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随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,人们越来越希望融入自然,接近自然。生态水利设计理念在现代河道治理中的应用,为人们带来了新的感受,符合人们欣赏自然,追求幸福的意愿。目前,越来越多的水利工程正日益影响着生态环境[1]。生态水利建设是解决生态环境问题的有效途径,使得河流治理工程也从单一的水利工程演变为环境工程的重要组成部分。河道治理工程主要有堤防工程和护岸工程等。我国传统河道治理的主要形式:一是蜿蜒形天然河道的线性化或渠道化;二是河岸、河床的混凝土化。上述措施破坏了河流本身的生态平衡,导致河流生态功能丧失。要改变这一现状,就必须坚持可持续发展的生态水利设计理念,遵循生态事物发展的客观规律,以提高河道治理工程的整体效果。
1生态水利设计理念
生态水利工作的核心理念是人与自然和谐相处,这已成为科学的设计理念。为了改善河流生态环境,发挥河道应有的生态功能,基于国外河道治理理念,我国学者、专家提出生态型河道建设的概念。生态型河道建设是基于传统的河道附加的生态学原理,并根据原始河道及其用途进行生态设计,实现人与自然和谐发展[2-3]。随着生态河道建设理念在河道工程中的应用,出现了大量成功的治理方案。同时,也说明生态河道建设可以极大改善河流生态环境,发挥河流的生态功能。生态河道建设的核心理念是创造多样化的动植物群落,这是河流生物生存的基础和关键。为了方便工程设计中植物种类的选择,避免选种不当造成损失,要对一般河道生长的灌、草植物进行筛选,比较相同或不同类型植物群落的生长情况和河岸保护效果,建立完整健康的生态水系。
2生态水利的应用原则
2.1根据植物固土能力选择
固土是保护植被的基本要求,即种植的植被应能保持水土和坡面稳定[4]。河岸边坡容易坍塌,因此防护植物需要选择根系发达、抗侵蚀能力强、水土保持良好的物种,如紫花苜蓿、狼尾草等。
2.2根据植物生活习性选择
不同植物类型具有不同的生态学特征,河流绿化应充分考虑不同植物的不同生活习性[5]。如河滩上选种的植物要有一定的耐淹能力;河道常水位至洪水位要选用护土固坡能力强,根系发达的植物。建议在常水位和流速较低的水流中种植生态美观的水生植物,如黄菖蒲、水葱等。在选择植物物种时,尽量选择生长快、适应性强等特点的本地树种和当地适宜的植物资源,并辅以引进的植物。
2.3根据美观要求选择
城市河流绿化植物的选择应与市区其他绿色植物选择相协调,并符合城市绿化的总体要求。根据滨水景观的特点选择河流绿化植物,也应该基于城市的地方特征和群众普遍喜爱的植物。然后再根据河道的具体特点来选择其他植物。因此在植物选择搭配上要结合植物自身的颜色特点,生育期及开花期交错进行搭配。
3生态水利设计理念的应用
3.1新型水工建筑物的应用
在河流整治过程中,要同时抓洪水安全和生态安全。为实现这一目的,合页闸、翻板闸和钢坝闸等多种不影响蓄水和行洪的建筑物已被广泛应用于工程中[7]。钢坝闸门作为一种新型景观蓄水建筑被广泛关注。底部水平轴钢坝闸门是一种新型的挡水结构,由带有固定底轴的钢闸门,两端驱动装置的设备和一个支撑钢轴的底板组成具有管理方便,安全性高,耐久性好特点。但是对底轴的要求比较高,增加了基础加工工程的难度和工程量。
3.2生态护岸材料的应用
目前,混凝土和浆砌石护岸工程已经无法满足人与自然和谐发展的理念,为实现人水和谐,特别是为人们提供良好的水环境,需要恢复河道的原始生态功能和自然面貌,将河道的护岸功能从单一功能增加为给人类提供休闲和亲近水体等多重功能。现阶段格宾石笼是河道治理、生态防护工程中正在被国家大力推广、在全国各地广泛应用的一种柔性编织金属网。石笼砌体覆盖土壤后,植物将逐渐长出,并实现工程措施和植物措施的结合。柔性材料的绿化景观,将恢复建筑的自然生态。结构填料之间的间隙可以保持水体与土体之间的自然交换功能,也有利于植物的生长,实现水土保持与自然生态环境的统一。
