生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念研究范文

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【摘要】在河道建設(shè)規(guī)劃管理過程中，河道生態(tài)治理是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，在促進(jìn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展方面具有重要意義。本文以實(shí)際工程為例，對(duì)河道生態(tài)水利設(shè)計(jì)概念進(jìn)行了介紹，對(duì)生態(tài)理念設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了分析，對(duì)生態(tài)設(shè)計(jì)理念在河道治理工程中的應(yīng)用措施進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】如皋城區(qū);河道治理;生態(tài)水利;設(shè)計(jì)理念

1工程概況

如皋市地處江淮之間，分屬長(zhǎng)江與淮河兩大水系，境內(nèi)為平原地帶，整體水平面高于鄰縣，地勢(shì)由西北向東南略有傾斜。境內(nèi)有市級(jí)河道4條(段)，為如海運(yùn)河、焦港、通揚(yáng)運(yùn)河和如泰運(yùn)河，過境水資源豐富。為實(shí)現(xiàn)“河暢水清、功能健全、岸美景綠、人水和諧”的綜合整治目標(biāo)，按照“恢復(fù)引排、溝通水系、提高水質(zhì)、改善環(huán)境”的要求，此次項(xiàng)目區(qū)通過河道疏浚、岸坡整治、生態(tài)修復(fù)、強(qiáng)化管理等措施，集中投入、集中連片、整鄉(xiāng)推進(jìn)，著力恢復(fù)河道功能，提高行洪排澇能力，改善農(nóng)村水環(huán)境。

2生態(tài)設(shè)計(jì)理念的概念介紹

生態(tài)設(shè)計(jì)理念是符合生態(tài)可持續(xù)發(fā)展要求的一種設(shè)計(jì)理念，通過在河道治理中應(yīng)用生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念，可使河道的質(zhì)量得到顯著改善，提升工程的生態(tài)效益。利用生態(tài)設(shè)計(jì)理念可將生態(tài)和安全有機(jī)結(jié)合起來，不僅可以保證河道進(jìn)行正常的通航、排污和排澇，而且還能改善河道的生態(tài)性和功能性。生態(tài)水利理念是集功能理念、文化理念、生態(tài)理念于一體的新理念，可以更好地與四周的水環(huán)境協(xié)調(diào)，維護(hù)河道中的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)生態(tài)和工程設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展［1］。城市河道治理工程中引入生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念，不僅可以更好地保護(hù)自然環(huán)境，還可以營(yíng)造良好的河道景觀，實(shí)現(xiàn)工程和環(huán)境的和諧發(fā)展。

3城區(qū)河道生態(tài)設(shè)計(jì)的原則

3.1自我恢復(fù)

生態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)要按照自組織的基本原則，保證生態(tài)系統(tǒng)中的各種物種都具有自我選擇的能力，可以自我選擇更適合生長(zhǎng)的生存環(huán)境，保證物種的種類和數(shù)量在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。進(jìn)行河道治理工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)物種的組織能力，確定物種的數(shù)量和種類，組建一個(gè)多樣化的、具有自我恢復(fù)能力的生態(tài)系統(tǒng)。

3.2安全性和經(jīng)濟(jì)性

在河道工程治理設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)生態(tài)學(xué)基本原理和河道工程的基本原理，充分利用生態(tài)學(xué)和工程學(xué)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證工程的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)河道治理的耐久性、安全性和穩(wěn)定性。

3.3恢復(fù)和保持

水域空間的異質(zhì)性國(guó)內(nèi)外學(xué)者在對(duì)水域中的非生物環(huán)境空間異質(zhì)性和生物群落多樣性之間的關(guān)系進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，這兩者存在著不可分割、相互依存的關(guān)系。在該理念的指導(dǎo)下進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮空間異質(zhì)性的維持，盡可能創(chuàng)造一個(gè)適合水域生態(tài)系統(tǒng)的微環(huán)境，從而為生物的共存和生存提供良好的環(huán)境。

4如皋城區(qū)河道存在的問題

目前如皋城區(qū)段河道存在的主要問題有:由于清水泵站不能正常運(yùn)行，不能滿足內(nèi)外城河的水位控制的需求，且目前提供的水源水質(zhì)較差，龍游河又與大明河直接相通，河道正常水位為2.4m，不能滿足龍游河生態(tài)公園控制水位的要求。且大明河至中央大道段龍游河水位提升后，與沿線的花海河、花王河、石橋中心河及五里港的水位不匹配，極易形成高水下壓，導(dǎo)致沿線河道村莊受澇，同時(shí)在生態(tài)公園施工期間，龍游河內(nèi)布置了施工圍堰，導(dǎo)致龍游河水流中斷，淤積較為嚴(yán)重，降低了河道過流能力。同時(shí)河道上存在多處壩頭，僅預(yù)留較小的過水涵洞(涵洞內(nèi)徑40cm)，阻水嚴(yán)重，并且河道內(nèi)雜草叢生，導(dǎo)致水系不暢，水質(zhì)惡化。且該段河道位于龍游河生態(tài)公園南側(cè)，景觀要求相對(duì)比較突出。

