發布時間:2023-11-03 11:02:23
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇河道生態防護,期待它們能激發您的靈感。
中圖分類號:TB 文獻標識碼:A 文章編號:16723198(2012)14017701
作為生態系統的“血脈”,河道在自然界中分布廣泛,所產生的生態效應也不可小視。而城市中的河道更是具有著靈動的生命力,其蜿蜒曲折的流線形態、奔流不息的清澈水體,無不為充滿工業化單一色彩的現代城市帶來其感性的魅力,同時也打破了現代城市沉悶而冷漠的布局。城市河道的生態環境保護和治理對于整個城市生態系統的平衡具有重要的意義,同時也促進了城市景觀的改善和優化,為建設宜居型的現代化城市做出不小的貢獻。
1 城市河道生態環境污染的現狀
近年來,為了滿足人們的生活需求和生產活動需求,城市中的河道系統重建工程頻頻實施。但是由于技術和理論的發展限制,河道的建設引起了水環境系統的消極變化。河道生態環境污染的加重也使得河道的生態治理和修復問題備受關注。從目前的普遍情況來看,我國城市的河道生態環境主要存在以下的污染和破壞問題:
1.1 河道生態系統的破壞
天然的河道本是自然界的天然產物,在現代的城市建設中卻往往考慮經濟利益的需要而對河道進行裁彎取直等等,這一類強行改變河道天然形態的建設方式,這在很大程度上促使了河道天然水系結構的改變及其生態功能的弱化。這一現象的產生主要是由于對河道功能現代化的強調,對河道的整改只考慮行洪排澇的功能,片面注重河道的行洪速度。在河道的建設工程中往往采用硬質的護坡材料,例如現澆混凝土和預制混凝土塊體,亦或是使用漿砌石結構對河道進行護坡的處理。然而這種硬質而又封閉的護坡結構卻阻礙了地下水與河岸土壤的直接接觸,使河道水體中的各種生物、植物等生命體失去自然狀態的生存環境,同時也破壞了河道生態系統的水體自凈能力。
1.2 河道水質的嚴重污染
目前,城市中大部分的河道嚴格上來講既不屬于天然河流也不算是徹底的人工渠。城市河道的水力特質具有其獨特的一面:進深淺、河道直、流量小、流速慢。這一水力特質已經埋下了城市河道生態環境系統脆弱的伏筆。城市化導致了人口的密集居住,經濟的飛速發展也產生了眾多大大小小的企業和工廠,這兩者所共同產生的生活污水和工業廢水也與日俱增。再加上目前河道污水處理的能力滯后,幾乎每時每刻都有大量的廢水和污水是直接排入城市河道網中的。據統計,2001年全國廢水排放總量已經達到428.4億噸,其中,生活污水的排放量就達到了227.7億噸,而城市生活污水的處理率僅是18.5%,這意味著至少有80%的生活廢水無法處理,加上工業生產所排放的廢水、污水,早已超過了河道的自凈承載力。有資料統計,80%的中國河流受到污染,水質都低于Ⅲ類,河道水質污染嚴重。
2 河道生態環境的防護及治理
河道生態環境是一個復雜的生態系統,因此,河道生態環境的防護和治理也是一個全面的系統工程,其防治舉措也應該是整體的、全方位的、多角度的。其總體的防治目標應該是:通過人工的生態化防治措施,使建設中的或是治理后的河道能夠具有原生態的自然環境體系,形成具有生物多樣性、自然生態野趣的、具備自我修復能力的城市河道體系。
2.1 河道防治的生態性策略
對河道進行治理的生態性策略主要可以通過對河道形態的修復來恢復河道的生態系統,就是要求要保留河道彎曲的自然形態,或者將已經順直的河道進行自然體態的彎曲修復。
2.2 河道防治的工程性策略
河道的防治工程應依據河道的天然地勢,盡量避免截彎取直的做法,以保持河道天然的生態環境。防治工程應充分考慮短期與長期、整體與部分等因素來合理布置堤線,采取工程改造措施和生態修復措施相結合的方法,對混凝土材質的硬質河床進行拆除,保留河岸侵蝕、淤積、沖刷等自然現象,使用自然力,促使淺灘等河道邊緣環境的產生和自然分布。同時對河床的改造主要可以采用自然界的生態材料,例如黏土以及原河底的底泥,還可以使用透水性能較強的卵石和砂土對河底進行保護性修復,構成如同天然形態般的生態河床。而臺地上的坡面可以采用框格型的混凝土植入草皮護坡,這樣既保證了工程的安全性,同時還大大降低了工程的開銷。
2.3 河道防治的政府管理策略
河道的有效防治措施離不開政府的正確引導,以及環境監管部門的有效監督。因此,進行科學有效的政府管理,加強環保監管,提高全民環保意識,同時,加強相關的環保部門、環保技術機構的建設等,促進河道防治工作實施和監管的管理體系。加快健全河道工程監管網絡,加強各部門科學有效的合作,使河道的防治工作做到規范化、體制化、日?;?,建立起長期有效的河道生態環境系統監管機制。
