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河道生態修復工程方案范例6篇

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河道生態修復工程方案

河道生態修復工程方案范文1

關鍵詞:河道;沙坑;防滲;設計Abstract: the Hutuo River ecological environment restoration project is a key project in Hebei Province, river seepage treatment is the key to the success of the project. Successful application of comprehensive control measures of clay and sodium bentonite waterproof blanket in a combination of channel anti-seepage treatment in the future, in the north of collapsible sandy river ecological restoration project is worth popularization.

Keywords: river sand; seepage; design;

中圖分類號:TV85文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)

1、工程概況

1.1滹沱河現狀

滹沱河是子牙河流域的兩大水系之一,上游已建有崗南、黃壁莊兩座大(Ⅰ)型水庫和張河灣、郭莊等11座中型水庫工程。滹沱河自黃壁莊水庫以下流經石家莊市區北部,是省會石家莊市的主要河流。自上世紀七十年代中期以來,石家莊市區河段陸續修建了多處護岸工程,河勢已得到基本控制,但防洪工程體系建設滯后,河道整體防洪標準偏低,遇50年一遇洪水時行洪水面寬度可達2~5km,過去的部分灘地槽蓄區早已陸續發展為城區,其防洪需求與現有防洪工程措施之間的矛盾十分突出。

1.2 滹沱河石家莊市區段河床特點

滹沱河河床以中細砂為主,滲透性較強。平時沒有生態基流,加上近年來水資源量的減少,滹沱河以下區間基本形不成有效徑流,因此滹沱河全年幾乎都是干涸狀態。為形成有效的水面景觀,必須采取適當的人工防滲措施才能保證滹沱河河道內的蓄水水面。

1.3 工程實施的特點與難點

河道整治的目的:通過河槽整治、防滲、河岸防護等綜合措施,逐步修復河流自然生態系統,促進河道兩岸防洪保護區土地開發利用的有序進行,改善石家莊市區水生態環境。

滹沱河生態環境修復工程中河道防滲工程,存在總面積達142萬m2深度和范圍不等的采砂坑,沙坑內不同程度的回填有大量的建筑垃圾,造成沙坑底坑洼不平。沙坑深度大,沙坑平均深度在20m以上,最大深度達到30多m。本次對該河段統一進行整治,對砂坑進行填埋,對河槽進行調坡規整治理,治理后總體河道比降為0.33‰。2、沙坑沉陷區防滲設計要點沙坑區防滲區要求防滲材料具有以下特點:防滲功能好、對地形及沉降變形適應性強、自愈能力強 ,容易修復等特點。3、沙坑防滲材料的選擇

3.1傳統的人工防滲措施一般包括:

3.1.1混凝土防滲:

這種防滲措施比較適用于水體規則、水面區域面積較小的人工湖工程。混凝土防滲主要型式可分為現澆混凝土和混凝土預制塊拼裝,使用年限一般可達30~50年。混凝土防滲的優點是防滲防沖性較好,耐久性較強,但大范圍應用的缺點是工程造價高。

3.1.2粘性土防滲:

粘土防滲屬于傳統的防滲方法,對于有優質粘土的地區具有投資省、工藝簡便的特點,并且有利于生態的交換,有效使用年限一般為25年左右。粘土防滲所需的厚度較大,因而總工程量大,因此較適宜能就地取材的情況。滹沱河沿岸地區合格土源較為缺乏,可結合南水北調石家莊市區段的棄土用于非沙坑區防滲。除上述兩種傳統的工程防滲型式外,漿砌石、瀝青混凝土等都可作為防滲材料,但其應用范圍和效果一般不適應大范圍河湖防滲。

3.2新型人工湖防滲措施包括:

3.2.1土工膜防滲:

土工膜防滲具有滲透系數小、施工簡便、工程造價低的特點,在上世紀九十年代前曾廣泛用于水利工程防滲。由于土工膜屬于非降解材料,將完全隔斷水力聯系,屬生態不友好型防滲措施,在近年來的河湖水面防滲應用中越來越少。另一方面,一旦土工膜的連接不牢或施工過程中形成破損,防滲效果也難以保證。

3.2.2膨潤土防水毯[1](gcl)防滲:

膨潤防水毯是一種土工合成材料,由高膨脹性的鈉基膨潤土填充在特制的復合土工布和無紡布之間,近年來廣泛用于人工湖泊水景、垃圾填埋場等防滲工程中。防水毯是用針刺法制成的膨潤土防滲墊,形成許多小的纖維空間,遇水時在墊內形成均勻高密度的膠狀防水層,有效的防止水的滲漏。gcl的防滲性能介于粘土防滲和高分子材料(土工膜)之間。gcl使用鈉基膨潤土,遇水時吸附自身重量五倍的水,體積膨脹到原來的15~17倍以上,將鈉基膨潤土鎖在兩層土工合成材料中間,起保護和加固的作用,使gcl具有一定的整體抗剪強度。

gcl防滲的特點是:(1)密實性:

鈉基膨潤土在水壓狀態下形成高密度橫隔膜,厚度3mm時,它的透水性為8×10-9cm/s以下,既滿足了防滲要求,又具有微滲性。(2)持久性:

因為鈉基膨潤土系天然無機材料,即使經過很長時間或周圍環境發生變化,也不會發生老化或腐蝕現象,因此防水性能持久。(3)柔軟性:

gcl可隨不同地形、不同基礎進行變形,與其他防滲材料相比抗不均勻沉降和抗張應變能力強。(4)施工簡便:

與其他防水材料比較,gcl施工相對比較簡單,不需要加熱和粘貼。只需用膨潤土粉末和釘子、墊圈等進行連接和固定。(5)適應性強:

gcl在寒冷氣候條件下也不會脆斷,可耐零下32度寒冷氣溫;在高溫受熱干縮復水后裂縫可自動完備合。(6)自我修復性:

由于膨潤土遇水膨脹的特點,對于直徑小于2mm的植物根系穿刺后可自我修復。(7)綠色環保性:

膨潤土為天然無機材料,對人體無害無毒,對環境沒有特別的影響,具有良好的環保性能。

滹沱河河道防滲工程具有工程范圍大、地形條件復雜的特點。部分河段原有的采砂坑深度達10m以上,回填材料除河床沙外還有部分建筑碴土,砂坑填埋后的密實度與其他段相比較小。綜合各種防滲措施的優缺點,本次設計中推薦采用膨潤土防水毯防滲與粘性土防滲相結合的方法。

防滲單價比較見表3-2-1。

表3-2-1不同防滲型式單價比較表

從單價上進行分析,膨潤土防水毯單價雖比復合土工膜方案高,但低于傳統的粘土防滲。考慮到復合土工膜的非降解性、粘土材料存在的占地等因素,從經濟上膨潤土防水毯也具有一定優勢。

