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中图分类号: TV 文献标识码: A
一、生态水利的概述及重要性
1.1 生态水利的概述
传统的水利工程主要目标在于控制水流来满足人们的供水、防洪、发电、航运等要求,但是在水工建筑物发挥其功能的同时,生态环境已经一步一步遭受破坏,经济建设和环境保护严重失衡。而生态水利指的是在水利工程建设中兼顾水利枢纽建设和生态系统建设的水利系统,河流成为了这个生态系统的骨干,既满足了人们需求又保留了完整的生态体系,其重要性不言而喻。
1.2 生态水利的重要性
(1)生态环境恶化
当前社会面临的重大全球性问题就是能源和生态问题。虽然随着经济建设的加速,我国在河流治理、水土保持、植树造林等方面取得了一定的成绩,但是人口增长和消费需求增多,造成了许多地区资源浪费和环境恶化的问题,水资源短缺和水环境危机日益凸显。与此同时,传统的水利工程过分强调人类改造自然的能力,忽视了生态系统的保护和建设,这更进一步加剧了生态环境的恶化。同时由于在我国传统的水利工程理论中,比较多的受到改造自然、人定胜天思想的影响,没有把人类作为流域内生态系统的一部分来加以研究和考察,而是片面强调满足人类社会发展的愿望,以至干扰甚至破坏了流域内生态系统的协调和均衡。生态环境是经济、社会持续稳定发展的基础。生态环境的恶化己成为我国社会经济进一步发展的重大制约因素,改善和保护生态环境,寻求经济、社会、环境协调发展的途径,是当前十分迫切的任务。
(2)生态水利是社会和环境可持续发展的需要
从水利建设的发展历程可以看出:水利工程数目越来越多,规模越来越大;水资源的利用趋向综合性,单向工程逐步发展成流域系统综合利用开发,除了传统水利具有的功能之外,还与生态与环境保护紧密相关。因为生态环境是人们生存发展的重要基础自然资源,而传统的水利工程无法长远持久的实现人们和环境的双赢,它带来了越来越多的生态环境问题,只有稳定发展生态水利才是社会经济可持续发展的重要保证。
(3)生态水利是实现生态系统循环的需要
生态系统良性循环是其健康发展的重要因素,而保持其动态平衡的关键就在于控制其关键因素。生态水利充分考虑生态系统,在经济建设的同时维持好生态系统的动态平衡,实现良性发展。
二、河道治理对生态环境的影响及其现状
河道的主要功能是行洪排涝,而现阶段人与自然和谐相处是主要特征,不再是为了治河而治河,而是通过综合整治流域,充分发挥水系的基本功能和生态功能,实现流域的可持续发展。
2.1 河道治理对于生态环境的影响
传统的河道治理,往往只单独考虑河道自身的功能,忽略了生态环境保护功能.更加忽略了河道与周边的人文、地理、环境的协调,对原有生态景观、人类生存环境及生态环境造成不利影响。具体来说,河道治理工程通常是在天然河道基础上进行的,这就直接破坏了原有的长期形成生态系统,导致了河流局部形态的单一和非连续。例如水库的建设改变了其水温水质,蓄水后的坝前水温高于河道水温,严重干扰了鱼类繁殖,而河流流速的改变则降低了污染物的迁移扩散能力,降低了其自净能力。另一方面,河道治理施工势必破坏大量植被,对陆生动物造成了极大影响,同事施工中排放的污废水将改变河道理化性质,危害周边生物的生存发展。
2.2 河道治理现状
因人们需求和社会经济环境不同,我国的河道治理主要经历了以下几个阶段:依附自然被动阶段,该阶段基本是在原有自然条件下进行,河流防洪效益不高;与河争地的阶段,该阶段是在国民经济增长的同时修建了提水灌溉、河道治理、堤防建设等工程,但治理方法落后、单一、不科学;经济治河阶段,主要是利用有限的资金进行河道整治以保护耕地、道路设施和排放污废水;和谐治理阶段,在我国沿海地区和中心城市首先在经济建设的同时,考虑到提高生活品质和创造优美环境,河道治理工程保持了河道的社会功能和生态功能,实现可持续发展。
然而坦白说,我国河道治理理念仍相对滞后,导致了我国的河道系统主要面临以下几个问题:防洪能力下降、堤防功能单一、基流减少、水质污染严重、生态系统遭受破坏等。可见,生态水利建设迫在眉睫。
三、生态水利在河道治理中的应用
现实工程之中,河道治理工程当中已经涉及到一些生态方法,如构建水生植被、构建水生动物种群、种植水生花卉和机械除藻等。整体而言,生态水利在河道治理中的应用策略主要在生态河堤和自然化河流建设两个方面。
3.1 生态河堤建设
生态河堤指的是对自然河堤进行人工恢复的人工护岸,它保持了河床的原有功能,同时兼顾渗透性,充分保障河流与河岸之间的水分交换和调节功能,又具备足够的抗洪功能。一般生态河堤有以下几个类型:(1)自然原型护岸,通常采用植物保护河堤,如柳树、水杨、芦苇等;(2)自然型护岸,相比前者增加了天然材料护底;(3)人工自然型护岸,在前者的基础增加混凝土等材料增强防洪功能。
一般来说,生态护岸的设计有以下几个原则:经济性原则,即是保证相关功能的同时降低工程造价;协调性原则,为美化工程环境,应尽量减少刚性结构;需要进行准确的水文分析,确定不同区域下的植被种类和数量;多孔性构造原则;自然性原则,即是尽量采用自然材料,避免二次污染;亲水性原则。在实际工程设计之中,应切实考虑岸边线的布置,因为它的布置直接影响着河流的整体形态和景观效果。另一方面,要考虑亲水性,如以低护岸制造近水的感觉。最后,相关材料的选择应充分考虑河流所在区域的自然条件,注重护岸表面形态的多样化,主要有天然材料、叠砌块石、浆砌块石和混凝土等,具体做法本文不再赘述。
3.2 自然化河流建设
自然化河流建设是指河流治理既要保持、重现及创造河流原始的自然风情又要实现其相关水系功能。它不是简单的保护自然环境,而是在采实现防洪抗涝等作用的同时,降低人类对河流环境的损害,与自然和谐共存。在自然化河流建设之中,水边环境的建设是重中之重,包括空间环境、生物环境和水环境三部分。
自然化河流建设的原则主要在于在趋向自然的前提下创造丰富的环境条件,例如将河岸线设计成不规则型,彰显结构多样性;尽量顺应自然,例如分区域分阶段的治理河道,尽量利用自然动力进行治理,宜冲则冲,宜弯则弯;建设绿化网络,河流是较为孤立的生态系统,应将水和绿化网络化,使丰富和稳定生物物种;构造简洁的河流景观,尽量采用自然的植被石材,让建设的河流形态尽可能的接近原生态。自然化河流建设方法有以下两种:(1)河道治理,河道治理的主要作用在于改善河道流路及河床的物理特性,从而构造出最自然状态,河流具有有不同的流速带,河底的冲刷不再那么大,即是河流有浅滩也有深潭,采用多孔化河床,保证水体流动多样性从而让生物物种具有多样性。如植石治理法常常将自然石埋入河床构造深沟及浅滩,营造出鱼类喜欢的栖息环境。但是这种植石治理法有一定的限制,适用于河床比降大于1/500,植石带不易被洪水冲走且不会被沙土堵塞的河道。为了提高抗洪能力,另一种常用方法为浮石带治理法,它是构造混凝土框架用来抵御洪水的同时又为鱼类提供巢穴,资源利用率明显提高;(2)护岸治理,即是选用生态水利方案构造自然型护岸。
结束语
传统的河道治理工程将会加重环境负担,影响着我国经济社会的可持续发展。生态水利工程保护和尊重自然环境,实现了经济发展和环境保护的双重目的。在环境日益恶化的今天,只有认识到水利河道与生态环境之间的关系,才能在河道治理中充分的应用到生态水利。
参考文献:
[1]李祥龙,陈廷涛.生态水利在河道治理中的应用[J].科技与企业,2012,(1).