3 結語
從生態美學的角度來看,水體環境能夠帶給人類最親切的自然美感體驗。同時,水環境的保護和完善也是建設宜居型城市必不可少的重要內容。總之,城市河道生態環境的改善和美化離不開正確的防護和治理理念,只有科學的整體規劃和系統性的防護才是河道生態建設的最佳途徑。不久的將來,我們將期待河道的生態美成為城市中一道亮麗的風景線。
參考文獻
【關鍵詞】河道治理;生態護岸;方法
中圖分類號:TV85 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
自古以來,治河是治水活動的重要內容,人們通過治導、疏浚和護岸等措施,對河流進行治理和控制,以期除患興利,實現行洪除澇、取水利用、交通航運之目的。隨著經濟的快速發展,一方面河道在保障經濟生活和建設良好生態環境中的作用越來越大;另一方面由于人類活動的影響,與我們生活生產息息相關的河道功能退化、水質惡化。水多為患,水少為愁,水臟為憂,此類突出問題集中反映在河道。開展河道整治是恢復河道基本功能的根本措施,是提高水資源承載能力、改善生態環境的有效途徑,是打造綠色河道的客觀需要。隨著現代化建設的推進,對河道整治提出了新的要求,不僅要繼承傳統整治技術的精髓,還應樹立親水的理念,營造人與自然和諧的水環境。而最基本的水利設施之一的護岸工程,作為一種構造物,幾乎貫穿于河流空間的全部區段,因此,護岸工程對整個河流功能的發揮起著重要作用,是河道整治效果的最終體現。
1 河道護岸工程的發展歷史
長期以來,傳統的河道護岸工程往往局限于防洪、排澇、引水和航運等基本功能。在護岸工程設計中,特別是城市河道,為了控制河勢和確保河道的防洪安全,著力于運用塊石、混凝土等硬質材料的結構設計,使得許多河道被人為渠化。這樣一來,對河道和人類造成了諸多方面的負面影響:
(1)河岸襯砌硬化之后,土體與水體的關系相割裂,隔斷了河道水域中的生物、微生物與陸域的接觸,并引起其自然生存環境惡化,河流的天然自凈能力下降;
(2)河道兩岸修筑防洪堤岸并實施硬化護坡之后,河流從前的濱水環境發生了改變,人與河流原本的和諧關系被破壞, 人們失去了往昔那種自然野趣的親水、休閑和娛樂場所;
(3)按傳統方法整治后的河道,河槽渠化,河岸硬化,邊界整齊,走向筆直,與現代人追求回歸自然、與自然和諧相處的景觀需求和心理期待完全相背。
到20世紀中葉,隨著回歸自然、景觀文化、親水等新理念的不斷涌現,生物護岸技術開始得到了重視,其應用也逐漸廣泛起來。現代生物護岸技術是結合工程、生物與生態的理論,有意識地盡量利用天然材料作為河岸保護的素材,進行生物護岸建設,不再僅僅強調護岸的抗沖刷力、行洪能力等,而是強調安全性、穩定性、景觀性、生態性、自然性和親水性的完美結合。
2 生態型河道的概念及特點
2.1 生態型河道概念
生態型河道是在生態安全與和諧理念指導下,以修復受損河道為目的,通過生態河床和生態護岸等生態工程的技術手段,形成的自然生態和諧,生態系統健康,安全穩定性高,生物多樣性高,河道功能健全的非自然原生型河道,是通過河道結構上的生態工程建設來實現河道生態系統的持續健康發展。
2.2 生態河道特征
生態河道系統是以自然為主導的,能夠維持物種多樣性、減少對資源的掠奪、維護生態系統的動態平衡,對提高系統的自我調節、自我修復能力,改善人類生活環境等方面具有重要的意義。生態河道既具有生態學特性,又具有力學、社會經濟特性,其特征主要體現在:結構穩定性、景觀適宜性、生態健康性和生態安全性等幾個方面。
3 生態護岸結構及模式
生態護岸是生態河道的主要體現。生態護岸是利用植物或者植物與土木工程相結合,對河道坡面、岸墻進行防護的一種新型護岸型式。生態護岸集防洪效應、生態效應、景觀效應和自凈效應于一體,遵循著規模最小化、外型緩坡化、內外透水化、表面粗糙化、材質自然化及成本經濟化等原則,而且與常規方法相比,各類工程的總投資相對比較低。河道護岸具有許多功能,其中最基本的功能是防洪排澇、供水輸水,其次是滿足景觀、生態和人類活動的需求。
3.1 生態護岸植物種類選擇
生態型護坡可采用基本的植物群是水生植物、草、灌木和樹。植物種類的選擇以表1中匯總的植物的不同功效為依據,并考慮可使植物存活的土壤物理成分、氣候條件、土壤和水狀況。
表1植物的護岸功能