3.3历史人文景观的应用
每条河流都有自己的历史传说,文化典故和人文精神。在河道治理工程中应把这些历史和传说中的祖居之地、文化源头体现在河道治理中,将水利工程与当地的历史和人文完美结合,打造出一座充满浓郁人文气息和深厚文化内涵的艺术馆,使得生态水利的千变万化和人与自然的和谐共生得到进一步提升和实现。
3.4自然景观的应用
河道的蜿蜒性,使其能够容纳更多的水资源,并且也能给更多的生物创造生存的空间。水利工程在河道整治时应保持原有的曲折度,因为不同的地点有不同物种所需的生活环境。在河流治理中,应尽可能保留河流的自然形态,以避免规则化和形式化。通过调查分析,并根据植物的生物学和生态学特征,系统地研究各植物的覆盖度、适应性、植株及根系特征、抗冲刷能力。选择适合于本河道岸坡及滨水区生长的植物,筛选适合于河道岸坡及滨水区生长的植物群落,它起到了减少固体土壤侵蚀的作用,同时利于研究植物护坡建设对净化水质、美化环境的影响。
4结语
建设绿色生态河道是生态文明建设和可持续发展的客观要求。生态水利建设不是俯仰之间的事,需要人们不断的努力,因此它的建设没有终极。始终坚持人与自然和谐共处,树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,尊重自然,回归自然,才是人类共同的理想追求。
作者:梁天雨 刘树峰 单位:吉林省水利水电勘测设计研究院
河道治理工程篇2
当前城市河道治理工程处于一个从外延到内涵不断深化的阶段,一方面高层管理者开始重视生态水利设计,但工程建设还仅停留在理念和形式上,不考虑工程质量,使整个生态理念建设架空,逐渐趋于形式化,无法发挥其实际效果;另一方面,城市发展和居民生产生活进一步凸显了对生态可持续发展的重视和需求。事实上,生态理念建设始终与国家的发展息息相关。目前,我国经济发展进入新常态,更加突出体现在重视发展质量和效益,国家发展对于生态水利的需求远远超过以往任何一个时期。也正是基于这样一个事实,国家提倡各城市要积极践行河道建设的生态理念,融合各项优质资源,采用科学的设计理念促进水利工程的发展,推动城市生态水利建设迈向新阶段。
1城市河道治理存在的主要问题
1.1重水利功能,轻生态功能
以往在水利工程建设当中河道整治的目的主要以防洪为主,同时注重工程的美观性,所选用的施工材料大多为性质比较硬的混凝土等,这种做法的局限性在于严重破坏了周边的生态环境,影响了当地的生物多样性。除此之外,城市规划给河道建设的土地资源较少,再加上其他建设工程对河道土地的占用,使得上述问题更为明显。
1.2重河道内部治理,轻内外联系
河道建设工程是一个长期的复杂工程,涵盖的范围极其广泛,系统当中的各个要素相互关联形成了一个动态过程。以往工程建设的关注重心只局限于河道内部治理,并未充分考虑到河道外部关系的维护。
1.3重建设,轻修复
河道治理是一个系统工程,后期的管理更为重要,而且在不同的环境下,后期管理作用的发挥程度也不尽相同。以往的水利工程建设重点集中于水利功能的改善,大部分施工人员的专业素质水平并不能满足当今工程设计的需求。另外,河道工程的维护需要人们的全员参与,但部分居民缺乏生态保护意识,常常出现恶意破坏城市河道的情况,工农业生产粗放化,对周边水资源和土地资源的破坏性强,长此以往,对城市河道的生态系统造成严重威胁。
2生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用
2.1修复城市河道生态功能
