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河道生态修复方案范文1
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
一、水利工程建设对自然生态环境所带来的的影响
(一)水利工程对河流生态的影响
一般情况下,水利工程都是建立在自然河道的基础上的,因此,工程的建设就会直接对河流长时间演化而形成的自然生态环境造成一定的负面影响,使得河流的局部形态出现了非连续化以及均一化,最终让河流原有的多样性生态环境出现不同程度的改变。尤其是在建设大型水库的过程中,由于水库建设具有一些独有的特性,当受到外界阳光的辐射时,就会形成特殊的水温结构,这就使得天然河道原有的水温以及水质均会发生或多或少的变化。
当水面受到太阳辐射时,其热量辐射值就会增大,这就使得水库在蓄水后的水温比天然河道的水温要高出许多,这种情况的出现不仅会对河流原有的水质造成一系列的影响,而且还会对河流中各种鱼类的繁殖造成严重的负面影响。随着水利工程的建设,河流原有的水流速度就会减小,使得河流中的污染物的扩散迁移能力以及气、水界面的交换速率受到阻碍,导致河流的自净化能力降低,同时还会对原有河道造成严重的重金属污染。
(二)水利工程建设对河道附近的生态环境的影响
水利工程的建设对河道附近的生态环境的影响主要体现在河道周围的植被因为水利工程的建设而受到严重的破坏。在水利工程的建设过程中,由于施工的关系,河道周围的陆地植被必然会受到河道建设的破坏,对栖息在河道周围的陆生生物的生存环境造成严重的影响,河道的理化性质也会因此而发生改变,最终使得栖息在河道岸边的所有生物的生存以及生活环境逐渐恶化。在对水利工程进行施工的过程中,环境的恶化使得大部分栖息在河道周围的动物被迫迁徙,导致了施工区域原用的生态系统失去平衡,如不采取相应的措施来对其进行保护,甚至会导致濒危物种的灭绝。
二、生态水利工程建设过程中的设计原则
(一)建设生态水利工程的作用
在水利工程的建设过程中,由于受到施工的影响,自然河流就会出现非连续化以及渠道化的情况,这就在某种程度上使得自然河流的生态环境变得单一化,导致河道流域的自然生态系统逐渐退化。生态水利工程建设的最终目标就是在发挥水利工程的作用的同时,恢复河道及其周边地区原有的多样性生态环境。不过生态环境的恢复并不是以人工种植或引进鸟类、鱼类或者是其它的一些物种为主要手段,此种工程的建设重点应该是将河道形态的异质性提高到最优值,使其无限接近于自然河流原有的地貌环境,为多样化的生物种群的恢复提供有利的条件。
(二)建设生态水利工程的注意事项
在管理以及制定河流原有生态的修复方案中,务必要以可持续发展、长时间、大景观尺度为基础,而不是在局部范围、短时间、小尺度的范围内来对河道的生态环境进行修复。在河流的生态环境的修复过程中展开大景观尺度的修复,可以有效的提高生态环境的修复率,而小范围的修复不仅修复的效率较低,而且修复的成功率也相对较低。在对河道进行修复的过程中,其整体性主要是以生态环境的功能以及结构为出发点的,在建设生态水利工程的过程中,一定要对生态系统中各要素之间的交互作用进行全面掌握,以此来提出具有综合性以及整体性的修复方案,而不是只考虑单一的河道水文系统修复、植被修复或动物修复。
三、利用生态水利来对河道进行治理的方案
(一)治理方案
一般情况下,在对河闸以下进入平原的河道进行治理时,其规划方案基本上是以堤防为主。在对横断面的水位进行设计时,通常要高出地面1米以上,其水位最高时可达到3.44米,平均水位也在0.53—1.3米之间。为了确保河道岸滩具有一定的稳定性,其最佳的治理方式就是修筑堤防。
(二)水位以及流量的设计
在对洪水期河槽的流量进行设计时,一定要根据被保护地区的重要程度,计算出防洪标准下的洪水流量,其相对的水位为设计水位。在对水河槽的流量进行设计时,可以使用平摊流量或造床流量来对其进行计算,其相对的水位为设计水位。在对枯水期河槽的水位进行设计时,可以将通航等级或其它的一些整治要求作为设计的依据。此外还必须对最低水位采取不同的保证率,其对应的流量就是设计流量。
(三)在对生态水利工程进行规划时的一些建议
