群体构筑明显的边缘效应,是复杂的生态系统模式,通常蕴含着丰富的野生动植物,并且能够储藏地下和地下水资源,因此河道治理工程必须恢复河道的河岸带功能:
(1)恢复河岸带的生物群体,包括选育、培植、引入、保护物种,协调生态群体在河岸带的生存空间,优化配置生物群落。
(2)恢复河岸缓冲带的生态环境,在河道和陆地的交接处,种植一定宽度的树木和草皮,并提高生态的异质性水平,通常采用的技术有坡面工程技术、土壤污染控制技术、土壤肥力恢复技术等,控制河岸线水土流失的情况。
3.4提高河道的自净能力
首先是种植营蒲芦苇等水生植物,吸收水中的无机盐类营养物,促进鱼类的生长和水质的进化。其次是营造浅滩、巨石、丁坝和鱼道等,形成水下紊流,以便将空气中的氧气传输到水中,为水中生物提供足够的氧气,同时满足好氧微生物的繁殖需求,使得河水更加的干净。总之要在河道建设的过程中,为生物的生长提供互相依存和制约的有机环境,从而增强河道水域的自净能力。
4、水生态、水景观、水文化“三水”融合
温州地区的河道生态治理是注重修复水生态、营造水景观、彰显水文化的生态治河,当河流穿过城市的时候,应尽量保持生态河道的连续性,连续的流水蜿蜒曲折,流淌于城市之间,可将沿岸各种单体景观元素串联成一个有机的整体。连续流水的水质较好,能有效防止水体富营养化,具有生态和美学价值。城市生态河道又是城市各组团之间的天然隔离带。在人口日益稠密的现代城市中,城市生态河道与绿带公园结合在一起,构成了城市最漂亮的、最令人留连忘返的、最具有生态和文化功能的城市亮点。
结束语
在城市河道整治过程中只有坚持生态保护优先,注重保持自然生态平衡,才能使城市滨河景观成为可能,才能真正实现人与自然的和谐共处,实现工程的社会效益、环境效益和经济效益的有机统一,以确保城市河道整治与生态环境建设协调、统一。
参考文献
篇2
关键字:城市河道 生态化治理 设计方法
Abstract: the ecological river is in line with the flood control safety requirements protect engineering. As engineering, safety is always first bits. Ecological river construction does not require us to pursue a form, form a fixed pattern, is not entirely exclude hard works, but requires us to proceed from reality, suit one's measures to local conditions to carry out river training, in order to ensure the engineering safety, and strive to form a river. The simple, natural, smooth, water quality improvement water transfer living situation. In this paper, the necessity about how the ecological river construction and the existing problems, put forward various requirements and suggestions on Ecological River from the design point of view, to abandon the traditional design method, the method of ecological design were introduced.
Keywords: design method of city ecological river
中图分类号:TV85文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
1.生态型河道建设的必然性
1.1 生态型河道应体现人与自然的和谐共处。生态型河道是亲水型的,在体现以人为本的同时,更加注重和提倡人与自然的和谐共处。这样可以避免水利工程建设中的盲目性和投资的随意性,特别是避免水利工程园林化的倾向。
1.2 体现生物多样性和本地化。事实上,水利工程的建设本身是对自然原生态的一种破坏,只是在整体上权衡利弊得失时这种破坏利大于弊而值得干。生态也不是一成不变,而是动态平衡的。因此,建设生态型河道时必须极大地关注恢复或重建陆域和水体的生物多样性形态,尽可能地减少一些不必要的硬质工程。河岸选择栽种的树种、草种尽可能用本地、土生土长、成活率高、便于管理的,即便是杂树杂草也不要紧。由此来充分体现河道整治的生态理念。
1.3 生态型河道的整治应该是渐进式的。无论生物多样性的重建,还是自我净化、自我修复能力的恢复,在河道整治中都不可能一蹴而就,而是一个逐步、渐进的过程。如果不注重生态而快速地实施环境水利工程,往往会导致自然环境的不和谐。
2.建设生态型河道的问题分析
2.1 河道综合整治涉及的问题
①在指导思想上要确立综合治理的观念。包括河道本身的疏浚,实现通畅;在安全基础上的陆域部分的绿化;水体的治污、调活、净化;污染源的截流、纳管和集中处理。最终实现标本兼治,使清水长流,永续利用。②治理的过程中要注意反对形式主义,防止片面强调景观而导致水利工程园林化。即使是十分必要的景观建设,也要在设计中尽可能减少小品,减少污染物,减少硬质工程。要十分强调规划控制,在河道工程范围内的绿化和景观建设,也不一定都要一步到位,可以在主体工程完成之后,留出绿地和大片空间,以后通过非水利的途径再去营造景观。③要处理好点与面、段与线的关系,可以一次确定目标,分阶段组织实施。四是建设程序规范化问题。当前特别要注重贯彻项目法人制、招投标制、监理制,实行政府采购,对工程决算的审价和对建设的审计。项目建成投入运行后,要经过考验,实行建设效益后评估。对上述这些问题都要综合考虑,以扎实推进生态型河道的建设。
2.2 管理中的问题
①管理体制和机制问题。按照统一管理与分级负责的原则,落实分级负责的责任制;在管理过程中,探索管养分离的新机制,制定市场准入的规划和管养定额标准,逐步实行养护的社会化、市场化。②落实管理的经费。任何管理都需要人和物的投入,管理也必须要有成本。管理的投入要根据工程的性质和管理责任权限,由公共财政投入和社会性投入配套组成。③提高管理的技术含量和科学调度水平。④加强管理队伍建设,提高管理人员的素质和管理水平。
3.3 投入问题
①公共财政投入。它只能用于社会性、公益性、基础设施性的建设。因此,生态型河道建设的投入,不可能指望全部由公共财政投入来解决,只能是根据工程性质和分级负担原则,实行综合性配套性多元性投入。按照补、扶持性、引导性的原则,予以适当投入,以推进生态型河道建设。②社会配套投入。这种投入是带有公益性意义的,是自愿的。③受益者投入。按照谁受益谁投入的原则,由受益的农民、集体经济组织、开发商、农业企业或者其他受益的企业和个人按照受益比例分摊投入。
3.加强生态型河道设计的对策研究
3.1 河道线型设计
