河道生态防护汇总十篇

时间:2023-08-08 17:08:16

河道生态防护

河道生态防护篇(1)

防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施,通过技术创新来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡方式,是水利工程设计和防洪建设一大课题。下面以可持续发展的视野认识现代生态护坡工程,以创新发展的观点,就防洪工程生态护坡谈几点认识。

一、防洪工程生态护坡的发展方向

人类在与江河长期斗争的实践中,探索出一些适应当地自然条件的河工建筑物模式。堤防、河道防洪护坡工程也一样,同—河流的上游与下游、同一国家的北方与南方、发达国家与发展中国家都有所不同。在不同的时代,人们对堤防河道护坡的认识和要求也不相同,生态护坡就是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下而日益受到重视。

我国20世纪90年代初出现了生态护坡的概念。1991年河道堤防管理部门开始注意到生态护坡。进入21世纪,随着我国经济快速发展,生态与环境恶化日益加重,特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革,一些能减少水污染、与自然环境和景观相适应的新型护坡不断出现,对生态护坡的研究也不断深入。

目前,我国开始试验推广的几种生态护坡主要有:植被护坡、土工材料复合种植基护坡、植被型生态混凝土护坡和水泥生态种植基护坡。我国生态护坡建设主要是模仿学习国外经验后自主开发产品,另外也部分引进国外先进产品。正确地把握生态护坡生长习性,并选择适合本地自然条件的类型,需要明确生态护坡的本质和特点。

(一)生态护坡并非与传统护坡完全对立

一部分生态护坡是在传统护坡基础上发展而来,尽管国内外还没有统一的定义,但与传统护坡的区别还是明显的:

生态护坡较传统护坡更具有自然生机,与周围景观相协调。生态扩坡具有一定的开放性,能保护生物的多样性,较少改变河道生物栖息环境。生态护坡材料以环保材料为主,多数为天然材料,对环境污染小。

传统护坡主要指砌石护坡和目前大量使用的预制混凝土块。这些护坡中的干砌块石护坡随着时间久远和大自然的自我修复,与自然界达成新的平衡,与天然土坡一样,它上面也生长植被,也具备生态护坡的特征。随着时间的流逝,新的平衡在新的条件下重新建立,这是自然规律。只要我们认识到这—点,就不会把传统护坡与生态护坡完全对立。

(二)生态护坡不等于景观护坡,景观护坡受水位线限制

一般认为生态护坡就是植被护坡,这一观点不准确。观察水库或湖泊,可以发现其水面线与岸坡植被之间有一条明显的水平分隔带,它是由水面线涨落造成的,植被一般在水面线之上。河道边坡同样如此,植被生长受水位、季节、温度和雨量的影响,在河道边坡上呈水平分布,与护坡材料相关。但即使是天然土坡,在一定的高程之下也无法布置植被护坡,尤其是在大江大河。可以说景观护坡(植被护坡)只是生态护坡之中的一种,修建景观护坡必须首先考虑水位影响。

(三)生态护坡不是解决河道污染的有效手段,其自然净化河道的能力有限

人们最初设计生态护坡的目的之一是净化河道,但这一构想几乎无法实现。河流水体污染主要来自城市排污、农田化肥农药、大气酸雨,自20世纪50年代以来,发达国家都面临过水环境污染,没有哪一个国家主要依靠生态措施宋减缓或消除水污染。建没生态护坡不能夸大其白净能力,更不能寄希望它来治理污水。

(四)生态护坡建设应适应我国自然条件和经济社会发展

生态护坡是实现生态水利的一部分,因此发展生态护坡必须适应我国自然条件和经济社会发展的需要。

1、护坡首先要满足防洪功能,就是说护坡主要作用是防御洪水,其他功能都服务于防洪,护坡满足生态需求同样不能因此而削弱其主导功能。

2、生态护坡最重要的特征是恢复河流天然属性。应尽量选择天然材料,如天然石材、草皮等,尽量少用水泥和人工合成材料。天然材料产生于自然耐久性好,与河 流不相排斥,即使发生化学反应也很漫长,而人工合成材料却难以做到这一点。天然材料的另一特性就是容易在河道中形成新的自然平衡,较快恢复河道天然景观。

3、发达国家修建生态护坡的一些做法值得借鉴,但要进一步消化吸收,不能照搬。

二、建设资源节约型护坡

随着我国经济的发展,受资源约束的矛盾日益突出,一些主要原材料、能源、水、土地纷纷告缺,资源的利用和保护成为人们关注的焦点。护坡工程在水利建设中量大面广,如何做到资源节约合理的投入取得最佳的收益值得探寻。

(一)重视护坡工程的可行性研究,尽量减少硬化河道护坡

尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或用非工程措施解决。在我国—些地方的河段完全可以这样做。比如:河岸凹凸不平、边坡土质抗冲刷能力强、数十年未发生崩岸的河段;河流岸滩较宽、边坡平缓、植被生长良好的河段;土堤迎水面边坡在特大洪水年份也未发生浪坎、跌窝等险情的河段。

当然,河道岸坡硬化混凝土护对于防洪来说是有利的。近年来我国水利工程的生态与环境评估越来越受到重视,采用工程措施还是非工程措施必须综合分析,权衡利弊。总之,对河道堤防护坡工程进行严谨科学的可行性研究,是实现资源节约的前提。

(二)工程技术措施的思路要创新

采用任何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统设计思路上进行优化创新这种可能性不大,必须开拓新的思路。首先要尽量减少不可再生资源的使用量,其次是从护坡的造价与使用年限。

1、尽量减少混凝土用量,优先采用天然石材

其目的首先考虑到营造“多自然河流”,而且在资源节约上也有其合理性。混凝土预制块护坡与砌块护坡进行的比较如下:

(1)耐久性。河道堤防护坡破坏主要有脱落、塌陷、滑动、鼓胀、崩塌和剥蚀。除剥蚀外,其他破坏类型预制混凝土护坡与砌石护坡无明显差别,都可以通过日常维修解决。但通过多年的观察,两类护坡材料的耐久性不同:

天然块石:护坡工程常用的岩石有石英砂岩、片麻岩、正长岩等,抗压强度在80~500mpa,其表面致密,水与石料之间的分解、溶蚀和冲刷作用极其漫长,可见天然块石耐久性优异。

预制混凝土块:我国现阶段大量使用的预制混凝土六角块一般采用c15或c20标号,抗压强度15~20mpa,相当于1:3.5的水泥砂浆包裹碎石。在生产预制混凝土过程中,水泥硬化后的水泥石在正常情况下有较好的耐久性。但在与流动的河水、含硫酸盐、镁盐或碳酸的污水长期接触时,混凝土就会发生软水腐蚀、硫酸盐或溶解性化学腐蚀,强度下降。低于c20标号的混凝土水泥含量较少,混凝土浆中多余水分蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水形成的毛细管子及骨料下部的水囊,容易造成混凝土内部形成孔隙,混凝土腐蚀作用加快。因此,预制混凝土护坡的耐久性不高。

(2)经济性。目前采用的预制c15混凝土六角块护坡,其铺砌定额直接费约45元/m3(不含垫层费用,包括预制12cm厚混凝土六角块、成品运输、铺砌)、实际上以45元/m3的价格是无法买到块石,如果把块石单价提高到120元/m3,其成本与混凝土六角块护坡相同。

干砌块石护坡厚度为25cm,其使用年限远大于12cm厚的混凝土块护坡,从长远来看,其经济性比混凝土护坡好。

(3)节能性。比较护坡块石(粗料石)与预制混凝土块的生产过程,可以明显看出前者耗费能源少。

预制混凝土块:块石破碎—碎石—加水泥拌合—混凝土预制块,其中水泥生产中大量耗能。块石:人工或机械加工块石(粗料石),天然块石可循环使用。而人工预制混凝土块不易做到,在重视循环经济的今天,采用天然石材更具优势。