在对河道进行治理的过程中,最好遵循先消险后达标、先重点后一般、先下游后上游的整治原则。同时还必须遵循先治理城市河流段再治理农村河道段,且在对干流以及支流进行整治的过程中,也必须分区分段治理。对于堤防的完善,一定要在整修完毕后再进行标准化建设。
(四) 对水污染进行治理的技术方法
在对河道的水污染进行治理的过程中,最为理想的方法就是对某一区域或城市进行集中调水、配水,这种方法虽然具有成本低、见效快的优点,不过它并不能从根本上解决河道的水污染,只不过是将被污染的水体从上游转移到了下游,从一个区域调到了另外的一个区域。在对水体污染进行治理的过程中,如果采用此种方法,既不能解决河道的水体污染情况,同时还会形成被污染水体的恶性循环。
四、在对河道进行治理时生态水利的应用
(一)水生植被的构建
在对河道的生态系统进行恢复的过程中,可以适当种植一些水生植物,例如睡莲、金鱼藻、伊乐藻、黑藻等,让它们对河底泥以及水中的钾、氮、磷等营养物质进行转化、吸收。这样既可以防止河道水体的富营养化,又可以对浮游植物的生长进行抑制,为河道的多样化水生生物的恢复提供较好的环境基础。
(二)水生动物种群的构建
适当增加河道中鲫、螺、鲢的种群数量,这样做的主要目的就是对水体中的巨大的微生物、腐碎、有机碎屑、浮游生物以及浮游植物的生物量进行适当的控制,以便于达到维护河道水环境的生态平衡,净化水体的目的。
(三)机械除藻
为了降低河道中的水华蓝藻对河道的污染,可以利用便携式的水华清除装置来对浮性藻类进行清除。
参考文献:
[1] 王凯霞,张晓涛,王德业等.浅议河道治理和生态水利[J].科技视界,2012,(6):171-172.
[2] 陈勋,李梅凤,黄成业等.河道治理中的生态水利应用探究[J].中华民居,2011,(11):389-390.
[3] 张世玉.生态水利在河道治理中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(20).
河道生态修复方案范文2
【关键词】河流 系统 生态功能
一、河流生态系统现状
河流生态系统结构完整性和稳固性是河流正常生态功能的保障。然而目前河道生态系统的消退与人类生活对其相应服务方面需求的持续增长组成的矛盾,已使社会、经济、生态及水资源等受到严峻考验。伴随我国经济的持续快速发展,自然河道生态系统正受到越来越多的外来压力,地方政府现在已经重视本地区河道的状况,并急需出台带有地区特色的河道生态修复措施。
我国的河道一直遭受到人类活动的严重干扰,在我们盲目追求经济快速增长的进程中一直以传统的手段(把河道裁弯取直及全用石块和混凝土覆盖河床)对河道进行整治,传统的治理方法不但阻碍了生态系统组分之间的相互联系(水陆交错地带丧失、水流失去了活力、缺少了生境),而且同时让人类不易临近河道,使河流文化得不到相应传承。 与西方发达国家相比,中国的河道生态修复理念接受较晚,还处在初步阶段。
二、百尺河河流现状
本研究所涉及的河流位于山东诸城市,属于诸城市中等河流,河流宽度50m-89m,共青团水库建于上游(36°1′N,119°22′E),该区域地处温带大陆性季风区,半湿润气候,四季分明,冷暖宜人,年平均气温12℃。降雨期主要集中在 6 月-9 月。比降为1/350~1/1300。
百尺河辛兴镇境内自米家庄村入至张家小庄出境,共流经1 6个村庄,长9.8公里,境内主要支流有岳水河。该段依地势分为两段,即米家庄村至共青团水库段,流经6个村庄,长4公里,最大水深4米,河道比降1/800;共青团水库至张家小庄段,流经1 0个村庄,长6公里,最大水深4米,河道比降1/1200。
在小河北村西、东公村北1公里处,支流大宝河汇入百尺河。河水向西经米家庄、陶家庄、大黄庄、刘家小庄至辛兴镇政府驻地,共青团水库紧临镇政府驻地而建。
在米家庄村至共青团水河库段由于沿岸的农民在河岸大量开荒种地,已经使得沿河两岸成为了菜园和麦地,在汛期时会导致沿岸的水土流失相当严重,形成部分小型的沟壑,而在共青团水库至张家小庄村河段,由于早年有部分化工厂向河中排放污水,致使该河段成为污水沟,对两岸的生态破坏相当严重,这两段河道急需治理,使其能够变为让居民亲近的生态河道。
三、河道生态修复方案
(一)河流纵向修复工法。