河道线型设计即河道总体平面的设计。由于城市用地的紧缺,河道滨水地带不断被侵占,水面越来越少,河宽越修越窄,但是为了泄洪的需要,要保证过水断面,只好将河道取直、河床挖深,这样对驳坎的强度要求就逐步地提高,建设费用逐渐加大,而生态功能逐渐衰退,河道基本成为了泄洪渠道,这与可持续发展的战略相悖。从工程角度,自然曲折的河道线型能够缓解洪峰,消减流水能量,控制流速,所以也减少了对下游护岸的冲刷,对沿线护岸起到保护的作用。退地还河、滨水地带的恢复,使得设计人员在河道断面设计上留有选择的余地,也不需要采用高强度的结构形式对河滨建筑进行保护。顺应河势,因河制宜,无疑在工程经济性方面也是有利的。
3.2 河道断面设计
河道断面的选择除了要考虑河道的主导功能、土地利用情况之外,还应结合河岸生态景观,体现亲水性,尽量为水陆生态系统的连续性创造条件。在河道治理的过程中,应避免断面的单一化。不同的过水断面能使水流速度产生变化,增加曝气作用,从而加大水体中的含氧量。多样化的河道断面有利于产生多样化的生态景观,进而形成多样化的生物群落。
3.3河道护岸形式
传统的河道护岸在材质方面大多采用混凝土及浆砌块石等硬质材料,整个护岸形成一个封闭的体系,犹如给河道穿上了一层盔甲,只考虑了河道的安全性,却忽视了对河流环境和生态系统及其动植物及微生物生存环境的影响。不仅阻碍了水生态循环系统,连动植物、微生物的整体生物链都被阻断。地下水与河水也不能及时的沟通,水循环过程被隔断,河道变成了只进不出的封闭水体。从而有悖于城市的生态化建设。
在建设生态河道的过程中,河道护岸是否符合生态的要求,是否能够提供动植物生长繁殖的场所,是否具有自我修复能力,是设计者应该着重考虑的事情。生态护岸应该是通过使用植物或植物与土工材料的结合,具备一定的结构强度,能减轻坡面及坡脚的不稳定性和侵蚀,同时能够实现多种生物的共生与繁殖、具有自我修复能力、具有净化功能、可自由呼吸的水工结构。
3.4 植物配置设计
植物根系可固着土壤,提高土壤持水性,植物根茎的生长对土壤具有改良作用,增加了土壤的有机质含量,改善了土壤的结构与性能,增加抗侵蚀能力和抗冲刷能力,起到固土护岸的作用,又能提高河岸土壤肥力,改善生态环境。而且随着时间的推移,植物不断生长,这些作用将会不断加强。
在植物种类的选择上,要尽量选择适宜本地区气候环境的物种,同时不造成外来物种入侵,植物生长后构成的景观层要分明。水际边缘地带要选择抗逆性好、管理粗放、植物根系发达、固土能力强的植物,比如沙柳,芦苇等。格尔木地处高原,自然环境恶劣,生态植被生命力脆弱,使用本地的抗寒抗旱植物,能使这些植物适应本地气候,达到生态之和的目的
4.总结语
综上所述,生态河道的设计需要各方面因素的配合,设计者要拓宽思路,结合生态学、工程学、水利学的知识,相互补充,才能形成一套有效的设计方法。河道的生态化治理是一个可持续发展的系统工程,要通过设计、施工、养护等一系列措施模拟一个生物生长的适宜环境,为各类水生、陆生和两栖类动物、植物以及微生物提供栖息、繁衍和避难的场所,并且,除采取工程和植被措施外,还必须有选择的放养水生动物及微生物,恢复生物的多样性,重建生物系统的生态链。
参考文献:
[1]叶碎高,王帅,张锦娟.河道植物措施与生物多样性研究进展与展望.水利与建筑工程学报,2008,6(2)
篇3
关键词:生态河道 治理措施 发展
中图分类号:TV85 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)06(c)-0121-02
时代在向前发展,社会在不断进步,人类生活水平在逐渐提升,人们对环境生活的质量也更加关注。河道治理与人们的生活密切相关,在治理河道的过程中要充分考虑河道环境对人们生活的影响,进行生态河道建设。
1 生态河道治理的定义
所谓生态河道治理是指在对河道领域的管控过程中,防洪、排涝及引水等河道基本功能得到实现后,通过人工修复等措施,恢复和构建健康、完整、稳定的河道水生态系统的活动。
2 生态河道建设的必要性、重要性
党的十提出经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设 “五位一体”的发展格局。当前经济发展到一定阶段,有条件、有能力着手进行生态河道建设。首先,生态河道建设要体现人与自然的和谐共处,在进行生态河道的建设中要以人为本,保证人与环境的协调发展,从而更好地协调生态河道建设工程的经济效益和社会效益,减少投资的盲目性,提高投资的回报率。其次,生态河道建设虽然是功在当代、利在千秋的“民心工程”,但也必须做到循序渐进,不能一蹴而成,这样才能最大程度保护当地的环境,如果只求速度,不顾质量,不考虑可持续,那么必然会留下隐患、得不偿失。
3 当前河道治理中需要重点解决的问题
首先,河道水污染严重是当前河道治理中存在的主要问题,社会发展进程在不断加快,城镇化也在不断推进,随着发展不断向周边扩展,与水源地越来越接近,对河道的影响也越来越严重。特别是工业的大力发展,把大量废水排进河道,造成河道污染,河道自净功能下降,水质逐年变差,如果忽视,后果堪忧。
其次,河道淤积比较严重,由于人为和自然的综合因素,水土流失严重,造成下游河床淤积。河道护岸结构相对单一,主要是渠道化,不符合生态河道建设的要求。河网水面面积不断减少,由于修路、修建房屋等,一些地方的河网被随意占用,同时一些垃圾被人为地抛弃到河道或者通过一些小支流进入河道,再者一些建筑物在河道范围内建设,这些都一定程度上带来河网容量变小、河道变得狭窄、水面面积减少的后果,影响和危害着河道正常发挥其基本的功能。
4 生态河道建设的原则
为了实现河道的生态治理,恢复河道的生态系统功能,就要遵循以下几点原则。
一是综合性原则,河道的基本功能是防洪、防水,在此基础上进行生态防护工作,以达到保护水源的效果。二是协调性原则,在进行生态修复时,要考虑河道与周边环境的发展,从而达到和谐统一。三是要满足自然性的原则,要以自然修复的方式为主,人工修复的方式为辅。四是遵循经济性的原则,从经济的角度出发,在治理时尽力降低治理成本,实现经济化治理目标。
5 生态河道治理的措施
第一,修复河道的生态功能。
一是对河岸植被进行修复。在河道的干流、支流以及明渠,尽可能使其河岸栽种植被,植被的选择应以能够恢复重建和巩固强化河岸带生态系统为原则,选择适宜种植的、多样互补的植被,使得河岸带植被能起到缓冲带功能,发挥其护坡效应,同时,也有利于保护和提高河岸带生物的多样性。二是对河道形态进行修复。河道形态的修复应以重新营造接近自然的流路和有着不同流速带的水流为目标,形成和造就多样性的水体流动。河道形态修复主要是修复河流浅滩和深塘,这样做有助于形成水的紊流。同时,河道形态修复也有利于保持生物的多样性。三是对河床断面等进行修复。主要是对水泥和混凝土硬化河床进行改造,通过改造,使得河床重新恢复多孔质化,为水生生物提供有利于生息的环境。与此同时,对河道护岸进行改造,以打造生态河堤为最终目的。对覆盖与侵占河道的行为进行制止,对河道护坡和护岸结构进行改造,形成生态型护岸。混凝土护岸存在沉闷、单调和僵硬等缺点,必须加以改变,可以更换成以草皮或其他地衣植被为主要覆盖物的柔性护坡。不同的河流、河道,可以具体问题具体分析。一些河段的河床上原来铺设有硬质材料,可尝试拆除,让河床恢复其自然泥沙状态的本原。一些河段河岸可以采取复式断面,种以草皮、爬藤类植物或种植低矮型的乔木, 这样做可以更好地形成综合型、立体式的河道绿化。
第二,在河道设计上体现多样化。
