高永
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摘要:文章从生态水利的视角,详细介绍了河道治理的施工过程、生态水利模式,在此基础上科学评价河道治理中生态水利工程的应用效果,为河道治理方案优化设计以及水生态修复提供参考。
关键词:生态理念;河道治理技术;分析
1河道生态治理模式
1.1生态水利设计理念
(1)水的自然功能。一般情况下,净化大气、调节小气候、满足生物循环和形成水域等属于水的自然功能。针对建设生态水利的河道治理工程,应把其他城市功能与水系统工程措施有机融合,以最大程度发挥城市生态效益、经济效益以及水的自然功能,这对促进生态循环、水生态环境循环和改善城市景观发挥着积极作用。
(2)蓄水工程。在建设生态水利的条件下还要储蓄一定的水流,由此为河道自我净化、生态循环、水流控制提供一定的平台和基础。此外,要充分考虑生态水利中蓄水工程的功能效应,这不仅能够在一定程度上提高河道自我净化能力,而且可以解决泄洪与蓄水之间的难题。采用水挡水的生态水利方法可以极大地促进生态环境保护,并大大提升水利工程的全寿命周期、减少投资成本以及增加工程收益。
(3)自然生态理念。引入自然生态理念,不仅有利于净化水系统、增加微生物数量,而且有利于水生生物生存、保护生态系统环境、维持河流与周边环境的协调性,并且在维护河流生态功能与天然特性上也具有积极作用。河道治理中应用自然生态理念符合大众对环境的审美要求,以近自然的护岸系统增强地下水的渗透能力,建设完毕后生态水利工程形成良好的水循环体系,可以显著提升河流系统的自循环、自净化功能。
(4)自然与人文景观融合。生态水利工程还要综合考虑经济社会、自然环境的相互作用,通过对湿地景观的合理设计,按照自然规律实行自然修复,保证水系统的良性循环以及已存生物群落的发展。
1.2生态水利模式
(1)科学构建水安全体系。遵循“泄蓄兼施、以泄为主、堤库结合”的原则,建设防洪工程体系,建设的工程措施要符合下泄、中防、上蓄的要求。结合实际情况适当降低次要区域的保护标准,避免出现强调片面治理的现象。河道治理工程应考虑非工程与工程措施的联合应用,以人水和谐发展为基本要求,从根本上逐步转变以往的洪水控制观念,在工程措施合理利用的情况下,探索洪水资源化利用新技术、新方法。在社会保障系统建设和经济可持续发展中,水安全防护体系占据重要地位,主要涉及生态系统、城市供水和防洪安全等内容。水安全防洪体系建设包括水危机管理中的应急、控制、预防、预警、分析和信息采集等环节。
(2)合理调控承载能力。水资源承载能力主要是维持生态系统的良性循环,保证水资源需求与供给之间的协调平衡,而水环境承载能力为满足水系统循环的需要,在生态系统不被破坏的情况下能够持续利用特定水域内的水体,并且具有一定的净化污染物和污水的能力。从用水的层面上,水系统支持经济发展的程度主要体现在水资源承载力上。从净化污水的层面上,水体净化污染物或污水的能力主要体现在水环境承载力上,两者的内在联系较为密切。对于发展到一定程度的经济社会,其开发利用的水资源问题就会显现,该条件下维持经济社会发展所需的水环境和水资源承载力将出现矛盾,如生态恶化、水体污染、用水紧缺等问题,这主要与水系统承载力较低相关。
2生态水利的实际应用及效果评价
2.1生态水利工程
(1)堤围及护岸工程。生态水利工程建设时普遍应用的工程措施有不同标准的围堤结构,对保证堤岸稳定、河流行洪安全发挥着重要作用。
考虑城市供水、行洪排涝、防洪安全等实际情况,通常需要加固整治围堤结构方能达到真正使用要求。所以,要结合保护区域的真实状况合理选择河道治理标准,通过针对性分析明确具体工程中新的“筑闸联围”理念的适用性,在确保防洪安全的情况下尽量保护河流的自然形态,防止出现河道渠系化、硬质化、裁弯取直等,最大程度维持生态系统循环,从而为河流水生动植物生长创建适宜的生存、繁衍空间。此外,综合整治河道堤坝结构时要选用新的护岸结构,如考虑城市排水系统建设的浮岛、鱼道、丁坝结构,通过打造人水相亲的环境保护流域天然的生态环境。
(2)清淤清障。防护水体安全不仅要重视护岸与围堤工程,在保证水安全时清淤清障工程也发挥着巨大作用。清淤清障工程的主要目标是改善洪水动力条件,其根本途径为扩大过水面积。该工程存在水下作业强度大、工程量大的特点,所以要采取有效措施保证工程项目的顺利完成。此外,水生生物在一定程度上受到水下疏浚作业的影响,所以还要注重监测工作,以尽量减少对水系统的干扰,在方案设计时防止出现大断面开挖,并充分论证施工强度、频率和时机等内容。另外,施工过程中还可能带来淤积处理问题,从生态水利的角度可以建设人工湿地等,通过科学规划合理利用清障淤泥。
(3)控导工程。控导工程主要是指对于河流变化、水沙流动起到控制作用的各种船闸、水闸等水利工程,大型控导工程及关键节点上的控导工程能够显著影响水流分沙条件、河道变向。对此,要对生态和技术部分实行充分论证,在达到潮汐作用、河流动力要求的条件下,充分考虑自然环境、生态系统的影响,为尽量降低河流生态环境受控导工程的不利影响,可考虑将消力池或循环设施建于工程的上、下游处。建设的工程设施有利于稳定河床以及保证工程安全,对促进水生态环境良性循环和人与自然的亲近发挥着积极的作用。
2.2生态效果评价
(1)适应生物生存、繁衍。通过合理配置生态水利工程将堤防、河道、水融为一体,在原有地貌形态的基础上建成良性循环的水生态系统。因此,建设生态河堤时要保证坡脚护堤存在良好的过渡带和孔隙率,并为河岸草丛、绿树以及河流水生物种提供良好的栖息和繁衍空间。总体而言,生态水利工程建设要创设适宜的空间环境,从而满足水生动植物的生存、繁衍要求。(2)增强自净能力。增强水体的自净功能属于生态水利的重要作用,该过程主要是氧化河流内的污染物或污水,将其转化为无机物。污染物作为食物被河流中的真菌或细菌所吸收,经一系列的转化生成一定的氧、氮等无机物,这些物质又被水生植物或藻类所吸收,同时藻类又给鱼、虾、浮游动物等提供食物,从而保证生态系统的整体循环。
(3)滞洪补枯、调节水量。生态水利建设的生态河堤具有一定的涵养水源功能,由于在堤岸上存在动物和土壤中生长微生物,这在一定程度上增大了河堤结构的孔隙率。所以,河堤结构在丰水期具有一定的含蓄水分的功能,水分储存后被蒸发掉或者深入河流,从而实现调节微气候、滞洪的功能。另外,堤坝结构涵蓄的水分在枯水期能够向河流提供补给,由此保护生态环境以及维持河流系统循环。
结语
目前,随着传统河道治理带来的生态弊端逐渐凸显,环保发展的理念以及人民对美好生活的需求迫使水利设计者需要探索新的治理路径,打造生态和谐的水生环境。本文对生态水利的实际应用及效果评价进行分析,以期望为广大同行提供帮助。
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