滹沱河生態環境修復工程市區段因本身需承擔南水北調石家莊市段棄土,因此可結合棄土利用全部采用粘土防滲方案。防滲層置換出的沙性土用于填埋沙坑。原砂坑較深的區域采用膨潤土防水毯防滲方案。

4、設計要點

根據滹沱河河道砂層透水嚴重和濕陷性的特點,防滲采用基層、防滲層、防沖保護層和生態砂保護層四部分。

(1)基層

對現有沙坑利用清理平整的河床開挖料進行回填,分層碾壓并經大水自然沉降,使得砂土原基相對密度達到0.65以上,砂土填筑區相對密度達到0.70以上。

(2)防滲層

基層上面鋪設滿足質量要求的膨潤土防水毯。在鋪設中,如遇防水毯發生破損,應用大于破損缺口周圍300mm的防水毯覆蓋在上面后再作固定處理。此外,膨潤土防水毯的保存的鋪設應保障其干燥性,嚴禁雨天鋪設,鋪設后的防水毯則須盡快實施保護層。

(3)防沖保護層

滹沱河河道防滲工程位于行洪河道內,因此保護層除起到保護防滲體外,還應具有防沖作用。根據滹沱河水力計算,主河槽內50年一遇平均流速一般為2~2.5m/s,按照50年一遇不破壞防沖層的原則確定防護措施。

膠結砂為結合滹沱河河道內單一中細砂采取的一種新工藝,通過摻加一定比例的水泥、粉煤灰按照碾壓施工工藝而形成的具有一定強度的結構。

(4)生態砂保護層

在防沖保護層上設置厚0.3~0.35m的生態砂保護層,砂料采用滹沱河河砂。其作用一方面是增加河道整治后的自然特性,此外對保護膠結砂層和凈化水質都將發揮重要作用。

(5)防滲效果分析

滹沱河生態環境修復工程,沙坑防滲施工過程中嚴格執行施工技術的要求,經現場試驗,各分項工程滿足規范和設計要求,保證了工程的質量,該工程于2010年蓄水,經過兩年的運行,沙坑區未出現任何的沉陷和裂縫等現象,沙坑區蓄水位降深滿足設計要求,防滲效果理想。對于北方沙性河道生態恢復工程具有很高的經濟效益和很好的推廣價值。

參考文獻

[1]《鈉基膨潤土防水毯》(JG/T 193—2006)

河道生態修復工程方案范文2

【關鍵詞】城市河道 ;生態修復與保護;程序和內容 ;企業標準

中圖分類號: TU986 文獻標識碼: A

目 錄

1.總則

2.術語

2.1城市河道、濱水綠帶

2.2截污納管

2.3河道疏浚

2.4河道治理

2.5駁岸工程

2.6生態駁岸

2.7自然駁岸

2.8自然人工駁岸

2.9剛性駁岸

2.10植物群落

2.11水濕生植物

2.12慢行系統

2.13水生生境

3.用詞解釋

4.修復與保護的基本原則

4.1一般規定

4.2具體規定

5.河道生態修復的目標

5.1一般規定

5.2具體規定

6.生態系統修復的程序與前期準備

6.1一般規定

6.2具體規定

6.2.1確定生態修復目標值

6.2.2現場調查

6.2.3調查資料分析、確定解決方案

6.2.4實施方案的預測與評價

7.河道生態修復規劃

7.1一般規定

7.2具體規定

7.2.1水環境現狀分析

7.2.2 提出修復與保護規劃意見

8.河道生態修復設計

8.1一般規定

8.2具體規定

8.2.1設計文本方案階段應編制的深度

8.2.2設計文本初步設計階段應編制的深度

8.2.3設計文本施工圖設計階段應編制的深度

9.水環境設計

9.1一般規定

9.2具體規定

9.2.1河道截污及清淤

9.2.2水質改善以及水生態系統構建

9.2.3水生生態系統管理與維護

10.河道濱水綠帶景觀設計

10.1 一般規定

10.2具體規定

10.2.1軟質景觀設計

10.2.2水生植物設計

10.2.3濕生植物設計

10.2.4本標準準薦的幾種水濕生植物

11.河道生態修復施工

11.1一般規定

11.2具體規定

11.2.1河道清淤

11.2.2生態護岸構建

11.2.3河道綠地施工

11.2.4 重力式駁岸基礎施工

11.2.5水環境施工

12.管養監測和生態修復的后評估

12.1一般規定

12.2具體規定

12.2.1水文、水質觀測

12.2.2生物監測

1.總則

1.1 為貫徹落實黨的十有關美麗中國“水清、流暢、岸綠、景美、宜居、繁榮”的指導方針,統一和規范城市河道、濱水綠地生態修復與保護工程的基本術語及其定義,全面指導和提高我司規劃設計、施工、養管監測和生態修復后評估的科技含量,確保濱水生態修復工程的質量,做到現場調查全面、詳實,設計理念先進、科學,施工程序規范、合理,養護過程及時細致,修復技術領先、經濟實用,特制定城市河道生態修復與保護工程作業標準。

1.2 本作業標準適用于城市河道生態環境修復和保護工程的現場調查、資料分析、規劃設計、施工、養管監測和生態修復后評估。

1.3 本作業標準是結合杭州市濱水地區綜保工程多年實踐經驗,并考慮杭州市江、河、湖泊、濕地具體情況編制而成,同時符合國家、行業及地方現行的有關設計、施工規程和規范要求。本標準中未包括內容,應參照國家有關法律、法規、條例及規定執行。

1.4城市河道治理以區段河道為單元,結合當地河道、濱水綠地實際情況,通過工程技術措施、生物生態修復措施和園林藝術措施,全面做好流域內河道、濱水綠地治理、生態修復、水污染治理和人居環境改善。以河道水資源、沿岸濱水綠地、生物資源承載力為基礎,以調整人為活動為重點,依次建設“生態治理、生態修復、生態保護”三道防線。建立面源污染控制、植被水土保持等管理制度,加強相關監測評價,將城市河道建設成"水清、岸綠、景美"的水土保持生態系統。

1.5河道治理工作,首要的工作是小流域內河道截留納管、清淤工程;河道水系的自然流動;河床、駁岸生物棲息地的營建;河岸水濕生、中生、旱生植物群落營建;河道水系中有毒有害的有機、無機物的及時監測和清理。

2. 術語

2.1城市河道、濱水綠帶

杭州市所轄13個縣市區內的公共河道、河道兩側綠線范圍內的濱水綠地及其附屬設施。

2.2截污納管

截污納管是一項水污染處理工程,就是通過建設和改造位于河道兩側的工廠、企事業單位、國家機關、賓館、餐飲、居住小區等污水產生單位內部的污水管道(簡稱三級管網),并將其就近接入敷設在城鎮道路下的污水管道系統中(簡稱二級管網),并轉輸至城鎮污水處理廠進行集中處理。簡言之,即污染源單位把污水截流納人污水截污收集管系統進行集中處理。