一是城市河道周边的生物系统有其特定的内在规律,在修复过程当中,应该注重修复河岸植被,因地制宜地栽培一些植物,达到涵养水源、防止水土流失的目的;二是要遵循生态发展规律进行河道形态修复,为当地提供丰富多样的生物资源;三是要完善生态环境,加强对河床的监管,做好风险预防工作,其中最主要的就是改造硬化的河床,为生物繁衍提供更大更好的生存空间。与此同时,在修复的过程中,要根据实际情况改造河道护岸,防止河道被侵占。为了更好的发挥效果,也可以采用植被为护岸材料。
2.2加强对污染源处理工作的重视
污染源处理工作与河岸生态设计紧紧相连,做好污染源的处理工作是实现城市河道生态设计的根本保证。因此,政府部门要以事前事中事后的控制,突破原有截污工作的局限性,明确各岗位工作人员的职责,及早发现和识别风险,建立严格的污水排放标准,形成一种约束机制,由政府统一管理,把风险在变为实际的损失之前降低到可接受的最低水平。
2.3城市河道护岸的生态设计
目前,城市河道护岸主要采用人工生态和自然生态的设计相结合模式。人工生态致力于河道的美观性建设,同时修护河道坍塌问题。这种方法可以有效解决河岸较窄且水流湍急的河道建设工程,这也对护岸材料提出了较高的要求,自然生态则致力于河道的生态实用性建设,依据基于当地特色的治理目标和要求,灵活选择种植材料和护岸方法,逐步提高周边地区的生态质量。生态护岸措施一般应用于较宽的河道当中,以草皮护坡为主。
3结语
现如今,生态环境保护建设在实际施工过程中采用科学的设计和多样化的手段取得了良好的效果。生态环境保护建设应新时代发展需求,为新时代的城市建设规划贡献力量。
作者:王璞 单位:郓城县黄集乡水利站
河道治理工程篇3
生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用,对促使城市河道建设向生态环保方向推进具有非常重要的作用,是城市河道治理工程满足时代和社会转型发展需求的重要做法。生态环保理念是被历史和实践证明的,可保障我国实现长远发展,是我国大力推进落实的现代化理念之一。城市河道工程作为与人类文明和社会生产生活发展息息相关的建设部分之一,需积极贯彻生态环保理念,从设计层面上有效落实,优化选择设计方案,引导实际城市河道治理在生态环境保护基础上有效推进,以有效提升城市河道治理工程施工建设水平,创新完善城市河道工程施工管理体系,为稳步推进河道治理工作发挥有效的促进作用。
1生态水利设计理念分析
生态水利理念的出现是水利工程施工建设和水利工程运行理念体系与我国可持续发展理念相结合创新的结果,是贯彻水利工程的新型理念之一。生态水利理念在水利工程中的贯彻应用,是对我国生态资源实现可持续应用的重要体现,能够在河道治理中有效控制生态环境污染,降低生态环境产生的破坏,与时代和社会发展相契合,有效满足当前社会和时代发展的需求。实践证明,生态水利理念在城市河道工程中的应用有效改变了河道水质问题,在为城市用水正常供应基础上,提供了优质的水资源,提升了服务水平,贯彻了以人为本的重要要求。整体上而言,生态水利设计理念是促使生态环境保护、生态环境保护功能和以人为本理念相结合的体现。将其贯彻于当前城市河道治理,能够为城市居民提供安全、稳定、优质的水资源,促使城市生产水利系统顺利运行。同时,城市河道工程积极贯彻生态水利理念,能够营造良好的水文环境,有效发挥工程生态效益,为水利工程运行获得良好的社会反应,为水利工程后期运行维修养护获得有效的成本投入奠定基础,延长水利工程的运行寿命。水利工程系统所处的自然地理环境具有特殊性能够营造一个良好的水环境,对于保证整个生态系统平衡性起着重要作用。
2河道工程治理现状分析