1.米家庄村至共青团水库段
由于该河段河流腹地势狭窄,而且不可能取得较多的河流用地,所以要在用地少的情况下进行河流护岸。
采用的护岸方式:应用钢筋混凝土做挡土墙为底,然后采用自然石垒砌,这不但可以弱化人工施工的视觉,还可以产生很多护岸石块孔隙,同时给植物的生长提供了一定的基盘。而且能在组建植物群落的同时为昆虫类和两栖类动物提供必要的食物的渠道和隐藏场所。此外,护坡之上植物落叶和昆虫的掉落能够提高河流腐殖质及水中鱼类食物来源。处在水位线以下的石缝能够变为水生物巢穴,为某些水生物提供了藏匿场所。
2.共青团水库至张家小庄河段
共青团水库至张家小庄河流用地较为宽广,汛期是河水流速较大,岸坡须加强保护的河段。
采用的护岸方式:以钢筋混凝土结构做为底上面垒砌自然石弱化人工施工视觉效果,自然石块之间的孔隙多可根据现场实际情况增加,这不但可以构成适宜植物繁殖的基盘,还可以为河流两岸原生植物的演替提供较为适宜的环境。散料在堆放时可够保持自然稳定状态的最大角度(单边对地面的角度)称为“安息角”。在这个角落形成后,再添加各种散料,散料会自然形成一个“安息角”,随着时间的推移,散料堆会慢慢增高,而且加大了底面积。
块石间的石缝所营造的生境应能有利于植物的生长,这不但是昆虫和鸟类繁衍和停驻地方,也是爬行类动物觅食藏匿的场所,河岸植物还能减少河岸日照时间,降低河流岸边水温,有利于构造多样的生态环境。 其水位线以上的部分护岸平缓,有利两栖类及哺乳类等动物迁移进出活动,其余能够如前述护岸方法。
3.河流横向修复工程
砌石固床法:由于河流为季节性河流,在非汛期时河道流量较小,不利于水中生物的繁衍生息,特设置此种溢流堰,同时可以减少河流纵向冲蚀,保持河床高程稳定和岸坡和护岸基脚,须设置横向修复工程。
采用的修复工程:使用石堤阻河水使河水水位升高,还可与其他工程组合成不同的水环境;水位线以下的石块空隙可以构成水生物的栖息地。在非汛期,可以抬升河水位,增加蓄水体积,利于构成多样性生态环境。
河道生态修复方案范文3
【关键词】生态水利工程;水利建设;现存问题;作用
1水利工程建设中生态水利工程设计的意义
在环境管理和生态设计这一领域中,水利工程生态设计的理念正在悄然兴起,并逐渐成为水利工程设计中一项重要的环节。所谓的生态水利工程设计,就是对水利建设过程中,会造成的环境污染以及生态破坏程度进行评估,研究,并根据具体情况调整,改善施工方案,以及采取相关的保护手段,从而将环境污染,以及生态破坏程度,降至最低。生态水利工程设计具有很强的综合性,相较于普通的水利工程设计,生态水利工程不仅仅要满足河流综合治理中总的要求。
2生态水利工程设计在水利建设中的重要性
众所周知,传统的水利工程建设,会对其河流的生态系统造成很大程度的影响甚至是破坏,具体体现在两个方面:首先是自然河流的非延续性,因为水利工程建设,往往是顺河流方向进行的,因此会对河流的延续性带来影响,原本连续不断流动的河流,因为水利工程的建设,变成了静止的湖泊,其生态系统为了适应这样的改变也会发生一定的变化,不仅如此,河流流速,河水深度都于以往有所不同。而一些长期生活在过去水域环境的动植物,又不得不重新适应新的生存环境,而一些适应能力,调整能力较差的生物,就不得不面临优胜劣汰这一实际状况;其次自然的河流变成了沟渠,天然河流被改造成人工湖泊,水利工程对水流进行了拦截,上游的水无法顺利流至下游,水量也因此增加,上游蓄水量的增多,迫使上游的水面深度,水面宽度有所增加,于是乎就需要淹没更多的陆地。
3水利工程建设中的生态水利设计的基本原则
所谓的生态水利工程建设,首先要确保人与自然的和谐,其次要确保资源开发与资源保护的平衡,从而让水利工程服务于社会,并且改变、调整相关的体制,观念,使水域环境得到不断的优化,保证水域安全,让水域生态得到改善,从而让可持续发展战略能够落实到位。除此之外,还要重视水利工程的防洪安全,必要时,要建设水安全体系,建设防洪工程以及采取其他相关措施,从而提高水安全体系的防御能力。与此同时,还需要对水资源的保护、节约和合理配置等问题提高重视程度,从而在一定程度上,提高水资源治理、保护和改善的承载能力。另外,还要将护岸工程落实到位,做好河道清淤工作,并加强监督管理,从而保证生态水利工程建设的顺利开展。