3.2 生態護岸結構
生態型護坡結構上主要有天然材料護坡、人造材料復合植被護坡、多孔隙結構和籠系結構等,這些材料和結構大多滿足多孔隙和柔性的特點,詳見表2,多種護坡形式見圖1、圖2和圖3。
表2生態護岸結構及特性
圖1天然材料護坡形式
圖2石籠護坡形式
圖3網格型混凝土塊護坡形式
3.3 生態護岸模式
不同河段,因其坡度和沖蝕條件而異,需采取不同的護坡措施。生態護岸模式有三種:原生態型治理模式、自然型治理模式和工程生態型治理模式。針對不同河流功能,推薦采用的護岸模式見表3。
表3生態護岸模式選擇
4 兩岸岸坡的植被緩沖帶
河流廊道的內部與外部環境是保存與聯系各個生態系統的重要場所,人為的干擾常會影響廊道棲地的品質。
4.1 植被緩沖帶功能
植被緩沖帶具有許多功能,如隔離或屏障人類活動的干擾,減緩洪峰,提高河道的穩定性,同時還兼具美學、游憩與資源利用功能;植被緩沖帶另一個重要的作用是可以凈化水體。在沿江栽植大面積綠化有助于提高自然的滲濾凈化能力,減緩污染土壤對水體的威脅。大范圍連續的、多層次的河道水系綠化和水系水質的提高也為鳥類和水生動物提供必要的活動空間和容量,從而更加提高河道的自然活力和生機,使水環境更具吸引力,也增強了不同河段的地方特色和景觀個性,而同一地區恰當的物種選擇又可分明地展示出不同季節的景色變化。
所以,人為活動區域應與河流廊道之間保持一段緩沖地帶,隔離或屏障人為活動對河流廊道干擾所產生的沖擊。
4.2 植被緩沖帶的布置
緩沖帶設計要體現主題性。綠化帶應以樹林布置和草地布置相結合,水與綠的結合是環境景觀的基礎。自然美是河道治理追求的主要美學特征,應該設法營造自然環境和自然景觀,保持岸線的純自然性,從而給人以回歸大自然原始美的感覺。植被緩沖帶可按如下兩點布置:
(1)在堤岸上面及堤岸以外的步行空間應以高大喬木為主,為步行和活動提供足夠的硬地面積,同時也提供足夠的樹蔭面積,又能保證視線的通透。
(2)遠離水岸的空間在條件允許的情況下可以處理成大面積的綠地。但要避免一覽無余的綠地, 也要避免過密的樹木遮擋視線。
5 態護岸的設計應用
5.1設計要點
河道具有防洪、引排水和航運等功能,因此,設計生態護岸時,應結合河道的主要功能、河道地形地質狀況以及施工工期等特點,確定具體的施工設計方案。一般河道生態護岸的設計原則為:
(1)生態護岸應滿足渠道功能和堤防的穩定要求,并降低工程造價;
(2)盡量減少剛性結構,增強護岸在視覺中“軟效果”,美化工程環境;
(3)進行水文分析,確定水位變幅范圍,結合植物調查結果,選擇合適的植物;
(4)應設置多孔性構造,為生物提供一個安全的生長空間;
(5)盡量采用自然的材料,避免二次環境污染;
(6)布置時考慮人們的親水要求。
5.2栽種植物的選擇
在栽種植物以前,應首先進行工程區域的植被調查,然后根據植被調查結果,充分考慮到栽種植物與周邊環境的協調、景觀、安全性、地域適應性及生態平衡的問題,并按以下條件進行嚴格的選擇:(1)適合氣候、氣象條件的樹種;(2)土壤要求低;(3)原有品種;(4)抗病蟲害能力強,對周圍環境的危害性小;(5)壽命或者效果發揮時間長;(6)具有能夠美化環境的效果;(7)容易維護管理;(8)具有市場性。
5.3生態護岸設計
河道根據水位的變化范圍,一般分為:常淹區、變化區、常露區三個部分。常淹區指河底至枯水位段,變化區指枯水位至豐水位段,常露區指豐水位至堤頂段。在河道的不同坡段選用合適的植物,是生態護岸設計的一項重要內容。生態護岸的設置應以不影響河道過水能力為前提,以提高工程的環境效益。常淹區的淹沒時間最長,經濟條件允許應盡量采取硬性護岸,經濟條件不夠可種植喜水植物,如解力草、黃花鳶尾等水生植物;變化區受水體沖刷,水土流失比較嚴重,應采用干砌塊石加水生植物護岸,或用混凝土預制塊組成框格壓載,在框格內填土、深栽柳,柳間栽爬根草;常露區只受雨淋溝影響,水土流失不大,宜采用草皮護岸,間隔配栽香樟、大葉女針等風景樹木。
另外,生態護岸的設計還應滿足抗滑穩定、滲透穩定和抗沖刷穩定的要求。
5.4技術經濟比較
生態護岸具有以下優點:(1)克服了原漿砌塊石護岸的呆板和生硬,使工程與自然統一;(2)利用不同季節植物的形狀和顏色,可大大改善工程環境;(3)避免采用非自然的材料,避免了二次環境污染;(4)生態護岸滿足人們的親水要求;(5)因設置多孔性構造,對生物的生長和水質起到了保護作用;(6)工程造價相對較低。