在河道设计上应从多个方面、多个层次进行考量,要因地制宜、多种设计方式相结合,以体现河道规划的集成效用。在河道结构的设计上,可采取纵断面设计、横断面设计等方式。纵断面设计重点在构造河道蜿蜒性和创建浅滩-深潭序列。建设生态河道的过程中,恢复河道的蜿蜒性可增加栖息地的数量和质量,保持河道的稳定,同时,也可以减少工程的造价、节约成本。创建浅滩-深潭序列是模仿自然界中的河流的纵断面来设计的。一般表现为深潭和浅滩的相互交替。这种结构可以产生急流、缓流等多种水流条件,有助于生物群落的丰富形成,因此浅滩-深潭这一序列的创建也是生态河道设计的重要内容。河道横断面设计要充分考虑生态、地貌的因素,做好河岸边坡、堤线距水面距离等布局。在护岸设计上,也要根据河流自身特点、结合具体的生态情况来考量,重点关注点应是保护河流生物的生存和繁殖环境。比如可建设适合蛙类生存的两栖块体护岸等。目前,经常采用的是石笼网生态护岸,这是当前的发展趋势。石笼网生态护岸又分为柔性护岸、直立式护岸、自嵌式植生挡土墙(鱼巢砖)护岸等形式。石笼网生态护岸具有防洪、景观、自净等功能,对重建“自然型”河道也有很好的作用。
第三,对河道岸坡加强防护。
河道治理,岸坡防护也是一个不容忽视的内容。重点是设计生态护坡。岸坡原始的形态和原生的植被如果符合生态护坡的标准,则要尽可能保持原貌,或者局部少动。岸坡防护,要少用浆砌石或混凝土护坡等形式。石材护岸虽然成本较为低廉,且石材抗冲击、抗冲刷能力强、结实耐用,但并不是必要的形式,采用何种形式的护坡要根据具体情况进行优选。石材护坡以及抛石护坡,应选用天然石材,如卵石、砾石、流石等。石材粗糙的表面有利于微生物附着,石材之间的间隔和空隙也为河道里的生物提供了栖息地。再者可以采用木材护坡,常见的有木桩栅栏护坡、树根扎捆护坡、活性木格框护坡等。还有一种作用独特、具有不可替代功能的植物护坡也被广泛运用,主要有草皮护坡、树枝护坡和水生植物护坡等。
第四,绿化河道,还原河面环境。
提高河道绿化建设意识,河道绿化不仅可以美化环境,吸收尘埃,净化空气,还可以保护周边环境,维持周边生态平衡。在选择植草与树种方面应尽可能做到科学适宜、结构合理。要选择植物根系和坡面土壤结合度较好、有利于改善土壤结构、减少水土流失的植物种类,适宜的植物其根系能增强土体的黏聚力和强度,从而保证土体结构更加趋于稳定和牢固。绿化河道是一个综合性工程,需要在规划和操作层面上都给予重视。为了确保绿化工程的顺利进行,确保施工可以达到预期效果,职能部门应该加大相关投入,确保施工方案得到落实,确保河道绿化可以使用到最合理的植草、树种,采用新型种植方式等。引进新型种植物种和种植技术,并进行有效案例推广工作。
第五,进行科学合理的规划。
针对现阶段我国河道过程中存在的问题,必须要对河道治理工作和水环境保护工作做出科学合理的规划,在规划过程中要将城镇建设问题纳入到考虑的范围内,在规划中要对传统思想中的单一防洪的规划方式进行变更,始终坚持人与自然发展相协调的原则,做到起点高、有前瞻性,打造生态型、安全和资源有效结合的环境,这样才能形成畅通的水系河网,才能为城市水环境的建设提供有利的条件,从而最大程度地发挥河道的经济、生态效益和社会效益。
第六,注重长期维护保养。
整治水环境、提高河流水质,需要建立完善的机制,以制度建设来保证治理的长效。河道边坡治理作为河道整治的重要组成部分,也要形成常态化。河道生态治理的长效管理必须结合水环境整治,做好“结合”的大文章,综合治理,常抓不懈。目前,生态型河道的建设成为了水务工作的一项重点内容,为了极力营造人与自然的和谐共存的优美水环境,我们水务工作者正在积极地寻求更加合适的建设方案。
建设生态型河道是社会发展过程中的一个重要项目,也是一个复杂的系统性工程,在建设过程中应高度重视规划论证工作,注重目标的合理选取,注意施工管理的规范性、时效性,要重点处理好整体和局部等关系,既顾及景观和实用,又考虑安全及成本,形成集防洪、防崩、生态、亲水、景观、休闲等功能于一体的综合水利工程,争取建设效益的最大化。在河道治理过程中,还要重点加强植被的恢复与保护、河道环境优化、河道水系质量管控等工作。河道治理也是一项可持续发展的“民心”工程,需要从长远和全方位的角度M行分析研究,以保证生态河道治理的持续发展,实现“水宁、水活、水清、水美”的目标,达到人与自然和谐共处的目的。
参考文献
[1] 夏永成,骆勇军.河道生态建设技术初步研究[J].浙江水利科技,2012(3):23-25.
篇4
关键词:生态河道;结构设计;生态护坡
一、引言
生态河道是以安全性、可靠性、经济性为基础和前提,以满足资源、环境的
可持续发展和多功能开发为目标,逐步形成陆域草木丰茂、生物多样、自然野趣,水体鲜活流动、水质改善、具有多样水生生物物种种群相互依存形成系统并能达到自我净化、有自我修复能力的水利工程。
二、传统河道设计存在的缺陷
1.河道设计直线化
从生态角度看,弯曲的河流具有更高的生态效益,如减少水土流失、扩大生境面积、增加生境多样性等。河道直线化使得洪水流量、流速及泥沙量增加、洪水压力转嫁到下游。许多对生态起重要作用的自然要素消失,喜欢在急流中游行的鱼类减少甚至绝迹。
2.河道断面设计几何化
河流中的浅滩和深潭是水生生物不同生命周期所必需的生存环境,是形成多样性河流生态环境的不可缺少的重要因素。但河道几何断面规则化改变了深潭、浅滩交错的形势,生境的异质性降低,水域生态系统的结构与功能随之发生变化,特别是生物群落多样性将随之降低,可能引起淡水生态系统的退化。
3.河床或河岸材料硬质化
硬质化河道没有植物根系可进入的孔隙,动物及微生物也不可能生存,割裂了水体与土壤的关系,使水系与土地及其生物环境相分离。从生态学的角度讲,硬质化河道解决不了水污染问题。河流是有自净能力的,自然的河道有大量的生物和微生物,它们都
有降解污染有机物的作用,植物还可以补充氧气,有利于防止污染。
三、生态河道的水量计算
1.河道内需水量计算方法
(1)按 Tennant 法:这是美国目前用来确定河道生态环境用水量的一种方法,河道流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础。该法通常作为在优先度不高的河段研究河道流量推荐值时使用,或作为其他方法的一种检验。从维持河道原有的自然景观、兼顾水生生物保护考虑,以多年平均径流量的 10%作为最小环境用水量。
(2)最枯月平均流量法:先根据控制断面历年的最枯月平均流量进行频率计算,再取 P =90%最枯月平均流量。
(3)法国乡村法:此法是依据河道多年平均流量来确定河段最小生态基流,规定河流最低流量不应小于多年平均流量的 1/10,对于所有河流,或者部分河流,如果其多年平均流量大于 80 m3/s 时,最低流量的下限不得低于多年平均流量的1/20。
2.河道外需水量
(1)农业用水:确定灌溉用水量时,应首先确定灌溉设计保证率。灌溉设计保证率可根据水文气象、水土资源、作物组成、灌区规模、灌水方法及经济效益等因素确定。
(2)水土保持生态环境需水量:山丘区需要植树造林、防治水土流失。因此需要从河道取水。需计算水土保持生态环境需水量。以某一地区某一类型植被的面积乘以其生态需水定额计算得到该种植被的生态需水量,该地区各种植被生态需水量之和即为该地区生态需水总量。