4生态水利工程设计中存在的问题
4.1生态水利工程和水利工程的结合问题
伴随着社会的快速发展,人们对于水利工程建设的要求也越来越高,首先要确保水利工程建设不会对环境造成污染,生态造成破坏,其次才是确保供水、供电的有效进行。而当前,我国在这些方面上,仍有许多问题等待解决,其中最主要的问题,便是生态水利工程和水利工程结合还不够充分,进而造成生态水利工程发展受到限制。
4.2水利工程相关设计人员的生态意识还不够高
当前,人们的环保意识都在不断的加强,对环境的重视程度也日益提高。为了确保水利工程建设不会对环境以及生态造成影响,相关的设计人员,在工程设计的过程中,应结合当前水域状况以及周边环境进行设计,除此之外,设计人员应该提高自身的环保意识和相关环保知识。但当前我国的水域工程设计人员只注重水利工程的实用性,很少结合实际状况对设计方案进行调整,这些问题,都直接影响到生态水利工程的顺利发展。
4.3生态水利工程设计不标准
当前,我国的生态水利工程仍处于刚起步的状态,相较于其他发达国家,还有很大的进步空间。我国生态水利工程的设计人员在设计方案时,总是参照以前的设计方案来,并未有专门的水利工程设计要求和标准,设计时鲜少从实际出发,导致水利工程在施工时常常会出现不可预估的实际问题。另外,有的生态水利工程在设计时,选择的地理设计环境与实际地理环境有较大差异,设计方案投入施工时才发现难以开展水利工程,有些设计人员实地考察过,但并不重视环境差异这个问题,选择继续保持原有设计方案,有的设计人员甚至忽略实地考察这一过程,直接着手开始设计,导致设计方案并不能在实际环境中运用,造成时间成本和人力资源的浪费,当地的生态结构也因此遭到破坏。
5生态水利工程设计的具体应用
5.1为水生态中的生物提供空间生存和繁衍
在整个生产水利工程中,每一条河道、每一道堤防、每一株河畔植物都属于一个大整体。在水生态系统中,专门设计了堤防,在堤防底部的护底上,设计人员专门设计了流速不同的变化带,为鱼类提供活动场所,同时,设计人员设计直径不同的孔隙,专门为生物生长和繁衍准备,加上每条河流两旁都会建造草丛和绿树,供鸟类和昆虫类生长、觅食和繁衍,共同促进水生态系统的循环发展。
5.2增强水体的自净作用
当水体中有机污染物受到氧化作用的影响,便会直接转化为无机物,该过程也被成为水体的自净。在水利工程中,专门设计出流速不同的雨道,在促进鱼类繁衍活动的同时,也提高了水中的含氧量,水的溶氧能力不断增强,水中大量需氧微生物也因此生长。水生态系统中还有一定数量的需无机盐的营养物,这些物种根上有需要微生物附着的生物膜,所以增大了无机盐的需求量,也同时增大了有机污染物的转化需求,整个水体净化能力得以加强,水系统的水质也因此得到改变。
5.3调整流域尺寸
水利工程在设计时,必须考虑整个生态系统的结构,有的河流在进行生态修复工作前,必须设计出完备的修复计划,河段的空间尺寸和短期尺寸都不是修复的考虑区域,整个流域的尺寸才是修复的主要内容,这才应当是修复计划的考虑内容。生态水利工程便很好地掌握了河段流域的性质,注重了整体修复的修复方案,实现修复的长期性和实用性,从根本上提高生态系统的稳定性,尽可能减小人为操作的痕迹,以最大限度地保证生态系统的完整性。
河道生态修复方案范文4
面临污染和缺水双重压力
对于雄安新区的环境治理,首先要提到的应该是被称为“华北之肾”的白洋淀。白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊,现有大小湖泊143个,水域面积366平方公里。在新区规划中,白洋淀处于核心位置,因此白洋淀有望成为新区核心水环境治理区。据河北省环保厅于2016年6月公布的数据,白洋淀水质为劣Ⅴ类,属重度污染。2017年2月河北省水质月报显示,白洋淀4个断面总体水质为Ⅳ类,水质问题突出。
此外,白洋淀还有一个重要问题是生态缺水。白洋淀入淀水量小,且富营养化严重。历史上流入白洋淀的9条河流大部分已断流,唯一流入白洋淀的府河却工业污染严重。白洋淀依靠引黄入冀补淀工程、穿府济淀工程,维持白洋淀生态用水需求。就在4月5日,保定市王快、西大洋两大型水库开始联合向白洋淀进行为期两个月的生态补水,白洋淀收水量将超过3300万立方米。