從工程維護角度分析,漿砌塊石護岸具有一次性投資、維護少等優點;生態護岸一般在栽種后的一年內要進行一定補栽(一般為10%左右),在植物成活前要進行一定的養護,而后,植物主要是依靠自然的力量進行自然更新,通常情況下無需維護,所以維護工作量也不大。尤其是人們越來越重視生態環境的今天,生態護岸在河道護岸工程中具有廣闊的應用前景。
6 生態護岸的應用現狀
5.1 生態護岸的發展趨勢
多自然型河流建設方法是目前國際上比較流行的一種河道環境綜合整治的新方法,它把水邊作為多種生物生息空間的核心,并把河流建設成盡量接近于自然的狀態。在建設多自然型河流中,重點是努力創造出具有豐富自然并具有魅力的水邊環境。在河道整治的各種方法中,從生態學的觀點出發,應優先采用生物材料法;其次采用混合方法,即:采用植物與木材或石料合用;最后才考慮剛性材料方法,即:采用木材、石料和混凝土。
5.2 河道護岸現狀
傳統的河道護岸結構往往只片面強調河道的防洪、引水、排澇、蓄水和航運等功能,較少考慮河道的生態或環境功能,因此,河道的護岸結構多數采用漿砌塊石或混凝土等剛性硬質材料,甚至有的地方追求所謂的“高標準”河道,對河道采用全斷面剛性材料襯砌,使河道的環境條件模式化,并使生物種類單一化,由此帶來的環境問題是很嚴重的。
隨著國家綜合國力的增強和人民生活水平的提高,我國環境保護問題越來越受到重視。人們在注重城市環境和保護生物多樣性的同時,也開始注重水利工程的環境問題,在有些堤防和護岸的結構設計中開始注入環境水利的設計理念。如:有些堤防護岸采用草皮,依靠草皮良好的根系而使護岸具有一定的固土和抗沖能力,另外,在水土保持工程、防止坡地雨水沖蝕等方面也有一些應用。
6 生態護岸的應用實例
6.1 生態護岸的可行性
根據各地的土壤、氣候、地形地貌等自然條件,有以下植物適用于生態護岸,即:水楊柳、白楊、蘆葦、刺槐、常青藤、黃菖蒲、龍須草、香根草、爬根草、千屈萊、黃昌蒲、解力草、黃花鳶尾、千歲梅花藻和豆牟萊等,因為這些植物能生長出良好的根系而使護岸具有一定的穩定性和抗沖能力,同時生態護岸具有造價低、能美化環境的獨特效果,在國外已得到了廣泛的應用,在國內也有一些應用。例如日本沖谷實業有限公司1990年設計的茂漁川工程,該工程河流的正常流速為0.4 m/s~1 m/s,洪水時河流的流速達3 m/s,工程的生態護岸結構種植的植物為千屈菜、黃昌蒲、千歲梅花藻和豆牟菜,運行至今已有12年,不但固土和抗沖能力效果良好,而且美化了環境。
結束語
由于河流在城市環境中的特殊地位,河流的生態環境整治已成為改善城市環境、提升城市宜居層次的重要內容,而利用生物技術進行護岸整治是河流生態環境整治工程的重要組成部分。實踐證明,生態護岸技術集水土保持、生態修復、水質凈化于一體,既改善了河道的生態環境、發揮生態效益,又滿足了市民近水、親水、賞水的需求,提高城市生活環境質量,為促進城市經濟和社會的可持續發展創造了有利條件。
參考文獻
[1]高建輝.淺談城市河道綜合治理[J]. 中國水運(下半月刊). 2010(09)
關鍵詞:生態理念;河道整治工程;設計
中圖分類號:TV85文獻標識碼: A 文章編號:
一、引言
對于生態理念在河道整治工程設計中的應用而言,其根本目的并非將所有對生態環境產生負面影響的因素全部消滅,而是通過有計劃、有步驟的各項生態理念的融入,來達到盡可能地避免各種設計問題所帶來的負面影響。而對于設計單位而言,當務之急就是要不斷加強自身的生態理念的認識與應用水平,并在河道整治工程設計的整個實施過程當中,找出各種明顯的與潛在的生態問題,并對其加以行之有效的管理和控制,從而將河道整治工程的各種設計問題所可能造成的損失降至最低點,不僅要確保河道整治工程的圓滿完成,而且同時也要相應地提高工程設計的生態效益。可以說,生態理念在河道整治工程設計中的應用,不僅僅使得建設單位可以賺取可觀的利潤,而且同時它也會帶來非常重要的無形效益,包括加強人類與自然環境的和諧與統一。如果生態理念能夠在河道整治工程設計中得到良好的應用與實施,不但是建設單位之福,而且也是促進整個河道整治工程行業乃至全社會良性循環、繁榮發展的不二法門。
二、生態理念在河道整治工程設計中的應用原則
1、堅持和諧、可持續發展的原則
在河道整治工程設計中,必須尊重河流生態系統的自然屬性,堅持人與自然和諧為本、可持續發展的原則,處理好河道整治與生態環境建設的關系,實現人口、資源、環境和經濟協調發展。
2、從景觀、人文等多角度進行充分考慮的原則
