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格宾挡墙在辽宁省东部山区中小河流生态治理方法

时间:2016-05-15 14:30 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

摘要: 本文概括了国内外河流生态治理理念的发展,总结出河流传统治理方法普遍存在的问题,提出了辽宁省东部山区中小河流生态治理时应遵循的原则。提出了河流进行生态治理可采用的具体方法措施,并基于指标体系法建立辽宁省东部山区中小河流治理目标评价模型,对河流生态治理的效果进行评价,为进一步采取治理措施和其他河流治理提供参考。
格宾挡墙在辽宁省东部山区中小河流生态治理方法
格宾挡墙在辽宁省东部山区中小河流生态治理方法
引言:
    随着社会工业化的不断发展,人类改造自然的能力不断增强,人类活动也成为影响河流最主要的因素。为满足防洪和供水等社会经济发展需要,人们不断修建水利工程,治理、开发河流。自上世纪80 年代以来,面对河流治理中不断出现的生态破坏问题,外国学者开始进行反思,并提出了河流生态治理的理念。我国工业化发展较西方国家起步较晚,受国情的制约,人们对河流的生态保护意识淡薄。近年来,随着人们对生态环境保护的重视,越来越多的水利工作者认识到河流生态治理的重要性,不断提出河流生态治理的具体方法措施。辽宁省东部山区中小河流众多,目前大多数河流仍采用混凝土、浆砌石等硬化材料进行防护,严重破坏了河道原有的生态系统,降低了河道原有的自净能力,不利于构建人水和谐的生态环境。因此,对河流进行生态治理已成为今后河道治理的必然趋势。
 
1、河流生态治理理念的发展:
    自上世纪 70 年代,欧洲工业发达国家以牺牲河流生态环境为代价发展工业的弊端日益暴露,欧洲工程界对水利工程的规划设计进行了反思,认识到对河流规划治理的同时要考虑保持河流原有的生态环境。瑞士、德国等国家于 20 世纪 80 年代末提出了全新的“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术,20 世纪 90 年代以来,美国、德国、日本等发达国家纷纷拆除河道原有的浆砌石、混凝土等硬质护坡、护底材料,对河流进行生态河道恢复 河流的传统治理方法已被发达国家否定,河流生态治理的理念普遍被人们接受,对河流进行生态治理 。在我国,社会工业化发展起步已成为必然趋势 较晚,在河流治理主要以满足社会经济发展的背景下,人们对河流生态治理的重视和研究更落后于国外。1999 年中科院院士、水问题研究中心主任刘昌明发表了“中国 21 世纪水供需分析: 生态水利研建议在水资源供需平衡的研究中,把生态水究” 利和环境水利相结合。2002 年 10 月,水利部国际合作与科技司司长董哲仁教授,提出了生态水工 。目前,我国大部分河学———人与自然和谐工程流治理仍停留在硬化河道、衬砌岸坡等传统做法,缺乏将水利工程和生态环境保护相结合的意识,河流生态治理的探究仍是一项长期工作。
格宾挡墙在辽宁省东部山区中小河流生态治理方法
2、中小河流治理存在的问题:
   辽宁省处于我国东北三省的最南端,属于温带大陆性季风气候,东部是长白山山脉,西部是热河丘陵,中部是辽河平原,南部濒临黄海和渤海,地形复杂,降水量时空分布不均。东部山区中小河流夏季汛期洪水峰高量大,同时携带大量泥石,对河道冲刷破坏严重; 冬季枯水期水量较小,部分河流出现断流情况。目前辽宁省东部山区中小河流普遍采用硬化河道、岸坡等传统治理方法,主要存在两方面问题:
   ( 1) 河流生态系统受到破坏。人们出于对河道行洪安全的考虑,将部分河道裁弯取直,对河底及岸坡进行浆砌石衬砌。这种做法虽然提高了河流的防洪标准,但致使河流原有的深潭、浅滩等天然特征消失,使水生生物失去了赖以生存的场所。另外,河道的硬化使水体与土壤失去了接触和联系,致使水———土壤———水生动植物之间的物质和能量循环受到破坏,打破了原有的水生态平衡,降低了
河流的自净能力,加剧了水污染的程度
( 2) 硬化后的河道容易受冻融破坏,丧失治理效果。辽宁省冬季气温低,持续时间长,河道采用混凝土、浆砌石等硬化后,在冬季结冰期混凝土容易产生冻融破坏,发生裂缝、脱落等情况。夏季汛期受洪水冲刷、浸泡,混凝土护岸、护坡在内外水压作用下容易受到整体破坏
 
3、中小河流生态治理的方法:
 
3.1 、治理原则:
   结合河道传统治理所存在的问题,辽宁省东部山区中小河流生态治理应遵循以下原则: 一是河道应保留必要的天然河段,使水生生物有足够的生存栖息场所; 二是必须进行硬化的河段要使用透水性较好的材料,保证河道水体与土壤水分能够充分交换; 三是进行治理的河道,要能保证满足行洪要求,同时具有一定的强度、安全性和耐久性,结构。
形式合理,与周围环境相协调
 
3. 2 、治理思路
 
3.2. 1、采用生态治理措施:
 