白洋淀的生态环境治理,成为建设雄安新区首先要解决的难题。京津冀协同发展专家咨询委员会组长徐匡迪表示,新区开发建设要以保护和修复白洋淀生态功能为前提,白洋淀生态修复也离不开整个流域的生态环境改善。要从改善华北平原生态环境全局着眼,将白洋淀流域生态修复作为一项重大工程同步开展工作。
国家发改委主任何立峰透露,下一步,将加快组织规划编制工作,指导河北省和有关方面高标准高质量编制雄安新区总体规划、起步区控制性规划、启动区控制性详细规划,以及白洋淀生态环境治理和保护规划,确保一张蓝图干到底。
针对白洋淀目前严重的水质和生态问题,河北省先后出台了《白洋淀h境综合整治与生态修复规划(2015―2020)》和《河北省白洋淀和衡水湖综合整治专项行动方案》。其中,专项行动方案提出,到2019年白洋淀区除南刘庄点位水质达到地表水Ⅴ类标准外,淀区其他区域水质达到地表水Ⅲ类标准。规划中推出大力抓好河流整治、生态修复等10类156个项目,总投资近246亿元。
三条主线治理水生态环境
建设雄安新区对区域生态环境质量提出了更高的要求,将为白洋淀乃至整个京津冀生态环境治理带来新的契机。广发证券环保分析师郭鹏认为,雄安新区的设立,破解了京津冀环境治理的长期困局――河北依赖现有产业结构发展经济,而北京较高环境要求依赖周边治理之间的矛盾。这意味着京津冀地区生态环境治理出现重大突破,对该区域推进环保治理和供给侧改革给予了强力支撑。
中国环境科学研究院专家表示,由于雄安新区的整体规划目前还未出台,环境治理市场空间还存在不确定性。目前可以确定的是水环境治理,白洋淀水生态治理有明确要求。不同于传统的水务处理技术,雄安新区的环保规划将采取超前的意识和技术,推动更多创新环保技术实现产业化。
光大证券的研报认为,以白洋淀为点带动整个河北省流域甚至海河流域生态治理,及其衍生的工业点源、农村面源控制、节水及引水工程,市场空间在几千亿元以上。
水生态环境治理主要体现在三条主线上。第一条主线是黑臭水体治理及水生态修复方面。如北京通州区水环境的项目,包括6个河道综合治理项目,6个河流生态带修复工程,20余个生态湿地及公园,总投资逾850亿元。
E20环境产业研究院执行院长薛涛认为,白洋淀的水环境治理存在不少难点。目前,湖泊治理国内还没有特别成熟的技术路线,主要还是依靠岸上截污和河道治理。滇池前后投入了500亿元进行治理,但效果不是很明显。
中国环境科学研究院专家表示,白洋淀未来要达到地表水Ⅲ类的目标,意味着有些重点河流水质要达到Ⅱ类。而目前国内能达到Ⅱ类水治理效果的公司比较少。同时,白洋淀拥有39个纯水村、89个半水村,农村生活污水的治理是一个技术难点。此外,不同于太湖、洱海这些藻型富营养化湖泊,白洋淀属于草型富营养化湖泊,可参考的治理经验较少。
“目前水污染治理方面,到2020年核心目标还是消灭黑臭水体,从黑臭水体治理到实现水生态一步到位的技术储备还不够。”薛涛说,“黑臭水体治理就像西医治标,使水体从癌症到亚健康状态。而水生态修复就像中医调理,实现从亚健康到健康的状态,需要的时间较长。”
第二条主线在市政领域的环保基础设施建设方面。新区的供水、污水、环卫、市政管廊建设和运行维护都将采取高标准。目前雄安新区仅有3座5万吨/日污水处理厂,没有再生水厂。未来新区内人口的增长将带来用水量与城市污水的增长,进而带来水务的新增建设需求。
京津冀协同发展专家咨询委员会副组长邬贺铨估计,雄安新区的三个县加起来大概130万人口,如果未来雄安新区承接非首都功能,加上创新创业的人拥入,人口可能有200万到300万。
薛涛认为,未来雄安新区相当于苏州、宁波这样一个中等城市的市场空间,将有百亿元的投资运营规模,大概率采用PPP模式运行。
第三条主线是引水工程及沿岸的生态维护工程。未来将打通白洋淀和大清河生态廊道建设,通过白洋淀域外调水和域内调水,保障白洋淀的水量。这将带来大量的工程施工及生态园林建设需求。
PPP龙头及技术型企业将受益
瑞银证券中国首席策略分析师高挺认为,雄安新区基础设施投资空间大,20年内社会固定资产投资规模将达到4万亿元,将给水泥、钢铁、铁路、交通等行业带来明显增量需求。雄安新区未来的建设方式之一,可能是近年来大热的PPP模式。