在河道整治工程設計中必須深刻認識到,河道整治不能僅僅從防洪、排澇的角度考慮,必須要從社會主義建設、人文、經濟以及社會效應的角度出發,同時充分考慮生態要求,實現人類社會發展與水資源利用的和諧統一。河道整治除體現出河道的防洪、排澇功能外,還需在生態的基礎上與周邊環境景觀相協調;城市河道還需有景觀、休閑、娛樂等方面功能,使沿河兩岸成為的一道亮麗的風景線。
3、堅持因地制宜、適當超前的原則
由于我國地域遼闊,各地社會經濟條件及文化風俗迥異,在河道整治工程設計中,要堅持“因地制宜,適當超前”的方針理念。主要體現在兩方面:在河道整治工程設計中,應按照因地制宜的設計原則,盡量做到就地取材、隨風就俗,河道整治的標準在與地方經濟條件相適應的條件下滿足當地審美要求;河道整治作為基礎設施建設的重要組成部分之一,是為社會經濟發展提供服務和保障的,因此,河道整治工程設計需要有適度的超前性,可按生態原則將起點和標準適當提高一些,再根據經濟發展水平和經濟狀況分期實施。
4、堅持對生態環境予以保持與修復的原則
在河道整治期間,盡可能保持其原有各項綜合功能不受破壞,根據生態環境的具體要求,確保工程效益發揮的持久性。一般河道整治包括疏浚、護岸、親水臺階及綠化等很多方面的內容。在河道整治工程設計過程中,必須要對河道生物群落做好生態調查,并提出的保護當地生態環境的相關措施,要以保持及修復生態系統為主要原則。
三、生態理念在河道整治工程設計中的幾項主要應用內容
1、生態理念在河道整治工程治導線設計中的應用
在傳統的河道整治工程治導線設計中,往往只是從防洪的方面進行考慮,從而將那些豐富多彩的河流粗暴地予以裁彎取直、去散取一等處理方式,最終導致自然河流當中的淺灘與急流、主流與支流等格局被人為地改得面目全非。如果僅僅從工程量與工程造價上來看,這樣做似乎無可厚非,既能縮短工程周期,又能降低工程成本,但是,其對生態環境的負面影響就比較大。首先,在那些被廢棄的原有河道附近,動植物的生活環境就將急劇惡化,甚至農田灌溉也將受到極大影響;其次,新開的河道也將不可避免地對環境造成一定的破壞,甚至造成水土流失。因此,要盡量維持河道的生態功能,在其整治工程設計中就要盡可能地保持河道的既有狀態和周邊環境,即便要做局部的調整,也應當進行充分地論證。
2、生態理念在河道整治工程河岸灘地設計中的應用
由于河岸灘地具有經年有明水、地下水位較高等特點,因此在其整治設計過程中,就應當充分利用河岸灘能夠緩洪滯蓄等方面的優勢,從而在其防護植物中優先選擇耐水淹的植物。尤其是經過近年來的大量實踐充分表明,對于河岸灘地如果還是盲目地采用傳統的漿砌片石護坡來作為防護,則將會因為水流沖刷以及凍脹等方面的原因,導致這些護坡防護需要經常性的修理和維護,否則就有坍塌的危險。而對于那些采用天然蘆葦等耐水淹植物來作為防護的河岸灘地,則由于這些防護植物能夠很好地起到保持水土的作用,從而免去了相應的修復環節。
3、生態理念在河道整治工程堤岸結構設計中的應用
堤岸結構是整個河道的骨架,是確保河道防洪安全的關鍵所在。傳統的河道堤岸結構是采用土料筑堤,然后通常在其迎水面加設一道漿砌片石護坡或者干器片石護坡來作為防護,以此來將水流控制在堤岸之間的河槽里面。而隨著生態設計的發展,通過對自然仿生原理的積極應用,采用草皮等喬灌木結合的生態堤岸也逐漸得到了推廣。由于其植物根系能夠有效地保持水土,而植物莖干又能夠有效地提高過水斷面的粗糙度,因此效果也極為明顯。當然,對于這種生態堤岸的植物選擇也必須科學合理,應當從對當地氣候及水土條件的適應性、耐旱耐澇的生命力以及防護植物本身的經濟性等多方面進行綜合考慮。此外,采用生態堤岸,還能夠有效降低原有河道自然面貌的人為改變,有利于建立人與自然環境的和諧統一的美好形象。
4、生態理念在河道整治工程防護林設計中的應用
在河道整治工程設計中,防護林按其應用的目的不同,可分為護岸林、堤腳保護林、防浪林等。對于一般的河道外坡而言,其防護林就是護岸林,帶有固堤、防風沙和美化大堤的功能,在河道整治工程設計中應盡可能設置,就像高等級公路兩側的防護林帶一樣起到防風固沙的作用;而在天然河道的凹岸,由于大堤常受洪水沖淘,行洪時洪水常常發生順堤流的現象,因此對其內坡堤腳處設計堤腳保護林,該防護林通常選擇灌木來作為防護植物;而對于海河流域的骨干河道而言,其防護林則屬于防浪林,不僅需要起到固堤、防沙和美化環境的功能,而且在設計中還需考慮其防水浪沖刷的能力。
四、結束語