   要尽量以原型河道为主,在无防洪要求或防洪要求不高的河段,可在岸边种植根系发达的喜水植物,在最大限度保证河道自然特性的同时,也能够满足河道的行洪要求。辽宁省东部山区可选择的植物种类较多,如柳树、水杨、枫杨以及芦苇、菖蒲等具有喜水特性的植物。在有较高防洪要求的河段,为了弥补自然河岸防洪能力不足的问题,可以利用石材、木材等生态材料进行护底、护坡,常用的生态材料护坡护岸有格宾石笼、雷诺护垫、三维植被网、生态袋、生态混凝土、联锁式护坡砖、木桩加柳枝捆、驳石等,既满足了河道水体与土壤水的渗透循环,也增强了河岸的防洪、防冲、抗冻能力,大大提高了河岸的耐久性。表 1 列举了部分生。
   态护坡护岸的抗冲流速,可供设计参考 表 1 生态护坡护岸设计参数表
 
生态护坡护岸 最陡设计坡比 最大抗冲流速 / ( m /s)
     
一般的浅草护坡 1∶2 1. 0
     
长势茂盛的茅草护坡 1∶2 2. 0
     
养护良好的三维植被网护坡 1∶2 4. 0
     
生态袋护坡 1∶1. 5 4. 0
     
格宾石笼护坡( 挡墙) 1∶1. 5 5. 0
     
联锁板护坡 1∶1. 5 4. 0
     
木桩加柳枝捆护坡 1∶1. 5 3. 0
     
 
3. 2. 2、维持自然河道形态多样性:

 
   要尽量保留河道原有的自然形态,即保留河流内原有的湿地、河湾、急流、浅滩和深潭等,维持自然河道形态多样性,为水生生物提供良好的生存环境。条件允许的情况下,河床中可建造河心滩 ( 洲) 、生态岛或采取打木桩、抛石的方法建造急流、浅滩和深潭,在部分河滩上开挖凹地,营造出接近自然的流路和有着不同流速的水流,造就水体流动的多样性,满足不同鱼类的需要。此外,在正常水位以下可设置人工鱼巢,提供鱼类等水生动物的生存空间 。
 
3. 2. 3 、建立河道生态治理目标评价模型:
 
   在河道进行生态治理后,为了检验是否达到治理的目标 可建立河道生态治理目标评价模型 。模型基于指标体系法进行构建,并采用“和谐度”的模糊数学评价方法评价治理目标的实现值。由河道岸坡堤防情况、水生生物的种类、水体的污染情况等筛选出 6 个评价指标,将各评估指标分为优秀、良好、中等、差与极差 5 个标准,并分别赋值分数为 5、4、3、2、1,通过指标赋值与加权平均的方式定量化评估河流生态治理目标的实现值。其中,为确保各指标权重的准确性与客观性,可采用专家咨询法来赋值权重。构建基于指标体系法的河流生态治理目标定量评估模型可由下式表示:
  in = 1 Ki Mi
S =     ( 1)
  5
     
 
   式中,S 代表河流生态治理后达到治理目标的程度,0 < S≤1,其值越接近于 1,表明河流生态治理效果越好; n 表示指标数; K 表示各指标占整体指标体系的权重; Mi 表示第 i 个指标分数。以本溪市桓仁满族自治县中小河流治理重点县综合整治及水系连通向阳乡工程项目为例,建立评价指标体系如表 2 所示。
    表 2 评价指标体系表    
               
评估 是否满足防洪   河道硬 河岸植被 水质达 鱼类 居民
  化率 覆盖率 标率 种类 满意度
等级 规划标准  
  ( % ) ( % ) ( % ) ( 种) ( % )
     
               
优秀 高于   < 20 > 70 > 90 > 10 > 80
                 
良好 满足   20 ~ 40 50 ~ 70 75 ~ 90 7 ~ 10 70 ~ 80
                 
中等 基本满足   40 ~ 60 35 ~ 50 60 ~ 75 4 ~ 7 60 ~ 70
               
部分河段不满足 60 ~ 80 20 ~ 35 45 ~ 60 2 ~ 4 40 ~ 60
               
极差 完全不满足   > 80 < 20 < 45 < 2 < 40
               
权重 0. 25   0. 15 0. 15 0. 2 0. 15 0. 1
                 
 
根据评估模型表达式( 1) 和表 2,可将本溪市桓仁满族自治县中小河流治理重点县综合整治及水系连通向阳乡工程项目评价结果分为四等,当 S≥ 0. 85 时,表明河道治理工程实现生态治理目标实现情况良好; 当 0. 60≤S < 0. 85 时,表明生态治理目标实现情况较好; 当 0. 40≤S < 0. 60 时,表明生态治理目标实现情况一般; 当 S < 0. 40 时,表明生态治理目标实现情况较差。根据本溪市桓仁满族自治县中小河流治理重点县综合整治及水系连通向阳乡工程项目设计报告和调查情况,治理工程能满足防洪规划要求,河道硬化率达到 75% ,植被覆盖率为 60% 左右,水质达标率为 65% ,鱼类种类为4 ~ 7 种,居民满意度为 75% ,综合评价结果 S = 0. 7,表明该河道治理工程实现生态治理目标情况较好 。
 
4、结语:
    随着人们对生态文明建设的重视日益加深,传统的单纯以保障经济发展的河道治理模式已经被逐渐淘汰,河流的生态治理已成为必然趋势。辽宁省东部山区中小河流生态治理还处于起步阶段,应结合本地区特殊的气候特征,在保证河道防洪要求的前提下不断探索新理念、新方法,将本地区中小河流治理成堤防安全、环境优美、生态平衡、人水和谐的河流。

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