关键词:河道治理;工程设计;绿色生态理念;应用
由于近年来我国经济社会的迅猛发展,使得环境和经济发展之间所存在的矛盾逐渐凸显,各个地区积极落实经济可持续发展观,尤其是河道治理工程。由于建设水利工程的生态影响,进一步推进生态河道研究,以期能够全面贯彻与落实生态水利理念[1]。目前,在城市河道治理工程中应用绿色生态理念,在河道治理工程各个环节贯彻绿色生态理念,对河道生态发展及其工程建设具有重要的推动性作用。
1 河道治理理念的更新
整治河道不仅要为排涝、行洪、航运以及灌溉等提供便利,同时还应该形成一种生态保护意识。由于近年来人们逐渐提高的环境质量要求,使得在整治河道时的生态因素逐渐突出。尤其是城市周边河道水域,提出更高的河道生态要求,绿化美化、改善水质以及建设河岸景观等,均为整治河道的重要内容。
河道治理工程中,一定要对河道自然生态特征予以充分利用,自然生态体系的构建,一方面必须确保河道自然流向,另一方面,还必须对河流和城市建设之间的关系进行有效协调。现阶段,较为普遍的河道治理措施是构建自然河道,即:尽可能保留河流原有生物环境,保持自然原生态,就算是建设河岸景观,也应该将自然形态体现出来。
2 治理生态型河道所遵循的原则
治理生态河道应该将维护生态环境当作治理河道的关键,生态要素与生态理念必须在河道治理始终体现出来。治理河道应该遵循的原则包括以下几点。
2.1 统一性原则
河道治理之初,应该对河道实际生态状况予以明确,并考虑河道左右岸与上下游的生物群体生存状况,应该适时统一设计与规划,保证各环节都可以突出生态因素。
2.2 融合性原则
从根本上说,河道和人们日常生活存在很大关联性,治理河道就必须为更多便利提供给人们,保证河道能够成为居民日常生活的重要内容。应该增加绿化通廊,延伸河道水面,创设河道岸边绿化带,同时对水中岸边生态环境进行有效协调,以进一步优化绿色生态系统[2]。
2.3 改善性原则
治理河道应该以改善河道现状为目标。改善不仅为出发点,更被称为归宿点。关系到河道改善要素,不仅包括灌溉等因素,而且还关系到生态技术指标。第一为水质改善,第二为生气生存状况改善,第三为河岸景观面貌改善。
2.4 美化性原则
所谓河道治理,其本质就是对河流从水底至河岸、从下至上的综合性治理,疏通河流、清淤净水、修复堤坝以及河岸护坡等实际施工,均必须严格遵循美化原则。河道水质的改善是美化,河岸景观建设同样是美化,植树种草也是一种美化。通常生态河流美学因素比较丰富,天然河道景观的保留,启示就是美学观点的综合性体现。
3 河道综合治理中绿色生态理念的应用
3.1 河道水质改善措施
在河道治理工程中,改善水质是其重要内容,由于河道治理和周边城市建设息息相关,所以治理河道对城市品质的提升具有促进作用。河道水质改善工程具体内容包括初期雨水截流工程、旱季污水截流转输工程以及补水工程等。
3.1.1 截污治污
一般情况下,旱季污水截流是通过河道河口对泵站予以提升,而初期雨水截流是通过河道两侧对截流箱涵进行敷设。截流初期雨水与旱季污水最终均为至河道干流截流系统,应该创建三个雨水处理池,以实现初期雨水处理,并将其设置于河道左岸,17.56m3左右的总调蓄容积。新创建的截流系统应该有效衔接大量污水及雨水排放口,采用限流井与截流井等措施,有效处理污水。同时还要进一步推进污水处理厂的科学、合理建设,使区域内大量污水及雨水处理问题得到有效解决。加强水保工作,对河道垃圾予以及时性清除,对乱排错接排水管网进行全面改造,尽可能减少河道污水排放量。
3.1.2 排水泄洪
很多河道都属于暴落暴涨型河流,所以在河道治理中,汛期泄洪排洪仍旧是其第一要素,保证河道能够安全泄洪排洪,此为治理河道的前提条件。截流处理初期雨水能够使排洪压力得到有效缓解,然而,河道治理还应该对一些极端情况进行综合考虑,应该将泄洪排洪视为关键性指标来处理。
3.2 河岸治理绿色方案
通过绿色生态法治理河岸,改造硬质河岸,运用柔性材料在土坡上种植绿化,所种植的绿色植物包括黄金叶、小叶榄仁、四季桂花以及木棉等乔灌木。
河岸保护工程需要对可持续发展与生态环境保护要求进行综合考虑,应该和河道岸边生态景观保持协调一致。通过梯形断面,将人行道设置在堤顶处,将亲水平台设置在堤下。通过斜坡衔接堤顶和亲水平台,依照平面范围对坡度予以确定,通过草皮护坡。采用砼植草对亲水平台与护岸进行护坡。
3.3 改造河道景观优化方案
河道治理工程重点规划了河岸景观改造,种植植物具体将其绿化本质体现出来,重视河道生态效益,通过丰富的植物群对人工群落景观予以构造,和河水形成一种映衬,保证生态景观的融合性与一致性。道旁树、园路、亲水平台、人行道以及草坪等设计均错落有致,可谓“绿水映清流,两岸百花香”。此外,河道河岸景观设计还重点体现区域文化因素。在挖掘河道文化内涵中,重视主流文化精神的体现,构建一种和谐统一的生态文化景观,确保河涌文化品位得到进一步提升。
4 治理生态河道的前景展望
治理生态河道,应该确保生态指标得以实现,并将开发和整治并重原则充分体现出来。在城市建设中,河道水域是其重要生存资源,生态治理河道水域,对人居环境的改善与城市生活品质的提升具有重要意义。
由于近年来生活水平的进一步提升,使得城市居民也不断提升其环境要求,生态型河道的建设逐渐成为人们的统一愿望,尤其是城市周边河道,对其实施生态建设,是我国河道周边城市建设的关键内容。创建最佳人居环境,是现代城市与现代人的共同追求。目前我国一些城市生态型河道治理基本上已初有成效,城市得到优质水资源的滋润,完善水域生态体系,河道景观建设与绿化美化,将更多优秀旅游资源提供给城市居民[3]。
5 结束语
总而言之,生态与水利是河道治理工程的两大组成部分,且进一步升级拔高生态元素。河道治理注重人水和谐,将传统水利工程功能单一且和生态保护失调的做法打破,以创建宜居环境、保持生态平衡视为关键性量化指标。治理生态河道的根本是将自然回归理念体现出来,且追求水人天合一的境界。
参考文献
[1]侯英杰.城镇生态河道建设中护岸型式及选择[J].水科学与工程技术,2011(2):188-189.