我国城市河道数量总体上较多,且河道建设形式多样。现今,我国的河道主要分为自然河道和人工建设河道两类。河道在我国生产生活发展中具有重要作用,但在长期社会经济发展过程中,过度注重河道的应用而忽视了对河道的科学化管理,导致我国河道出现大面积污染问题,影响河道正常运行,引起了不良的社会反应。造成我国河道污染的主要原因是河道周围居民和厂家将生产生活污水、废水未经过处理直接排入河道。面对这一现状,我国积极加强对河道工程的治理管理,创新使用河道治理技术,积极贯彻落实生态水利理念,期望能够从河道工程施工建设初期落实生态水利设计理念,因地制宜,根据河道地域性特点制定不同的治理措施,实现治理效益的最大化。例如,当前我国在河道治理中对于河槽的治理,可减少混凝土的使用,在提升河槽透水性的前提下,不会妨碍水中生物的正常生长;河滩治理中尽量选择使用新型环保材料,如透水生态砖和打孔混凝土,保证河道的美观性,提升河道生态治理的综合效益;河岸护堤工作要重视使用防护林,通过植物自然净化,有效缓解和控制河道污染。
3生态水利设计理念在河道治理工程中的应用原则
3.1空间异质性原则
生态水利设计理念在城市河道工程治理中的应用,首先遵循空间河道形态异质性原则,营造良好的水环境,促使河道中生物正常生长,实现生态环境保护。在实际河道治理工程建设中,某些施工企业为了控制成本投入,忽视了工程建设与河道生态环境保护之间的有效权衡,导致人工河道开挖建设严重损害了区域性生态环境,损害了生态多样性。将生态水利设计理念贯彻落实于河道治理工程,需坚持空间异质性原则,遵循生物多样性原则,促使河道治理、水中生物以及区域性环境保护协调,提升河道治理生态保护水平。
3.2整体服务原则
生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用,需积极贯彻整体服务原则。一方面,城市河道治理要遵循整体性和系统性的理念,立足于水生态环境,考虑特殊性,具体问题具体分析,不可盲目选择治理技术和治理方法;另一方面,城市河道在贯彻生态水利设计理念时应坚持服务原则,坚持为生产生活发展服务的理念,在此基础上科学、合理地改造治理。
4生态水利设计理念在城市河道治理工程中的具体应用
4.1合理应用生态治理材料
4.1.1应用雷诺护垫材料。此种材料作为一种新型材料,当前广泛应用于城市河道治理工程。实际应用中,雷诺护垫是由机编的双绞合六边形结构的金属网面组成。工程人员在网面结构中填充一些石头,促使网面连接在一起,有效控制水流冲刷。雷诺护垫具有良好的柔性结构,适应能力较强,对河岸有着良好的保护效果。此种材料在实际应用中与生态水利设计理念相符合,不但能够有效保护河岸,而且能够促使河道内的水与坡体实现自然对流,具有良好的生态保护效果。治理中,工程人员可以在雷诺护垫坡上种植植物,通过增大植被面积,实现对河道土壤和水体的自然净化,从而缓解和控制河道污染。
4.1.2使用石笼生态格宾网。此种材料同样作为一种新型生态环保材料,在具体使用中主要利用金属线材织造的角型网制网箱,具有较好的透水性和柔韧性,治理投入成本较低。实际应用证明,生态格宾网应用加工制作工艺简单,有效控制了施工日期,提升了工程施工效率。总体而言,石笼生态格宾主要应用于洪坝和导流坝、挡土墙、大桥维护、路途防护、岩崩防护、固土结构以及海边防护工程等施工建设中,在保护河道运行结构完整性基础上实现了生态保护。石笼生态格宾网适用性强,符合我国河道治理多样化的原则,在实践推广应用中具有良好效果。
4.2建设湿地景观
生态水利设计理念作为涉及生态、景观以及水利工程设计等方面的综合理念体系,在实际城市河道治理工程中可以通过湿地景观建设净化处理城市河道,满足生态水利工程运行标准。湿地景观是防洪蓄水、净化水源以及保持河道区域系统稳定性的重要部分。在水利设计中,设计人员需要从河道的上游和蓄水段之间根据地形合理建设湿地景观。目前,在实际规划建设中,河道内部湿地景观设计主要通过岸边人工湿地实现。一般而言,河槽内存在自然湿地景观,与河道的走向一致,而生态水利设计则主要体现在人工湿地的建设中。城市河道运行中缺少湿地是造成河道运行现状的主因。因此,设计人员可以就地取材,选择河流区域内的土壤、沙石等材料,在基础建设下种植耐污植物作为主要的净水植被,且设置科学的污水处理基础设施。