另一方面,作为国家级新区,雄安定位为发展高端高新产业,一批具有高新技术的环保产业将在雄安新城落地。中信证券研报认为,与以往的环保订单相比,政府资源将相对弱化,对于整体解决方案和治理技术要求会更高,技术型公司相应受益将更加突出。
河道生态修复方案范文5
关键词:流域 水环境 综合整治 设计
中图分类号:TV871 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)04(b)-0145-02
1 流域概况
某流域位于浙江某地区,属于一级支流,起源于水库的坝下。根据现场勘查资料显示,断面位置分别为大桥、学校和河口,集雨面积5.686 km2,河长6.29 km,平均比降27.08%。目前,某流域存在以下几个亟待解决的问题。
1.1 防洪问题
通过研究与勘察,当前主要存在如下问题:(1)一些桥梁存在严重的阻水问题。(2)下游河段的行洪断面狭小,缺乏足够的过流能力;一些堤岸超高没有达到要求,极易出现满溢。(3)一些没有护砌河段岸坡出现了滑塌,水土流失严重,使河道的行洪压力增加。(4)在河上建设起来的检查井与截污管线对河道行洪产生了一定的影响,使水位提升。由于河段地势低,再加上暴雨的影响,水土流失问题极其严重。而河道沿线的开发缺乏规划,大量堆土与填土被冲刷至河道,大大减小了河道过流能力,极易造成洪涝灾害发生。
1.2 水质问题
通过一系列研究,流域水环境的污染物大致出自工业废水与生活污水,其中工业废水的占比最大。在中段河道左岸依旧存有沿河截污管,有漏排污水,使河内水质受到严重的影响。因河道两边没有安设截污管网,缺少尘砂设施,加之没有定期对淤泥进行清理,河道水质变得愈来愈差。
1.3 生态景观问题
在顾虑到排洪的实H需求的基础上,采取“裁弯取直”的手段设计河道,将大部分横断面设计成“矩形”。然而,这种设计方式并未考虑到河道生态的科学性与合理性。此外,河道护岸的结构具有硬质化特征,它使水生植物与沿岸植被之间的生态关系几乎隔绝了,使自然净化能力差,影响水生植物的生存与发展。再加上部分河道淤积问题显著,根本无法营造出亲水空间。
2 某流域综合整治工程设计的分析
笔者认为综合整治必须从防洪、水质、生态三方面进行处理:(1)防洪整治,整个河段实现50年一遇的防洪标准;(2)改善水质,尽可能地将面源污染减至最少,全面集中沿河旱季污水;(3)生态修复,尽可能地提升河道和附近环境的生态协调程度,拓展河道的生态洁净能力圈。
依据上述设计目标,结合现有的设计工作经验,制定了下列几方面设计方案。
2.1 水质改善设计
要想从根本上处理好水质问题,就必须从安设截污工程入手:(1)新建沿河截污管道,收集32个沿河污水排放口,将截流倍数控制在1~5的范围内,并建设污水管。在雨季,将闸门关闭,截流河流污水,将其排入截流箱涵内固;(2)截污工程,充分借助已建市政污水管道对于漏排的污水实施点截污,安排20个截流井,全面截排旱季污水,使河道水质得到进一步改善。
该截污工程采取的是海绵城市技术,从两方面着眼,其一借助下沉式绿地、透水铺装以及生物滞留设施等将下渗减排的作用充分发挥出来;其二借助雨水罐、雨水湿地、蓄水池以及湿塘等将积蓄利用的作用充分发挥出来,把向河道排入的水量缩减40%。因此,该工程拟定将反坡式截流渗透沟安设于社区公园的改造河段堤顶。
2.2 防洪改善设计
在水质良好的大环境下,规划防洪工程的辐射范畴,使之处在大桥下游段到社区河段内。该工程施工的难点就在于:下游河道两岸规划蓝线30 m范围中的建筑物分布紧密,占据了6 597 m2;如果把现有的房屋通通拆除,不仅需要耗费大量时间、精力,还无法确保施工进度。众所周知,当前河口调蓄湖底高程比河底低4 m,下游段坡可放陡,干流水位顶托丝毫不会对其形成影响。之所以如此设计,目的是为了使现有的河道水利条件得到改善,且尽可能地使河道环境处于稳定状态。其设计要点有如下几个方面。
(1)纵横断面设计。河道的纵坡需依据4%~30%的弹性范畴实施坡降。针对横断面设计,则应基于对现场的具体状况的认识之上,对河底淤泥进行清除,把已有的堤防加高。如有必要,应增加堤防的宽度。目前,可选用的断面形式主要包括梯形、矩形、复式,究竟选择何种则取决于现场的防洪需要。
