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河道治理中的生态修复技术浅析

2020-11-27王嘉悦

商品与质量 2020年42期
关键词:护坡河道河流

王嘉悦

北京京水建设集团有限公 北京 100193

伴随着经济的发展,人们对自然生态环境的保护意识正逐渐增强,水利建设正由过去粗放型开发向生态水利转变。在进行河道修复治理工作时要科学规划,遵循河道的自然生态原则,河道的生态修复涉及多个学科、多项知识,只有不断总结经验,才能将河道的生态性和景观性融为一体,营造绿色生态环境,构建美好的河道景观。

1 城市河道治理的意义

城市的快速发展,加快了我国水质的污染,直接导致城市中河道变窄,水流面积缩小。在处理河道水污染时,仅仅修复河道的防汛排涝功能,是无法达到治理河道的预期目标的,只有恢复了河道水体的自我洁净功能,才能达到改变水体环境,美化河道的最终目的。如果从促进城市发展,传承城市文化的角度出发,在治理城市河道时,还应该考虑到当地的社会、科学、文化、环境、生态等因素,再来建立符合当地文化气息的河道生态模式。这样以来,河道的治理在发挥抗旱排涝功能的同时,还应符合自然规律,恢复河道生态特征,与城市环境共同稳固发展。

2 河道生态修复的原则

2.1 自然原则

遵循自然原则是河流生态修复工程建设的关键,关于河流生态修复材料的使用,在最大限度利用河道生态系统自我调节能力的假设下,河道生态系统的恢复需要根据不同情况适应当地条件。树木、灌木和草木的三维保护可用于河堤上河流的生态修复,河道的生态修复还可通过创建适当的生物栖息地资源来清洁河流水,在一定程度上可以改善河道污染问题[1]。

2.2 生态原则

生态原则也是河道生态恢复中要遵循的原则,河道生态系统恢复遵循生态学原理,根据生物多样性的要求进行河道生态恢复。河道的生态恢复系统遵循生态原理,对于具体的生态系统恢复措施,可以根据当地具体情况考虑处理技术。河道恢复应注意堤岸植被的建设。为了控制河堤的水土流失,在河水体建设中发展水生动物也是遵循生态学原理的重要标志。水生植物可以改善水体的生物净化功能,并使河流系统中的物质循环和能量流动变得良性,有效处理污水中的污染物。

2.3 水源保护原则

维持河道生态系统的健康与河道水域的自然净化能力密切相关。如今,有许多因素对河流的生态环境造成污染威胁,主要来自农业污染、畜禽粪便污染和家庭废物污染等。为了水源得到了保护,需要对河道的生态系统进行修复。按照水源保护原则,逐步实施生态水源保护和水资源调控,实现人与自然的和谐发展。

3 河道治理的任务

已知河道的现状和污染程度,有关部门已经完成了河道管理的以下任务:

(1)控制外部污染:加强污水处理设施建设,加快雨水和污水分流进度,提高污水收集和处理能力,逐步增强缓冲区的拦截、接收和消除污染的功能。

(2)消除沉积物污染:合理使用生态疏、底部曝气、微生物接种剂、水生植物修复、环境友好剂处理以及减少沉积物中的污染物。

(3)改善水质,消除黑臭:通过应用底泥的理化处理技术、生态浮床建设技术、生态溢流坝建设技术、原生微生物污泥去除技术、超磁选技术、水下森林建设技术等,以改善水质。

(4)创建生态护岸,提高生物多样性:在满足防洪需求的基础上,开展生态河岸建设,开辟土地和水的物质流通渠道,增加生物栖息地的生物多样性。

(5)加强水生生态系统的恢复:恢复河流的自然形态,恢复水生动物的栖息地,恢复沿海地区的湿地植物,并逐步恢复各种水生植物和生物多样性。

4 城市河道生态环境问题

随着中国工业化、城市化和产业集聚的进程,许多河流受到了污染,不能用于灌溉及人和牲畜的饮用。各级政府部门对这种情况给予了高度重视,并采取了改善河流状况的实际措施。在全世界范围内,流域管理经历了一个从单一资源利用到强调综合生态系统管理的发展过程。20世纪以来,我国引入了生态系统综合管理的理念,流域生态系统保护与管理也在逐步发展。目前,我国城市河道生态环境面临的主要问题有以下几方面