关键词:生态水工技术;河道治理;应用
引言
伴随城市化进程的逐步推进,由于社会大众缺乏对水资源保护的意识,再加上水资源质量不断下降及水环境不断恶化,因水体污染而导致的居民投诉、生活用水短缺等现象屡屡发生,对社会经济带来严重的负面影响,很大程度上威胁着社会的有序健康发展。生态水工学作为一门以人与自然和谐共存为指导思想的科学技术,其的科学合理应用可有效缓解现阶段河流治理中的各式各样问题[1]。由此可见,对河道治理中生态水工技术的应用开展研究,有着十分重要的现实意义。
1生态水工学特点
相较于传统水利,生态水工学具备下述特点:(1)传统水利将满足人对水的开发利用需求作为目标,对于生态水工学而言,不仅要实现传统水利追求的目标,还要兼顾满足水体本身存在于一个完善生态系统中的需求。(2)生态水工学采取技术手段对人们在供水、发电、防洪等方面的效益与生态系统建设的关系予以协调。依托现有水利工程管理、调度等方式,为江河湖库等水生态系统恢复提供保障。(3)在对水流进行开发利用过程中,充分认识河流与其上下游、岸边生物群落所处在一个健全的生态系统中,开展全面统一的规划建设。
2现阶段河道治理中存在的主要问题
2.1严重的水质污染
伴随社会经济的飞速发展,工业废水、生活污水等排放逐年增多,河道富营养化水平不断提升,水生植物不断繁殖,使得水质遭受极大污染。水污染必然会对社会经济有序健康发展造成极为不利的影响。河流污染严重使得河流原本生态平衡被打破,尤其是对于沿海城市河道而言,河道两岸土地被开发利用及城市化脚步推进,所具备的防洪、排涝以及生态环境景观等综合功能均受到一定程度削弱。
2.2河道形态改变
受管理不善、无序采砂、人为设障等一系列因素,使得河道天然断面形态遭受改变,导致水流不畅、行洪受阻,对河道功能有效发挥造成不良影响。现阶段,一些城市在开展河道治理过程中,一味关注对河岸的硬化覆盖,盲目强化河道的防洪功能,而疏忽了河道的生态功能、资源功能,使得自然河流生态链遭受破坏,使得生态环境恶化。为了确保城市安全,河堤逐年加高,钢筋混凝土、块石等直立式护岸不断开展建设,河流越来越趋向于渠道化、人工化,人工与自然比例严重失衡,原本自然生态平衡遭受破坏。
2.3河道护岸结构单一
很长一段时间以来,河道自然特征不断朝渠道化方向发展,水边植物、鱼类、微生物等生长环境逐渐恶化,水流生态功能、景观功能缺失。由于过去的护岸工程大多考虑的是河道的水土保持、河道冲刷以及行洪速度等,因而,河道护岸结构多选取干砌块或者浆砌护岸,土工模袋混凝土护岸、现浇混凝土护岸等结构,河道护岸结构单一,与现代人类追求的人与自然和谐共处相违背[2]。
3河道治理中生态水工技术的应用
如何进一步促进河道治理工作有序开展可以从以下相关内容着手:
3.1河道治理中植物种类配置
在河道治理中,开展好植物种类配置工作十分重要。在应用植被手段进行护岸过程中,选择的各种植被很大程度上取决于植被对底土土质的适应性。在实际河道治理工作中,应结合各种水位,依据地区实际情况,参考水位转变区间,将河流岸坡、陆预划分为多个不同区域,并于各个区域中选择合理的植物种类。
3.2河道治理中河流断面形式规划
(1)矩形断面。矩形断面所占空间较小,只需要基于原本河道开展深挖即可。该种河流断面形式适合应用于汛期、枯水期水位相对稳定的河道。由于城镇河流流经的区域通常是相对繁华的地段,造成无法采取变更河道原本断面的方式,来强化可下泄功能的规划方案。鉴于此,在对洪水开展治理过程中,应当全面权衡应用特殊工程与非工程相结合的手段,达成对洪水的科学质量。较常应用的防洪手段包括有流域内雨洪调节地、地下调节池以及蓄滞水湿地等,条件允许的话还可应用双层河道的治理手段。(2)梯形断面。梯形断面具备构造简易,仅需对泄洪要求予以满足的优点。该种河流断面形式坡度相对平缓,有利于河道两旁两栖动物的繁衍、生活,为生物多样性发展提供保障;同时还可为河道周边居民创造良好的休闲环境,就居民对城市亲水的生活需求予以满足[3]。(3)复式断面。对于城郊大型河段的较宽河滩地带而言,可应用复式断面形式。该种河流断面形式应用特征为:当进入洪水期时,会引发洪水漫滩现象,使得过水断面相应增大;当进入枯水期时,水流会流经主槽河道,相对稳定。倘若洪水处在低水位时,可无需修建防洪堤。
3.3河道治理中护岸技术的应用
(1)多自然型护岸。这一护岸技术较为适用于流程不长、冲刷相对平缓的河流。护岸的核心在于适用河道原本的植被、原石、木材等作为混凝土建设更多的自然属性河道。(2)多孔质护岸。多孔质护岸技术是指应用混凝土预制件而制成的孔状结构的形式,有助于动植物的繁衍生长。多孔状结构包括自然石连接、盒式结构及鱼巢等形式。应用该种护岸技术有着操作便捷的优点,可为动植物创建良好的生长、活动环境,具备一定的典型性。此外,该项技术可同时满足生态型、景观型护岸的需求,具备广泛推广价值。(3)网络反滤生物工程。网络反滤生物工程指的是在皮面上部砌筑方格,并于方格中种植植被,结合地区气候特征选择对应物种类型,其有着成本经济、见效迅速以及防冲刷等优点,是一项经济实用的护岸技术。
4结束语
总而言之,当今世界,生态环境问题越来越为人们所重点关注,针对生态环境问题采取修复的技术手段不断推陈出新。生态水工技术即为改善水质、恢复水体原功能的一项有力手段。应用生态水工技术对河道开展治理,一方面可为水生物创建更良好的生存空间,一方面可促进水生态系统的建立与保护。鉴于此,相关人员务必要不断钻研研究、总结经验,清楚认识生态水工技术内涵,全面分析现阶段河道治理中存在的主要问题,结合河道实际情况,强化生态水工技术在河道治理中的科学合理应用,积极促进河道治理工作有序开展。
参考文献
[1]王春树,胡险峰.生态工程技术在城市河道治理中的应用研究———以上海市曹杨环浜河道水环境整治为例[J].水利发展研究,2005,5(7):21-23.
[2]王留红.生态水工学的理论方法及其在河道治理中的应用[J].河南水利与南水北调,2014,(17):25-26.
关键词:生态河道 治理 回归自然 以人为本
中图分类号:TV85 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)005-115-02
近年来,随着我国经济建设的发展,水利等基础性工程的建设也得到了较快的发展,防洪、排洪、灌溉等农田水利设施系统进一步完善,水利行业有了较大的改观,中小河道的治理项目不断深入,而在生态保护、环境保护等可持续发展理念愈加受到人们关注的今天,水利行业中也涌现出了“生态”、“环境”等词汇,给水利的建设和发展提出了新的标准和更高的要求。多年来,闵行区在水利工程建设中,一直重视水环境的治理和改善,但大部分河水水质仍维持在劣五类标准,特别是农村地区,由于污水配套设施不完善,很多污水直接排入河道,造成河道水质进一步恶化,为适应现代都市农业发展要求,就须要大力开展农村生活污水处理和河道生态整治工作,改善河道水环境面貌,构建具有良好循环功能的水生态系统,以实现人水和谐的关系,进而促进农业和国民经济的可持续发展。
1 生态河道治理
生态河道治理是指在河道陆域控制线内,在保证河道防洪、排涝及引水等基本功能的前提下,通过采取一定的人工修复措施,恢复河道水生态系统,从而构建完整、良好的河道水生态系统的活动。
根据生态河道治理的要求和特点,在进行生态河道治理时,需要遵一定的原则,通过确定生态河道治理的目标、利益相关者、分析人类活动对河道功能的影响、识别河道主要天然资产、确定生态河道治理的有限次序,制定出科学合理,符合实际的资产保护和河道改善措施和策略,并对制定的策略和措施进行细化,制定出更加详细、可以度量的目标,对目标的可行性进行分析,制定和设计修复工程的详细计划和评估方案,进行修复工程的组织工作,制定时间进度表,明确施工任务,落实资金来源,在完成以上步骤之后,再进行生态河道治理工程的具体实施,工程完成后,评估确定其达到了生态河道的治理要求后,即完成整个生态河道治理的工程。