綜上所述,由于當前河道整治工程所處的自然條件與社會環境往往都具有復雜性,所受到的制約因素也非常多,因此表現出投資額巨大、實施周期較長、管理水平要求較高等特點。從某種意義上說,生態理念在河道整治工程設計中的實施過程,就是一個對各項環節進行有效的生態管理的過程。而一旦設計單位對于河道整治工程所面臨的生態管理問題缺乏足夠的認識,以至于在生態管理方面投入的人力、財力、物力等方面不夠充分,就難免會遭受到各種不必要的損失,嚴重時甚至讓子孫后代都深陷其惡果當中。由此可見,要想盡量防止這些設計問題所帶來的負面影響,就必須首先對河道整治工程設計過程中可能出現的各種問題進行準確的認知,做到心中有數,然后輔之以系統、科學的生態管理措施,并以此為依據來建立一個完整的生態管理體系。也只有做好河道整治工程設計的生態管理,才有機會促進社會與環境的和諧發展,從而真正做到確保河道整治工程的工程質量、工程安全、工程進度乃至工程效益的綜合統一。
參考文獻:
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1.1孝河簡況
孝河是縱貫孝義市東西的一條主要河流,屬文峪河一級支流,也是汾河的重要支流,由柱濮河、兌鎮河、下堡河、曹溪河、王馬河等支流匯合而成,被喻為孝義人民的“母親河”。其中,柱濮河、兌鎮河、下堡河在孝河的上游匯合,匯合處下游建有張家莊水庫;水庫下游為孝河主河道,于大孝堡鄉五樓莊村北匯入文峪河。孝河全長56.5km,流域面積534.2km2;張家莊水庫控制流域面積465.1km2,水庫以下河道全長12.3km。
1.2孝河治理的必要性
張家莊水庫下游孝河大部分河段位于市區,河堤殘缺不全,現有堤防工程老化失修。河道兩岸企業、居民隨意侵占河道,傾倒垃圾,致使淤積嚴重,嚴重影響行洪能力,存在安全隱患。根據孝義市城市總體規劃,需建設孝河水利風景區。2007-2009年,對張家莊水庫下游的3.1km河道進行了綜合整治,建起了適宜生態休閑的勝溪湖森林公園;2011-2013年,在水庫上游3km長的河道,建立了以城市濕地、生態文化、民俗風景區為特色的勝溪湖濕地公園。這兩項河道整治工程,在凈化污染、保護水源,改善氣候、美化環境,調節徑流、保持水土以及防洪保安等方面,發揮了良好的綜合效益。本期開展的孝河生態綜合治理屬三期工程,位于勝溪湖森林公園下游河段,是孝河水利風景區的重要組成部分。
1.3本期河道治理工程簡況
本期孝河河道生態綜合治理工程的任務,主要是興建河道兩岸堤防,對治理段河道進行疏浚、清淤,并對河道兩岸進行綠化美化,以提高防洪標準,保證城市安全。工程位于孝河鐵下線至入文峪河口之間,整治長度9.25km。除對治理段河道疏浚、清淤和防滲外,興建兩岸堤防20km,沿線設置橡膠壩6座,鋼壩閘1座,兩岸堤頂道路外側分別布設50m和100m寬的綠化帶,總投資達7.3億元。
2工程設計理念和設計原則
2.1設計理念
現代河道治理,遵循生態系統平衡原理,按照人與自然和諧相處的理念,把生態水利建設作為治理工程設計的基本出發點。即在滿足防洪、排水、允許納污的前提下,以“安全、生態、景觀”為設計方向,創建集多功能為一體的城市河流,為居民創造一個舒適、生態、優美的濱水生活環境。
2.2設計原則
河道工程的規劃設計原則,首要的是確保泄洪防澇,同時注重塑造整體的城市綠色景觀,將河流建設成一道亮麗的風景線,維護生態環境,實現人與自然的協調與統一,以滿足居民的休閑娛樂要求,促進人與社會共同發展。根據《防洪標準》,本期孝河生態綜合治理工程設計洪水標準為20年一遇,在滿足河道正常行洪的前提下,確保安全,并起到恢復河流自然環境,創造生態宜居城市的作用。
3堤岸防護工程設計
堤岸防護工程是防洪安全的保證。針對堤防損毀的主要原因,按照新的設計理念與設計原則,選擇科學合理的堤岸防護工程型式和護坡材料,以適應水流變化,滿足防洪、取水、生態改善等多方面的要求。
3.1堤岸護坡方式選擇
堤岸護坡方式一般為格賓籠護坡、干砌石護坡、抗沖生物毯護坡三種,各有優缺點。
3.1.1格賓籠護坡
格賓籠也叫格賓網,角形網是用金屬絲材料編織的網箱,網箱結構是由具有延展性的低碳鋼絲或者包含PVC材料的鋼絲機械編織而成,具有高抗腐蝕、高強度和耐沖刷等特點。主要優點:一是工藝簡單,價格低廉。充填材料是石頭,造價較低,只需人工裝灌,不需要特殊工藝,施工簡單,工期很短;二是不易變形,發生破碎。石料可以承受大范圍的變形,也能滿足寒冷冬季發生凍脹的要求;三是格賓網間,植物充填。石頭間隙的淤泥適合植物生長,容易形成生態小系統,符合生態治理的要求。主要缺點:不能機械化施工。