4.1 河道泄洪能力较差

受到我国城市化建设的影响,城市人口数量也在不断增加,各类建筑工程数量的增加,在很大程度上也挤压了城市河道河流原有的空间面积,使得河道底部的泥土堆积现象较为严重,最终降低城市河道的泄洪能力。一旦出现较大的暴雨等自然灾害,城市河道则无法发挥自身的防洪作用,容易造成城市内部洪涝问题,影响城市居民的生命财产安全。这些都需要相关的治理人员加强重视,注意进行城市河道的疏通,加强对城市水体的保护[2]。

4.2 水质问题日益严重

水被人们比作为城市的血液,可见它的在重要性,但它在各大城市的状态不容乐观。这主要是因为污染物对地表水的污染,使各大城市的水受到不同程度上的污染,再者就是工业用水和生活污水对河道造成的直接污染。这些水污染的程度一旦超过河水自身调节能力(自净能力),河水就会出现黑臭现象。

4.3 生态环境恶化

生态环境保护虽然被提上日程,但从目前治理现状来看,还是无法满足人们要求的。在河道渠化和河坡硬化的传统治理方法上,给城市河道土壤以及水质的交换增添了一定的难度,破坏了河边植物的生存环境,使湿地面积减少,这样以来也直接影响了城市河道的功能。

5 河道生态修复技术

5.1 形态修复技术

我国地域辽阔,东部和西部的地质差异情况也较大,很多河流都会受到当地的地质影响,在形态上更加曲折蜿蜒,但也具有一定的美观性,同时也会影响河流的航运能力,降低河流资源的使用率,进而导致河流资源无法发挥最大的作用,这就需要相关河道治理和修复单位采取形态修复技术对河道的形态进行修复,改变其蜿蜒曲折的形态,帮助人们充分地利用河流资源。同时,相关单位在应用形态修复技术对河流的形态进行改变时,也需要注意避免对周围生物的生存环境造成影响,最大限度地为动植物提供良好的生存环境,保持河流周围的生态平衡。

5.2 生态河堤修复技术

人们在长期的河流治理和利用过程中发现了河堤对于河流本身的重要意义,河堤可以造福于河流本身和当地的居民以及动植物,充分满足当地的供水需求,同时也在很大程度上避免和减少洪涝灾害带来的危害,使水资源得到有效利用,保障居民用水安全。此外,河堤还可以改变当地的人文风貌。因此,一定要做好河堤工作。河堤生态修复的主要途径是将原有的混凝土建筑物改造成水、土、生物相互作用、快速生长的河堤。河堤在修复之后能够让生物进行生存以及繁衍,提升水体自净能力,同时调节水量。

5.3 生态河床修复技术

生态河床修复技术使河流的利用率达到最高,传统的河床修复治理都是用硬质材料来建造河底,这种方法虽然解决了一些水资源利用问题,但摩擦力降低且水流过大影响到了当地的生态环境,水生动物和植物都会因水流的变化而出现不同程度地损害。生态河床修复技术致力于减少使用甚至不用这些硬质材料,呈现或保持河床原有的自然泥沙状态,为水生动植物的栖息提供适宜环境,保持生态多样性[3]。

5.4 生态护坡修复技术

护坡在河道建设过程中也发挥着至关重要的作用。我国传统的护坡建设方式是采取直立式结构或者是混凝土钢筋结构,以此来提高护坡结构的稳定性,同时,护坡的使用寿命也较长。但是,直立式结构和混凝土钢筋结构在具体的修建过程中也会影响周边的生态环境。通过应用生态护坡修复技术,可以建立相应的管理机制,在护坡上合理栽种植物,以此来实现生态护坡系统的恢复,提高生态护坡的修复水平。

5.5 构筑生态岸坡

水利工程最常见的技术是生态岸坡。随着群众环保意识的不断提升和经济发展模式的转变,生态岸坡在水利工程中发挥的作用和结构形式也发生了较大变化。传统的生态岸坡主要功能为水利功能,发挥防洪排涝的水利调整作用,现阶段的生态岸坡是一个生态系统的组成部分,具有环境保护的作用。在进行岸坡建设的过程中,要充分吸收各种环保理念和环保施工技术,在施工的过程中要根据施工环境自身的特点选择适宜的结构形式,选用符合当地生态系统需要的材质。在修筑的过程中应该明确生态岸坡的一个重要作用就是为河道之中生长的各种生物提供良好栖息环境,促进河道生态系统发展,进而实现对河道的治理。