5生態(tài)設(shè)計(jì)理念在河道治理中的應(yīng)用

5.1岸坡整治

5.1.1植物護(hù)坡

根據(jù)河流特性，植被選用耐淹性強(qiáng)且易于繁殖的麥冬草或百慕大、黑麥草混播，淺水區(qū)種植菖蒲、水蔥等親水作物，減輕水流對(duì)坡面的侵蝕。點(diǎn)綴耐水濕、萌芽力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)的冬青、垂柳、銀杏等提高河道景觀。實(shí)施植物護(hù)坡長(zhǎng)度5050m，草皮護(hù)坡面積61751m2，水生植物面積69151m2，種植喬木2526株。

5.1.2生態(tài)護(hù)岸

在生態(tài)護(hù)坡型式的選取中遵循河道生態(tài)的多樣性和周邊環(huán)境的多元化，針對(duì)河道所處地段、重要程度、功能作用，確定河道生態(tài)護(hù)坡的型式。木樁護(hù)岸，適用于景觀要求突出的非主要行洪河段。灌砌塊石護(hù)岸，適用于交叉建筑物上、下游以及通航，且有行洪排澇要求的河段，減輕船行波及上、下游水流對(duì)護(hù)岸的沖刷影響，提高河道抗沖刷能力。此次實(shí)施灌砌塊石擋墻344m，布置于龍游河閘站上、下游側(cè);實(shí)施木樁護(hù)岸3790m，布置于龍游河的中央大道至環(huán)城南路段。

5.2河道整治

由于生態(tài)公園施工期間，龍游河內(nèi)布置了施工圍堰，以及修建涵洞、橋梁等需填筑圍堰，導(dǎo)致龍游河中央大道至大明河段淤積較為嚴(yán)重，降低了河道過流能力。同時(shí)河道上存在多處壩頭，僅預(yù)留較小的過水涵洞(內(nèi)徑40cm)，阻水嚴(yán)重，并且河道內(nèi)雜草叢生，導(dǎo)致水系不暢，水質(zhì)惡化。且該段河道位于龍游河生態(tài)公園南側(cè)，景觀要求相對(duì)比較突出。此次通過對(duì)龍游河中央大道至大明河約2.2km河段清除河道淤泥，重點(diǎn)提高河道行洪排澇能力，改善河道水環(huán)境;通過拆除壩頭壩梗、小碼頭等阻水建筑物及改造小涵洞，提高河道水體流動(dòng)性，改善河道水質(zhì)。

5.3植物護(hù)坡

為保證植物的生長(zhǎng)以及兼顧河坡防止沖刷的要求，在設(shè)計(jì)水位位置(垂直高度)種植常規(guī)草皮護(hù)坡，喬木種植于護(hù)坡中間及河口位置。根據(jù)河流的基本特征，選擇耐淹性比較強(qiáng)且容易繁殖的狗芽根作為固土護(hù)坡植物，種草密度為20g/m2。喬木選擇耐水濕、萌芽力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)的冬青、銀杏等。選擇樹干挺直、樹形美觀、長(zhǎng)勢(shì)良好、規(guī)格整齊、無病蟲害的一類苗木，苗木胸徑7～9cm，樹高不低于3m，株距8m，嚴(yán)禁使用三類苗木。項(xiàng)目區(qū)共新實(shí)施植物護(hù)坡長(zhǎng)度5050m，草皮護(hù)坡面積61751m2，種植喬木2526株。

5.4生態(tài)護(hù)坡

生態(tài)護(hù)坡是以護(hù)坡建設(shè)良好的自然景觀和生存環(huán)境為基礎(chǔ)，在保證護(hù)坡耐久性、安全性和強(qiáng)度的同時(shí)，兼顧工程的生物效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)。該工程施工方案共考慮了三種生態(tài)護(hù)坡型式，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行選擇，項(xiàng)目區(qū)共實(shí)施生態(tài)護(hù)坡4134m。

