水利工程生態(tài)化設(shè)計研究

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編者按：本論文主要從堤防工程生態(tài)技術(shù)必要性；生態(tài)化建設(shè)的建議等進行講述，包括了有關(guān)防洪工程規(guī)劃的原則、堤線布置及堤型選擇河流形態(tài)的多樣化是生物物種多樣化的前提之一、河流斷面設(shè)計、岸坡防護、景觀建設(shè)、工程施工、工程管理、河道規(guī)劃治理后,對保護城市城區(qū)的人民生命和財產(chǎn)安全、減少洪澇災(zāi)害以及為城市經(jīng)濟發(fā)展起到重要的作用等，具體資料請見：

論文關(guān)鍵詞:堤防工程;規(guī)范;生態(tài)建設(shè)

論文摘要:隨著社會的進步,人們對生活環(huán)境的要求也在提高,水利工程建設(shè)歷史上給人以"傻、大、黑、粗"的形象也隨著科學的進步正在向生態(tài)水利、生態(tài)工程上發(fā)展,且很多地區(qū)已經(jīng)取得了很大的成效。人們認識到水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成不同程度的負面影響。這主要表現(xiàn)在以下兩個方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態(tài)直線化,河道橫斷面幾何規(guī)則化,河床材料的硬質(zhì)化。二是自然河流的非連續(xù)化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續(xù)化,筑堤引起側(cè)向的水流聯(lián)通性的破壞。從保護生態(tài)環(huán)境的高度,充分認識這種負面作用,積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態(tài)系統(tǒng)予以必要的補償,維護水域生態(tài)系統(tǒng)的功能,是流域生態(tài)建設(shè)的重要任務(wù)之一。

1堤防工程生態(tài)技術(shù)必要性

隨著科學進步,人們認識到水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成不同程度的負面影響。這主要表現(xiàn)在以下兩個方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態(tài)直線化,河道橫斷面幾何規(guī)則化,河床材料的硬質(zhì)化。二是自然河流的非連續(xù)化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續(xù)化,筑堤引起側(cè)向的水流聯(lián)通性的破壞。從保護生態(tài)環(huán)境的高度,充分認識這種負面作用,積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態(tài)系統(tǒng)予以必要的補償,維護水域生態(tài)系統(tǒng)的功能,是流域生態(tài)建設(shè)的重要任務(wù)之一。

近年來,各地在進行防洪工程建設(shè)和河流整治工程中,已經(jīng)采取了一些新技術(shù)和新材料加強河流的生態(tài)建設(shè)。比如生態(tài)型護坡技術(shù),堤防綠化措施等。但是這些技術(shù)經(jīng)驗還缺乏系統(tǒng)的總結(jié),也迫切需要有關(guān)技術(shù)規(guī)范和技術(shù)導則的指導,使之更具科學性和規(guī)范化。

2生態(tài)化建設(shè)的建議

2.1有關(guān)防洪工程規(guī)劃的原則。工程經(jīng)濟效益和環(huán)境效益分析方面應(yīng)加強,權(quán)衡滿足人的需求的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益之間的關(guān)系,即進行工程項目經(jīng)濟技術(shù)及生態(tài)環(huán)境效益評估,改變現(xiàn)行的單一經(jīng)濟技術(shù)評估指標體系。以往的治河工程著眼于河流本身,往往忽略了河流湖泊與岸上生態(tài)系統(tǒng)的有機聯(lián)系,忽視了河流周圍的生物群落的存在,也常常忽視了整治后原有生物群落的恢復(fù)。因此,在進行防洪工程的規(guī)劃時,應(yīng)明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個完整的生態(tài)系統(tǒng)中。建議按照“河流生態(tài)廊道”的范圍,進行統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)。在平時的設(shè)計當中除說明需進行常規(guī)的水文、地質(zhì)的測量勘察外,還要補充加強相關(guān)范圍的生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查的要求,重點是生物群落(動物、植物)的歷史與現(xiàn)狀調(diào)查,對特定的生物群落與水體的相互依存的關(guān)系有明確的認識。