4.3河道护岸工程合理建设
生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用还体现在河道护岸工程建设中。将护岸工程与生态理念有效结合时,选择生态格网石笼岸墙与中隔堤,充分发挥网笼的柔韧性和透水性优势,将其应用于护岸工程建设,不但能够修复河道生态环境,而且对河道实现高效、稳定运行发挥了促进作用。在河道护岸工程建设中,对于湿地区的岸墙选择使用土堤,发挥初始土堤的生态功能。设计人员可以将其设计成梯形断面,不会妨碍河道生物迁徙,保护河道地区生态环境。
4.4施工技术设计应用
生态水利设计理念在施工技术选择应用中,重视水资源保护的重要作用,保证设计在落实中能够有效发挥水系的自然功能,并且实现自然功能与河道社会功能的有效协调。施工设计中,贯彻使用蓄水技术。此种技术在实际应用中使用堤坝蓄洪涵水,不但可发挥良好的生态环境保护效果,而且不会降低河道的实际应用价值。此外,施工设计中可以使用生态工程措施保护河道的多样性,借助人工保护岸建设,保护河道生态系统的同时,提升河道的美观性。生态工程能够在应用自然景观元素的基础上,与生态水利设计实现协调,提升生态环境结构的整体性。
4.5全面改进优化设计过程
生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用优化设计过程非常重要。在实际设计过程优化中,借助现代化信息技术软件BIM技术直观展现设计过程,通过三维模拟直观发现生态水利设计存在的问题,如是否维持了生态价值和实用价值之间的平衡,然后科学改进,切实发挥生态水利设计价值[3]。将生态水利设计理念应用于城市河道治理工程,设计人员应明确二者的融合需要,充分尊重水功能的发挥,促使自然景观与人工景观有效融合,并且能够合理使用蓄水工程技术。蓄水工程技术尤其是橡胶坝蓄水工程建设,能够在蓄水和泄洪之间实现有效协调,这样洪涝期间浑水从橡胶坝坝袋内水放出,坝高降低,实现高效泄洪。日常浑水渠橡胶坝坝高将会恢复,维持河道内的水量,实现全年蓄水。使用这一工程技术有效保证了河道区域环境的稳定性,有效调节了河道区域气候的微循环。设计过程优化是一个不断改进、积极借鉴外部经验的过程,设计人员要充分利用水的自然功能,尊重自然规律,在河道治理中选择不会污染水质的材料,节约材料应用,控制施工工期,实现治理成本的有效控制。
5结语
生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用具有重要价值,在实际贯彻空间异质性和整体服务原则的基础上,能够从合理选择生态施工材料、建设湿地景观、建设护岸工程以及加强施工设计技术使用等方面落实,尊重自然规律,将生态水利设计理念与城市河道治理有效结合,有效发挥水功能,在保证河道使用价值有效发挥的基础上,提升城市河道治理的生态性。
参考文献:
[1]周顶顶.生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用[J].冶金丛刊,2017(4):224.
[2]李恩辉.生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用[J].中国科技博览,2014(15):186.
[3]曹锐.生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用[J].工程技术(文摘版),2017(5):256.
作者:付海波 单位:承德江河工程设计有限公司