5.4.1植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡

生態(tài)混凝土主要由表層土、緩釋肥料、保水材料、多孔混凝土構(gòu)成。多孔混凝土主要由水泥、粗骨料、細(xì)摻和料構(gòu)成，是植被性生態(tài)混凝土的基本骨架，具有良好的透氣性，在很大程度上保證了空氣和土的濕、熱交換能力。以有機(jī)質(zhì)保水劑作為主要的保水材料，并將無機(jī)保水劑摻入混合使用，為植物生長(zhǎng)提供必需的水分。表層土在多孔混凝土表面進(jìn)行鋪設(shè)，形成可以供植物發(fā)芽的空間，降低土中水分的蒸發(fā)量，為植物發(fā)芽初期提供足夠的養(yǎng)分。植被型生態(tài)混凝土抗沖刷能力強(qiáng)，上部種植的草具有一定的緩沖性。這種護(hù)坡受水位驟降的影響較小;在季節(jié)性寒冷地區(qū)，有利于排出和降低被保護(hù)土內(nèi)含水量，減少凍害破壞。選擇孔隙率在30%以上、骨料直徑為20～30cm、寬度為12cm、澆筑深度為20cm的六角形素混凝土框格，每間隔15m設(shè)置一道縫，用生態(tài)混凝土澆筑到框中，澆筑厚度為15cm。

5.4.2木樁護(hù)岸

護(hù)岸木樁采用杉木樁，木樁護(hù)岸結(jié)構(gòu)可有效防止岸坡塌方，便于就地取材，生態(tài)友好，結(jié)合河道綠化，可取得很好的景觀效果。樁與樁之間的間隙可促進(jìn)地表水與地下水的交換，為生物的生長(zhǎng)發(fā)育提供棲息地，發(fā)揮河流、土壤、植被的自凈化功能;為植被生長(zhǎng)創(chuàng)造條件，保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。設(shè)計(jì)木樁直徑12cm，樁長(zhǎng)2m，木樁密排，臨土側(cè)通常布置上、下兩根圓木橫擋，并設(shè)一層300g/m2無紡?fù)凉げ挤雷o(hù)。

5.4.3灌砌塊石護(hù)岸

對(duì)于流量大、水流急的行洪河道，在治理時(shí)，使用傳統(tǒng)灌砌塊石重力擋土墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，擋土底板使用素混凝土，壓頂使用鋼筋混凝土，墻身使用灌砌塊石結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，墻后通常布置排水棱體，保證擋墻水位不斷變化過程中具有良好的穩(wěn)定性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際踏勘及工程設(shè)計(jì)情況，龍游河中央大道至環(huán)城南路段緊靠龍游河生態(tài)公園，景觀要求比較突出，設(shè)計(jì)采用木樁護(hù)岸，而城南大道至大明河段由于布置有龍游河閘站，平時(shí)引排水較為頻繁，水位變化較大，因此設(shè)計(jì)采用灌砌塊石重力式擋墻。由于龍游河閘站上、下游水位不同，因此閘站上、下游灌砌塊石擋墻斷面有所不同。上游側(cè)墻頂高程3.80m，底板頂面高程1.50m、底面高程1.10m，底板厚0.4m，寬2.1m，壓頂為60cm寬C25鋼筋混凝土種植槽，擋墻高程2.45m以下墻身為C20灌砌塊石，高程2.45m以上至壓頂采用無砂混凝土壓砌塊石。底板為C20素混凝土，擋墻前趾30cm，后踵20cm。為降低墻后地下水高度，減少墻前墻后水位差，在高程2.15m處設(shè)透水棱體和冒水孔。下游側(cè)墻頂高程2.90m，底板頂面高程0.60m、底面高程0.20m，底板厚0.4m，寬2.1m，壓頂為60cm寬C25鋼筋混凝土種植槽，擋墻高程1.55m以下墻身為C20灌砌塊石，高程1.55m以上至壓頂采用無砂混凝土壓砌塊石。底板為C20素混凝土，擋墻前趾30cm，后踵20cm。為降低墻后地下水高度，減少墻前墻后水位差，在高程1.25m處設(shè)透水棱體和冒水孔。

6結(jié)語

總而言之，河道治理是保證城市生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要措施。因此，在對(duì)河道生態(tài)環(huán)境進(jìn)行治理時(shí)，需要結(jié)合地區(qū)河道的具體功能以及河道地理要素等選擇相應(yīng)的河道治理方案，將河道的經(jīng)濟(jì)功能、生態(tài)功能和環(huán)境功能充分發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)

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［3］賈玉愛．生態(tài)水利設(shè)計(jì)理念在城市河道治理美化工程中的應(yīng)用［J］．水利技術(shù)監(jiān)督，2012(5):60-62．

作者：許映建；石磊 單位：南通市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司