(3)工业用水:工业用水指工、矿企业在生产过程中,用于制造、加工、冷却、空调、净化、洗涤等方面的用水和企业内部其它用水。对工业用水而言,耗水量是一定时期内某工业用水系统在生产过程中,由蒸发、吹散、直接进入产品污泥等带走所消耗的水量。
(4)生活用水:城市综合生活用水包括城市居民家庭生活用水:指维持居民日常生活的家庭和个人用水,包括饮用、洗涤、卫生等室内的用水和洗车、绿化等室外用水;城市公共单位用水:指城市公共设施和公共建筑用水。包括机关、学校、科研、饭店、旅店、商店、医院、影剧院、浴池、洗车、车站、码头、部队等公共事业和公共建筑用水;市政、园林、河湖环境用水。
四、生态河道结构设计
1.河道纵断面设计
(1)构造河道蜿蜒性。与直线化河道相比,河道的蜿蜒性降低了河道坡降,从而减小了河道流速和泥沙输移能力。在生态河道建设中,通过恢复河道蜿蜒性可增加栖息地的质量和数量,这样更有利于河道的稳定,并降低工程造价。蜿蜒的河道可交换和补充地下水。如果河道是直的,深的或是混凝土结构,地表水将直接流入水道,而没有机会进行水交换及补给地下水源,且地下水位会下降。干旱可能更频繁,因为地下水位下降,以致于植物根部不能吸收。蜿蜒性河道,营养物质经过滤不会进入地下水,而且这种交换在河岸生态系统里将对植物群和动物群的数量和种类有很重要的影响。
(2)创建浅滩-深潭序列。自然界中的河流的纵断面通常表现为深浅交替的深潭和浅滩。由于深潭和浅滩可产生急流、缓流等多种水流条件,能形成丰富的生物群落,创建浅滩―深潭序列是生态河道设计的重要内容。根据河流的蜿蜒特性,基于自然河流的地貌特征,以及研究者给出的浅滩-深潭间距参考值。在相应位置布置浅滩和深潭,如在河流转弯处凹岸布置河流深潭,在深潭之间过渡段创建河流浅滩等。一般一个弯曲段布置有一对浅滩和深潭。在典型断面设计完成后,在满足设计洪水流量和平滩流量的基础上,对典型断面进行局部调整,以形成多样化的断面形态,河流的浅滩、深潭处典型断面。
2.河道横断面设计
河道横断面不能仅从传统的河道水力学计算公式或简化施工的角度来考虑问题,还需要结合生态学原理和地貌学原理,依自然河道地貌特征,做到河岸边坡有陡有缓,能缓则缓;堤线距水面有宽有窄,宜宽则宽,从而构成多样性的地貌特征。同时横断面还受两岸行政关系的制约,要权衡利害,协调各方面关系。
五、生态护坡的设计
1.植物护坡
植物护坡在生态治河中将发挥其独特的作用和无法替代的角色。水生植物具有净化水质,为水生动物提供栖食和活动场所,美化水面、涵养水源和减少蒸发等功能,另外植物可降低土壤孔隙压力,吸收土壤水分。同时植物根系能提高土体的抗剪强度,增强土体的黏聚力,从而使土体结构趋于坚固和稳定。植物护坡模式多样,可大致分为:草皮护岸、树枝护坡和水生植物护坡等。为了更合理的选取植物护坡模式我们可以把坡面分为四个区段:岸堤区、面坡区、挺水区和沉水区。
2.木材护坡
自然界坚硬的木头如果建于水下岸坡底部,可完整地保持约几十年,在水面上容易腐烂,尤其是干湿交替的部位更易腐烂。与活体植物不同,由于此类木材不会发芽,一般在使用的同时配以植被恢复措施。常见的有木桩栅栏护坡、活性木格框护坡、树根扎捆护坡。
3.石材护坡
石材护坡运用的材料是天然石料。石材护岸具有成本低廉、来源广泛、抗冲刷能力强、经久耐用等优点。此外,其粗糙的表面可以为微生物提供附着场所,石头与石头之间可成为水生植物和鱼等水生动物的生存空间。常见的护岸类型有石笼护坡、半干砌石护坡、干砌石护坡、石张护坡、抛石护坡和山石护坡等。
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关键词:河道;生态化;设计
中图分类号:S611文献标识码: A
近年来,人们对人与自然的关系认识不断提高,对于水利工程不再仅仅限于人工改造,而开始注重人工改造对河道生态产生的影响。水利工程的设计元素,开始更加注重考虑河道的生态恢复可能性,从而形成生态河道,使得河道更加自然、原生态,体现出人与自然的和谐,如宁洱县2012年开工建设的普洱大河,在设计中加入了生态元素,为宁洱人民打造了一个生态良好、水景观优化、水文化丰富的亲水型宜居住城市。
为了增加岸坡的稳定性、防洪排涝功能,通常在设计中采用浆砌块石、现浇混凝土或者预制混凝土块,忽略了河道与周边环境的适宜与否,片面地硬质化,分裂了土壤与水体的关系、水生植物与土体的关系、水生动物食物链的关系等,造成水质的破坏、水生动物因无栖身场所及食物而大量死亡和迁移,不适宜的外来物种进人,造成乡土物种的消失和生态系统水平的退化。在现代学科当中,“河流生态恢复”已经作为生态工程学的一个分支出现,恢复有不同的目标,由于现代水利工程确实给与我们带来很大的经济效益及社会效益,避免了很多洪水灾害,给予我们更加安全的生活环境。我们不可能将所有硬质化全部拆除,恢复到河道几百年前的样子,只能在现有情况下,做出生态恢复设计。我们应把河道生态化作为设计的一个新起点,迎接一个新的挑战。
生态河道建设原则
随着经济的不断发展,自然生态环境面临着人类大量活动的威胁和干扰,河流生态环境也发生了显著变化。在以往的河道治理过程中,比较片面地强调防洪、排水,忽略了河道的其他功能,致使河道普遍存在硬化、直化现象,河道生态系统遭到严重破坏,河水也越来越臭、越来越脏。水利设计单位对此必须高度重视,响应各方对河道生态环境的关切,并在规划设计中付诸实施。
由于河道生态建设存在一定风险,需要设计与水文学、工程力学、动植物学相结合,需要提出一种安全、稳定、经济、生态几大要素相结合的原则。
生态工程需要确保工程设施的安全、稳定和耐久性,工程必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。必须充分考虑河流淤积、冲刷等特征,作为设计要素的一部分。生态工程顾名思义,也要符合生态学原理。所以,我们在设计的时候需要以提高河道异质性为原则。一个地区的异质性越强,就意味着环境的多样性更加丰富,能够允许多种物种共存,便可以更好地保持生态系统的平衡;反之,由于人造活动,造成物种的单一,那么生物群落就会渐渐变得单调,造成生态系统的退化。
故需要在开始设计前,选择适宜的计算方式,进行相关水力计算及工程计算,并且将其计算结果与历年洪水资料进行比较,确定相对适宜的设计标准及设计洪水位,并且调查原始环境的动植物配置,进行数据库建模。选择优化后的方案进行设计实施。为了增加生态性,我们需要在建设过程中,利用已建数据库对物种进行调配,多使用乡土物种,勿要一味引进外来物种,破坏原有生态金字塔格式,这样河道可以根据自身的净化恢复机制,更好更快地进行恢复。
二、生态河道的设计
2.1堤线的设计
以前设计河道堤线一般的选择是根据现状河势尽量截弯取直,现在设计需要考虑原始河道的蜿蜒度,保留其原状的滩地。对于行洪宽度不够的地方采取“退滩还河”的措施,对于宽度满足要求的河段要求根据河段的天然形态采取宜弯则弯,保持河道原有蜿蜒、曲折走向。这种自然曲折的堤线可以提高水的含氧量,生物也可以将凹岸地方作为栖息和躲避洪水的场所,从工程角度看也可以缓解洪水带来的压力。
2.2断面型式的设计
以前常规设计断面形式多为矩形或者梯形断面形式,为了减少水系统和陆系统的隔离程度,现多采用复合式断面,即常水位以下采用常规断面型式,常水位以上采用缓坡或者护岸,这样例如两栖动物便可以随着缓坡上岸,还原了动物生活的本J比。
2.3建设材料的设计
2.3.1.干砌石护岸及护坡
为了增加河道孔隙率、透水性及使河道更快地恢复原生态,现多提倡使用干砌块石岸坡及护坡。