生态河道治理需要遵循综合性、协调性、自然性和经济性的原则。生态河道治理的综合性原则,要求在进行修复方案的设计时,既要保证河道的基本功能,又要充分考虑到河流生态功能、景观等功能的要求,同时还要兼顾人们亲水活动的安全;生态河道治理的协调性是指河道要与周边区域发展的特点、沿线的整体风貌相协调;在进行修复工作时,要坚持以人工修复辅助自然修复的思路,因地制宜,充分地利用河道周围的地形、水文等自然环境及河岸、水下物种,以保证构建起的水生态系统能够有较强的自我维持能力;同时,还要考虑到经济方面的影响,在确保达到河道治理目标的基础上,最大限度地降低成本,统筹好前期的建设和后期的维护工作,减少维护成本,以实现河道治理的可持续发展。
2 河道生态治理思路
2.1 水利基本概况
闵行区地处上海市中心城区的西南部,区域总面积371.68km2,现辖9个镇,3个街道,1个市级工业区,现有耕地面积约5754公顷,自解放以来,闵行区水利工程经过了多年的发展,全区的农田水利设施建设都有了很大的改善,基本适应了防汛排涝的要求,但水利建设中还存在着工程老化失修、农田分布零散,灌区规模小、河道引排水不畅、涝渍灾害的防御能力不高,田间排水设施有待完善、农田灌排设施配套不能适应现代都市农业的发展等问题,尤其是河道淤积严重,引排水不畅,极大地阻碍了农业的发展,给闵行区国民经济的发展带来了不利的影响。
2.2 造成河道功能下降的原因
在城市发展的过程中,由于一些企业环保意识淡薄,有时为了追求更高的经济利益而不惜以环境为代价,将未经处理的工业废水直接排入河道,造成河道水体的严重污染,不仅对危害到河道中生物的生存,还给城乡居民用水和正常的工业用水安全带来了威胁。一些城乡居民生活区没有建立污水收集网,日常的生活污水直接排入河道,加剧了河道污染。
另外,农业生产中,长期使用磷肥等肥料及化学农药,对河岸上和河流中生物的生存环境破坏十分严重,河流水体的自净能力逐年下降,水生态循环变差。
而由于水利工程的兴建改变了河道断面,对水流形态及其原有的功能产生了影响,在没有洪水发生时,水流速度慢,极易造成泥沙的沉积,使水生态循环不畅,而在洪水发生的时候,河道断面往往不足,无法达到泄洪的要求,造成一定范围内的洪水灾害。
3 生态河道治理整体设计思路
3.1 治理理念
河道生态治理的目的是通过一定的手段,构建起一种既适合人类生存,又能保持生物多样性的适合自然生存的状态,从而促进人与自然的和谐发展。这一目的表现在实际中的具体要求为水流必须清澈、河岸须有绿色植物、河道的横向要保持空气、水分的流通、河道要尽量保持其原有的形态。
首先是对水体质量的要求,清澈的水流是保证河岸、水下生物生存的基本条件,同时,水流的流势要自然多样,生动丰富;两岸的河滨要有多种类、搭配合理的绿色植物群落,绿色植物选择时要根据不同的水情选择合适的物种,尽可能地保留原有的野生植物,营造自然的环境气息;河道的横向要保持空气、水分的流通,以能保障动植物的生存环境;河道的纵向要最大限度地保留期原有的蜿蜒曲折的形态,尤其要避免裁弯取直的设计思路,而要创作条件增加河水自然流势的多样性,减少人工痕迹,体现河流及周围景观的自然性。
3.2 设计思路
根据河道生态治理的思想,在进行河道生态建设时,要坚持将“回归自然”和“以人为本”相结合的思路,既要保留河岸原有的水草、礁石等,恢复河道原有的排洪、蓄水、航运等自然功能,保持河道原有的自然特征和水体流势的多样想,建设仿自然型的河流,还要处理好人、水关系,建立起亲水、安全的人水和谐环境,满足人类活动对河道的要求。
针对闵行区存在的水污染严重的问题,在进行河道生态建设中,应当着重加强截污、治污的管理工作,建立污水处理配套措施,通过沿河埋设管道,设立分级沉淀池对居民生活区的生活污水进行截留、沉淀,将其中对水体有害的物质排除后,再将其排入河道;同时,在建设主要行洪通道的基础上,还应设立多功能的拦污栅,采取一定的保洁措施,对已整治好的河道进行保护,以保证其功能的正常发挥,实现治理的目的。
3.3 生态河护岸在河道生态建设中的应用
生态护岸是指河道恢复后的自然护岸,或是具有自然护岸“可渗透性”的人工护岸,它采用自然材料,形成了一种“可渗透”的界面,具有丰水期泄洪、枯水期补枯,调节水位的作用,还能构成丰富的生态系统,保证河岸横向的空气流通、河岸和河流水体之间的水分交换和调节,使河流地貌更加多样,提高河流的自净能力,同时还能与周围的环境构成一道优美的风景线。这一新型的护岸结构在实践中的不断应用和推广是河道生态治理水平发展的中的一大进步。
4 结语
在生态河道治理中,为了更好地实现“治污、防洪、还生态、促发展”的目的,首先应当坚持将以“回归自然”和“以人为本”相结合的思路,树立牢固的生态和谐理念,注重开发河道的多种功能,加大河道生态建设的宣传力度,提高全社会的生态河意识,大胆创新,在综合性、协调性、自然性和经济性原则的要求下,进行河道生态建设,实现河道治理的目标,从而促进水生态系统的良好循环,达到人与自然和谐相处的目的,促进社会、经济的可持续发展。
参考文献:
[1] 杨琼,张敏秋,周志华,等.永定河绿色生态走廊建设工程中减渗方案的设计与思考[J].北京水务,2011(4).
[2] 何靖亚.富阳市生态河道治理思路探讨[J].浙江水利科技,2010(1).
【关键词】河道;施工,建议
中图分类号:TU74文献标识码: A
我国城市经济的不断发展,直接推动了工业经济的发展,在发展的同时,工业经济对河道的污染,导致生态环境受到破坏,同时自然灾害对河道的冲刷,也造成了河道在一定程度上的损害。因此,不断提高河道施工技术,加强河道治理以及施工质量就显得非常重要,所以,在进行河道施工的过程中要不断加强河道施工的管理,加强质量技术监督,创新技术思路和方法,针对具体问题找出具体的措施,才能够不断推进河道施工技术的改善,提高河道抵抗自然灾害的能力。
一、河道治理存在的问题
(一)防涝能力低
在我国河道建设中,很多河道都是修一次管很长时间,这样导致河道总体防洪能力低。很多河道水利工程都遭受到不同程度损毁,整体防洪防灾能力比较差,一旦出现险情,就威胁到城市居民的人身安全。所以在河道施工与治理的过程中要针对不同的地段进行不同的施工与治理。
(二)砂石开采管理不到位
河道治理不仅要加强施工技术的提高,而且要不断加强非法开采河道里面的砂石。因为河道中的砂石本来是可以对防洪有一定的效果,保持河势的稳定,也可以给单位带来一定的经济效益。但是过渡的开采就会影响到河道的安全,由于一些非法份子在利益的诱惑下,不管国家的法律法规,过渡开采砂石,严重影响了河道的安全运行。加强我国水利过程管理人员本身就比较少,使河道管理力不从心。
(三)河道堵塞严重
首先,在城市建设过程中的,建筑垃圾与生活垃圾倾倒在河道中的现象非常严重,这样就严重影响了河道的正常运行,而且,随着土地资源的不断紧张,很多单位或者个人挤占河道的现象也非常严重,如果出现连续的降水,就严重影响河道泄洪的能力,而且随着河道长期没有维护与修理,也导致了河床变浅,严重影响到河道的泄洪。
(四)河道生态环境受到破坏
生态环境的治理在河道治理中也具有非常重要的意义。随着城市经济的不断发展,随着开采砂石的情况越来越多,使原有的河床遭到了破坏,而且城市工业污水也相继流入河道,导致河道的生态环境遭到了严重的破坏。因此,要注重河道的生态环境建设,把生态文明与河道治理相互结合起来,达到工程质量与美化环境的双重效果。
二、加强河道施工管理的建议
(一)合理开挖土方