2、提高预制混凝土构件的强度

在一些平原地区由于天然石材匮乏,运输成本过高,或城市景观建设需要,只能采用混凝土预制件来铺砌护坡。在这种情况下,可以将混凝土预制块标号提高到c25.混凝土标号的提高,可以增强混凝土密实性,使得其表面和内部具有更多封闭孔隙来阻止环境水侵入,从而保证混凝土块具有更好的抗侵蚀性,虽然增加了修建时的成本,但是使用年限的加长使护坡的年分摊成本小。

三、防洪护坡创新中应重视的几个问题

(一)从政策上支持

长期的防洪护坡工程建设,人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广,必然会遇到这样那样的阻力。因此,必须要有一定的政策支持,才能确保新一代护坡技术的广泛使用。

(二)既重视具体设计,又重视宏观视野

护坡设计看似简单,但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案,必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。

(三)重视科技创新

护坡是一种相对低技术含量的水利工程,如果大量引进采用国外产品,经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家,都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此,我们要重视科技创新,充分调动水利科技工作者的积极性,开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。

(四)材料的创新是关键

河道生态防护篇(2)

中图分类号: TV147 文献标识码: A

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。

一、生态堤防建设概述

1生态堤防的含义

生态堤防是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸水土循环的人工堤防。主要是通过扩大水面积和绿地,设置生物的生长区域,设置水边景观设施,采用天然材料的多孔性构造等措施来实现河道生态堤防建设。在实施过程中要尊重河道实际情况,根据河岸原生态状况,因地制宜,在此基础上稍加“生态加固”,不要作过多的人为建设。

2生态堤防建设的必要性

原来河道堤防建设,仅是加固堤岸、裁弯取直、修筑大坝等工程,满足了人们对于供水、防洪、航运的多种经济要求。但水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化;二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。

3生态堤防的作用

生态堤防在生态的动态系统中具有多种功能,主要表现在:

成为通道,具有调节水量、滞洪补枯的作用。堤防是水陆生态系统内部及相互之间生态流流动的通道,丰水期水向堤中渗透储存,减少洪灾;枯水期储水反渗入河或蒸发,起着滞洪补枯、调节气候的作用。传统上用混凝土或浆砌块石护岸,阻隔了这个系统的通道,就会使水质下降;

过滤的作用,提高河流的自净能力。生态河堤采用种植水中植物,从水中吸取无机盐类营养物,利于水质净化。

能形成水生态特有的景观。堤防有自己特有的生物和环境特征,是各种生态物种的栖息地。

4生态堤防建设效益

生态堤防建设改善了水环境的同时,也改善了河道生态、水资源和居住条件,并强化了文化、体育、休闲设施,使河道交通功能、河道防洪等再上新的台阶,对于优化河道环境,提升河道形象,改善投资环境,拉动经济增长,扩大对外开放,都将产生直接影响。

二、堤防建设的生态理由

堤防是水陆生态系统内部及相互之间生态流流动的通道,以往堤防建设大多采用人工混凝土河堤或浆砌石垂直断面型式河堤,只考虑了泄洪排水功能,基本没考虑生态功能,为保护河道安全,河堤逐年加高,河流完全被人工化、渠道化,人工与自然比例不协调。从而伴随着堤防建设的不断推进,生态理由也不断出现。

1对天然河道裁弯取直

天然河流是蜿蜒弯曲、分叉不规则的,宽窄不一、深浅各异,在以往的堤防建设中,过多地强调“裁弯取直”,堤线布置平直单一,使河道的形态不断趋于直线化,岸坡坡脚附近的河床深潭一般也被填平,深潭、浅滩不复存在,导致整个河道断面变为规则的矩形或组合梯形断面,使河道断面失去了天然的不规则化形态,从而转变了原有河道的水流流态,对水生生物产生不良影响。

2追求保护面积的最大化

以往的堤防设计追求最大的保护面积,堤线紧靠岸坡坡顶布置,导致河槽变窄,河漫滩不复存在,从而失去了原有天然河道的开放性,使生物的生长发育失去了栖息环境。

3现场施工无序

堤防施工对生态环境的破坏,主要表现在施工时对施工现场、料场、弃渣场的简单处理。工程竣工后,施工现场的施工道路没有恢复到施工前的状态,道路边坡、陡坎未能进行必要的防护处理,引起岸坡冲刷失稳。护岸施工时修筑的围堰没能及时清除,导致水土流失,河床淤积。料场、弃渣场使用后,缺少必要的整治和生态修复,导致场地沟壑纵横、土壤、杂乱无章,引起水土流失,破坏了原有的生态环境。

4对岸坡的硬质化处理

对岸坡的处理,以往一般多采用“硬处理”,也就是采用大片的干砌石、浆砌石或混凝土护坡,忽视生态防护措施的研究和应用。护岸是水陆生态系统内部及相互之间生态流流动的通道,阻隔了这个系统的通道,就会使水质下降。岸坡防护工程对生态系统影响最大,因为水陆过渡地带是水生植物的发育地,是水生动物的栖息、产卵、觅食地,所以对生态环境的影响尤为严重。

三、解决堤防生态理由的策略

要彻底解决目前堤防建设中的生态理由,重视生态堤防的设计和施工是极其重要的。下面从设计、施工等角度谈几点解决生态理由的策略。

1堤线和堤型的选择

堤线的布置要因地制宜,应尽可能保留江河湖泊的自然形态,保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态,即保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩。在有条件的地方尽可能使堤线离开岸坡坡顶,一方面可保证足够的行洪断面和堤身的稳定,另一方面也可保持岸坡的天然形态并保护岸坡的天然植被。

选择堤型时,要结合场地及周围环境因素,通过多方案比较择优选用。堤型的选择原则除满足工程渗透稳定和滑动稳定等安全条件外,还应结合生态保护或恢复技术要求,尽量采用当地材料和缓坡,为植被生长创造条件,保持河流的侧向联通性。筑堤材料宜优先选用当地材料,一般多采用比较生态的土堤堤型,以便于堤坡的植草绿化,使堤内外生态环境协调,避开过多地采用直立的钢筋混凝土和浆砌石堤型,这些堤型与周围环境欠协调,同时在一定程度也影响堤内外的空气交换。

2河流断面设计

自然河流的纵、横断面显示出多样性的变化,设计时应做到浅滩与深潭相间。

3岸坡的防护

尽可能保持岸坡的原来形态,尽量不破坏岸坡的原生植被,局部不稳定的岸坡可局部采用工程措施加以处理,避开大面积削坡,导致全堤段岸坡断面统一化;尽可能少用单纯的干砌石、浆砌石或混凝土护坡,宜采用植物护坡,在坡面种植适宜的植物,达到防冲固坡的目的,河道坡岸植物重要的功能之一就是保持土壤,即固土护坡。在河岸坡面上的侵蚀一般包括3个基本过程:

(1)坡面土壤表层被雨水溅蚀、动物踩踏或机械耕作后疏松和破坏。(2)疏松土壤被坡面径流冲刷和搬运。

(3)滑坡或崩塌导致的块体运动。从上游侵蚀到下游沉积,不同的立地条件表现不同的侵蚀方式。最终土壤流失是侵蚀力和土壤抗侵蚀力相互作用的结果,坡岸植物通过机械效用和水文效用减弱侵蚀力或增强抗侵蚀力而保持土壤;尽可能保护岸坡坡脚附近的深潭和浅滩,这是河床多样化的表现,为生物的生长提供栖息场所,增加与生物的和谐性。

4对已建堤防作必要的生态修复

由于认识和技术的局限性,以往修筑的一些堤防,尤其是河道堤防对生态环境产生的负面影响是存在的,可以采用必要的补救措施,尽可能减少或消除对生态环境的影响。以“修”复为主,杜绝“整改”,尽量不破坏河岸原有的植被。

河道生态防护篇(3)

关键词:河道治理、防洪排涝、生态护岸、人水和谐。

1 生态护岸的优越性和必要性

1.1 生态护岸的优越性

传统河道护岸仅仅发挥了河道防洪排涝的基本功能,而生态护岸采用植物或植物与工程措施相结合的型式,对河道岸坡进行防护,集防洪效益、生态效益、景观效益于一体,相对传统护岸有很大进步。生态护岸的优点主要包括:

1.1.1 有利于防洪排涝,提高蓄水能力

生态护岸采用自然材料,透水透气性强,形成一种可渗透性界面,可以有效调节地表水和地下水,使水循环途径根据水位发生变化。夏季丰水季节,当较大洪水进入河道,洪水通过透水层大量地向河岸及河底渗透存储,削减了洪峰量,增加了地下水量,减轻了洪灾危害。

而当枯水季节到来时,储存在河岸、河底的水反渗入河,对调节水量起到了积极的作用。 同时,生态护岸中大量采用根系发达的固土植物,其在水土保持方面又有很好的效果,护岸的抗冲性能大大加强。

1.1.2 改善水质及水体的自净能力

传统的护岸由于渗透性差,破坏了河流――岸坡――生物之间的物质和能量循环体系,不利于具有净水功能的水生生物的生长,减弱了水体的自净能力。生态护岸所采用的植被以及环保材料加强了护坡的透水性和透气性,在一定程度上保持了河流――岸坡――生物之间的物质和能量循环,提高了水体的自净能力,改善了河流水质。

1.1.3 有利于维护河道的生态环境

首先,生态护岸的植被有利于调节空气中的水分,起到涵养水源、改善河道周边的生态环境的作用。生态护岸的渗透性有利于维持河道水体的自净能力,保持河道水生态系统平衡,为各种动植物的生长、栖息提供了有利的环境,促进了河道系统的生物多样性。

1.2 生态护岸的必要性

21 世纪初我国提出了水利要从工程水利向资源水利转变,从传统水利向现代水利转变,资源型的河道应当是自然的、生态的、可持续发展的。生态护岸在很大程度上是人类对河道的重新认识和合理改造,它保持了河道的自然生态,又满足了防洪排涝的基本功能,是修复生态环境、改善大气质量、实现绿色发展的现代城市的迫切要求。是现代社会人类期望回归自然、渴求人与自然和谐相处的迫切要求,是当前水景观建设的最简单直接、自然生动的客观反映。

2 鹿泉区河道特点

石家庄市鹿泉区地形西高东低,西部为低山丘陵区,东部为平原,山区、丘陵、平原各占三分之一,地形条件优越,总面积603平方公里。

区内所辖的主要行洪河道有四条,分别是古运河、太平河、金河、┖樱四条河道境内全长79.8公里,均为季节性河流。

古运河:位于平原区,河床和边坡均为土质,堤岸不规则,河道上游河槽深且宽,河道下游河床呈宽浅型,河底纵坡小,河漫滩较发育,枯水期河道内无水,洪水期河势变化剧烈,河床冲淤变化无常。

太平河:太平河是唯一穿越城区的河道,上游段处于山区,河床较宽,河底坡降较大;下游段处于平原区,受两岸建筑和耕地限制,河床变窄,纵坡较缓。太平河已按照防洪标准进行了初步治理,正在实施的太平河景观提升工程实现了河道生态治理的目标,工程集蓄水、生态、景观为一体,建成后将成为鹿泉区一道亮丽的河道水景观。

金河、┖犹氐悖捍搴佣纬ぃ沿线侵占河道现象严重,河床普遍较窄,河岸无护砌,河道纵坡较大,横断面呈“V”或“U”型,河道淤塞严重,洪枯变幅大。

3 河道生态护岸

3.1 生态河道治理原则

生态河道治理首先应满足防洪排涝基本功能,同时维护河道及周边的生态环境,充分考虑上下游、左右岸及整个流域相互关系,因地制宜,综合治理,遵循自然规律,发挥天然河道功能。治理原则:首先满足河道堤防的稳定和安全要求,护岸材料多孔透气性好、自然环保、经济适用,岸坡植被根据气候、水位、景观要求选择,布置建筑物时考虑人们的亲水需求。治理应做到:河道不断流,堤防不决口,河床不抬高,水质不恶化。

3.2 生态护岸

生态护岸分人工原型护岸和人工自然型护岸两种类型。

人工原型护岸是在河岸栽植根系发达固土作用强的植物保护河岸,保持自然堤岸特性的护岸。主要采用乔灌混交,发挥乔木与灌木的自身生长特性,充分利用高低错落的空间和光照条件,以达到最佳郁闭效果。同时利用植物舒展而发达的根系稳固堤岸,增强其抵抗洪水、保护河堤的能力。

人工自然型护岸采用透水透气的工程材料与植物措施相结合的方式,对河岸进行防护。不仅种植植被,还采用石材、木材等天然材料,以增强堤岸的抗冲刷能力。如在设计洪水位现以下采用石笼、木桩或干砌块石,其上筑一定坡度的土堤,斜坡上乔灌草相结合,固堤护岸。

生态护岸防护型式应根据岸坡材质、岸坡高度及边坡、洪水位高度、流速、冲刷力、透水性、天然环保、经济适用等原则进行选择。

生态护岸常用的材料有纯植物护岸、干砌石护岸、生态砖、纤维织物袋、格宾网石笼护砌等。格宾网石笼生态护岸观赏性强,透水透气性好,易于植物生长,抗冲刷能力强,胀缩变形适应性好,坚固耐用,是理想的护岸材料。

4 结论

生态护岸是集水利工程学、环境科学、生态学、美学等多学科于一体的综合水利工程,改善了河流水质,十分利于河道生态环境的保持,给人们提供了自然优美的河道环境,拉近人与自然的距离。生态护岸受到人们越来越多的的关注和喜爱,不断被推广完善。

参考文献

[1] 雷雨,冉春旺,马瑛. 河道生态治理初探[J] . 水利科技与经济, 2009,15(4);322-324.

[2] 吕 松,汪 伟. 京山河流域水生态系统保护与修复规划[J] .水利科技与经济,2009,15(1);45-46.

河道生态防护篇(4)

1、概述

生态堤防主要是指采取河道岸坡生态防护、水质净化、生物友好、亲水设施、景观美化等措施进行建设,并具有显著的生态效益和社会效益的人工堤防。

1.1 山区河道的基本特征

河道集雨面积一般较小,暴雨集中,汇流历时短,洪水暴涨暴落;河道坡降较陡,流速大,河水挟沙能力和冲刷能力强;河道两岸集中分布乡镇、村庄、农田等大部分生产力;河道岸坡植被脆弱,水土流失严重;防洪、防冲等问题相对平原河道严重,河道生态堤防建设难度较大。

1.2 生态堤防建设的必要性

改革开放以来,经济快速发展,在发展经济的同时,环境意识、河道建设等没有跟上发展步伐。过去山区河道堤防工程建设,大多采取硬化加固堤岸、裁弯取直、修筑丁坝等措施,主要为了满足供水、防洪等要求,很少从生态性、亲水性、人水和谐等方面综合考虑。这些堤防建设在一定时期内给人们带来了较大效益,但同时这种堤防设计理念也极大地改变了河道的结构和功能,造成一些水生态环境问题。

随着经济社会的发展和人们认识水平的提高,河道堤防质量普遍较低这种状况与城镇化建设及美丽乡村等要求已不相适应。山区河道堤防己不再仅仅具有防洪、防冲功能,它还与人们的物质、文化生活息息相关,是人们生活环境的重要组成部分,是重要的基础设施。河道生态环境与社会经济发展密切相关,生态堤防建设是提高水环境承载能力,改善生态环境的基本措施。探索生态堤防设计,是最大限度地发挥生态环境综合效益,促进人与自然共同可持续发展的必然选择。

1.3 生态堤防设计原则

1)安全性原则。一般来说,河道堤防的建设最重要的作用就是防洪度汛,因而,生态堤防的防洪安全是其设计时最先考虑的原则,只有安全的堤防才能考虑到生态的堤防。

2)整体性原则。河道堤防设计着眼于整体,对上下游、左右岸及河底至堤岸多层次统筹考虑,尽显回归自然,将河道堤防与周围环境有机地融为一体,营造人水和谐的生态空间。

3)自然性原则。在河道堤防设计过程中,应尽量维持河道原有的天然岸线与河道走势,在满足防洪要求下保留河滩和弯道,尽可能保持河道的天然形态,避免人为对河道的生态的破坏。