2.2堤線布置及堤型選擇河流形態(tài)的多樣化是生物物種多樣化的前提之一,河流形態(tài)的規(guī)則化、均一化,會在不同程度上對生物多樣性造成影響。因此,針對有關(guān)條款,建議補充或強調(diào)以下要點:在堤線布置原則中,補充說明應(yīng)盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài),保留或恢復(fù)其蜿蜒性或分汊散亂狀態(tài),即保留或恢復(fù)濕地、河灣、急流和淺灘。在確定堤防間距時,遵循宜寬則寬的原則,要處理好行洪和生態(tài)保護要求與土地開發(fā)利用之間的矛盾,河槽和河漫灘不僅要能滿足設(shè)計洪水行洪要求,還要保持一定的淺灘寬度和植被空間,為生物的生長發(fā)育提供棲息地,發(fā)揮河流的自凈化功能。堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩(wěn)定和滑動穩(wěn)定等安全條件外,還應(yīng)結(jié)合生態(tài)保護或恢復(fù)技術(shù)要求,盡量采用當?shù)夭牧虾途徠?為植被生長創(chuàng)造條件,保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。

2.3河流斷面設(shè)計。自然河流的縱、橫斷面也顯示出多樣性的變化,淺灘與深潭相間。因此設(shè)計規(guī)范中應(yīng)提出河道盡量要做到河床的非平坦化,采用非規(guī)則斷面。避免因規(guī)則斷面而導致流場的均一化,增加與生物的親和力,并有助于與自然風景相協(xié)調(diào)。與上述設(shè)計相對應(yīng),需要推廣使用一些與非規(guī)則斷面有關(guān)的水力學計算方法和配套的實用工具或計算機軟件包。

2.4岸坡防護。在河流整治工程中,對生態(tài)系統(tǒng)沖擊最大的因素是水陸交錯帶的岸坡防護結(jié)構(gòu)。水陸交錯帶是水域中植物繁茂發(fā)育地,為動物的覓食、棲息、產(chǎn)卵、避難所,也是陸生、水生動植物的生活遷移區(qū),至關(guān)重要。因此,岸坡防護工程的設(shè)計應(yīng)從強調(diào)人與自然和諧的生態(tài)建設(shè)要求出發(fā),采用與周圍自然景觀協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)形式,在滿足工程安全的前提下,確保生態(tài)和景觀的護岸形式多種多樣。在典型的岸坡防護結(jié)構(gòu)中,可盡量使用具有良好反濾和墊層結(jié)構(gòu)的堆石,多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu),盡可能避免使用硬質(zhì)不透水材料,如混凝土、漿砌塊石等,為植物生長,及魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息與繁殖創(chuàng)造條件。

2.5景觀建設(shè)。城市水域整治的景觀建設(shè)中,可以強調(diào)注意保留江河湖泊天然的美學價值,避免將水流置于過多的亭臺樓閣等混凝土與砌石形成的人工環(huán)境之中。水利工程設(shè)施要造成一種人與自然親近的環(huán)境,現(xiàn)代的城市景觀設(shè)計,應(yīng)更多注重生物棲息地建設(shè)。水利工程還應(yīng)為公眾廣泛參與和對兒童進行水環(huán)境保護教育創(chuàng)造良好條件。如水生態(tài)公園等。

2.6工程施工。在工程施工中,建議強調(diào)施工期對生物棲息地進行保護和恢復(fù),避開動植物發(fā)育期進行施工。對特殊區(qū)域的物種,在施工期要采取其它輔助保護措施,如它處養(yǎng)育等。取料場開挖后應(yīng)進行適當處理,以滿足美觀和環(huán)境方面的要求,要求合理設(shè)置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。料場區(qū)應(yīng)進行植被恢復(fù),與周圍景觀相一致。

2.7工程管理。為降低施工環(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)的沖擊,保障工程效果的實現(xiàn),并延長生態(tài)工程的壽命,宜強調(diào)加強前期的養(yǎng)護和后期的管理,包括維護、監(jiān)測和評估,并積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

3結(jié)語

生態(tài)化建設(shè)走入水利工程當中來,無疑是將水利工程簡單的“防洪減災(zāi)”的功能拓展至既防洪又與城市的生態(tài)建設(shè)規(guī)劃在了一起,這也是現(xiàn)在水利工程的一個新特點。隨著社會的迅速發(fā)展,隨著城市規(guī)模迅速擴大,市直工業(yè)逐年增加,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)異軍突起,城郊保護地規(guī)模迅速增長,防洪問題與城市建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展的矛盾也日益突出。河道規(guī)劃治理后,對保護城市城區(qū)的人民生命和財產(chǎn)安全、減少洪澇災(zāi)害以及為城市經(jīng)濟發(fā)展起到重要的作用,使治理段成為城市的一道靚麗的風景線,以致于更好地發(fā)揮工程的社會效益和環(huán)境效益,能夠更好地造福于人民。