河道施工就必须要进行堤体填筑工程,这是河道施工过程中一项重要的任务。因此,要先开采一定的土方,要按照施工技术和要求进行施工,而且要按照不同的地段进行不同的施工,而且在施工的过程中对混凝土的质量要进行仔细的研究和检验,比如含水量、压缩系数、天然容量等。同时,要根据地形和施工的性质,采取平面开挖还是立体开挖,这样能够为施工的顺利开展奠定良好的基础。而且在开挖的过程中对河道周围的杂物进行彻底的清理,这样才能够保证土方开挖的顺利进行,这是提高河道施工效率的前提。
(二)加强土方填筑技术
河道施工的过程还要加强土方的填筑工作,这是加强河道施工或者维修必不可少的环节。在进行填筑施工之前要铺设一层50cm的细石料层,而且数量和质量都要符合相关的标准和参数,每层填筑都要把上面的杂物清理干净,这样,层层之间就能够紧密的结合。而且,在填筑的过程中要采取大面积填筑,这样就不会产生缝隙,能够保证良好的结构。在填筑的过程中,要维护整体建筑物的完整性,避免对其它部分造成损害,这也是河道施工过程中重要原则。而且对施工中的填料水分以及质量要进行全程监控,保证施工质量达到河道施工的要求。在填筑土方之前,要把河道的泄洪管道或者排污管道铺设好,铺设的过程中要严格按照相关要求进行管理和施工,管道一般选择水泥管道与聚乙烯排水管,加设PE排水管道基础设施。在埋设河底管线时,五级以上航道,在规划河底标高2m以下处埋设河底管线,六级以下航道,河底管线埋设位置在河底标高1m以下位置。
(三)加强河道疏通
河道疏通技术在河道维修以及泄洪能力方面具有非常重要的影响作用。要认真对河道的深度进行探测,对浅滩部分要进行开挖,这样能够提高河道的泄洪和防洪能力。目前,在我国的河道疏通中有很多成熟的技术,如挖深疏通、爆破疏通等多种疏通方式。随着环境保护意识的不断提高,环保疏通技术在河道疏通过程中的作用越来越大,也运用的越来越广泛。在疏通之前,要认真估算河道的水流速度以及过水能力,小于设计断面70%的河道深度被定为淤积河道,河道的淤积量必须在疏通前进行计算。加强河道的疏通主要是因为人为或者自然沉积使河道变小或变浅,影响河道正常功能的发挥,所以要加强河道的疏通,确保河道功能的正常发挥。
(四)加强监督管理
在河道施工过程中,技术虽然比较重要,但是加强监督管理也是非常重要的。在通航的河道建设过程中,更要加强监督管理和做好检测工作,按照相关要求进行管理和施工。必要时,要通知航道管理部门参与河道的监督管理,这样既能保证施工质量的提高,也能够加强河道的管理。在加强施工管理的过程中,要加强河道水土的监督管理,防止水土流失,因为河道的水土流失也会对河道的治理与监管造成一定的影响,所以要对水土流失的情况进行实时的监测,对情况及时的分析。
结语:
河道施工管理是一个长期复杂的过程,因此,在加强河道治理与施工的过程中要不断提高施工水平,在施工的各个环节都要按照严格的标准进行施工,不断加强施工过程在技术和质量的监督管理。严格加强工程质量和施工标准的建设,使施工过程不断规范化、合理化以及标准化,而且加强河道的管理和建设可以减少自然灾害的发生,实现社会经济的可持续健康发展,提高河道治理工程项目的质量和工作效率,进一步促进水利建设以及我国水利事业的进步,进而,推动社会经济的全面发展。
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【关键词】城市河道;河道治理;景观生态模式
随着整个社会的不断发展,人类对于城市河道的要求也不仅仅局限于古时的防卫及用水需求,为此,治理城市河道也就不再只是拘泥于城市运行的需要。更加的重视河流自然生态,不断地保护和恢复自然环境,更好的做好景观建设与生态的结合,逐步成为城市水利建设的热点。
1 城市河道基本功能
对于城市河流而言,其自然状态和其他的天然河流一样,由河床、水体、河滩及河流的上下游、左右岸共同组成有机的整体。但是,对于城市的河流其还要受到防洪、用地、供排水等因素影响,对于绝大多数的河道还需要我们通过人工的方式进行改造,因此城市河道系统应主要具备防洪排水、景观文化、生态环境改善、雨洪利用等功能。
对于城市河道的防洪排水功能而言,其直接关系到整个河流防护区的安全,同时,河流需要做到的防洪标准也决定着河道治理的标准范围。结合大多数城市发展的经验我们看到,城市河道除了需要能够有效地排出过境洪水外,还需要能更好的容纳流域内设计标准降水带来的地表径流。为此,城市河道的排水能力要满足保护对象的防洪标准,有效修正汛期河道内水位与流量的关系,降低河道周边防洪目标的洪水风险;城市河道的景观美感通常来自于知觉。狭义的景观美学重视视觉感受,重视河道空间布局、色彩效果、层次搭配等;广义的景观美学不仅重视视觉感受,而且更加注重听觉、嗅觉等各种知觉的体验,包括体验者头脑对整个知觉感觉的思考。从空间分布模式上讲,河流的条带型特征可以改变以地块拼接的城市地块镶嵌模式。人类是景观环境的构建者,环境中个体与社会群体对环境对象的审美判断,会随着时间趋同;城市河道的景观结构类型属于廊道,是上下游营养传输、污染物运移转化和水生生物迁移的重要通道。同时,滨水地区是城市生态敏感带,应重视植被群落的生态功能,尤其为各种软体动物、鱼类、爬行动物和植物资源等提供栖息场所,这对维持滨水生态系统的稳定至关重要;传统的河道治理往往忽视了河道在雨洪利用中能发挥的作用。随着城市管理水平的提高,不但要防止洪水对城市的破坏,而且要尽可能通过城市河道用好雨洪资源,实现以丰补欠和雨洪资源化。
图1 城市河道生态构成图
2 景观生态学原则
景观生态学指的是研究景观单元空间配置、结构组成及其与生态学互动的综合性学科。其更加强调空间异质性的发展和维持、生态学尺度与过程的相互作用,此项学科研究的核心是人类对景观及其元素的影响,其过程中需要遵循:①系统性原则:在景观系统内,每个要素或生态系统均可视为一个具有相当宽度的斑块、狭长的廊道、背景或基质,景观组成的最基本模式是斑块-廊道-基质模式。从本质上看,景观结构是生态客体在景观中异质性分布的结果,生态客体在景观中的运动直接影响着景观结构的变化;②可持续性原则:景观生态学过程研究需要兼顾景观变化与资源利用的协调性、可持续性,河道治理过程强调对改造对象景观目标的实现,同时,要符合水文、动植物资源和土地资源长久发展的需求;③景观改造的谨慎性原则:景观改造的过程与研究范围内的异质性为因果关系,人类通过改造景观的异质性来提升景观价值,但在一定范围内,异质性增加对景观的影响是非线性的,强烈的生态流增加更容易破坏所在系统的稳定性。一般认为,越复杂的系统,其稳定性越强,但稳定性遭到破坏后恢复稳定的难度越大;④经济合理性原则:景观过程是通过工程项目实现的,经济上可行是重要的衡量标准,不仅需要考虑项目实施的投入产出状况,还要对项目后期运行维护费用的落实进行研究。
3 治理关键
3.1 基本要素
基于传统水利视角,河道治理重点在水位、流速及雨水入河口高程等3个因素,其对河道治理有直接影响。设计水位依照城市总体规划及防洪规划确定,同时,还需要让雨水入河口内顶高于设计水位。城市河流流速是河道设计的一个重要参数,一般城市河流流速不宜太快或太慢。河道水位与流速可以通过沿途闸坝进行调度控制。
3.2 断面选择
河段不同则河道就有不同的功能,河道断面有多种选择,如梯形断面、矩形断面、复式断面等。受制于城市用地紧张的情况,河道空间布局限制可谓多重。采用梯形、矩形断面设计能够有效地提升滨水地带土地利用率,但枯水期与丰水期水位波动大,且硬性护砌切断河流水体与河岸物质能量交流,生态和景观效果并非最好。城市河道整治过程中的断面选择是区域景观结构选择的过程,构成景观的要素数目、类型、大小、形状和外貌特征对生态客体的运动特征产生直接或间接的影响,进而影响系统的整体功能。河道断面设计重点考察标准洪水的影响范围,根据土地条件尽可能预留较宽的河道宽度,再根据河道基本的水量水位关系设计河道河槽和滩地分布比例,这样不仅可满足城市河道景观设计的空间需求,而且可在极端天气条件下起到缓冲作用,提高城市河道行洪能力。
图2 河道断面-矩形断面图
图3 河道断面-复式断面图
图4 河道断面-梯形断面图