4)生态性原则。河道堤防设计应满足生物的生存需要,适宜生物生息、繁衍,重视河岸植被建设,发展水生动物,使其既具有景观效应,又提高生物多样性保护等生态功能。

5)亲水性原则。在满足安全等要求下,河道堤防设计应结合当地人文资源,因地制宜地设计包括能沿河畔行走、跑步、就坐、躺卧和触水等亲水性设施,以满足人们亲水、触水等感受自然的要求。

2、山区河道生态堤防设计实例

河道生态堤防是目前国内河道堤防建设的总体趋势,特别是针对山区河道河床坡降陡、洪水暴涨暴落,流速大,冲刷能力强的特点,相对平原地区,山区河道生态堤防的设计相对也是一个难点。现结合缙云县河阳生态防洪堤工程设计实例对山区河道生态堤防设计进行探讨分析。

2.1工程概况

工程位于浙江省省级历史文化保护区“新建镇河阳历史文化保护区”内,河阳村古民居为元代古民居,已有一千多年的历史。新建溪属钱塘江流域武义江上游,河阳村位于新建溪中上游,流域面积70.68km2,主流长度20.9km,河道平均坡降3.98‰。

本工程河段现状原河道左岸没有防洪堤,地形杂乱,不能满足防洪要求,无亲水设施,有临时搭建平台。右岸现有直立挡墙,基本满足防洪要求,沿河右岸有5处河埠头,仍可使用。沿河两岸局部有水杉、银杏等高大乔木,杂草众多,缺少植物层次梳理。

本工程防洪标准为20年一遇,属4级水利工程,主要内容包括新建堤防护岸约1.2km、翻板堰坝1座,修复改造固定堰坝1座,工程总投资约800万元,建安工程约600万元。

2.2设计目标

充分利用当地山水资源,把历史古村落文化特色和生态环境有机结合起来,实现人与自然和谐共生,村落发展与环境建设的协调发展。

满足区块防洪的主要功能要求,综合考虑各种功能地块,兼顾休闲、旅游、生态、生活交往、运动健身等功能;通过连续的滨水水岸设计,满足人们亲水、触水的需求;在满足防洪的前提下,减少弱化生硬挡墙;通过生态河道景观,烘托河阳古村落的人文特色。

2.3工程总体布置

堤线布置按原河岸走向,利用原有岸线,堤距维河道现状宽度在45-65m,加高加固修建堤防护岸。通过设置可以过水的亲水平台、游步道和景观绿化,使其上下游贯通,并对下游原有部分滩地进行修整后予以保留。为保护滩地,防止堤脚冲刷,满足人们亲水要求,营造水生态效果,对原有的堰坝进行修复和改造。

2.4堤防设计

1)堤防典型断面。本工程河道堤防护岸采用保留原有挡墙,增加生态护岸的方式,护岸主要采用四种型式:

护岸一:原有砌石护岸+亲水及绿化措施(花坛、亲水平台和游步道三者有机结合)+水下挡墙。原有砌石挡墙护岸+1.4m绿化+浆砌石挡墙。该断面适用于上游段右岸,此段原有老干砌石护岸,且大部分护岸高程已满足防洪要求。原有砌石挡墙护岸顶增设10cm厚C20砼压顶,并在迎水侧增设栏杆;绿化带种植土厚50cm,底部设30cm厚干砌块石护底;浆砌挡墙顶高出正常水位0.3m,浆砌挡墙顶宽0.8m,迎水坡1:0.1,背水坡1:0.3,挡墙上部0.6m为M7.5浆砌漂石,下部为M7.5浆砌块石,基础为30cm厚C20砼底板,挡墙基础开挖边坡为1:0.5,挖至基岩,挡墙后采用回填土回填压实。

护岸二:1.2m人行道+坡体绿化+浆砌石挡墙。该断面适用于上游段左岸,此段河道两侧为农田和公路,护岸坡体绿化宽度有拓展空间。道路边上新建人行道,人行道高程与道路及村庄规划高程相衔接,两边用侧石固定。坡体表面绿化,下面铺50cm厚种植土,种植土下面垫30cm厚干砌块石。浆砌挡墙顶高出正常水位0.3m,浆砌挡墙顶宽0.8m,迎水坡1:0.1,背水坡1:0.3,挡墙上面为0.6m高的M7.5浆砌漂石砌筑,下面为M7.5浆砌块石砌筑,基础为30cm厚C20砼底板,浆砌挡墙开挖坡度1:0.5,挖至基岩,挡墙后采用回填土回填压实。

护岸三:原有砌石护岸+绿化及亲水措施(花坛、亲水平台和游步道三者有机结合)+水下挡墙。该断面适用于中间段右岸,此段原有老干砌石护岸,护岸底部有多个洗衣埠头,且大部分护岸高程已满足防洪要求。原有砌石挡墙护岸顶增设10cm厚C20砼压顶,并在迎水侧增设栏杆(部分防洪高度不够位置在原挡墙顶增设花坛以达到防洪要求)。花坛边框采用红砖浆砌,外侧面贴花岗岩,花坛种植土厚50cm,底部设 30cm厚干砌块石护底;亲水平台和游步道宽分别为1.8m、1.2m,均采用青石铺筑并高出正常水位0.2m。水下挡墙采用M7.5浆砌块石砌筑,挡墙顶宽0.5m,迎水坡垂直,背水坡1:0.3,基础为30cm厚C20砼底板,挡墙基础开挖至基岩,挡墙后采用砂砾石回填压实。

护岸四:新建干砌块石挡墙+1.5m绿化+抛石。该断面适用于中间段左岸,此段左岸已建有大量新居民房且防洪标准低,离河道近,无法大面积的坡面绿化。干砌块石挡墙顶宽0.8m,压顶采用10cm厚C20砼,并在迎水侧增设栏杆。挡墙迎水坡1:03,背水坡1:0.2,基础为30cm厚C20砼底板,挡墙开挖坡度1:0.5,挖至基岩,挡墙后采用回填土回填压实。绿化下面铺50cm厚种植土,种植土下面垫30cm厚干砌块石,绿化种植在正常水位以上;正常水位以下采用抛石固脚。

河道生态防护篇(5)

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.091

河道修防整治不仅在城市而且在乡镇建设中具重要意义,河道作为一个城市生存与发展重要自然条件之一,其生态系统的平衡有助于城市的现代化建设。河流生态系统的保持以及功能完整,具备恢复和抵抗能力,才能长期为人类服务,促进社会发展进步。河道修防整治通过对流域内存在问题进行分析并制定科学可持续治理方案,营造人和自然和谐相处河道流域水环境,使得经济、生态、社会和人文效益平衡。

1 河道修防整治现状

社会经济发展使得人们对于生活环境要求提升,河道娱乐、休闲、生态和景观等功能重视程度逐步增加,但由于城市现代化建设对河流过度开发,造成一系列问题。河道修防整治通过促进水环境和谐健康,维护河流流域生态平衡,从而提高居民生活环境,有效提升城市建设、经济发展。

(1)水体污染。由于城市工业发展,大量工业废水排入河道,造成河流污染加重,而城市人口的不断增长,生活污水排入,致使河道水质变差,富营养化加重,水生植物过于茂盛,环境负荷越来越大;农业生产方式和土地利用方式造成的农田污染源未得到足够重视,缺乏有效管理措施。而且各种污水治理措施严重滞后,废水收集和处理系统不完善,根源上预防工作不足,加之生产生活中人们环境保护意识较为淡薄,导致河流污染加剧。

(2)护岸建设。目前许多城镇主干河道的防护堤过于单薄,与防洪标准不符,有些甚至没有建设防护工程,而防护坡过低或不坚固,容易造成汛期两岸居民居住区和农田被淹。由于防护坡建设不够良好,导致河流不断侵蚀冲刷两岸土壤,或者由于自然因素或者上游人为因素影响,出现水土流失现象,从而造成河道底部泥沙淤积,使得河床抬高,出现河道拥堵问题,严重时造成水面抬高导致洪水隐患。以往河道防护坡建设时考虑主要问题是防洪,侧重水土保持和河道冲刷侵蚀,多利用水泥混凝土建设,使得河岸水体和土壤之间自然交换分离,造成河流中微生物和鱼类等水体环境无法更新,长此与往导致河水变黑和发臭,影响着城市环境。