在以现代技术分析干砌石优缺点的基础上出现了新的技术,例如绿格生态工法,这种工法可以有效地防止河道冲刷,增加结构的透水性,增加水土交换,增强水的自净能力,并且能够适应地基的变形,建设之后,可使用扦插式进行植生绿化防护,植物成活率较高。
2.3.2松木桩护岸
在河岸边坡较缓的河段,可采取单一抛石措施,例如合金网兜等型式,并加以植物措施;在河岸边较陡的河段可采取松木桩、毛石块相结合的护岸形式。这样可以为水生物生长繁殖创造条件,提升生态性,也增加了护岸的稳定性。
2.3.3植物措施护坡
合格的生态护岸要求能够实现多种生物的共生与繁殖,具有自我修复能力、净化功能及可自由呼吸的水工结构。例如土工格栅边坡加固技术,生态袋等。这些技术都是根据植物根系能够固定土壤的原理,在植物成活之后,根系大量产生,然后固定木格栅及生态袋,使其产生一定的整体性,形成相对稳定及生态的护坡。
1)人工鱼巢设计。在满足行洪的前提下,在护岸中修建人工鱼巢,为水生动物提供繁衍生息的场所,如有堰坝,设计一定宽度的辅陡坡输水管,便于水生动物的通行。并且规范采砂制度,保证水生动物赖以生存的场所。
2)乡土动植物配置。应力求保持乡土物种的生物多样性,控制外来物种的引进;清淤后的河道应及时放养鱼类,种植水草等措施尽快恢复其生态系统的平衡。
因为生态系统的成长是一个过程,进化的趋势是结构的复杂性,生物群落多样性,系统有序性及内部稳定性的增加和提高,同时对于外界的抵抗力增加。设计均应模仿成熟的河流生态系统结构,力求最终形成一个健康,可持续的生态系统,应本着反馈调整式的设计原则,配合各个部门,配合河流进化过程中的不断变化,按照不同的反馈,科学地进行调整。
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广西柳州水利电力勘测设计研究院广西壮族自治区柳州545000
摘要 生态护坡建设技术,是一个集环境科学,生物科学,现代水利工程学,美学和生态学等学科的一体性的工程。设计生态护岸的原则和宗旨是保护河道边坡稳定,恢复和保持河道及其周边环境的自然景观,改善水域生态环境,提高土地的使用价值。本文将就河道生态护坡的工作进行相关探讨。
关键词 河道;护坡;安全;生态;发展
1 小河流洪涝灾害的成因
淤河流具有气候变化较快的特点,气候的不确定性以及我们对气候监测技术的不完善等问题造成了河流洪涝灾害的产生,尤其是在中小河流流域从资金、监测设备和专业人员上都投入较少,造成防洪工作的障碍。于河流周边地质情况不是单一的某种地质,而是综合的地质地貌,这就造成一旦产生洪水的同时可能并发多种灾害,例如泥石流等。盂一些企业为了当时的利益,不顾河流的自然情况,盲目进行开发,例如拦河、挖沙、挤占河道等情况,造成洪涝灾害的隐患。榆中小河流防洪标准不够,对于中小河流来说防洪标准整体较低,大部分没有达到五年一遇以上的洪水标准,一旦出现爆发性洪水就容易造成灾害。
2 生态护坡设计的现状
随着我国城镇化建设的快速发展,人们对生活质量的要求也越来越高,高强度的开发侵占了河道,造成水域面积减少,河床宽度变窄等现象,有的河道废弃物垃圾堆积严重,植被被大量破坏,河道行洪拥堵,生态恶化,不利于人与自然和谐发展。我们已经意识到了这种现象产生的问题,并且利用了新型材料、新技术新思路等采取了一定的措施,其中之一就是生态型护坡技术,这种技术目前来说已经取得了一定的成果,能加固稳定河流边坡同时,还能对河流的生态环境进行有效的还原,但是在发展的过程中仍存在一些问题。
3 生态护坡设计的优势及原则
3.1 优势。淤生态护坡设计相较于传统的护坡方式孔隙率更大,护坡上能够充分的生长植物,形成一个小的生态环境,为各种生物提供生存环境,并且能够起到稳定堤岸结构的作用。于生态护坡的应用提高了地下水与河水的沟通能力,促进了水汽的有效循环,实现了物质、养料、能量的交流,完善了循环系统。盂生态护坡具有自我修复的能力,维护管理工作较为简单,并且成本造价较低,性价比较高。榆护岸材料柔性化,适应曲折的河岸线型。复式断面在常水位以下部分可以采用矩形或者梯形断面,既解决了常水位时亲水性的要求,又满足了洪水位时泄洪的要求。
3.2 原则。河道生态护岸建设的基本思想和设计原则如下:
淤自然环境、生态系统的设置:主要通过扩大水面和绿地、设置生物的生长区域和水质保护等实现。于景观设计,生态护坡的设计要与周围环境进行相关呼应,保证水边景观的自然性和连续性,避免建筑的突兀,促进景观与整个环境的和谐。盂亲水空间的设计要注意,具体的亲水空间设计可以通过亲水平台、步级台阶,码头,绿地等设置来保证,做到自然景观与人为景观的融合。榆循环型空间设计,注重环境问题,在材料选用过程以及施工全过程中都要注意避免产生二次污染,控制废料的影响,多采用天然材料结构,从而达到环保的要求。
4 生态护坡设计的方法
4.1 液压喷播植草护坡。这种工作的基本过程就是将肥料、粘合剂、草籽等按照标准进行混合,通过搅拌之后液压喷射到边坡,施工速度很快,即可完成跖草施工工作,并且成本较低,操作方法简单,绿化工程在两个月之后就能充分,但是液压喷播植草护坡还是有一定的局限性,其只能应用于背水面护坡,不能用于亲水面护坡。`4.2 采用植物自然原型护坡。自然原型护坡是采用植物对堤防进行固土的方式,这种方式能够很好的防止水土流失,并且具有美观和生态完善的作用,国内外都进行了充分的研究,多采用发达根系固土植物应用,具有良好的效果。
4.3 客土植生植被护坡。这种方式是根据地质和气候条件进行优化配置,将混合粘合剂、植物纤维、符合肥料、腐殖土等进行混合,混合均匀之后形成一定厚度的客土,这种方式提高了土壤与坡面的有效结合,并且机械化程度高,操作简单,工期较短,透气性良好,这种方式容易维护,基本不需要频繁的维护工作,通过将保水剂、粘合剂、抗蒸发剂、植物纤维、复合肥料和腐殖土经过专业机械混合,形成一定厚度的客土,然后将选好的种子喷洒到客土中。利用这种方法,土壤与坡面结合牢固,透气性好,机械化程度高,工期短,植被保护效果好,基本不需要维护,但也具有一定的局限性,只能用于护坡背水面。
4.4 蜂巢式网格纸草护坡。这种方式的施工过程就是先对边坡坡面按一定的坡比进行削填整理,整理之后利用混凝土框架砖平铺成六边形网格,在网格中回填种植土植种草籽、草皮,这种方式操作简单,虽然造价较高,但是仍具有很多方面的优势,能够对坡面雨水径流有效的分散,受力结构合理,能够有效的防止冲刷,并且景观视觉效果很好,即能在稳固边坡的同时,使护坡与自然环境有效的结合。
护坡加固方式的选择在工程应用中要根据当地的具体情况进行选择,一方面要对当地气候、地质、地形、材料等充分勘测,另一方面也要了解当地经济、自然环境、民风民俗等,才能找到最合适的方式。
5 结语
综上所述,首先河流要在满足标准洪水位行洪能力的前提下,对河道周边的生态环境不断完善和保护,从而建造人类最舒适的景观环境,在保证安全性和强度耐久性的情况下,注重绿色环保和生态环境的效果,改变传统的混凝土人工河堤的方式,通过水系和土体以及植物进行综合的联系和研究,从而选择适合植物生长的生态护坡已经成为了未来的一种发展趋势,作为水利工作者,我们需要不断的推广生态型护坡的思路,多采用新思路和新方法,从而建设一个和谐的水利生态环境。
参考文献
[1]李海东,林杰,张金池等.生态护坡技术在河道边坡水土保持中的应用[J].南京林业大学学报(自然科学版),2008,32(1):119-123.