2.3 河道疏浚

河道疏浚是按規定范圍和深度挖掘河道或航道水域的底泥、沙、石等并加以處理的工程,通常疏浚的方法是直接用吸污泵、挖泥機和淤泥裝運車配合作業,將其送到農村或垃圾填埋場作為肥料或者露天堆放和填埋。河道疏浚是開發、改善和維護河道或航道的主要手段之一。

2.4河道治理

河道治理常用的方法有物理、化學和生態-生物等方法。物理方法主要是指疏挖底泥、機械除藻、引水沖淤和調水等。化學方法如混凝沉淀、加入化學藥劑殺藻、加入鐵鹽促進磷的沉淀、加入石灰脫氮等方法。實踐證明,這種方法對濁度、COD、SS、TP去除效果較好,對TN、重金屬等也有一定的去除效果,日藥劑用量較少。但該方法非有經驗的技術人員操作,計量控制不準極易造成二次污染。生態一生物法主要包括河道曝氣復氧、生物膜法、生物修復法、水生植物凈化法及浮石作為生態河道基底材料+人工曝氣復氧+高效微生物投放、天然卵石接觸床+功能性植物等綜合性生態一生物治理法等。

2.5駁岸工程

為防止水流沖刷引起塌岸及保持河岸穩定而建造的擋土護土構筑物(也稱河道兩側邊坡工程、河坎工程)。是一種具有保護河岸線的安全、控制河道走勢變化、營造河道兩岸自然景觀所實施的工程措施。

2.6生態駁岸

指護岸具有“可滲透性、生態性”,是一種能提供有利于濕生、水生植物為主體的岸棲生物共生環境的護岸。是以土、石、植物等天然材料為主要載體的護岸,是各種具有生態型特征的護岸的總稱。

2.7自然駁岸

指采用種植植被保護河岸、保持岸棲生物豐富和水陸交錯帶生態功能健全穩定的護岸。

2.8自然人工駁岸

指在自然護岸的基礎上,水面線下采用松木樁、樹根樁、活體扦插、干砌塊石等材料,確保抗洪能力,水面線以上采用種植植被盡量強化綠化生態效果的護岸。

2.9 剛性駁岸

指需滿足防洪抗洪要求,但確實無法采用生態護岸、自然人工護岸等而采用剛性材料砌筑的護岸形式,如漿砌塊石、現澆混凝土等形式的護岸。(一般用于主行洪區或水流較為湍急的區域)

2.10植物群落

在環境相對均一的地段內,有規律地共同生活在一起的各種穩定的植物種類的組合。例如一片森林、一個生有水草或藻類的水塘等。每一相對穩定的植物群落都有一定的種類組成和結構。

2.11水濕生植物

水濕生植物是指在水分過剩環境中(包括水中、沼澤或岸邊潮濕地帶等)能夠正常生長的草木本植物,具有種類資源豐富、生態功能多樣、景觀效果突出等特點。

2.12慢行系統

沿河綠化帶內以休閑、健身為主,兼顧城市交通功能的連續性的園路。園路在滿足步行需求外有條件的,應考慮自行車通行并貫穿。慢行系統遇到橋梁時,應盡可能在在橋下修建可供人或自行車通行的構筑物,保持園路連續性。

2.13水生生境

本作業標準所指水生生境為適合生物生存的水生態地理環境,包括水系、駁岸、地形、植被、土壤以及光照、濕度等。

3用詞解釋

3.1執行本作業標準條文時,對于要求嚴格程度的用詞說明如下,以便執行中區別對待。

1)表示很嚴格,非執行不可的用詞:

正面詞采用“必須”;

反面詞采用“嚴禁”。

2)表示嚴格,在正常情況下均應執行的用詞:

正面采用“應”;

反面詞采用“不應”或“不得”。

3)表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應執行的用詞:

正面詞采用“宜”或“可”;

反面詞采用“不宜”。

3.2作業標準中指明應按其他有關標準、規范執行的寫法為“應按……執行”或“應符合……要求或規定”。非必須按所指定的標準和規范執行的寫法為“可參照”。

4.修復與保護的基本原則

4.1一般規定

河道生態環境綜保工程規劃設計、施工、管養監測,應以“水清、流暢、岸綠、景美、宜居、繁榮”的十二字方針為指導,以“水循環正常、水安全保證、水文化豐富、水生態良好、水景觀優美”為目標。

4.2具體規定

1)恢復、再創生態系統的規劃設計,首先應明確最終目標,要描繪出實現最終目標的詳盡過程,必須要有詳盡、科學的規劃設計文本。

2)規劃設計應防止作為生物生息的環境地被分割、干擾,應減少易引起生態環境惡化的各類設施。

3)有條件的河道岸線應盡可能規劃設計成緩變、彎曲,靠近河岸宜規劃多空隙空間。

4)河岸盡量形成緩坡,水深富于變化,形成平緩而穩定的空間。河底起伏而有變化。

5)河岸宜形成自然植物群落,有綠蔭。河岸緩坡至淺水區種植水濕生、中生觀賞植物。多利用傳統水利工藝,形成跌水、石籠丁壩群,保持有淺灘、深潭等。

5.河道生態修復的目標

5.1一般規定

1)河道生態系統修復是使河道生態系統恢復到與未被破壞前的近似狀態,且能夠自我維持動態均衡的復雜過程。生態恢復的行動包括被動修復和主動修復,被動修復是指去掉或減緩長期的人類擾動活動,利用生態系統的自我修復功能,恢復到原來的結構狀態和功能。主動修復,是指人類參與安裝設施,采取工程、生態、生物等技術措施修復河道結構,以使河道恢復生態系統結構和功能。

2)河道生態系統修復需要對河道生態系統的結構和功能,以及影響生態系統的結構和功能的物理過程、化學過程、生物特征進行有效調整。

5.2具體規定

1)盡量保護和創造水邊的自然景觀。

2)保護水域空間的生物多樣性。

3)恢復和創造水流的多樣性。

4)盡量采用天然材料。

5)保持水體、綠地的連續性,形成生態網絡。

6)保持足夠的水量,保持水域的凈化能力。

7)保持一定數量的相對封閉、安全的野生空間

6.生態系統修復的程序和前期準備

6.1一般規定

實施河道生態修復的一般程序為;確定生態修復目標值—現場調查—資料收集、確定解決方案—實施方案的預測與評價—生態修復規劃、設計—生態修復的施工—管養監測和生態修復的后評估