(3)水面面积。城市现代化发展过程中,房屋修建、工厂建设等对河道挤占十分严重,从而导致河道水面缩窄,抗洪能力减弱,人类受到洪水威胁增大。而且人们对于河道保护意识淡薄,各种废弃物的堆放、违章设置等导致水流不畅,水质破坏的同时也使水面面积减少,河道横截面缩小变窄,水面运输能力锐减。

2 河道修防有效治理方案

河道和滨河地带作为人类文明发源地,提供大量饮用水、灌溉水和工业用水,保持河流生态系统平衡有助于社会可持续发展。传统河道整治主要侧重于水土保持、除涝泄洪和航运等功能,对于人和水环境和谐、河流自然清洁功能重视程度不足,对于生态文明建设产生负面作用。随着社会文明进步,人类生态平衡可持续发展观念提升,面对河道出现的问题,制定出一系列科学可持续治疗方案。

(1)合理规划护岸工程。护岸工程应充分考虑水面线和堤内自然条件,选择更加有助于创造和保持生物生息环境与自然景观方案,河道防护堤堤身型式与结构应按照当地交通条件、建筑材料和施工技术等因地制宜,在保持经济合理的同时保证安全可靠性。此外,还应注重生态平衡问题,不过度改变河道的自然特性,充分遵循河道自然规律,少用混凝土和石护坡,从而实现保护天然河道目的。慎重进行扩宽河道堵口和截弯取直,扩宽河道堵口在增加下泄的流量同时还会增大下游淹没损失;而河道进行截弯取直能够改变洪水的流向,增加河槽比降、水动能和流速,同时对于水流冲刷河岸以及河槽下切现象加剧。因此,进行扩宽河道堵口和截弯取直时要充分考虑经济损失和下泄流量,多方案进行比较,采取更加科学方案。

(2)增强河道社会服务功能。首先要进行污染源控制来保证水安全,对发黑发臭河道段采用种植芦苇、美人蕉等水生花草建立小型生态链,通过植物吸取河流过度营养,从而达到水流自净功能恢复;而且水生植物在减少水流冲刷侵蚀方面具有一定功效,还能形成城市独特河流景观,有助于城市环境美化。对于农业污染面源比重较大现象,可利用土地处理系统、人工湿地技术等进行治理,同时对农民进行科学施肥指导,从而促进传统农业转变为生态农业,达到经济和环境和谐共处目的。其次加强防洪功能,除原有水利工程之外,还可设置水系形态,通过对河道结构调整来减少防洪压力;利用河湖水位升降和采取合理河床断面来控制城市滨水景观。此外,对河岸带设计合理景观,需满足整体优化和自然优先原则,对河流自然资源进行保护,实现河流周围和河岸带景观自然相连。而且景观建设要特别关注亲水岸线和防洪水位线协调,河流流速和水生生态的协调,使得城市景观和河流景观进行有机融合,实现生态文明建设。

3 结束语

现代河道修防整治生态河道建设为重要发展趋势,因此治理方案应将人和自然和谐相处制定为主要理念,细致分析河道两岸特点以及河流走向、水文特征,在有效改善河道生态系统同时,能够更好适应社会可持续发展要求。河道修防整治方案将环境科学、生态学、水利工程学、美学、园林学等有机融为一体,实现河道水流自净能力恢复、水土保持功能增强,维护河道生态平衡。

参考文献:

[1]朱伟,姜谋余,蔡勇等.倡导“亲自然河道”治理模式―对我国农村河道治理的思考[J].水资源保护,2015,32(01):1-7.

[2]赵天义,王昊,姬瀚达等.黄河下游畸形河势治理研究[J].人民黄河,2014,36(01):1-2,5.

河道生态防护篇(6)

【关键词】

河道治理;生态修复;宁阳县宁阳县境内长10km以上的河道有17条,其中长20km以上的有4条;流域面积在50km2以上的有8条,100km2以上的有3条。东部山丘区河道主要属黄河流域水系,西部平原区河道属淮河流域泗河水系。目前,随着宁阳县经济社会的快速发展,河道受到过度开发,由于对河道生态认识不到位,大量河道被人为侵占甚至被垃圾覆盖,造成水系退化,大量污水直排造成河流水质污染严重,河道生态环境退化严重,进行河道治理势在必行。

1存在的问题

1.1河道堤防老化退化严重宁阳县河道大部分河段位于山区及丘陵区,均为季节性的排洪河道,两岸堤防残缺不全,现有堤防堤身单薄、安全超高不足,河道防洪标准低,现状河道大部分河段还达不到5年一遇洪水标准。堤防建筑物设计标准相对较低,质量差,年久失修,老化退化严重,冲刷破坏、沉陷、裂缝、坍塌、损毁现象比较普遍。在洪水和人为的双重作用下,河道工程现状不容乐观,大部分已失去原设计能力,严重危及防洪安全。

1.2河道生态环境恶化河道自身淤积严重,加上大部分河道处于长期断流状态,有的河床内被侵垦种植了庄稼,有的栽满了树株,有的河床被侵占圈建成了养殖场所,有的河床垃圾成堆,几乎成了垃圾场,河床糙率增大,形成行洪障碍,导致行洪排涝能力普遍降低,危及河道行洪排涝安全,直接威胁沿河群众的生命财产安全。有的部分河段污染物排放量远远超过了受纳水体的纳污能力,水污染状况比较严重,河道生态环境遭受严重破坏。

1.3对河道生态修复治理认识不到位没有认识到河道生态治理是一个良性循环的系统工程,主要是创造一个可持续的水清岸绿、水流通畅、生物多样、人水和谐、自然和谐、相互依存、环境秀美的河道环境。

1.4资金投入不足由于缺少维修建设经费,绝大多数中小河道得不到防洪治理,一些急需维修的工程项目得不到修缮,严重影响其功能和工程效益的发挥,河道生态修复工程更是无法实施。

1.5河道生态修复规划治理滞后河流规划和前期工作滞后,几乎所有中小河道都缺少科学系统的中长期规划。特别是当前开展的中小河流治理工作,也仅仅是以防洪除涝减灾保安全为主,没能做好与河道生态修复建设的结合文章。

1.6水资源利用率不高宁阳县河道大多数为山洪季节性河道,河道比降较陡,洪水来势猛、流速快、冲刷力强,洪水历时短,汛期大量河水被白白流掉,汛后绝大多数河道都处于断流状态,河道水资源利用率普遍较低。

1.7管理养护不到位河道作为基础设施,管理涉及战线太长、面广量大,管理尤为困难。长期以来,产权不清,管理主体不明,管理体制不顺,陷入了多头管理的怪圈。由于缺少维修养护管理经费,缺少专职管理人员,河道得不到日常维护管理,河道工程长期带病运行,在洪水和人为的双重作用下,问题日益突出,生态环境日益恶化。

2生态治理对策

2.1转变治理观念,理清治理理念河道生态修复治理要“树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念”。通过水资源的合理配置和水生态系统的有效保护,积极开展水生态系统的修复工作,合理划分水功能区,严格实施分类管理与保护,维护河流水生态系统的健康,逐步实现水生态系统的良性循环。

2.2搞好河道水生态系统保护和修复专项规划请一批生态治理设计理念新、思路宽、水平高、经验多的规划设计部门对现有中小河流进行一次全面系统的规划,结合宁阳县经济社会发展和生态文明建设实际,编制具有前瞻性的、可操作性的、切实可行的水生态系统保护和修复工程规划。按照轻重缓急、先易后难、投资少、见效快、易推广的原则,逐步按规划计划分批次分年度实施。

2.3预防控制污染,保护河道水源据调查,目前,造成宁阳县河道生态环境污染的因素主要来自工业污染、农业面源污染、畜禽粪便污染、生活垃圾污染。对于这些污染,应采取相应治理措施,加强监管,减少污染。