(2)与干流衔接。通过调研可知,沿河道的一些岸墙存在被洪水掏空的问题,防洪能力弱,需将河道断面拓宽。但是结合现场条件可知,只能将左岸拆除,和干流截流一起开展施工工作。在河道建筑物集中的位置,因其要受制于河道拓宽,故而决定选用直立式挡墙,并同步对浆体受损的挡墙墙角实施加固处理。
(3)排桩稳定控制。以《基坑支护技术规范》为依据,按照三级基坑等级的计算方式,将钢筋混凝土排桩结构的稳定性求算出来,其中会牵扯到最危险滑动面弧面内摩擦角、土条滑裂面弧长、侧壁重要性系数、圆弧滑动安全系数、土条自重、基坑面作用荷载等诸多计算参数,通过对此类参数的研究得出基坑整体的稳定性。研究结果显示,在桩号0 +000的位置设置15 m钢筋混凝土排桩之后嵌固深度8 m,抗倾覆1.75,整体稳定性为1.88,这与断面的稳定性要求相符;在桩号0 +482的位置设置15 m的钢筋混凝土排桩,嵌固深度达9 m,抗倾覆值达到了2.28,整体稳定性为1.84,与断面稳定性要求相符。
(4)坡式护岸设计。有多样坡式护岸形式供该工程选择,基于稳定性的考虑,采取“边坡稳定设计软件”将边坡的稳定性求出来。但是,若要准确地求出坡式护岸的稳定性,必须综合考虑超过浸润线的饱和重度、滑力的安全系数、土体抗剪强度、水位降落期与正常运用期的工况,从而有效保证堤防的可靠性、稳定性。
2.3 生态景观改善设计
基于防洪稳定的大环境下,坚持因地制宜进行设计,结合当地的地形地貌特征与自然景观,针对河道多样化的生态景观进行重塑。同时,把流域规划成郊野生态区与城市绿化区,扩大绿化面积,从而有效确保河道沿线区域后续的可持续、协调发展。
改进河道的硬、冷、直的特征是此次设计的关键所在,既进行植被护坡处理,又建设了公共绿地与景观,沿岸设置了绿化景观带,组成了生态驳岸,使水陆间的循环系统问题得到了妥善的处理。另外,从植物配置上看,该工程通过设置并管控树木花草的比重,基于对植物的共生性的考量,应尽可能地采用极具防浪、护坡、抗涝、固堤效用的植物。
3 结语
某流域综合整治工程设计在水质改善、防洪和生态景观3个方面预期可取得以下成效。
(1)在防洪方面,这次防洪设计大致采取了清、拓、修的手段,也就是使各标河道的纵横断面扩大。经过清淤的方式,有效确保河道畅通。同时,不断增加河道的管理维护设施的设置,确保河道过流的通畅度,防止在雨季因过流不足引发洪水问题。
(2)在改善水质方面,从蓄、截、净三方面入手。其中,“蓄”指的是修建调蓄池与水质净化厂;“截”指的是沿线河道节流,依据清污的种类进行分流,并结合实情对其他直流进行混流处理;“净”指的是处理厂对污水进行处理,特别要对雨季的混合污水与上游旱季的混流水进行处理。借助蓄、截、净的设计方式,才可保证河道水质达到要求。
(3)在生态修复方面,在进行防洪布设、改善水质的同时,采取设定植物群落与岸坡重塑的手段,积极营造湿地多元化的河道生态环境,使河道的生态环境得到改善,从而大幅度地提高城市的竞争力。
参考文献
河道生态修复方案范文6
关键词:生态;水利工程;基本设计原则;分析
一、水利工程对河流生态系统的影响
水利工程在社会生产过程中,对促进经济与社会的发展发挥了重大作用,此外,我们也应看到水利工程对河流生态系统所造成的影响。人类兴修水利工程的种种人为活动致使河流的多样性、流动性和连续性发生改变,水域的水温、水深、自流水边界、水域流速等自然规律也随之发生了重大变化。这些变化会对河流的生态系统造成严重的影响,我们必须对这些影响给予高度的重视。在未来的水利工程兴修时,应全面把握生态系统健康与社会经济需求两者之间的关系,做到水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康及可持续发展。
二、生态水利工程的基本设计原则
(一)确保工程的安全性和经济性
生态水利工程作为水利工程的分支,首先要遵守水利工程的设计原则,保证工程安全性是任何水利工程设计的最基本的原则。设计过程中,设计人员应深入实际,充分考察水体的水质、水流等基本情况,进而充分考虑水对建筑物的侵蚀作用、对泥沙的堆积和搬运作用,同时还应全面把握河道走势的自然规律等。只有保证了工程的稳定性、持久性以及设施的安全,才能确保建筑物持久地发挥其功能。在保证了工程安全性的同时,我们还应对工程的经济性进行合理分析,力求实现资金投入最少、经济小于和生态效益最大化的基本原则。