6.2具體規定

6.2.1確定生態修復目標值

根據當地市、區縣確定的河道生態修復總體規劃及業主的要求,確定河道生態修復切實可行的分級目標值。

6.2.2現場調查

實施河道生態修復的第一步,就是要調查引起生態系統惡化的原因。找出其影響自我恢復的人類活動因數。其內容包括面源、點源污染來源、分布情況和危害程度等。

1)河道的基礎資料調查必須包含水文水質、污染物、底泥、駁岸、雨污口管線、濱水綠地建(構)筑物面積位置、植物群落分布、水土流失情況等內容。

2)現場范圍的確定和空間尺度的設定,修復段上、中、下游三處水質取樣,測定污染物的主要成分和數值。

3)上游交接處水文水質、污染情況、整治情況及可能存在的污染隱患。

4)對調查范圍內的明暗雨污口管線直徑、來源分布、日均污水流量進行全天候監測、取樣、記載、繪制詳盡的雨污管線圖。

5)對調查范圍內河道淤泥的總量進行測點法估算,縱橫3米﹡3米為一測點,插桿插到河床底,插桿淤泥痕跡為淤泥厚度N,其∑N的平均值為需清河道淤泥總量估算值。

6)基礎環境的調查和制圖,將調查結果添加在GIS圖上,生成綜合的生物生息水環境圖,稱為“水環境圖”。

7)生物調查:植物物種清單及植物分布圖的編制、動物物種清單和活動痕跡圖、微生物菌種清單。

8) 調查完畢,必須填寫河道地塊現場調查表(見附表)。

9)調查成果宜采用計算機信息庫管理。

6.2.3調查資料分析、確定解決方案

將現場所取得的調查資料進行分類、整理,全部輸入計算機。對各因素進行分解,繪制排列圖或魚刺圖,分析造成河道污染的主要因素和次要因素,并對各影響因素制定出具體解決的工程技術措施、生物技術措施、景觀藝術措施、監測技術措施。

6.2.4實施方案的預測與評價

對解決各影響因素制定出的工程技術措施、生物技術措施、景觀藝術措施和監測技術措施的技術性、經濟性、實用性和可操作性進行綜合預測與評價。

7.河道生態修復規劃

7.1一般規定

河道生態修復規劃是對河道的水質改善、水土保持、動植物棲憩和綠化美化等方面進行的生態修復規劃;是對沿岸的空間、設施、環境等進行生態規劃,以創造優美、生動、特色的濱水生態景觀。同時,規劃文本應在保護生態環境及可持續發展思想下,從生態學的角度提出植物修復、重構系統食物鏈、重建緩沖濱水綠化帶、實施生態護岸、增加物種重建等一系列恢復濱水生態的方式、途徑與手段。

7.2具體規定

7.2.1水環境現狀分析

1)規劃文本應有河道基本情況分析,包括河道起訖位置、長度、水流方向、河底高程、堤岸高程,上下游河道相互適應關系等。詳細分析河道面、點污染源及截污納管的可能性、分析駁岸類型、分析水生動植物現狀。

2)規劃文本應有現河道整治范圍內水質指標COD、BOD、TP、TN、PH、溶解氧、氨氮、大腸桿菌、濁度、余氧、Pb、Hg、Cr、Cd、As、SS的準確監測數據;底泥指標TP、TN、Pb、Hg、Cr、Cd、As的準確監測數據。

3)規劃文本應詳細分析水質狀況,明確引起水質問題和污染的原因及哪些水質指標超標。須有明確的水質改善相關內容和解決措施;在條件許可的情況下,應有水系引水相關內容,并應對所設計的水系現狀及規劃生態水量進行分析和確認。

4)規劃文本應有河道不同頻率洪(枯)水位、常水位、歷史最高水位、流量、持續時間,匯水面積、泄洪出路以及配水點與配水水量、閘門、排灌泵站等水利設施情況等等內容;現有防洪與排澇設施、抗洪與排澇設計標準等資料。

5)規劃文本應有河道現狀的駁岸結構形式穩定性、生態性分析,明確規劃的區段駁岸結構形式。

6)規劃文本應有與河道相連的城市雨水口、初雨處理設施等現狀圖和資料。

7)規劃文本應有沿河跨河的各類地下管網、架空管線、跨河橋梁等市政設施的管徑、標高等資料。

8)規劃文本應有設計范圍內胸徑10cm以上喬木、已成型穩定植物群落的準確定位圖紙,水濕生植物分布圖等資料。

7.2.2提出修復與保護規劃意見

1)規劃文本應針對具體規劃的河道,分析現狀及規劃年生態環境水量狀況,通過對本水系及邊界配水量的分析,提出設計河段環境水量是否滿足要求。不符合要求的需提出局部改造措施,包括工程及生態措施等。

2)規劃文本應對河道面、點污染源提出可實施的截污納管、清淤規劃意見。

3)規劃文本應對如何維持水深,確保穩定、清潔的上游流水,確保大地與河流的水循環提出規劃意見。

4)規劃文本應對如何用工程技術、生物(水生動植物、微生物)技術、景觀藝術措施,改善和提高現狀水質提出規劃意見。

5)規劃文本應對如何保存已有圍堰并修景(保護用水功能),保護和再生水路邊界部分的鄉土植被、濱水植物群落景觀提出規劃意見。

6)規劃文本應對如何保護、恢復流路的蜿蜒、淺灘、沙洲,保護和再生草木繁茂的原生態自然河岸提出規劃意見。

7)規劃文本應對環境設施盡可能使用環保天然材料,充分考慮與景觀的融合性提出規劃意見。

8.河道生態修復設計

8.1一般規定

1)堅持以人為本原則。設計成果應充分體現“以人為本”,力求河道形態自然化,以曲為美、濱水環境宜人化、配套設施人性化。

2)堅持生態優先原則。設計成果應優先考慮保護和改善河道水質環境,促進生態環境及生物多樣性,并兼顧河道的其它功能。

3)堅持因地制宜原則。設計成果應結合實際情況,在滿足河道功能和整治效果的前提下,注意降低建設和管理成本。

4)堅持和諧安全原則。在確保水安全的基礎上,應保持河流的自然生態,設計成果應實現人水和諧。

5)堅持共享開放原則。應整合貫通濱河綠帶,有條件的區塊應盡可能設置慢行系統。設計成果應營造廣大市民都能享用的開放空間。

6)堅持文化特色原則。設計成果應充分考慮周邊環境、河道景觀和歷史文化特點,利用建筑、橋梁、綠化等營造每條河道的自身特色。

7)設計成果應當與城市相關規劃做好銜接,有航運要求與旅游需求、有文化底蘊或有其他特殊要求的要結合相關規劃,進行相關專項設計。

8.2具體規定

8.2.1設計文本方案階段應編制的深度。

方案階段應當提供總體彩平圖、具有代表性的局部鳥瞰圖、典型的景觀斷面圖和重要節點效果圖,以及其他必要的功能分析圖表、文字、說明、估算。

8.2.2設計文本初步設計階段應編制的深度。

1)初步設計階段應對河道平面線形、斷面、駁岸類型、河岸綠地主要植物品種和河道主要凈水設施、設備進行技術比選。

2)工程護岸線的確定應以河道規劃藍線為基礎,滿足行洪排澇的需要,綜合考慮現狀護岸線情況、防洪過水斷面要求、通航要求、工程投資造價和工程實施難度等因素。

3)平面線形在規劃用地范圍線內,滿足行洪排澇的基礎上,綠線邊際可適當彎曲,使河道與綠化帶有寬有窄,線形活潑。原有護岸新建、改建的河道,在有條件的情況下,護岸連續直線段不宜超過100m。并應保留河道的自然形態、盡可能保留或恢復濕地、河灣、急流和淺灘。