2.4加大资金投入,多元化筹措资金通过积极对上争取,加大县政府与驻地乡镇、村的资金投入,力争早日把中小河道治理提上议事日程,通过建立比较完善的防洪除涝防灾减灾体系,防洪标准基本达到国家规定的要求;基本实现水功能区水质目标;水生态系统与环境得到有效保护。对河道管理范围内的土地,由河道管理部门为主体,通过竞标对外承包,组织承包户按规划要求营造护堤护岸林木,积极引进推广速生用材林、经济林、能源林和优质苗木,向管理要效益,用作维修养护经费储备金,作为财政资金的有益补充,走可持续发展路子。

2.5提高生物多样性重视河岸植被建设,构建河流生态走廊,治理与控制河道水土流失,在水域内,种植各种喜水、耐水植物,发展水生动物,提高水域生物净化功能和生物多样性保护等生态功能。

2.6河道生态修复治理对于河道生态修复治理,应以打造安全生态河道为龙头,发挥龙头带动示范作用,在大汶河宁阳段的工程治理过程中,积极探索工程治理与水安全、水生态、水景观、水文化、水经济结合文章。在洪水冲刷严重的险工河岸段,采取浆砌块石、混凝土等强度较高的硬质护砌方式,对于洪水冲刷较缓的平工河段,选择生根快、能快速覆盖、根系发达、抗冲刷能力强的柳树干,进行干根网、草皮等软性生态护坡、护岸方式。同时,按照“建设节点、串联景点、突出特点、形成看点”的治理思路,做好河道生态修复与景观工程的融合。

河道生态防护篇(7)

中图分类号:X2l 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0112-01

城区河道是指城区中修建或者改建的人工水道,具有防洪排涝、运输等功能。在过去的观念中,城区河道主要功能就是防洪排涝。通过修建大型混凝土护坡,用非自然材料来保护城区河道。但是随着科学技术的发展,城市化建设步伐加快,越来越多的人开始重视河道护坡的环境效应。传统的河道护坡弊端逐渐暴露出来,严重地破坏了河道生态系统平衡,降低了城区居民生活质量。

1 传统护坡所存在的不足之处

传统城区河道护坡主要形式有干砌石块护坡、现浇钢筋混凝土护坡、预制混凝土体护坡等。这些人工的护坡材料虽然能较好的保护河道完整,但同时也带来了严重的生态问题。

1.1 水生生物减少

因钢混材料具有强度高,能较好的保护河道的破坏,所以往往被传统河道采用。但是在使用钢混材料时,因其严密性较好,能较容易地将河道密封起来,从而减少了土水间的物质交换,在保护的同时也阻止了部分水生生物的生长。水体的自净能力的强弱往往取决于水体生物的数量与种类,水中生物的减少必然会使水体自净能力降低,影响水质。

1.2 水温容易升高

钢混结构的护坡含水率较低,不及土质岸坡。在较长时间的日照下,岸边水温升高较快。尤其在夏季,水温的升高容易引起病原微生物大量繁殖,影响城区居民健康。

1.3 增加水体流速

传统河道护坡在施工时做得较为光滑,表面摩擦系数小,有较好的水力条件,减少了河道的冲刷。但是同时也带来了另一个问题,河道流速的增加。河道底部粘附力不够的植物及生物容易在高速水流中被冲走,不利于水体生物的固定。

1.4 添加剂影响水质

在护坡的施工中,往往需要添加剂来保持混凝土材料的正常施工。但是这些添加剂也会进入水体,对水中生物产生较大影响而降低水体自净能力,从而影响水质。

2 生态护坡所具有突出优点

生态护坡是指在河道边坡固定后在其表面种植植物,依靠植物根须来防止岸边沙土的流失,从而减少边坡的不稳定性及抵御河水的侵蚀。在保护河道的同时,生态护坡又能恢复水体的生态平衡。河道生态护坡具有两层含义:(1)河道护坡不仅仅要满足防洪排涝的硬性要求,还应让其成为生态防护层以提供植物的生长;(2)河道护坡应当由多种植物、生物组成,能满足构建全面的生态体系,以维持生态平衡的要求。

城区河道生态护坡应当在保障河道正常防洪排涝的作用下尽可能多的满足生态平衡的要求。做到与城市周围环境相协调,将河流生态系统与城区生态系统相结合,生物之间能够保持能量、信息的充换,以保证城区及其周边河道的生态关系能够正常维持。相对于传统河道护坡,在这种状态下的生态河道护坡具有较为突出的优点。

2.1 融为城区景观的一部分

由于没有采用混凝土或者砌块石,而采用植被形式覆盖在河道边坡上,能消除传统河道护坡生硬感觉,河道及其边坡显得和谐自然。在合理的规划下,河道护坡可以被改造成城区中用于休闲的自然长廊,以成为城区景观的一部分。

2.2 修复水体污染

传统河道护坡一般采用非自然的材料,在施工过程中往往又要使用添加剂,在保护河道的同时又形成了二次环境污染,然而生态护坡技术却没有这些缺点。生态护坡能给水体生物提供生长场所,随着生物的数量、种类的曾多,水体的自净也将得到增强,水质逐渐变好。

2.3 减少岸边水土流失

由于河道岸边遭受水流冲刷频繁,水土流失现象严重。在生态护坡技术中,将种植大量植物。植物的根须深入土层中,形成多孔结构,从而对生物的生长和沙土起到较好的保护作用。

2.4 改善城区居民生活环境

生态护坡中种植大量植物,大大增加了城区生物的多样性。同时,也能够增加绿化面积,为城区提供氧气,改善居民生活环境。

3 生态护坡的实际应用

由于国家在环境保护上的力度加大,生态护坡技术在近些得到飞速的发展。主要的生态护坡形式有三维植被网护坡、植被型生态混凝土护坡、河岸种植绿竹护坡、地毯式混凝土草坪护坡等。下面将具体介绍这几种生态护坡技术。

3.1 三维植被网护坡

主要的材料为植物、土工合成材料,通过两者相结合组成具有一定活力的生态护坡系统。在河道边坡种植植物,依靠植物的根须来固定沙土,加之土工材料的稳定性,能大大增强土层的抗剪切强度。这种护坡比纯粹的植物护坡要耐河水冲刷能力强许多,能抵抗洪水及暴雨的侵蚀。而土工合成材料采用黑色聚乙烯制成,在较寒冷的时节能为土壤保温,有利于种子的萌发,为植被创造生长的条件。

3.2 植被型生态混凝土护坡

这种生态护坡主要由多孔混凝土、保水层、表层土所构成。利用预制多孔混凝土铺设在河道边坡上,将其作为该生态护坡的主要构架。由于多孔的特性,该生态护坡技术可以交换的实现能力及物质的交换,让植被更加具有活力。

3.3 河岸种植绿竹护坡

这种生态护坡方式是通过种植绿竹于河道边坡,绿竹林对水流的冲击有较好的阻挡作用。其作用原理:水流在经过该区时,流速降低,从而减少水流对边坡的冲击作用。在较低的流速下,水流中携带的沙土容易沉积,且沉积物能提供给绿竹林大量养分,又能促进绿竹地生长。而且绿竹具有较高的观赏价值,可以让河道护坡成为城区亮丽的风景线。

3.4 地毯式混凝土草坪护坡

将含有大量空隙的混凝土砌块铺在河道边坡上,再把草种植在上面。草在生长时根须向下延伸,扎根于混凝土下方的土层中,形成以草坪为主的生态护坡形式。地毯式混凝土草坪护坡具有简单整洁的特点,而且草本植物适应性强,在管理维护方面可以节省大量开支。

4 结语

随着城市化建设步伐不断加快,经济总量不断提高,人们也开始逐渐重视生态环境问题。城区河道的在满足防洪排涝的基本作用下,应当逐步发展生态护坡。河道生态护坡可以重建被人类活动所破坏的河岸生态系统,以此来维持水体中物种的多样性,增强水体的自净能力,抵御水土流失。且生态护坡应与城区相互协调,融入到城区的自然环境中,成为城区中一道独特的风景线。建设河道生态护坡能促进城区河道生态系统地持续发展,有利于改善人类自身的生存环境。

参考文献

[1] 曹仲宏,徐泽.现代城市河道生态护坡浅谈[J].城市道桥与防洪,2011(2).