[2]秦亚丽.浅谈现代城市河道生态护坡的设计[J].陕西水利,2013(4):133-134.
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关键词:河道治理;河流生态修复;治理原则
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.244
1 河道治理存在的困难
我国非常注重对水资源的利用,并采取多种措施进行了河道整治,让河道为城市化进程发展发挥作用。但随着人为且不符合自然规律的干涉整治,河流生态系统遭受到乐氐钠苹担即河流出现污染、干涸等问题。因此为了使河道以正常的生态特征促进我国经济的发展,人类需要进行河流生态修复。河道属于自然生态系统中的重要组成部分,其本身具备自我生态修复的能力,然而人们常常采用人为治理的方式,对河道自我生态修复造成影响,致使河流生物逐渐迁徙,甚至死亡。人们在对河道进行整治时,会使河流、水质、植被等都产生影响,这些都是保障河流生态环境的因素,如果其受到影响,则河流生态环境则会受到破坏。
随着社会的发展,人们针对河道治理的措施越来越多,如采用各种技术和设施,使河流转向、断开、加深、拉直等,导致河道的形态被强行改变。河道形态的改变,会影响城市地下水的生态性,使城市供水出现问题。河道本身蜿蜒曲折,符合自然规律,但采用人为整治的方式,导致河道储蓄洪水能力遭受到破坏。人们采用混凝土进行改造,致使自然水体之间不能完成互动,增加洪水发生期间洪水的破坏力,同时也会增加泄洪难度。因此在进行河道治理和改造时,要考虑河道原本的形态,满足自然规律下河流本身的形态。
人为进行河道治理,势必会对自然生长的植物产生影响,很多植物会因为河道改造而逐渐死亡,对自然环境产生不良影响。如果城市主张发展旅游经济,被破坏后植物会影响城市的美感,导致其旅游经济受到影响。而且如果不针对河流和植物进行修复,则会导致城市自然环境越来越差。
2 河道治理的原则
如今人类的生产生活对自然环境的影响越来越大,且人类为了加大水资源的利用率,而采用人为整治的方式,强行对河道进行改造,致使河道生态系统受到严重的破坏。因此在进行河道治理时,不能够强行采用人为方式进行生态修复,而是需要满足自然规律和河流原本生态系统的情况下,适当地采用人为方式进行生态修复。如通过植物改造河岸的方式,进行河道的治理。河道治理工程比较复杂,且需要耗费较大的精力和较长的时间。我国应当注重对各个国家先进治理经验的学习,根据河道实际情况,制定详细的治理规划。除了考虑河道的特征外,还需要结合城市特征和发展规划,进行河道治理规划。在进行河道治理时,不能单单只考虑河道生态系统或城市经济发展,应当综合考虑所有的因素,保障各个因素的协调发展。人们之所以进行河道治理,是希望河道能够最大化满足人们的需求,因此在进行河流生态修复时,要考虑人类的需求。如果城市发展和生态环境出现矛盾,则需要着重考虑生态环境,避免生态环境恶化,影响城市的发展。但仍然需要注意,河道治理不仅仅是自然生态系统的一部分,也是城市规划发展的重要组成部分。
3 河流生态修复技术
3.1 河道形态的修复
人为进行河道修复主要是进行缓坡或低坡的改造,将已经难以发挥作用的拦河坝拆除。同时为了保障河流水体的流动性,需要建设通道,促使河流恢复生态流动的连续性。另外还可以通过建造和埋设沟壑的方式,确保水体流动性更加符合自然规律。为了使河道的泄洪能力得到提升,应当进行堤线和滩地高度的改造,使河流具有增多的流动空间。
3.2 河床断面的修复
人们在进行河床断面的修复时,主要是针对护岸和护坡进行改造。人们之前在进行河道改造时,会在河床上铺设硬质材料,不利于河流生态修复,因此需要将硬质材料拆除,并结合河道实际情况采用石头或鱼巢的方式,进行河床生态修复。另外,还可以根据河道的径流进行河道的拓宽,可以根据相应的分级方式,将河道径流分为多个不同的等级,随后径流级别进行改造。针对已经暴露时间较长的河床,可以通过种植植物的方式,保障河床的生态型建设。通过种植植物进行河床的改造,还可以增加河道的美观性,并对河流水质净化起到作用,符合城市发展规划和生态系统修复的要求。
3.3 河流水质的修复
生态浮床技术、河道曝气技术、外流引水稀释冲刷技术及底泥疏浚等都是目前水质修复的常用方法,生态浮床技术主要是利用水生植物进行河水水质的修复,即通过水生植物及其他物种的关系,提高人工生态系统的作用,以达到降低河流污染的目的。河道曝气的主要作用是河流水质实现自我净化的能力,即通过加速复氧过程,提高河流生物的活性。外流引水稀释冲刷技术,主要是通过引入外流,降低河流的污染负荷,但通过外流引水的方式,会导致河流本身水质受到影响。底泥疏浚的主要作用是清除河流底部的毒害物质。在城市的发展中,工业废水和生活废水对水资源污染效果比较严重,因此在进行河流水质的修复时,还要进行各类废水的控制,避免因为废水过多,污染过于严重,而导致河流水质修复无法产生作用。
3.4 河流生态修复材料的应用
植物是最常用的河流生态修复材料,如芦苇具有净化水质的作用,且其对生长条件的要求不高,因此可以通过大范围种植,促进河流生态系统的修复。另外生物相容型材料具有透气透水等优势,满足多类植物的生长需求,同时其还具备吸附微生物的作用,达到水质净化的目的,因此可以使用发材料进行河流生态修复。
4 结束语
综上所述,随着城市的发展,人们为了使水资源满足生产生活需求,而对河道进行整治,导致河流生态系统受到破坏,出现水资源污染、干涸等情况,因此需要进行河流生态修复。通过上述分析可知,河流生态修复属于复杂且耗费时间较长的工程,需要进行完善的规划,确保河道具有生态性,并满足人类的需求。
参考文献:
[1]徐世辉.基于河道治理的河流生态修复的探讨[J].农民致富之友,2014(18):288.