3.1.2干砌石護坡
干砌石護坡是選擇質地堅硬、不易風化、無裂紋的巖石,按從外到內、從低到高的順序砌筑,所形成表面平順美觀的整體護坡。主要優點:一是建筑材料是石塊,只需人工砌筑,經濟實惠,施工簡單;二是抗沖刷和適應變形能力強;三是石縫間可生長草本植物,具有一定的生態功能。主要缺點:不能機械化操作,景觀效果較差。
3.1.3抗沖生物毯護坡
抗沖生物毯的主要特點是還河道于自然,在控制水力侵蝕的同時,實現河道邊坡生態修復和景觀綠化,是“復合纖維織物”和“多樣化草種”等配套材料為一體的生態護坡。因為生物毯中有很多根系發達的固土植物,可使河岸和植被連成一體,形成一個新的河流生態系統。主要優點:一是景觀效果好,并具有抗沖刷功能,快速綠化邊坡;二是能夠大量節約工程成本,施工簡便,建設周期短;三是柔性結構能更好地適應地基變形,生態功能良好。主要缺點:一是做為岸坡防護時不能單獨使用,坡頂、坡腳部位需要采用格賓籠進行壓固、保護;二是需要調節好施工時間,保證植物生長覆蓋以抵抗水流沖刷;三是初植植物后應澆水和保護,管理任務較重。
3.1.4三種護岸方式綜合比較
通過比較以上三種護岸方式,既能滿足安全穩定、抗沖刷性能良好,又具有特有的空間結構,能夠實現生態護坡的堤岸防護方式只有格賓籠。
3.2堤岸防護型式確定
根據《堤防工程設計規范》,孝河生態工程堤防等級為4級。河道斷面及堤防設計,綜合考慮河道過流能力和蓄水美化的要求,采用復式斷面。河道底寬100m蓄水區,全部采用水平防滲措施;親水平臺以下堤岸,鋪設復合土工膜防滲層和格賓石籠防護,親水平臺為混凝土路面;親水平臺外側至堤頂間采用植物措施防護;堤頂外側至時代大道間布設綠化帶固坡保水。
4加強河道堤防管理的對策建議
河道堤防工程屬于基礎公益設施,關系到沿岸工農業生產和居民的生命財產安全。建好是基礎,抓好維護管理使其正常運行是關鍵。為此,特提出以下對策建議。
4.1廣泛宣傳,完善制度
河道管理部門要加強宣傳,充分利用當地各種媒體,向社會宣傳其防洪保安的重要性。管理工作中的核心是規范化,建立完善一整套切實可行的管理制度。
4.2加強培訓,提高素質
河道管理需要一批技能過硬、素質優良、盡職盡責的專職人員。針對目前狀況,除配備足夠的管理人員外,需對現有管理人員按需施教、綜合培訓,在提高技能的同時,強化管理責任。
4.3現代探測,消除隱患
關鍵詞:河道;平面形態;生態護岸;現狀
中圖分類號: TV147 文獻標識碼: A 文章編號:
對河道進行整治,對護岸采用生態的方式進行設計,在現代城市發展中具有重要意義,既可以提高河道的抗洪泄洪能力,又能發揮河道景觀效應,改善水體生態環境,還可以給人們創造一個親水環境和水邊娛樂場所。
一、河道形態分類
1、河道平面形態
在設計城市河道平面時,要考慮周邊土地的充分利用,盡量按照河道天然形態進行拓寬,從而避免過多的開挖回填,具體體現在以下幾點:
(l)盡量保留河道原有的自然斷面形態,時間沉淀下來的東西肯定有存在的必要,保證河道斷面形狀的多樣性,不強求平行等寬、整齊劃一。在解決河道淤堵、瓶頸、水系暢通等問題的基礎上,盡量展示河道婀娜多姿的體態,凸顯各種形態美。
(2)位于居住小區中心地帶的河道 ,河道寬度受到限制,無法拓寬,為了增加河道蓄水能力,可以在開闊地段開挖蓄水湖池。
(3)河道的整體規劃中,需要注意將整個城市水系打通形成網絡,形成以中小河道為中心的小循環,以大河道為中心的大循環,小循環與大循環相輔相成,使得死水變成活水,有益于水資源的優化配置和構建河道生態系統,最終達到“改善水質,調活水體”的目標。
2、河道橫斷面
河道橫斷面設計在滿足防洪排澇的基礎上,深入思考滿足景觀及河道生態需水的需求,城市河道橫斷面常用的形式有矩形、梯形和復式斷面等。
(1)矩形斷面
矩形斷面占地面積較小,河道槽蓄量較大,能夠滿足河道防洪排澇的要求,但生態性、親水性和觀賞性較差,為此需要通過種植攀緣植物、水生植物或布置假山景觀對混凝土護岸進行修飾等,在一定程度上可以彌補矩形斷面的缺陷,達到改善整體景觀生態的效果。
(2)梯形斷面
梯形斷面占地面積較大,河道槽蓄量較小,但生態性、觀賞性和親水性較好梯形岸坡上種植樹木、灌木、花卉、草皮,并采用石塊或卵石鋪設成小徑,可以很大程度地美化河岸,使得河道接近天然河道。
(3)復式斷面