3.3 河道景观设计
作为一个线性系统,城市河流景观设计需要依照线性工程特性及经济性原则选择尺度,景观设计核心基于生态原理,需要引导城市河道与周边生态良性互动,尽可能的用好自然力促进系统有机更新再生。设计策略上面,需要尽可能满足多尺度多目标的景观需求,了解区域居住者、办公者、旅行者不同时期需求差异。同时,设计者要用发展的角度思考自然系统自身的变化和发展过程,运用适宜的人工干预引导自然系统向着有利的方向发展。例如,河道在自然状态下产生的水生生物群落和水陆两栖生物群落,会逐渐演化成一个复杂的“水生-水陆两栖-陆生”生态系统,考虑到系统发展带来的景观变化,应在设计阶段做出科学合理的解决方案。对河道滨水空间的规划设计是当前城市景观规划的一个重要内容,同单一的水域治理不同,滨水空间规划以生态理论为指导思想,将影响河道与滨河生态的所有问题加以考虑,制定综合规划,从而达到恢复水域生态稳定性的目的。
图5 河道景观设计示意图一
图6 河道景观设计示意图二
图7 河道景观设计实景图
3.4 生态环境与景观效益
恢复河道生态则代表着河道及滨水带生态恢复,有效地保证河道生态系统衍生。通常,河流廊道生态功能主要分为通道作用、栖息地功能、源汇作用、过滤和屏障作用等。治理河道时,硬质衬砌堤岸可作人工廊道,依照人工廊道距离―效益理论,距离延长,其经济效益就逐步下降,而自然廊道环境效益随距离延长而提升。其中,存在一个平衡点,在这个长度条件下,人工廊道的经济效益和自然廊道的环境效益大致相当。这反映了城市河道通过适度的人工干预,可以扬长避短,也可以解释为适度的局部衬砌可以提高防洪效益,对区域公共与财产安全起到积极作用。城市河道生态恢复设计时,在河道的重要部位需要通过人工措施进行加固,对保障经济效益并发挥环境综合效益是有积极作用的。景观生态设计需要了解景观元素之间的连通性,避免降低景观多样性与生物多样性,考虑在影响生物群落的重点地段保留生境和廊道。在生态系统设计时,尽可能以本地植物为主,以降低外来物种入侵对生态系统的破坏作用。河床坡降设计应避免大跌水方案,充分考虑鱼类洄游和上下游双向的物质、能量联系。
图8 生态效益与景观效益的结合
4 结论
经济社会的发展对城市河道治理有了多样化需求,我们通过景观生态设计做到城市防洪、景观改造和生态修复,更好的推动人工河道治理更亲近自然,推动河道生态系统的平衡与稳定,更好的实现城市与河道的有机共存。
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关键词:河道治理;堤防;水土保持
中图分类号:TV文献标识码: A
一、河道治理工程管理的重要作用
我国本是人口大国,人口的基数较大,人均水资源严重缺失,加上现代社会经济高速发展,工业生产的发展严重破坏了现有的生态环境,造成了现在很多河道污染,进而导致水质下降、水资源短缺等问题,破坏了生态环境的平衡,某种程度上制约了经济的发展。工程管理是河道治理工程中的重要环节,加强工程管理对于河道治理工程的顺利完成有重要的作用。首先,加强河道治理工程管理能够合理的控制整个工程的成本,工程成本的控制包括各部门的责任网络和班组经济的核算,合理的工程管理能够有效的控制施工进程中的资金流动,使项目成本始终在有效的控制之下。其次,加强河道治理工程管理能够保证整个工程的质量以及使用的安全性,从而减少灾害造成的损失,避免威胁人们的生命及财产安全。最后,加强河道治理工程管理能够让河道治理的效果发挥到最优。进一步完善防洪、排洪、灌溉等水利设施系统,完善污水处理设施系统。总之加强河道治理工程管理,合理有效的开展污水处理以及河道生态的整治工作,从而促进水生态系统的良性循环,对于保护生态环境,满足人们生存发展需要,实现未来经济可持续发展具有重要作用。
二、河道治理的意义与原则
(1)河道治理的意义
河道治理是我国建设良好生态环境的有利保障,加强河道治理可以防止洪涝灾害的发生,能够及时排洪减少洪涝灾害带来的巨大损失,并且可以对河道附近的农田予以灌溉等,这样可以使得水资源能够循环利用,实现了水资源的可持续性。
随着水资源工业利用率的增加,河道与周围环境严重的污染、河水水质下降、供水不足、动植物被严重破坏和大量水资源浪费的现象时有发生,导致生态环境与经济发展非常的不平衡。
加强我国河道的治理,加大对我国生态环境的优化,既满足了我国当代人民群众的生活需求,也为我国经济发展提供了十足的动力。同时,通过河道治理加强了对我国水资源和生态环境的保护,不仅实现了我国资源的可持续发展,也为推动我国和谐社会的进步与社会经济快速发展奠定了基础。因此,河道治理对于我国的环境优化、社会进步、人民生活有着重大意义。
(2)河道治理的原则
1、合理规划、统一筹划的原则
观察河道周围的地形并参考相关的规划手册,衔接好河道中直流、上中下游及河岸之间的关系,调整好工业的水资源排放、群众水资源的利用与生态环境之间的联系,做好自然灾害等预防与处理。
2、以群众用水为重点,人水共处的原则
以保证群众百姓的生命财产为中心,以河流治理为出发点,合理制定河流的路线、堤坝与百姓居住地的距离、河道的宽度等因素。
3、不同情况不同策略的原则
根据河流附近的地形特点、生态环境、防洪要求的需要,选择合理的治理方案和策略,以达到河道的安全性与适用性相结合的目的。
4、减少浪费,以次充好的原则
通过制定合理的治理方案后,在工程实施过程中,减少使用材料的浪费,严格控制材料的运用,避免以次充好的现象发生。
在治理施工过程中不要破坏当地的环境和植被的生长,在河道堤坝围栏外,尽量采用植物美化环境,以实现治理与环境的双重优化。
三、河道治理工程水土保持措施设计
以往河道治理工程主体设计时偏重经济效益和社会效益,不太注重工程建设对生态环境的破坏,造成了大量的水土流失。根据以往河道治理经验及相关的水土保持法律法规,本工程主体设计过程中有专职水土保持人员或环境保护专业人员参与,在工程的选址、选线、工程设计、施工工艺、施工组织等方面融入水土保持理念,从工程源头控制、约束和优化主体设计,尽量减少工程建设对地表的扰动,在工程源头避免因工程建设带来新的水土流失。
(1)采用工程措施进行水土保持
在开展水土保持工作时,工程措施的见效非常快,在增加土壤入渗时间、减少径流量、缓解潮汐的撞击力度以及地表径流速度方面有着显著效果。主要的水土保持工程措施有混凝土护坡、抛石护岸、设置排水沟以及堤顶道路硬化等。具体的措施选择可以根据不同地方的实际情况进行选择。
(2)种植固滩护岸林进行水土保持
在径流的冲蚀以及河床摆动的影响下,堤防常会出现洪水漫决以及河岸崩塌等现象。因此,除了工程措施之外,种植固滩护岸林也是一种有效的水土保持措施。护岸林的宽度一般在20~40m,主要使用的是混交复层林。而在靠近水流的地方则应该栽种灌木柳,其它处可以采用乔灌木混交的形式。
1、种植护堤草
种植护堤草是一种见效非常快并且节约成本的水土保持措施,同时还兼具改良土壤的作用。堤坡植被的增加对于减少坡面受到的直接冲击以及防止水土流失有着非常重要的作用。草高需要保持在20~40cm左右,种类主要是密丛型,具有较强护坡效果。
有资料证实,同样是20°的坡地,林草坡地比耕地相比,径流量会减少88.4%,泥沙的流失量会减少97.4%。
此外,护堤草的种植同时还可以促进农、牧、林以及副业的发展。
以我国安徽省的淮北大堤饶荆堤为例,该地的绝大多数为淤质土,抗冲击能力较差。但是却非常适合植物的生长与繁殖,结合成本的角度考虑,可以采用草皮护坡的方式来防止堤防工程的水土流失问题。
2、根茎繁殖的具体施工步骤
根茎繁殖的具体施工步骤主要有以下4项:整备土壤、撒播草种、草茎繁殖和草皮养护。
①整备土壤
该措施需要首先清除堤防坡面的杂草,然后依据“高铲低填”原则整顿堤防土壤,提高堤防表面土壤的疏松程度。
堤防土壤整备工作完成以后,需要满足如下要求:地方的表层土壤比较疏松,颗粒细小并且均匀,土壤深度保持在15~20cm范围内。