(二)保证水体内部环境的多样性
相关调查显示,一个地区的非生物环境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说,如果一个地区的自然环境种类多样,当地的生物种类也会日渐丰富,食物链的组成也将更复杂,这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化,那么,就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化,造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低,自然净化能力逐渐下降,并逐步丧失其基本功能。所以,在水利工程设计过程中,设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解,掌握生物种类与生态环境间的关系,进而对设计草案组建数学模型,对其可行性、可操作性进行论证,从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境,进而将对自然环境的影响降到最低。
(三)确保河流生态系统的自我修复功能
与传统水利工程相比,生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外,还需要在设计的时候,充分考虑保护生态系统的自我修复功能,也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面,人工建筑物所起的作用则十分有限,只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能,发挥其作用。所以,在生态水利工程设计时,应尽量避免绝对化的人为力量,应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合,从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能,从大自然中选择合适的物种,形成良好的合力结构。这样,不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效,还能降低工程的建设成本,降低工程造价,获取更高的经济效益和生态效益。
(四)确保河流生态系统的整体性
在传统的水利工程建设过程中,水体常被人为地划分成不同功能且相对封闭的小区域,影响了水体之间的相互联系,极大地降低了水体内不同小环境之间的能量交换及物质交换速度,从而人为地破坏来河流生态形同的稳定性和整体性。生态水利工程在设计时,应充分掌握施工流域内生态系统各要素之间的相互关系及作用方式,尽最大限度地保持并恢复水体的原始状态,确保河流的生态系统的整体性不受到外力的破坏,而不能仅仅是在工程结束后,单纯地对河道水文系统进行修复或是只对河岸的植被进行修复。
(五)确保建立完善的河流生态系统和水利设施之间的反馈机制
生态水利工程设计以成熟的河流生态系统为主要参照物,并充分利用生态学可的相关理论和环境工程的先进技术,力求打造一个健康的、可持续发展的河流生态系统,从而保证工程设施内部的各自然要素可以在不需要人工干预的环境自发地进行活动,维持生态环境的稳定和河流水体的质量。通常这种自发活动的方向不是单向的,这种不确定性使得生态水利工程的设计应遵循一种“反馈调整”的设计方法,也就是说,在设计方案执行之后,仍旧需要对水体的环境进行长期的监督和评价,并根据反馈的信息对水利工程项目进行不断的调整与完善。
三、生态水利工程面对的新问题
生态水利工程的设计不仅仅需要考虑生态目标,同时还要确保水利工程建设的实用性,所以,在保证水利工程设施经济效益和环境成本寻求平衡点的过程中,生态水利工程的设计原则需要不断地去适应日趋完善的评价标准以及新的生态水利工程同传统水利工程建设之间的协调问题,相信随着科学技术的日益发展以及生态水利工程建设经验的不断积累,我们必能妥善解决好这些问题,最大限度地发挥生态水利工程的经济效益、环境效益和生态效益。