河道生态防护篇(8)

1.1浆砌块石挡墙崇明河道浆砌块石挡墙护岸常采用桩基础。这是因为崇明地下水位较高,基坑无法完全晾干,河道冲刷比较严重,挡墙前沿的淤泥阻滑效果很差,没有桩基的浆砌块石挡墙护岸结构在施工时有滑动和倾覆的危险。桩基础一般采用双排钢筋混凝土方桩,与方桩连接的是钢筋混凝土底板,在常水位和设计低水位之间的水位变动区设置浆砌块石挡墙(重力式),在挡墙顶设置钢筋混凝土压顶。最后压顶以上设置草皮护坡。浆砌块石挡墙护岸主要应用于部分通航的河道,如环岛运河南河中段部分河段,界河部分河段,堡镇港部分河段等。浆砌块石挡墙典型断面如图3所示。

1.2绿化混凝土位于设计低水位(1.70m)至河底(-0.5m)之间不做护砌,为自然突破,在设计低水位(1.70m)至设计常水位(2.50m)之间采用干砌块石护坡,在水位变动区(2.50~3.20m)之间采用绿化混凝土护坡,坡面上种植水葱等水生植物,起到消浪防冲作用。在高程3.20m以上河坡种植绿化固土护岸。绿化混凝土应用于三沙洪、老效港、六效港等县级河道的部分河段。绿化混凝土典型断面如图4所示。

1.3生态石笼生态石笼工艺,又叫生态双绞格网工艺。是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝,外表涂塑料高分子优化树脂模(PVC),用六角网捻网机编织成不同规格矩形笼子,笼子内充填石头的结构。通过人为和自然因素,石块之间缝隙不断被泥土充填,植物根系深深扎入石块之间的泥土中,从而使工程措施和植被措施相结合,形成一个柔性整体护面。与传统的浆(灌)砌块石、混凝土等防护结构相比,它既能满足山体、岸滩稳定的防护要求,又有利于水体与土体间水源的循环,同时达到绿化环境的效果,可保持、改善原有的生态平衡。生态石笼护岸结构目前在崇明部分河道上已有应用,有直立式挡墙结构,如环岛运河南河中段的部分河段;也有斜坡结构,如庙港延伸段。生态石笼典型断面如图5。

1.4生态袋生态袋是由聚丙烯人造纤维材料针刺而成,这种特殊配置的聚丙烯材料可以抵抗紫外线的侵蚀,不受土壤中化学物质的影响,不会发生变质或腐烂,不可降解并可抵抗虫害的侵蚀,聚丙烯的pH值稳定在2~13之间。工程生态袋之间采用STD、END连接口连接。STD、ENG连接口100%由聚丙烯支撑,性能稳定。工程生态袋为永久植被提供一种理想的种植块,透水不透土,植物可以从里面长出来,也可以由表面向袋内扎根。生态袋护岸目前主要在崇明河道生态治理试验中采用,如:瀛东村中心河、万平河等。生态袋典型断面如图6所示。

1.5其他结构其他护岸型式主要有连锁块、景观叠石、钢筋混凝土挡墙、杉木桩、干砌块石护坡、树根桩护岸、防冲刷纤维布护岸等。连锁块护岸和桩板护岸结构类似,区别是将压顶的高程定为2.60m,位于常水位下方,压顶上用混凝土连锁块铺砌,连锁块中间有孔洞,可以种植水生植物;景观叠石结构较为简单,采用C30钢筋混凝土底板,底板上部采用景观叠石,叠石水平面间以砂浆砌筑,C20细石混凝土灌缝,以保证结构的安全耐久性,竖直向留有空隙,有利于河道的生态链,堆石墙顶高程≥3.00m,墙后1∶3护坡植草至堤顶高程。景观叠石常应用于有景观要求的河道段。钢筋混凝土挡墙结构与浆砌块石挡墙结构类似;杉木桩护岸是在河岸边打一排密排杉木桩,这种结构型式生态性较好,但由于消耗大量木材,还需要有防腐措施,所以只在公园、旅游区等较窄的河道处应用。干砌块石护坡适用于河道全断面需要防护的情况,如:码头处。树根桩护岸防护效果好,但是造价高,适用于河岸近距离有建筑物的情况。防冲刷纤维布护岸应用较少,只在崇明老南横引河东段疏拓工程中做过实验。

2护岸型式的比较

崇明常见河道护岸的比较分析如下表所列。

河道生态防护篇(9)

一、内河航道生态护岸的重要性

河岸是水陆交错带,是航道的重要组成部分之一,在调节气候、保持水土、航运、防洪等方面都具有重要功能。健康的河岸系统能使物质以合理的速度、形式通过其界面区,综合功能得以顺利实现,所以护岸在航道整治中的地位至关重要[1]。它不仅能减少地面径流对航道的冲刷,也能减少船舶的船行波对航道的影响,在船舶停靠时阻碍对岸坡的破坏,这对于减轻航道淤积,保持航道稳定,维护航道技术标准意义重大,同时对于航道两岸的抗洪与减少水土流失也有着不可忽视的作用。

我国水资源丰富,发展水路运输得天独厚,但是内河航道的开发与养护却发展缓慢,令人担忧。航道护岸长期受到温度、径流、泥沙、潮汐、船行波等外界因素音响,很容易出现水土流失、结构坍塌等现象,威胁航道自身安全以及航道两岸人民的生产与生活。是以,内河航道护岸的规划与养护是我们内河航道规划养护中的重点,必须予以足够的重视,选择合理的结构与适当的形式。随着人们环保意识的增强,人和自然和谐发展观念的普及,新型生态护岸模式受到了社会各界的广泛关注。

生态护岸是指利用植物或者植物与土木工程的结合,对河道皮面进行防护的一种新型护岸形式。此形式集防洪、生态、景观、自净效应于一体,代表着护岸技术的发展方向[2-3],在近些年来备受推崇,于欧美日韩等地区都得到了广泛应用和好评。生态护岸注重人与自然的和谐相处,致力于“自然型”河道的建设,追求生态环保、人与水、与自然的和谐相处。而在传统的治河思路里,河流的防洪与排涝问题则是重中之重,在工程设计上也更加倾向于工程安全的考虑。近些年来,内河航道工程中,大多使用的是传统护岸结构,以混凝土、砌石等硬质材料居多,虽然抗侵蚀与耐久性作用明显,但封闭僵硬,隔绝了土壤与水体之间的物质交换,使得土壤、植物、生物之间的有机联系被切断,破坏了航道护岸周边的生态系统。混凝土等硬质材料切断了水、空气、土壤、动植物之间的有机联系,使得土壤和水体中的生物失去了赖以生存的环境,原本生机勃勃的河道逐渐失去生命力,负面影响非常严重。据统计,在使用传统护岸模式后,仅单一防护,沿河生物种类就减少了70%以上,水生物种类也下降到了原本的50%,有的地区更为严重。同时,在传统的护岸结构中,护坡及挡墙内材料(包括碱化骨科)的水化反应,碳化反应及各种添加剂(如早强剂、抗冻剂、膨胀剂等)在水中发生反应对水质和水环境也产生了恶劣影响,不仅破坏了河道的自净系统,更甚者,给人们的身心健康和生产生活也带来了巨大的隐患。综合以上情形,内河航道的生态修复迫在眉睫,生态护岸工程的应用与推广更是意义深远。

二、生态护岸技术的应用

生态护岸有两个核心要素:一是满足防洪抗冲的标准要求,且自身结构稳定能透水、透气,是适合植物生长的生态防护平台;二是满足航道两岸生态平衡的要求,即能建立良性的河坡生态系统。在这两个要素的要求之下,二者才能达到真正的“人水和谐”。前一个要素是人对自然的要求,即人们为了生产与生活安全改造自然,后一个要素则是人与自然和谐相处中尊重自然理念的体现,既要改造自然,又要掌握好二者之间的平衡。只有满足以上两个要素,才是真正意义上成功的生态护岸设计。

生态护岸技术的发展融合了现代水利工程学,生物科学,环境科学,生态学,美学等科学,对于保护生物多样性,改善河流水质,营造人和自然和谐共处的美好环境影响巨大。生态护岸形式多样,例如仿木桩生态护岸、箱式绿化挡墙生态护岸、互锁块生态护岸等,都在不同程度上保护了内河航道护岸,对于维护内河航道运行具有重大意义。