②撒播草种
所使用的草种为狗牙根,每100m2的面积上所撒播的草种≥1.5kg。使用的肥料中,氨含量应该>10%,磷酸盐的含量应该>15%,碳酸钾的含量应该>10%。播种时需要先将肥料和草籽混合起来,均匀撒播到已经整备好的表土中。
③草茎繁殖
草茎繁殖有2种:1)爬根草的栽植需要首先将野地里自然生长的草连根铲除。一般情况下铺植比例为1∶2.5,将草铺植好后要覆土并且浇水,然后压实。
草茎繁殖需要掌握好草茎的收割时间,一般在每年的六月中旬之后,且需在收割当日便将草茎运送到施工现场进行铺设。
④草皮养护
养护工作是关系到堤防管理效用大的关键环节,因此需要予以足够的重视,其主要包括洒水养护、药物封闭、防治病虫害、清除杂草、防止践踏以及追肥等。
由于新种植草坪尚且没有形成根茎,因此抗旱能力比较弱,为了给草坪创造良好的生长环境,适量的洒水养护工作必不可少。
播种以后的草坪很容易滋生杂草,因此需要定期进行除草。
追肥处理是为了避免由于土壤的水肥情况太差而影响到草坪的生长,所用的肥料主要有生长肥和提青肥两种。
由于病虫害会给草皮质量造成严重影响,因此在草皮的生长过程中需要依据实际情况开展病虫害的防治工作。
此外,雨水的冲击会对草皮的生长造成影响,因此在草皮的生长期间如果下了暴雨,就需要及时进行相应的雨淋沟修补以及草皮的补植工作。
四、结语
综上所述,对于地方管理工作来说,水土保持是其中非常重要的一项内容,是解决我国水土流失问题的有效途径。为了做好河道治理工程水土保持,相关管理部门既要做到合理利用相应的治理技术,又要依法管理,建立有效的监督机构,从而保证河道治理工程能够安全有效的完成,切实将对生态环境造成的危害降到最低,保障社会经济稳步健康发展。
参考文献
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关键词 生态格网结构;中小河流治理;应用;云南富宁;各甫河
中图分类号 TV85 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)06-0188-02
1 工程概况
各甫河位于文山州富宁县新华镇辖区内,属珠江流域西江水系普厅河干流上游段,流域地理位置介于东经105°30′~105°39′,北纬23°38′~23°48′。河流发源于富宁县花甲乡戈博村,于富宁县城注入普厅河,交汇处以上径流面积159 km2,河道总长32.8 km,平均坡降11.2‰。
本次治理段位于各甫河中游,起点为上者郎村,径流面积71.6 km2,K点位于各甫河村,径流面积98.5 km2,区间河长5.95 km,平均坡降7.5‰左右。该河段无任何人工防护措施,为天然河道,临河两岸田面低矮,洪水容易漫堤成灾。特别是治理段中上游部位两岸农田被洪水淹没,田面砂化现象较突出。而中下游河段存在许多“壶口”瓶颈段,洪水不能正常下泄,造成漫堤成灾。根据现状河道防洪能力复核及洪灾调查,治理段现状河道多数是由于河宽及堤高不足,防洪标准相当于1~2年一遇洪水标准。治理段的洪灾呈十年九遇态势,只是灾情轻重不同而已。从洪灾调查及治理段河道防洪能力现状分析看,为保护沿河两岸的农田、村寨,保障人民群众的生产安全,实施该段河道治理很有必要。
2 工程地质条件
工程区位于云贵高原向桂东溶岩过渡的斜坡地带,测区以构造侵蚀低中山地貌为主,其次在上者朗村、安兰村、各甫村一带分布有部分溶蚀侵蚀地貌。区内出露地层有寒武系、泥盆系、第四系以及中三迭世侵入岩体。构造主要表现为北西南东向断裂构造,次为北东南西向构造。该区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35 s,相应的地震基本烈度为Ⅵ度,属相对稳定地区。
沿河两岸岩性划分为4层:第1层为冲洪积层亚粘土;第2层为冲洪积层砂砾石、卵石;第3层为第四系残坡积粘土、亚粘土和碎石质土;第4层为(∈3t)泥质条带灰岩或钛辉辉绿岩(ν-βμ)。根据河堤基础的组成结构,河堤基础持力层主要置于第2层或第4层内,为单一结构。堤岸及堤基多由第1层亚黏土,第2层砂砾石、卵石组成,局部为第4层泥质条带灰岩或钛辉辉绿岩。
3 河道治理方案
各甫河治理工程治理任务以防洪为主,兼顾生态、景观要求,根据防洪保护对象的重要性,防洪标准为10年一遇,堤防工程级别为Ⅴ级,10年一遇设计洪峰流量为98.4 m3/s,5年一遇设计洪峰流量为68.3 m3/s。治理方案应以尽量减少工程建设对河流生态系统的影响为原则,避免以防洪为单一目的,从而随意渠化天然河道、对河道进行裁弯取直、采用混凝土硬化河底等,建筑材料也尽量使用天然与生态复合材料。根据以上要求结合工程实际情况,综合考虑材料开采难易、施工可能性、材料运输可能性、投资及生态效果。河道治理方案为:堤身采用原河堤开挖粘土料回填碾压夯实,5年一遇设计水位以下采用格网绿滨垫护坡,网内填充适合粒径的块石,5年一遇设计水位以上采用混凝土框格护坡,背水坡采用草皮护坡,迎水面及背水面均采用1.0∶1.5的坡比[1-3]。
4 护岸结构设计
根据选定的治理方案,设计的治理河段底宽10.0 m,顶宽25.5 m,基础埋深1.0 m,底宽1.5 m,采用生态格网固滨笼。5年一遇洪水的过水断面采用30 cm厚生态格网绿滨垫护坡,格网绿滨垫下铺设土工布,设计坡比为1.0∶1.5;5年一遇洪水位以上采用C20砼框格植草护坡;两岸护堤使用原河堤开挖土料碾压夯实,河堤顶宽3.0 m,并铺设20 cm厚的泥结石路面,外坡坡比为1.0∶1.5,采用散草护坡形式,外坡坡脚设置30 cm×40 cm混凝土排水沟(图1)。
5 生态格网结构特点
生态格网结构是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝、铝锌合金涂层钢丝或包裹PVC的以上同质钢丝使用机械编制成网片,再根据工程设计要求用专业设备裁剪加强制作而成的不同规格的格网制品,按照设计要求和施工规范连接组装,并装入块石等填充物,使之成为有规则形状和一定重量的集体砌体。砌体施工完成后,网箱中石缝内会通过自然力集满泥土,植物可以自然长出,也可人工培植。生物于块石空箱栖息,使工程结构和生态环境融为一体,是工程结构回归自然的首选方式(图2、3)。
6 生态格网施工工艺
在坡面铺设格宾网垫前,平整夯实地面,土堤与格宾网垫采用无纺土工布铺设,然后进行格宾网垫铺设,网垫顶部适当增加覆土,形成连续协调的坡面,主要包括2个步骤。
6.1 格宾网垫的组装
从捆扎包中取出折叠的单件并放置于地面上,之后展开并恢复至原形状。前、后和尾板应翻开至垂直状态并完成一个敞开的盒子,侧翼则适当折叠并互相交迭。所有的间隔板与尾板固定并系紧在格宾的前、后板上。尾板与中间隔板保持竖立装填,并使折痕都处于正确的位置,每个边的顶部都保持水平。在完成组装后,把格宾摆放在合适的铺设地点。为保证结构完整,在填充格宾前先用钢丝或钢环把所有相邻的空格宾连接,钢环扣件间距不能超过150 mm[4-6]。
6.2 格宾网垫的充填
填充毛石径控制在75~150 mm,在进行填充时应辅以人工填充,以保证空间比率最小。填充过程中应逐个格宾进行,以免造成局部损坏。每个格宾的填充高度控制在不超过邻近格宾100 mm,并注意避免损坏格宾表面的PVC保护镀层,填充格宾时应插入加强棒。在填充前保证同一层格宾的所有边部与其相邻的格宾完全连接,填充的石头需高出金属网格25~40 mm,并保证间隔板的上部外露。铺上格宾盖,并把格宾盖和所有的边、尾端和间隔板绞合紧。邻近的格宾盖可以同时安全地连好,再将底部所有的钢丝向内折好。
7 结语