4)河道斷面的選擇按其形成原因分為天然河道斷面和人工河道斷面。人工河道斷面分為梯形斷面、矩形斷面、復式斷面、混合型斷面等。新建河道一般不宜采用矩形斷面。采用人工河道或對天然河道斷面調整時,河道斷面應按照因地制宜、滿足功能要求的原則進行選擇,綜合考慮行洪、用地、景觀、管線、地質、地形、交通、管理維護、造價等選擇合適的河道斷面型式。不同的地段宜采用不同的斷面形式,避免河道斷面的規則化和型式的均一化。

5)駁岸頂高程應根據洪水期最高水位,并考慮安全超高(一般為超高0.3 m);復式斷面的慢行系統、清水平臺高程應根據河道的功能特點,盡量與常水位貼近,通航河道宜設置在常水位以上0.5m,一般河道可設置在常水位以上0.3m。

6)在用地條件許可的情況下,應采用梯形斷面、復式斷面或混合型斷面,并應盡可能放緩邊坡,坡度一般宜緩于1:2.5~1:3.0,以利于生態景觀建設。

7)對于用地條件局促的河道或者親水平臺、游船停靠點等特殊河段,可采用矩形斷面、分級矩形斷面。

8.2.3設計文本施工圖設計階段應編制的深度。

1)施工圖設計階段應詳盡繪制、標注、說明;河道平面線形、河道斷面、河道駁岸、植物品種、園路、清水平臺、園林小品、鋪裝、園林建(構)筑物、夜景燈光等的尺寸和做法,凈水設施、設備的型號,生物菌劑、水生動物的名稱和投放計量、投放時間。

2)河道縱橫向剖面圖標注

河道縱向剖面圖(沿河方向):應標注斷面設計的基本參數,包括現狀河底線,設計河底線,常水位線、設計洪水位線,護岸頂高程線等。

河道橫剖面圖:應標注斷面設計的基本參數,包括現狀地面線、設計斷面線及坡度、常水位、設計洪水位、護岸頂高程、寬度,慢行系統高程、寬度等基本參數。

3)河道駁岸與堤防設計

(1)駁岸與堤防設計應首先根據河道水文特征,從保護城市的特點出發,確定堤防與駁岸工程的設計標準。

(2)護岸型式按材料分為自然護岸和自然人工護岸。

(3)自然人工護岸包括植物護岸、松木樁、樹根樁、干砌(漿砌)塊石護岸、混凝土(混凝土預制塊)護岸、多孔混凝土護岸、鋼絲石籠護岸、人工合成材料護岸等。

(4)漿砌塊石護岸、混凝土護岸為剛性護岸,新建、改建護岸原則上不宜采用。若在停靠點等局部特殊河段可以采用剛性護岸,但其在整個河道護岸中,所占比例不宜大于10%-15%。

(5)護岸型式的選擇應根據河道所處周邊環境確定,并結合河道定位,結合水文、地質、地形、施工、景觀生態、管理等進行技術方案比較。優先采用自然護岸、植物護岸及多孔材質護岸,創造有利于植被生長的條件。

(6)護岸建設應結合綠化種植,營造自然生態景觀。對有條件的河道常水位以下應設置魚槽磚,為水生動植物的棲息創造條件。

(7)在人流密集區域,易發生游人落水河道,其護岸型式應考慮游人落水后的自救,如設置退臺式護岸結構,或采用表面多空隙的護岸結構,方便攀爬。

(8)對原有護岸的保護和利用,應在充分調查分析,比選論證的基礎上,選擇改造方案,其改造方案應首重生態化改造,并經濟、合理。

(9)護岸基礎處理必須符合《建筑地基處理技術規范》要求。

(10)河道整治應對不滿足景觀生態的老擋墻、老駁岸同步進行景觀生態處理,對于滿足使用要求的駁岸,一般有以下幾種處理方式:

①削頂。對老擋墻進行削頂處理,然后進行綠化景觀處理,如種植灌草,設生態袋擋土種植等。

②遮擋。通過在墻頂種植垂掛植物、墻前河底種植水生植物等方法,遮擋老擋墻、老駁岸。

③噴播。在老擋墻、老駁岸表面掛網,噴播生態種植基,進行綠化景觀處理。

9 水環境設計

9.1一般規定

水環境設計包括河道截污及清淤、水質改善以及水生態系統構建。水環境設計應具備浙江省環境污染防治工程專項設計認可證書(環境生態和廢水)。

9.2具體規定

9.2.1河道截污及清淤

1)設計范圍內的所有沿河排污口,必須截留收集后全部納入市政污水管網;無市政管道可接時,應按每300-500米設置小型污水處理設施,經集中處理達標后排放。

2)河道生態修復設計文本中的所有污染源應有分析章節,并設計出污染源治理措施。

3)河道生態修復設計文本中應有河道具體清淤設計方案。

9.2.2水質改善以及水生態系統構建

1)河道水生態系統的保護與修復,主要應針對生物和環境,設計文本應提出具體的保護和修復措施,保證水生態系統中能量流動和物質循環的順暢,促進水生態系統的自我健康、持續發展。

2)水生態系統構建措施主要包括水生境構建、生物多樣性保護、管理與維護措施。

3)在斷面設計上,結合魚類、水生昆蟲、水濕生植物生存所需空間,在總體上滿足水工要求,局部增加水下微地形的塑造或設置潛水式推流增氧設備,形成不同的水流環境增加水底含氧量。

4)在駁岸構造上采用硬質駁岸和軟質駁岸有機結合的方式,充分考慮立地條件,確定硬質駁岸與軟質駁岸的比例、構造形式等,盡可能設計成適宜水生生物群落生存的駁岸形式,保證水體-大氣-生物間交換的暢通。

5)護岸材料上可設計采用魚槽、生態磚、種植穴、生態袋等生態材料。

6)生態功能特別重要的河道或某些河段,應避免硬質化駁岸,宜設計使用拋石、大塊石、木樁等護岸形式,為水生動植物保留生長空間。

7)在植物群落構建上,可根據環境塑造水流形式、水深情況,設計適宜的沉水植物、挺水植物、浮葉植物、有益微生物菌群組合,形成動植物和微生物共存的基礎;通過構建穩定的水生植被群落,抑制外來物種和有害物種的入侵,抑制浮游藻類的瘋長。