復式斷面占地面積比梯形斷面要小,槽蓄量比矩形斷面要大,生態性、親水性和觀賞性較好,所以復式斷面在城市河道中應用較廣泛。復式斷面常在兩個斷面連接處設置親水平臺,親水平臺高度略高于設計常水位,以提供游人與水接近的活動空間。
二、國內生態護岸技術研究現狀
我國在生態型護岸技術方面的研究起步較晚,近幾年在吸收國外成功技術和經驗基礎上,也取得了一定的發展。如:鄢俊[6]針對我國現在使用較多的城市河道植草護坡方式的針對性和草種的選取技術進行的專門研究。盧志靈[7]結合上海市河道的自身特點,進行了生態型護坡結構形式的專門研究;季永興[8]針對城市原有河道護坡結構及其對生態環境的影響進行的專門研究分析,并針對生態型護坡結構選取不同材料的效果進行了研究。
三、河道生態護岸及附屬設施
1、河道生態護岸
目前我國很多地方大部分城鎮河流整治過程中,為防洪需要,多采用單一的漿砌塊石護岸,盡管防洪能力有所提高,但是漿砌塊石在一定程度上阻隔了河流生態系統與外部環境之間的物質能量交換,降低了河流的自凈功能,因此,為了維持、改善水生生態系統的平衡,應廣泛采用生態護岸。目前,常用的生態護岸主要分自然和人工兩種。
(1)自然生態護岸
在原有植被保持較好的情況下,不進行人工建設,利用原有的草地,樹木以及水生植物,起到護岸的效果,必要時可補種部分樹木。
(2)人工生態護岸
人工生態護岸是指采用天然透水材料如天然石材、木材等進行護底,采用石籠或木樁等護岸,斜坡種植植被,實行喬灌結合,固堤護岸。同時為確保岸坡防洪抗沖刷能力以及岸坡穩定,局部采用如石籠護坡、干砌石骨架護坡以及樹根樁等結構。
(3)人工生態護岸技術
當前國內常用的生態護岸技術主要有以下三種:
植草護坡技術:植草護坡技術主要是通過植物形成對堤防岸坡的覆蓋,起到消能護坡的作用;利用植物龐大的根系對土壤的包結,提高坡面表層的抗剪強度,提高迎水坡面抗蝕性,從而達到保護岸坡的作用。
植被網護岸技術:植被網技術主要是利用活性植物與土工材料合成的新材料建設護岸。該護岸將會將構建一個具有自身生長能力的防護系統,通過材料中的活性植物生長實現對護坡的加固保護作用。
防護林護岸技術:防護林護岸技術主要是在河岸兩側種植草木,形成河岸防護林。洪水季節時,通過防護林對洪水氣到阻滯作用,減小洪水對地表的沖刷。
2、河道附屬設施
河道附屬設施中最重要的是河坡綠化,青坎綠化和水生植物,設計時首先考慮周邊環境需要,與周邊景物相一致,如有特殊需求,先滿足特殊需求。河道綠化的選擇以易成活、生長強健的鄉土草本植物為主,盡量引種適宜本土環境生長、具有美化效果、經濟適用的植物,以豐富地方植物品種。出于安全考慮,河邊可以布置一排喬灌木,同時,還可以選擇水生植物對河道進行點綴,微風吹拂,花朵在空中搖擺,倒影在水面上晃動,充滿動感,使人心曠神怡。綠化的布置上要注重植物的多樣性,應遵循“喬木為主,喬、灌、草相結合;常綠為主,常綠與落葉相結合;慢生樹為主,速生樹與慢生樹相結合”的原則,以形成合理良好的喬、灌、草的復層結構。植物群落草皮盡量用四季常綠的植物比較好,樹木和花卉可以引進季節分明的和一些造型獨特的物種,著重體現出時光變幻的植物美感和體態美感。在直立式護岸的頂部種植攀緣植物,遮擋混凝土和石塊的冰冷感,凸顯大自然情趣,給人們帶來視覺上的享受。橋梁、欄桿、草間小徑、警示牌、泵房及管理房在設計時應考慮與河道景觀總體風格的一致性。
四、生態護岸技術研究工作展望
目前,國內對生態護岸的關注度越來越高,生態護岸技術的研究也越來越深入和成熟,并且已經開始從理論研究向工程實踐轉化。今后有必要結合研究成果和已開展的工程經驗研究制定生態型護岸的相關技術標準,針對不同等級、不同區域河道明確量化護岸的生態指標,并將其納入建設審批標準中。同時摸索對生態護岸效果的跟蹤評估,為不斷完善生態護岸技術、改善生態環境、實現人與自然的和諧發展提供服務和支撐。
五、結語
生態護岸不僅具有傳統護岸的行洪、排澇以及水土保持等功能,而且還融入了城市景觀、文化和生態等內容,實現人與自然的和諧共處。因此,開展生態護岸的研究具有十分重要的意義。本文結合生態護岸的基本定義和功能簡要分析后,匯總了目前生態護岸研究的相關成果和技術,并對未來主要研究方向進行展望,旨在為生態護岸技術的研究提供參考。
參考文獻
[1]杜良平.生態河道構建體系及其應用研究[J].浙江大學,2007.10.15
[2]郭濤.生態護坡技術介紹[J].都江堰灌區續建配套與節水改造二十周年學術論壇,2007.08.08.