6 河道治理措施

近年来,我国在进行城市化建设的过程中,城市河道的原有生态平衡也遭到了一定程度的破坏,在很大程度上影响了河道原有的生态平衡,不利于实现我国生态环境的可持续发展。为此,相关单位需要加强对城市河道问题的分析,在此基础上研究河道治理和生态修复措施,最终缓解我国的城市河道污染问题,促进我国经济社会的可持续发展[4]。

6.1 合理配置水资源

河道治理的目的就是为了在保证河道基本功能的基础之上,恢复河道的生态系统,为各种生态活动提供适宜的环境。因此,在进行河道治理时,应该以为人们的居住以及各种生物的活动提供良好的环境为目标,对传统河道治理过程中所采用的混凝土河床、护岸等进行改造,进而恢复河道本来面目。河流的流域极为广阔,地势地形不同导致各地的水资源利用情况也不同,合理配置水资源可以充分发挥河流的作用。

6.2 水系连通

河道的污染一般是由于河道水系连通性较差,水体不流动,特别是枯水期处于死水状态,水质差造成的水生生物灭绝、水生态环境恶化。修复污染河道应根据现状水系,支流走向,疏通各条支流水系,并适当补充水量,促使水体流动,增强河道水体自净能力,达到改善水质,恢复水生态的目的。

6.3 注意保持河道的原始形态

一般情况下,河道都会被人们根据实际的使用需要进行重新改造,虽然在一定程度上可以提高河道的利用水平,但是也会破坏河道原有的形貌,导致河道实际形貌的人为化,严重时也会影响河道原有的生态功能。因此,相关河道治理人员需要结合河道原先的流向和状态对河道形貌进行有效的恢复,使得河道可以发挥最大的生态作用,调节当地的气候以及地理条件[5]。

6.4 河道清障

有些河道由于管理不善或其他原因,导致河道被占,河道不畅。造成河道堵塞、淤积、黑臭及垃圾成堆现象。修复污染河道应清除河道内废弃拦河坝,清除倾倒在河道河岸的生活垃圾、建筑垃圾,拆除违建在河道内的挡墙、违建的码头,恢复河道连通、恢复河道行洪能力。

6.5 清淤疏浚

河道大多呈树枝状分布,河网密集交错,河流蜿蜒曲折,常出现“S”型或弧型。河道两岸多为天然土质河道,两岸杂草和树木丛生,岸线迁回不顺,岸坡经过多年冲刷不断坍塌,不断造成水土流失,造成河道淤积。主要措施有以下几方面①清淤段的进、出口处应与原河道渐变连接。②清淤段河槽中心线宜与主流方向一致,交角不宜超过15°,河槽开挖中心线应为光滑、平顺的曲线,弯曲段可采用复合圆弧曲线。③清淤河段的河底高程宜与现状河底高程相接近。未经充分论证,不宜改变整治河段的河道比降。④清淤的横断面宜设计成梯形,对多功能利用的河道也可设计成复式断面,清淤断面应符合边坡稳定的要求。⑤在河道内挖槽或开挖人工新河的横断面边坡通过稳定分析确定,开挖深度和底宽应按泄洪、排涝、取水或输水的要求通过水力和输沙计算确定。⑥确保河流中浅滩和深潭的交互存在,不要把河床平坦化。⑦根据底泥的物理、化学和生物特性,合理处置污泥避免二次污染,主要包括资源化利用与常规处置。

6.6 改变建造材料,控制河流污染

河道护岸基本上都使用现浇混凝土或浆砌石等材料,虽然混凝土、浆砌石等材料结构牢固性较好,但减少了水生动植物的生存和繁殖空间,破坏了生态系统的自然规律。因此,河道改造必然要考虑到材料的环保性,确保修复治理材料的运用不会危害到河道的生态环境。较科学的做法是在岸堤内部使用干砌石、大块石等较通透的材料,表面多使用一些河流流域内根系发达的土生植物,将树和草相结合配以木桩的植物护坡法。

7 结语

综上所述,河道治理和生态环境修复工作是我国城市环境治理工作的关键内容,对于提高我国城市化建设的水平,促进我国生态环境的可持续发展等方面意义重大。因此,相关单位需要增加对河道治理和生态修复工作的投入,结合当前城市河道污染的实际情况,合理应用修复技术和治理措施,最终提高河道的生态功能。

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