8)對植物群落應結合管養措施進行定期清理、修剪,加強管理。

9)針對不同水體,宜構建完善的水生動物群落。應根據現狀群落和水環境,通過投放、加強宣傳、管理等措施,增加魚類、兩棲爬行類、昆蟲、底棲動物等物種的多樣性。

10)針對河道不同形態、區位、人文等特征,應構建不同的鄉土植物群落、觀賞植物、魚類、昆蟲等生態景觀區,將生態建設與景觀建設相融合。

9.2.3水生生態系統管理與維護

1)設計文本中應對河道的生態系統提出管理和養護意見。

2)注重景觀性、休閑性的水系和生態型水系的某些河段,可布設垂釣、游船等休閑項目,但不得影響水生生態系統的安全。

3)設計文本中不得采用有害外來入侵物種,如水葫蘆、巴西龜、福壽螺等。管理部門應對發現的有害入侵種及時進行清理,防止外來入侵種破壞生態系統平衡。

4)設計文本應制定針對生態危害爆發的應急措施,設計有效的監測系統,保證水生態系統長期有效運行。

10.河道濱水綠帶景觀設計

10.1 一般規定

河道濱水綠帶景觀包括軟質景觀設計、硬質景觀設計以及夜景燈光設計。軟質景觀包括地形、水系與植物等;硬質景觀包括駁岸、園路、鋪裝、建筑小品、景觀小品等。夜景燈光設計包括功能性照明、觀賞性照明(植物綠化照明、小品及建(構)筑物照明、駁岸、橋梁照明、水景照明等內容)。

10.2具體規定

10.2.1軟質景觀設計

1)綠化范圍應有清晰的邊界,河道綠地一般以綠化植栽與地形作為河道邊界。

2)地形設計作為河道濱水景觀設計的一個重要組成部分,其造型應有利于改善植物種植條件,有利于自然排水,同時還能夠組織各種園林空間,形成優美的園林景觀。

3)綠化設計的內容應根據適用對象和所處位置兼顧長期效果和短期效果。應根據本區域立地條件(氣候、水文、土質等)以及植物的生物學特性進行物種選擇。選擇適合河道立地條件的鄉土植物,以及適應本地氣候條件并已廣泛應用的外來物種,不應引用未經引種馴化或可能產生生態危害的外來物種。

4)根據河道分類,以生態修復為主的河道,按簡單設計處理,胸徑>20CM的原有大樹盡可能保留,并補栽凈化水質能力較強的水濕生植物和鄉土樹種為主,適當應用少量觀賞性樹種;有一定的觀賞、游憩功能的河道,應選擇觀賞性較強的鄉土植物與引進的觀賞植物為主,在重要節點上注重復式植物群落配置;多功能綜合型的河道,應按公園與游憩綠地的要求進行多層次、多維度的植物配置,同時還要在植物空間與植物意境的塑造上,對植物品種進行精心選擇。

5)植物種植設計說明中應標明對種植土壤的要求,水濕生、中生、旱生植物品種選擇應有區域針對性,并有控制生長范圍的措施。

10.2.2水生植物設計

1)水生植物的選擇

在相應水位條件下,應選擇能最佳吸收水中不同污染物的挺水植物、浮葉植物和沉水植物,完善水生植物群落,提高水體生態系統的自凈能力。常水位至30cm水深處建議應用挺水植物。常水位以下30cm至50cm處建議應用浮水植物。沉水植物建議種植在50-70cm的水深區域內。浮水植物在流動的河道內極易快速擴張,應有擴張控制措施。

2)水生植物的標注

設計圖紙應建立規范、完善的水生植物標注系統,植物材料清單內應標明水生植物的名稱、水深適應性、種植規格、種植密度等相關信息。有特殊種植要求或者養護要求的水生植物應在材料清單后單獨列出。

挺水植物、浮葉植物和沉水植物還應標注水深適應范圍,水生植物設計規格的標注單位,叢生型的為?芽/叢,散生型的為株。設計規格為工程竣工驗收時的植株規格。

3)水生植物的配置形式

(1)應根據水生植物的生態學習性選擇種植位置、種植密度,為水生植物的生長留有一定空間。一個水生植物的小群落中不同物種的抗性與生長速度應相對一致,避免物種間競爭太厲害導致優勝劣汰。

(2)應充分考慮平面布局、立面層次、色彩搭配與季相變化,營建詩情畫意的水生植物景觀。

(3)平面種植形式以小面積片植為主,適當叢植點綴,邊緣線要有曲折變化,切忌沿岸線均勻、等距地帶狀平行栽植。

(4)應注重色彩的搭配,著重考慮春季萌發時的葉色變化,以及葉色和花色的組合,豐富水景的色彩。

(5)應充分考慮季相變化,適當配置常綠水生植物。

10.2.3濕生植物設計

1)濕生植物的選擇

應根據相關計算,在不同水位條件下進行濕生植物的選擇,通常在正常低水位與高水位之間,選擇較耐淹植物,在正常水位與1-2年一遇的洪水位之間選擇耐淹樹種(耐淹時間<20天,耐淹高度<40CM),在1-2年洪水位與5年一遇洪水位之間不得選擇不耐淹樹種。

2)濕生植物的標注

濕地植物應標注極限水深或是極限耐水淹時間。同時應根據植物種植空間、陽光、土壤水分、空氣濕度的不同,區分種植陽性濕生植物與陰性濕生植物。

3)濕生植物的配置形式

(1)應根據濕生植物的生態學習性選擇種植位置,以木本類、灌木類植物為主,地被與草本植物為輔,在濕生植物種植區忌大面積種植草皮。

(2)設計應充分利用濕生植物種植區樹木的臨水倒影與向水生長特征,在樹種樹形和花色的選擇上重點考慮。

(3)水岸邊坡采用擋墻時,在濕生植物種植范圍的,應選取攀援與垂掛的濕生植物對擋墻進行遮擋。

10.2.4本標準準薦的幾種水濕生植物:

1)濕生植物:蒲葦、糯米團、紫芋、八寶景天、花葉美人蕉、冷水花、姜花、闊葉韭、薏苡、萱草、旱傘草、醉魚草、檉柳、大葉柳、東方杉、落羽杉;

2)耐水濕木本植物:南川柳、垂柳、銀牙柳、楓楊、水杉、東方杉、濕地松、水松、池杉、意楊、烏桕、枸樹、枸骨、梔子花、老鴉柿、木芙蓉、夾竹桃;

3)挺水植物:千屈菜、常綠鳶尾、菖蒲、梭魚草、再力花、水蔥、蘆竹、蘆葦、花葉蘆葦、水鬼蕉、紙莎草、慈姑、香蒲、水蠟燭、菰、荷花;

4)浮葉植物:睡蓮、中華萍蓬草、鳳眼蓮、粉綠狐尾藻、水罌粟、槐葉萍、黃花水龍;