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【关键字】城市河道 生态化治理 设计方法
1.生态型河道建设的必然性
1.1 生态型河道应体现人与自然的和谐共处。生态型河道是亲水型的,在体现以人为本的同时,更加注重和提倡人与自然的和谐共处。这样可以避免水利工程建设中的盲目性和投资的随意性,特别是避免水利工程园林化的倾向。
1.2 体现生物多样性和本地化。事实上,水利工程的建设本身是对自然原生态的一种破坏,只是在整体上权衡利弊得失时这种破坏利大于弊而值得干。生态也不是一成不变,而是动态平衡的。因此,建设生态型河道时必须极大地关注恢复或重建陆域和水体的生物多样性形态,尽可能地减少一些不必要的硬质工程。
1.3 生态型河道的整治应该是渐进式的。无论生物多样性的重建,还是自我净化、自我修复能力的恢复,在河道整治中都不可能一蹴而就,而是一个逐步、渐进的过程。如果不注重生态而快速地实施环境水利工程,往往会导致自然环境的不和谐。
2.建设生态型河道的问题分析
2.1 河道综合整治涉及的问题
①在指导思想上要确立综合治理的观念。包括河道本身的疏浚,实现通畅;在安全基础上的陆域部分的绿化;水体的治污、调活、净化;污染源的截流、纳管和集中处理。最终实现标本兼治,使清水长流,永续利用。②治理的过程中要注意反对形式主义,防止片面强调景观而导致水利工程园林化。即使是十分必要的景观建设,也要在设计中尽可能减少小品,减少污染物,减少硬质工程。要十分强调规划控制,在河道工程范围内的绿化和景观建设,也不一定都要一步到位,可以在主体工程完成之后,留出绿地和大片空间,以后通过非水利的途径再去营造景观。③要处理好点与面、段与线的关系,可以一次确定目标,分阶段组织实施。四是建设程序规范化问题。当前特别要注重贯彻项目法人制、招投标制、监理制,实行政府采购,对工程决算的审价和对建设的审计。项目建成投入运行后,要经过考验,实行建设效益后评估。对上述这些问题都要综合考虑,以扎实推进生态型河道的建设。
2.2 管理中的问题
①管理体制和机制问题。按照统一管理与分级负责的原则,落实分级负责的责任制;在管理过程中,探索管养分离的新机制,制定市场准入的规划和管养定额标准,逐步实行养护的社会化、市场化。②落实管理的经费。任何管理都需要人和物的投入,管理也必须要有成本。管理的投入要根据工程的性质和管理责任权限,由公共财政投入和社会性投入配套组成。③提高管理的技术含量和科学调度水平。④加强管理队伍建设,提高管理人员的素质和管理水平。
3.3 投入问题
①公共财政投入。它只能用于社会性、公益性、基础设施性的建设。因此,生态型河道建设的投入,不可能指望全部由公共财政投入来解决,只能是根据工程性质和分级负担原则,实行综合性配套性多元性投入。按照补、扶持性、引导性的原则,予以适当投入,以推进生态型河道建设。②社会配套投入。这种投入是带有公益性意义的,是自愿的。③受益者投入。按照谁受益谁投入的原则,由受益的农民、集体经济组织、开发商、农业企业或者其他受益的企业和个人按照受益比例分摊投入。
3.加强生态型河道设计的对策研究
3.1 河道线型设计
河道线型设计即河道总体平面的设计。由于城市用地的紧缺,河道滨水地带不断被侵占,水面越来越少,河宽越修越窄,但是为了泄洪的需要,要保证过水断面,只好将河道取直、河床挖深,这样对驳坎的强度要求就逐步地提高,建设费用逐渐加大,而生态功能逐渐衰退,河道基本成为了泄洪渠道,这与可持续发展的战略相悖。从工程角度,自然曲折的河道线型能够缓解洪峰,消减流水能量,控制流速,所以也减少了对下游护岸的冲刷,对沿线护岸起到保护的作用。退地还河、滨水地带的恢复,使得设计人员在河道断面设计上留有选择的余地,也不需要采用高强度的结构形式对河滨建筑进行保护。顺应河势,因河制宜,无疑在工程经济性方面也是有利的。
3.2 河道断面设计
河道断面的选择除了要考虑河道的主导功能、土地利用情况之外,还应结合河岸生态景观,体现亲水性,尽量为水陆生态系统的连续性创造条件。在河道治理的过程中,应避免断面的单一化。不同的过水断面能使水流速度产生变化,增加曝气作用,从而加大水体中的含氧量。多样化的河道断面有利于产生多样化的生态景观,进而形成多样化的生物群落。
3.3河道护岸形式
传统的河道护岸在材质方面大多采用混凝土及浆砌块石等硬质材料,整个护岸形成一个封闭的体系,犹如给河道穿上了一层盔甲,只考虑了河道的安全性,却忽视了对河流环境和生态系统及其动植物及微生物生存环境的影响。不仅阻碍了水生态循环系统,连动植物、微生物的整体生物链都被阻断。地下水与河水也不能及时的沟通,水循环过程被隔断,河道变成了只进不出的封闭水体。从而有悖于城市的生态化建设。
在建设生态河道的过程中,河道护岸是否符合生态的要求,是否能够提供动植物生长繁殖的场所,是否具有自我修复能力,是设计者应该着重考虑的事情。生态护岸应该是通过使用植物或植物与土工材料的结合,具备一定的结构强度,能减轻坡面及坡脚的不稳定性和侵蚀,同时能够实现多种生物的共生与繁殖、具有自我修复能力、具有净化功能、可自由呼吸的水工结构。
3.4 植物配置设计
植物根系可固着土壤,提高土壤持水性,植物根茎的生长对土壤具有改良作用,增加了土壤的有机质含量,改善了土壤的结构与性能,增加抗侵蚀能力和抗冲刷能力,起到固土护岸的作用,又能提高河岸土壤肥力,改善生态环境。而且随着时间的推移,植物不断生长,这些作用将会不断加强。
在植物种类的选择上,要尽量选择适宜本地区气候环境的物种,同时不造成外来物种入侵,植物生长后构成的景观层要分明。水际边缘地带要选择抗逆性好、管理粗放、植物根系发达、固土能力强的植物,比如沙柳,芦苇等。格尔木地处高原,自然环境恶劣,生态植被生命力脆弱,使用本地的抗寒抗旱植物,能使这些植物适应本地气候,达到生态之和的目的。
4.总结语
综上所述,生态河道的设计需要各方面因素的配合,设计者要拓宽思路,结合生态学、工程学、水利学的知识,相互补充,才能形成一套有效的设计方法。生态型河道是符合防洪除涝安全要求的除害兴利工程。作为工程,安全始终是第一位的。生态型河道建设并不是要求我们刻意地追求某种形式,形成一个固定的模式,也不是一概地排斥硬质工程,而是要求我们从实际出发,因地制宜开展河道整治,在确保工程安全的前提下,力求形成河道形态的简洁朴素、自然通畅、水质改善、水体调活的局面。
参考文献:
[1]叶碎高,王帅,张锦娟.河道植物措施与生物多样性研究进展与展望.水利与建筑工程学报,2008,6(2)
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总体布置
结合汾河中下游流域的现场实际情况,沿汾河中下游地区以太原市为重点,兼顾晋中市、吕梁市、临汾市和运城市,在较宽阔的河滩地建设人工湿地20处,总面积339.2hm2,共处理污水11.69万m3/d(即1.35m3/s)。其中滩涂湿地8处,总面积212.33hm2;河槽湿地12处,总面积126.7hm2。
人工湿地在重点段(小店区)工程设计中的应用
1设计水量水质
(1)设计水量根据该区域可使用土地面积的实际情况,并考虑汾河的平均流量等因素,确定小店区工程的设计水量为50000m3/d。