目前,云南省境内众多中小河流治理均采用生态格网结构,在城区河流综合整治工程中运用更为广泛。通过几条河道的施工及运行情况看,这种新型的柔性护岸结构与传统的以石料、水泥等硬性材料为主的护坡形式相比,具有造价低、生态性好、可柔性变形等特点,是工程与生态环境相结合的典范,在中小河流治理工程中应广泛推广运用[7-8]。云南省文山州富宁县各甫河采用生态格网结构进行综合治理后,提高了河道防护标准,保障了沿岸人民群众生命财产安全,同时有效改善了河段的水土流失情况,且生态格网结构具有透水性和过滤功能,对周围的环境保护具有重要意义。
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【关键词】 水土保持 河道治理 措施
1 水土流失带来的危害
水土资源是我们人类在地球上生存的最基本的前提条件,可是,严重的水土流失导致自然生态失去了平衡,从而使土壤肥力衰减,自然灾害经常发生,农林牧副业的产量不断地降低。水土流失制约着我国当地经济的持续发展,同时还对人类正常的生活造成了严重的威胁,妨碍着社会的发展,对社会的建设产生了很大的消极影响。首先是在生态环境方面,由于生态环境恶化,频繁发生自然灾害。由于地表的植被被人类不断地破坏,以至于林地草地的沙石在外面。又因为坡地地表的土层随着时间逐渐的变薄,在保土蓄水的功能上有所减弱,造成植被不能修复,严重的水土流失使生态环境逐渐的恶化,生态环境非常的脆弱,导致旱灾、水灾不断地发生。其次就是在水土资源上,水土资源被破坏,土壤沙砾化,地利也在下降。水土流失的主要表现是表土被冲刷,将土壤中的养分带走,从而导致了土层变得很薄,引起土壤肥力的下降,导致伏沙砾石在外边。再次就是在设施方面,由于河流、道路等基础设施上泥土的淤积,导致水土流失使下游的河床逐渐的太高,泥沙淤积在河道,河道变浅,从而影响了水的泻洪能力。
2 水土保持存在的问题
由于我国治理投入比较低,是不适应当地的水土流失治理的需要的;当地居民对经济效益太过于注重,在减轻水土流失灾害以及改善生态环境方面的考虑是欠缺的;治理措施科技含量低下,治理标准也过于低下,生态效益和经济效益不能够正常的发挥。因为治理水土流失的任务是非常的重,时间上也是非常的紧张,这时我们必须采取专业的团队来实施。
3 水土流失监测
3.1 水土流失监测的目的
为加强水土保持的设计和施工的管理,协助建设单位快速落实水土保持方案,优化水土流失防治的措施,并帮助水土保持工程和工程的建设,能够及时的掌握生产建设项目水土流失的状况并提出有效的水土保持改进的措施,以免造成不必要的水土流失。
3.2 监测的内容
我国水土保持监测的内容主要包括有水土流失灾害隐患、水土保持工程建设情况、水土流失以及造成的危害、水土流失防治效果、主体工程建设进度以及水土保持管理、水土保持工程设计等方面的情况。我国水土保持监测的重点主要是施工道路、整治工程以及高岸取土场。
3.3 监测的方法
我国的监测方法主要有实地调查监测、现场巡查监测和定位监测这三种。
3.4 河道水土保持措施
3.4.1 加强水土保持法制宣传
我国对水土保持工作是十分的重视的,把水土保持作为我国长期坚持的一项基本国策。1991年,我国颁布了水土保护法,使我国的水土保持走上了正轨。我国政府高度重视水利,温总理在政府报告中仍将我国的水利放到了重要的位置,使我国最近几年水利工作取得的成绩得到充分的肯定。对农田水利建设、饮水安全、节水灌溉、水资源节约保护等水利工作提出了要求。在我国的水土保护法中,明确指出要保护以及合理利用水土资源和治理水土流失,从而来减轻灾害,改善生态环境,发展我国生产。这是相互关联的关系,最终还是为发展生产,从而促进我国经济社会的快速发展。我国水土保持最基本的任务就是预防以及治理水土流失、保护和合理的利用水土资源。水土流失以及水环境的恶化已经对我国的某些地区经济上造成了严重的危害,我国的水土保持法加大了宣传力度,主要是通过张贴水土保持宣传画、报纸等形式来进行对水土保护的宣传,使我国广大的人民群众的水土保持法治意识得到增强,而且,通过执法监督,取得了良好的成绩,防止新的水土的流失。
3.4.2 河道治理工程需注重的综合效益
我国河道水土流失的原因和危害有很多,但是,河道水土流失的主要的原因就是河床滩地,挖沙取土、向河道内倾倒建筑和生活垃圾各种建筑物的侵占,同时也影响了行洪。在行洪期间,河床顺直段河水流速大对堤岸破坏严重,弯曲开阔段河水流速降低推移质沉淀於塞河道破坏凹岸,严重时造成河流改道。植被的破坏。对地表植被覆盖和坡面土壤侵害的影响是非常的大的。植被的茎叶对降雨有截留的功能,对降雨雨滴有着削减的功能,对径流流速有着减缓的功能;我们在大凌河治理过程中不但对河道岸坡进行治理还对河道滩地进行了水土保持治理,具体做法是在河道中间横向修建和河道枯水期水面高程相当的截潜工程提高地下水位在近水滩地栽植了适合当地物候特点的水生蒲草,远离水面的滩地栽植紫穗棉槐,堤防工程尽量减少硬覆盖尽最大可能采取生态护坡形式,对于必须采取应覆盖的河段采取糙率大的格宾石笼护坡石笼网。只有改变土壤的结构,才可以增加入渗,涵养水源,从而来固结土壤,提高土壤抗腐蚀性的作用,同时,植被能够减缓风速,从而来降低风力侵蚀的危害。在水土流失严重的植树造林的区域内,栽树种草,严格禁止毁林、毁草;并能够对低岸坡面设置植被或者是保护措施,以防坍塌。在河道的综合的整治中,不仅仅要抓好河道护岸建设,而且还要注重综合效益,同时在河岸两侧弄个防护林建设,从而使水土流失的防治更为有效。通过这些年的努力,这里已经建设了一批绿化美化、道路配套的河道整治样板段,并已经达到了;利水、亲水的综合效益,同时,不仅为当地的居民提供了全新的休闲场所,而且也给卫生城镇以及都市郊区城镇化的建设提供了有利的条件。
3.4.3 搞好河道水资源的管理
河道水土保持的关键就是要搞好水资源的管理。主要的措施有三个方面。一方面是由于高差形成的势能,在没有雨的季节,上游的地下水和下游的地表水之间的相互的转换,维持我国河流的用水量,从而来保持河道常年不断的流,来补给地下水,增加可利用的水资源。这主要是将河道治理理念延伸到坡面工程的水渗透并储蓄着,使地表淡水转换到土体,并保持在地下。另一方面是为了使我国的水利工程延长寿命,增加效益,从而减轻防洪的负担。我们只有减少水库以及河道的淤积。再一方面就是尽量避免点源和非点源的污染。这不仅仅对水资源的开发利用以及水环境的保护是非常的有利于的,而且对建设景观水利也是非常有利的。同时,只有进一步的增强水土保持措施的渗透效益才有可能搞好水资源的管理。若水资源缺乏管理,那么就会使水土保持和生态环境用水的数量以及质量都很难得到保障,生态修复以及湿地的恢复时很难进行实施的,还会使陆地上的淡水在空间分布上失衡,在生产和生活分配上失调。如果没有水土保持,那么水资源管理就会失去支撑,失去原有的活力和生机。若要水资源健康的、稳固的、可持续的,只有建立在水土保持的基础之上才可以。面临这严峻的水资源形势,我们要有惜水意识,只有意识到“节约水光荣,浪费水可耻”,才能时时处处注意节水;养成好习惯;使用节水器具;查漏塞流,就生产而言,特别对一些高消耗水的行业,我们要围绕如何优化水系统的运行,如何提高循环水的浓缩倍数,如何提高水资源的循环利用等作为节水工作的重点,积极组织技术攻关,提高水的综合利用率;同时制定切实可行的操作制度,对产品水消耗实行定额管理,并作为一项技术经济指标进行考核,减少浪费现象。
4 结语
根据我国的水土流失的具体情况以及水土流失所带来的危害,并进行了分析,水土保持面临着种种情况,必须加大水土保持的投入,实施河道的护岸工程的建设,对城市基建、扩建以及改造建设中造成的人为的水土流失的水土保持的工作要有积极的态度。同时,根据我国水土保持中存在的问题,我们制定了相应的有效的水土保持的方案,并实施注重的综合效益以及管理河道水资源,从而使我国河道治理中的水土流失得到了制止。
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