与传统护岸工程不同,生态护岸工程设计上更复杂更多元化,根据国内外生态护岸的成功经验,我们在应用过程中有很多地方需要注意。生态护岸自身不仅要具备传统护岸的功能,同时还要兼顾自然环境的协调统一,所以一定要注意因地制宜。我国河流众多,内河航道更是形态各异,护岸建设受到多方条件限制与影响,在考虑使用生态护岸技术时,必须对周边环境详细考察,细心规划。而且我国内河航道在历史上曾有过多次改道经历,生态护岸的设计就必须遵循河床演变的规律,做到因势利导。我们要在满足河道功能堤防稳定的基础上,尽量减少刚性结构,多使用自然材料,避免二次污染,做到不仅能增强护岸的美化效应,更能降低工程造价,达到经济效益与人文效益的和谐统一。例如连云港港输航道中生态护岸技术的应用。连云港港输航道内淤泥、粉质粘土等软土分布连续,经常引起淤积,影响航道内的船舶航行。为了克服这个问题,生态护岸的结构设计根据水位变化采用分层防护方式,利用水生植物的生长特性,在岸测构造水下滩地,形成岸侧生态带,稳固了河道周围岸线,岸线后方则采用生态防护结构进行加固。这样不仅满足了护岸要求中的耐久性,同时也美化了河岸环境,最大限度地保持了河岸原有的生态平衡,可谓是一举多得。新型生态护岸技术在连云港港输航道中的成功应用对于生态护岸技术的推广具有重要意义,值得我们斟酌与借鉴。

生态护岸是现代河流治理的发展趋势,是水利和交通建设发展到一种相对高级形态的必然结果,发展前景广阔,对于保护我国内河航道意义重大,值得我们大力应用与推广。

三、小结

随着经济的腾飞,我国的城市化进程也在不断加快,如何做到经济、社会、自然三方和谐发展,是需要我们努力研究探索的课题。生态护岸以其“实用、美观、安全”的特点受到青睐,成为内河航道治理工程中一道亮丽的风景线。我们要不断追寻开发更加先进的河流航道治理生态护岸技术,大力支持和引导生态保护与治理,去开创新的治理模式,真正实现我国内河航道“河畅、水清、堤固、岸绿、景美”的建设目标。而城市内河航道作为城市景观和文化的载体,也越发需要我们予以重视,做到优化城市景观,修复河流生态,保护内河航道,改善河流水质等方面,使人文与自然真正意义上达到和谐统一。

总而言之,生态护岸技术以其优势必将在内河航道的治理工程中有更为广阔的发展前景。

参考文献

河道生态防护篇(10)

随着经济的快速发展,我国提出了由传统水利向现代水利转变的大目标,即由传统的工程水利向民生水利、资源水利、生态水利转变。由于工农业生产、人类活动等对河流的生态环境造成了较大的影响,重大河流生态问题时有发生,造成我国许多河流水质恶化,水面萎缩甚至断流,河道及河岸生态系统遭到了严重破坏,导致河道及河岸许多生物物种减少甚至消失。因此积极开展河道生态建设技术研究,推游夜传统水利向现代水利的转变具有重大意义,实现可持续发展,实现人与自然的和谐。本文对河道生态建设技术进行了初步的分析与探索。

1.河道岸线

必须重视河势,河道宜保持现状自然岸线,避免直线化、裁弯取直,以利于河道浅滩和深潭的保护,河道能宽则宽。已构建的人工河道,若条件允许尽量恢复自然河道形态以利于生态系统恢复。当确有需要对河道裁弯取直时,应充分论证其对防洪、河床稳定及生态系统的影响,尽可能保持原有水面率,同时应因地制宜适当扩大水面率。

2.河道的断面形式

河道断面型式应按照因地制宜,满足河道功能、生态要求的原则进行选择,保持河道形态的多样性和与环境的协调性,提供生物种群的生存环境。河道断面应避免规则化,保留自然的断面形式,以利于保持多样的水流环境。除自然断面外,还有人工非规则断面、矩形断面(直立)、梯形断面、复式断面、双层断面等形式,宜按以下顺序选取:自然非规则断面、人工非规则断面、复式断面、梯形断面、矩形断面、双层断面。河道断面设计时,应在满足河道的主导功能前提下,结合土地利用和其它因素,确定断面设计的基本参数,包括主槽河底高程、滩地高程、不同设计水位对应的河宽、水深和过水断面面积等。河道断面型式选择,应注重保护历史文化和体现不同城市的特色风貌,结合城镇建设、城镇绿化,兼顾市民休闲、近水亲水,与城市沿岸景观相融合。横断面较宽、水位变幅较大时,宜结合景观、亲水、河滩地的利用,此外河道断面设计应考虑周围居民生产、生活用水的方便,设置必要的埠头、台阶等。

3.河道河床形态及切滩、疏浚

保持河道的天然坡降,当河床坡度难以稳定时,可适当调整河床纵向坡降,充分考虑河床的冲刷及淤积,防止重复性切滩、疏浚。慎重进行切滩与疏浚,对于河道中的浅滩、深潭、绿洲宜保留,以利于河道水流流态的多样性及生物系统的多样性。河道切滩、疏浚过程中,应分析其对护岸的影响,避免塌岸及对原有护岸结构的破坏,同时对切滩、疏浚产生的废料做好利用的规划,可考虑本工程及附近其他工程的使用,疏浚产生的有毒有污染性的废料应妥善处理,防止二次污染。护岸工程措施包括丁坝、顺坝、防冲护底等,宜采用透水材料如桩式坝、石头坝、毛石坝、抛石护底、柴排护底等。为防止河床下切侵蚀,采用块石、框格、石笼、大卵石、柴排等天然、多孔、透水材料,不宜采用混凝土、浆砌石等对河床进行封闭护砌。根据河道调查的结果,必要时结合岸线恢复河流中的浅滩、深潭、绿洲,深潭布置在河道的凹岸,绿洲的恢复应充分考虑其对防洪的影响,布置在开敞河道处。对于河道中存在影响行洪的障碍物,按照/谁设障,谁清除0的原则,制定清障实施方案,原则上恢复到设障前河道原貌。

4.堤防、护岸

堤防、护岸工程等级及防洪标准、顶高程应根据相关规范、标准确定,体现生态性、景观性、亲水性。堤防材料应优先选用当地材料,优先采用土堤及土、石混合堤。堤防护面、护岸材料不宜采用混凝土、浆砌石等阻断河道与河岸物质交换的渠化、硬化材料,优先采用多孔、透水材料、土工合成材料和自然材质制成的柔性结构,以利于保护河道、河岸的生态系统。若条件有限,采用混凝土、浆砌石等护岸时,应考虑其对河道生态系统的影响,采取有效的补救措施。生态护岸材料优先选用植物、松木桩、黏土护坡、砂砾护坡、干砌石、堆石、野山石、卵石、石笼、多孔隙预制块(六角空心预制块、荣勋挡墙等)、生态混凝土、柴排、生态土工带、土工织物等,或其多种组合形式。

根据平原、山区性河流的特点选择护岸类型。平原河流一般水流流速小,水位涨落幅度小,宜选择植物措施护岸,松木桩、干砌块石、叠石、卵石、石笼土工织物(如生态袋、土工格栅等)及各种组合护岸;山区性河流一般流速大,水位暴涨暴落,宜采用干砌块石、石笼护岸、生态混凝土(预制块、植生混凝土)及各种组合护岸。河道护岸工程应兼顾改善河道水环境、防止水土流失,为水生植物的生长、水生动物的繁育、两栖动物的栖息繁衍创造条件。同时,不能忽视护岸结构的安全性、耐久性及生态护岸对阻水的影响。

参考文献:

[1]钟云清,范逸峰.城市河道生态建设与治理探讨[J].中国

水运(下半月).2012(01)

[2]高青峰,王欣. 试论在水生态保护与修复下的中小河流治

理[J].水利科技与经济. 2012(01)

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