(2)设计进水水质根据汾河小店区水质监测结果,结合汾河的水质特点,确定工程设计进水水质为:CODcr≤125mg/L,BOD5≤25mg/L,NH3-N≤35mg/L。
(3)设计出水水质根据山西省水利厅和山西省环保局颁布的《山西省地表水域环境管理区域方案》,汾河中下游河段即南内环桥以下河段,其水质目标为环监二类,其中主要污染指标COD优于地表水Ⅴ类标准,确定工程设计出水水质为:COD≤40mg/L,BOD≤10mg/L,NH3-N≤10mg/L。
2工艺流程
工艺流程框图见图1。工艺流程简述:汾河河水通过渠宽为B=2m,渠底坡度i=0.01的取水口自流进入平流式沉砂池,经1.5h的重力沉砂处理后进入预处理提升泵站,河水经300QW800-15-55型潜水排污泵提升进入斜管式初沉池,经1.0h的沉淀后自流进入廊道式厌氧池,在HRT=2.0h的时间内,采用水流推进器使河水在厌氧池中缓慢流动,进行厌氧处理;厌氧处理后的出水直接进入预处理的核心设施,即浮动生化池,河水的有效水深控制在4.5m、浮动填料投加量为20%和气水比为2∶1的情况下进行高效的生化处理,活性污泥浓度控制在4500mg/L左右,处理后的出水经斜管式二沉池进行泥水分离,出水经潜流湿地加压泵站二次加压进入潜流湿地,河水经潜流湿地和表流湿地系统进一步处理后重新回到汾河。
3人工湿地在小店区工程设计中的应用
3.1潜流湿地在工程设计中的应用
潜流湿地系统采用复合型构筑湿地,水力停留时间3d,表面有机负荷设计<0.012kg(/m2•d),设计水力负荷<0.4m3(/m2•d)。占地面积约18.6hm2。共分为62组,每组5个单元。依据地形地势进行设置,每个单元平面内尺寸为30m×20m。各单元尺寸与结构基本一致,各单元四周240mm砖墙护围,单元深度1.3m。湿地由湿地防渗膜、湿地植物、集配水系统及导膜管构成。自下而上各层的分布:防渗层、导淤层、填料层、种植层。
3.2表流湿地在工程设计中的应用
每5个单元潜流湿地出水对应一个表流湿地单元,每个表流湿地分3个梯度,每梯度下降50mm,进一步通过植物根系吸收、表面流自净等功能去除污染物,达到最终设计出水水质。表流湿地设计分为62组,每组约0.9hm2,表流湿地总面积55.8hm2,表面有机负荷设计<0.001kg(/m2•d)。
3.3景观表流湿地在工程设计中的应用
在汾河小店桥北380m,南320m,宽约160m的左岸滩地设一景观湿地,利用处理后的水形成较大的水面,水岸边界地上种植如荷花、香蒲、芦苇、菖蒲、泽泻等水生植物。并设防腐木栈道,亲水平台、园路等亲水设施。
工程设计中的注意事项
1实现湿地内部配水均匀性
沿河岸输水主干管采用钢管,湿地内所有配水管道均采用U-PVC给水管管材,耐压等级为P≥0.4Mpa,垂直下方各45度角对称穿孔,孔径φ12mm,间距300~500mm不等。由配水主干管将污水引入各湿地单元,布水方式为穿孔管向填料层布水。
2填料选择与级配的合理性
填料用量大,宜当地取材。在太原50km外的山有绿岩石,采用绿岩石经破碎后筛分,按不同规格进行湿地填料级配,防渗膜以上填料级配依次为:亚黏土100mm;80~120mm粒径300mm厚;50~80mm粒径100mm厚;30~50mm粒径100mm厚;10~30mm粒径100mm厚;粗砂层100mm厚。填料顶层为200mm厚种植土。
3湿地防渗措施的安全性
为防止污染地下水,工程采用防渗措施,首先在原土基础上(整平后的设计底面)夯实,需达到压强12t/m2,然后在湿地底部夯实黏土上及四周均铺设一层高密度聚乙烯(HDPE)膜,本设计选用1200g/m2HDPE膜。
4湿地植物配置的多样性
从北方湿地植物的生长状况、环境适应性、抗病虫害能力以及群落配置、合理布局与景观美学等方面选择适宜的湿地植物种类。芦苇、茭白、香蒲、草、泽泻、凤眼莲等植物具有年生长期长,生物量大,对高温恶劣环境适应性强等特点,合理配置使湿地植物种类丰富。
5防止湿地内部堵塞措施的相关性
对于填料层防堵的问题,需要考虑湿地处理系统各单元间的关联性,可采取以下措施:一是工艺前端采用预处理工艺,降低污水的悬浮物含量,控制进入湿地的COD;二是通过选择合适的基质粒径及级配,控制孔隙率,基质粒径及级配的选择应在保证净化效果和防止堵塞两者之间选择一个平衡点;三是在导淤层设置倒膜管,定期排放湿地内脱落的生物膜,防止填料层淤堵。
篇10
水土流失问题这个主要是施工后,完工清场不完全造成。施工现场、料场以及弃渣场的处理不完善,施工现场的道路未恢复到施工前状态,道路边坡等没能进行必要的防护处理,导致岸坡冲刷失衡。施工时修建的围堰拆除后使诈清理不干净,会导致水土流失与河床淤积。同时,料场弃渣场的不适当处理,会导致场地沟壑纵横、土壤外露,引起水土流失破坏环境。
废弃物污染施工同时,管理不当以及乱堆弃渣胡乱修筑临建,挤占耕地等造成土地的严重浪费;施工过后的废水以及生活污水不科学处理,也会对下游水质以及工农业生产造成严重影响。
施工过程中的噪声污染与扬尘问题施工过程中,需要开山辟地乃至爆破作业,以及机器噪声等,这些都将影响到施工人员以及当地居民的安全与生活。另外,施工时水泥、粉煤灰以及砂石土料等在运输过程以及开挖爆破过程中产生的尘灰和机器运转所排出的废气等,若处理不当会造成大气污染,影响施工人员与当地居民的身体健康。
河道堤防工程生态问题解决措施
保护生态环境是我国的一项基本国策,同样也是我国现代化建设和可持续发展的前提和基础。堤防建设中潜在的各类生态问题同样也应引起我们的高度重视。针对其潜在的生态问题,提出以下几个解决对策与方法:
因地制宜,适当的布置堤线选择堤型在堤线布置的时候要因地制宜,尽量保持河道的天然型态,保留或者恢复它的蜿蜒性或分叉散乱的状态,从而使堤防的走向和河道的生态基本吻合。一点应注意,就是不能过分的追求“裁弯取直”,使之缺乏蜿蜒化,从而导致堤线平直单一,同时应保留或者恢复湿地、河湾、急流与浅滩。河道堤防工程建设时的堤型选择,要根据地形情况以及它周围环境因素,并通过多种方案比较择优来用。堤型选择的原则除了要满足工程质量安全外,还要考虑到对生态环境的影响,要为植被的生长创造条件,以保持河流的侧向连通性。
施工过程中的保护施工前为了防止施工活动损坏树木,要求尽可能的将它避开。如果遇到确实妨碍施工的珍惜林木或者古树木,要在征得地方管理部门或者林业管理部门的同意后,委托林业部门组织并实施移植。施工时,要求所有的过程都要有序作业。为防止水泥浆混凝土及物料的泄漏,搅拌场不应建在饮用水源区或者经济林地以及鱼类保护水源地范围内。应选在靠近堤外堤脚,或者堤外边滩离水位线一定距离的地方,以防止水位上涨时被淹没。另外施工时,临时垃圾要有堆放点。堆放点应无直通沟道与邻地相同,不应向垃圾点内排放生活污水等。
河道岸坡的防护以及植被恢复河道岸坡的防护对生态环境将产生直接的影响,应该“软硬结合进行处理”,即在颇重坡顶进行削坡或者修坡的硬处理,和绿化河道及施工地的软处理。对于软处理,即绿化工程中,尽可能使绿化工程与主体工程布局相适应,其要求是主体工程以线性为主,宜根据植物的生长高度以及外形等条件,沿线合理布局。另外,堤防施工迹地应采用自然草坪形式,一般随地形而起伏,形成独特的景色,并和周围的环境相协调。
结束语
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