5)沉水植物:海菜花、苦草、伊樂藻、金魚藻、水車前、輪葉黑藻、菹草;

11.河道生態修復施工

11.1一般規定

1)河道生態修復工程施工單位,必須具有相應的施工資質(園林及浙江省環境污染治理工程總承包資質證書)及完備的專用施工機械設備。

2)必須嚴格按經報批的施工圖施工。

3)施工過程必須嚴格執行《生態清潔小流域建設技術導則》SL534-2013、《城市綠化工程施工及驗收規范》(CJJ/T82-99)、《建筑工程施工質量驗收統一標準》(GB50300-2001)、《浙江省園林綠化工程施工質量驗收規范》(DB33/1068-2009)等國家、地方相關規范和規程。

11.2具體規定

11.2.1河道清淤

1)河道圍堰、抽水

每一施工段適宜的圍堰間距為200M左右,過長過短都極易引起施工效率的降低、投資的增加和安全監測的失控。圍堰宜采用袋裝黏性土疊筑,迎水面鋪編織袋(彩條布)防滲并用袋裝黏性土壓實編織袋底部。袋裝黏性土疊筑時須做到排列整齊、密實。圍堰頂寬0.6M,兩側邊坡1;0.75,圍堰高度應比正常水位高出0.5-1.0M。

宜采用2臺¢120污水泵不間斷地抽水。抽水期間應對駁岸的穩定性進行定時監測,并有應急搶險方案。

2)水準控制點引測和布設

對業主提供的水準控制點,提前48小時報告項目監理工程師,共同進行復核,核實后的數據應由項目監理工程師和施工單位測量人員共同簽字,作為工程測量的基礎。根據河道清淤的需要,引測和布設若干個水準點,并采取措施保護好作為河道清淤設計高程控制的基準點。

3)清淤

(1)合理選用河道清淤施工方案,應密切監控原有堤防、護岸的位移、沉降變化。

(2)圍堰內河水抽干后,宜用吸污泵將表層淤泥直接吸到灌車上,運至卸土點堆放。下部淤泥(含垃圾、石塊)宜采用EL240B長臂反鏟挖掘機挖河底淤泥和渣土,渣土車裝運至卸土點。

(3)河道清淤必備施工機械;挖掘機、工具車、運輸罐車、渣土車、潛水泵、污水泵、吸污泵、柴油發電機、高壓水槍、測量設備。

11.2.2生態護岸構建

根據斷面形式的不同,可分為護坡式和直立式兩大類:

護坡式結構(與水面有較大傾斜角):

1)自然原型+植物護岸

施工方法:保持河道自然狀態,配合植物種植(如柳樹、楊樹、杉樹以及蘆葦、菖蒲等具有根系發達、喜水特性的植物),達到穩定河岸的目的。

適用范圍:坡度緩或腹地大的河段;土體較穩定屬粘性土壤;水流流速不大于1.5m/s。

2)混凝土框格梁護岸

a. 施工方法:在護坡坡面用混凝土(>C20)現澆筑成網格狀的護坡梁,再在框格中填土、種植。

適用范圍:坡面土體易流失,河道水流流速較大(1.5~2.0m/s)。

b. 施工方法:在整平的護坡坡面上現澆或鋪砌預制的綠化混凝土塊(>C20),并利用綠化混凝土的大孔隙率進行綠化種植。

適用范圍:坡面土體易流失,河道水流流速較大(1.5~2.5m/s)。

生態砌塊護坡(內灌緩釋放營養基質)

施工方法:在整平的護坡坡面上鋪砌各種生態砌塊,并利用生態砌塊的大孔隙率進行綠化種植。

適用范圍:坡面土體易流失,河道水流流速較大(1.5~2.5m/s)。

干砌塊石護坡

施工方法:在整平的護坡坡面上砌筑塊石護坡。干砌塊石護岸一般與其他生態護坡

結合使用,常水位以下采用干砌石坡,以上采用其他型式的生態護坡。

適用范圍:坡面土體易流失,河道水流流速較大(1.5~2.0m/s)。 5)土工袋護坡(生態袋--無紡織高分子合成材料)

施工方法:在整平的護坡坡面上鋪砌土工布袋,布袋內填土,并加入營養液、肥料等。植物種子也可加入布袋,或者采用布袋表面噴播、插播等方式綠化種植。土工袋采用生態標準扣將袋子互相連接自鎖。

適用范圍:坡面土體易流失,河道水流流速較大(1.5~2.0m/s)。土工布袋不宜用于水下0.5m水深以下,否則植物難以生長。直立式結構:

1)松木樁護岸、樹根樁護岸

施工方法:利用松木樁密排插打或結合竹木籬笆、樹根樁結合壓頂橫梁擋土護岸。

適用范圍:河道水深較淺,土質較好的河道。2)干砌直立駁坎(水量不穩或綠地面積不夠的區域)

施工方法:以卵石、亂石、塊石等材料干砌成直立駁坎擋土。保留干砌塊體的縫隙、孔洞,為河流與大地之間架構水循環通道,保證水、氣的滲透順暢,并為生物提供繁殖和生長環境。并可在常水位上下位置設置植物種植槽。

適用范圍:河道兩岸用地受限,石料豐富、護岸高度不大,一般在3m以下,河道基礎經處理承載力較好,一般達到120kPa(1千帕(KPa)= 102Kg/m2)以上。

3)石籠護岸

施工方法:運用一種經特殊處理后既具有一定強度,又具有不生銹,防靜電、耐腐蝕功能的涂膜鋼絲,經機械編織形成蜂巢格網箱籠后,充填石料,壘砌成擋墻。可利用石料填料間的空隙充填泥土,為植物營造良好的生長條件,使擋墻不僅能擋土、擋水,又可形成自然優美的生態環境。

適用范圍:河道兩岸用地受限,石料豐富,結合墻體加筋,一般的河道地質條件均可適用,對于淤泥質土,基礎經處理承載力一般需達到120kPa以上。4)生態砌塊駁坎

施工方法:迎水面利用生態砌塊砌筑擋墻擋土,砌塊后加筋保持擋墻穩定。生態砌塊目前國內有很多,且多數均申請專利。但基本都是采用混凝土預制而成,只是形狀、大小不一(生態混凝土—在混凝土中加入酸性基質)。

適用范圍:由于砌塊基礎較小,因此,對基礎要求較低,一般的河道地質條件均可適用,對于淤泥質土,基礎經處理承載力一般需達到100kPa以上。 11.2.3河道綠地施工

1)河道濱水綠地施工應嚴格按圖施工,并符合國家、地方相關規范和規程。

2)根據河道水位的變化幅度和地表水流向,分品種確定植物種植深度,以免爛根。

3)建(構)筑物基層處理:河岸回填區的地基基礎應區別對待,所有回填區人工分層夯實必須達到90%,并進行分層環刀取樣,每層取樣后進行試驗;若遇彈性土、流砂土等,必須作換土處理。

11.2.4 重力式駁岸基礎施工

1)基坑排水。由于重力式護岸工程的基礎埋深較深,因此,基坑排水一般分為兩類: 一類常受到雨水、下水管道、潮水等因素的影響宜采用明溝排水,在基坑底部周圍開挖邊溝、導流溝,將滲水引向集水井排水;另一類主要受到地下水的影響為井點排水,宜通過機械設備將地下水位降低到基坑底高程以下。一般情況下,為確保基槽的開挖,保證底板澆筑質量,井點排水是必不可少的重要方法。選用輕型井點設備,布設時必須參照施工地段的水文地質資料,根據井點規格、基底標高確定立管管底標高。

2)地基處理。在開挖基槽的過程中,有時會遇到粘土夾層,必須將軟土層全部挖出,把基礎置于硬土層上,但如果軟土層較厚時,就必須采用墊層法處理。這是重力式護岸常用的方法,墊層所用的材料一般選用碎石墊層,其寬度應為基礎寬度加上20CM,碎石墊層的厚度一般在0.2m~0.5m,施工時要將其夯實。

3)澆筑基礎。基礎澆筑是護岸工程的重要工序。材料進場必須通過監理人員驗收,塊石須石質堅硬、無裂紋,厚度不小于20cm,重量不小于30kg。水泥選用必須要有質保書。黃砂宜選用中粗砂。對混凝土的配合必須經過計算和試驗,確保強度達到設計要求。

11.2.5水環境施工

1)常水位線是水生植物的生命線。在種植施工放樣前先用水準儀在現場確定出常水位線,然后把各種植物的水深適應性作為種植深淺的依據。

2)栽植品種和單位面積栽植數應符合設計要求。栽植范圍基本符合設計要求。

3)河道水環境人工生態浮島、生態基技術、曝氣增氧技術、活體扦插、微生物菌群放投等技術應嚴格按施工圖及說明施工。

12.管養監測和生態修復的后評估

12.1一般規定

1)監測應在施工后,竣工驗收前開始。根據河道所處的污染危險情況不同,每年定期多次進行。

2)明確河道監管責任人,及時監測點、面污染源和打撈河道垃圾,整修、管養綠地植物。

12.2具體規定

12.2.1水文、水質觀測

1)定時對已整治的河道水位、水質進行觀測,并進行分類和記錄。

2)在水文環境圖中,標上來水量、水深、水溫、水質等級等數據,作為生態系統管養監測的依據。

3)水質監測涵蓋COD、BOD、氨氮、總磷、總氮、溶解氧、濁度、色度、SS等參數。評價生態自我修復的理論效果。

12.2.2生物監測

1)應定期監測水體微生物中的異養細菌、大腸菌群、硝化細菌及反硫化細菌總數,以監控河道中水質及底泥污染狀態及趨勢。

2)應定期監測水體中浮游生物的多樣性和生物量,通過測評浮游藻類的細胞數、葉綠素a的含量和浮游動物數量與種類,評價水體中的富營養程度和污染程度。

3)按設計要求,定期投放數量、品種合適的魚蝦蟹和泥鰍、螺螄等水生動物并進行生態效果評價。

河道地塊基礎資料匯總表

作者簡介;

河道生態修復工程方案范文3

【關鍵詞】生態;護岸;人文

1 緒論

目前,城市河流形態單一,“直線化”、“平面化”嚴重,面臨著河流水環境質量惡劣,河流生態系統損壞嚴重,河流斷流,河道萎縮,河道景觀缺乏等諸多嚴重問題。只有從生態的角度恢復和重建生態系統,才能從根本上解決城市河道的水環境、水生態、水景觀問題。從生態系統的角度考慮河道修復,建設生態河堤也必將成為城市河道整治發展的主要方向,也是“工程水利”向“生態水利”發展的趨勢所在。

2 國內外研究現狀

2.1國外的研究

國外在這方面的研究比國內起步要早,早在 20 世紀30 年代起,西方國家把河流治理重點放在污水處理和河流水質保護上。1938 年德國的Seifert 首先提出“近自然河溪治理”的概念,指出治理工程應在實現傳統河流治理的各種功能(比如防洪、供水、水土保持等)的基礎上,達到接近自然的目的。與此同時,很多西方國家對破壞河流自然環境的做法進行了反思,開始有意識的著手對遭受破壞的河流自然環境重新進行修復。河流生態修復意識逐漸在世界范圍廣為傳播。

20 世紀50 年代德國正式創立了“近自然河道治理工程”,提出了河道的整治要符合植物化和生命化的原理。Schlueter認為近自然治理的目標首先要滿足人類對河流利用的要求,同時要維護或創造河流的生態多樣性。

20世紀60年代就出現了連鎖型干壘擋土塊并得到了廣泛應用,自嵌式植生擋土塊作為一種新型護岸材料是對它的引進和創新,目前已開始在我國水利工程中有了應用。

20世紀 70 年代美國就開始投資 5 億美元恢復入湖河道Kissimmee河,而同時,法國、英國、瑞士、芬蘭等歐洲國家也大規模開展河道生態修復與功能重建工程。

20 世紀80 年代后期,西方國家開展了河道的生態整治工程的實踐,如美國已在密西西比河、伊利諾伊河和凱斯密河,實施了生態恢復工程及密蘇里河的自然化工程等。日本在20 世紀90 年代初開展了“創造多自然型河川計劃”,提倡凡有條件的河段應盡可能利用木樁、竹籠、卵石等天然材料來修建河堤,并將其命名為“生態河堤”。為挽救城市河流的生態,堤壩不再用水泥板修造,而是改用天然石塊鋪陳,還給草木自然生長的空間。

2.2國內的研究

我國在河流生態修復方面的研究工作起步較晚,尚處于學習引進國外先進經驗的階段,近年來我國興起了河流生態修復的研究和應用推廣熱潮。

在河道護岸過程中,傳統的硬質堤岸常產生破壞生態的后果。例如,成都市府南河工程是目前國內最大的生態環境治理工程。此城市河流改造項目是以城市河流治理開始進行綜合性整治項目,在截污、清淤、底泥處理、兩岸綠化等方面做了不少工作。

近幾年來,國內許多省市在生態護岸的研究上作了許多嘗試,例如,成都府南河望江公園自然型護岸工程,黑龍江省富錦市松花江堤防工程,水位多變情況下中山岐江公園的親水生態護岸工程,都取得了較好的效果。特別是在城市河道治理中積累了一定的經驗,如上海市在普陀的橫港河、松江新城的張家浜、青浦趙巷的老崧塘等進行了生態護岸的建設,取得了良好的社會和生態效益。《上海市河道生態整治實施導則》(試行)規定,在保證河道行洪泄洪功能的同時,應因地制宜,采用自然生態型護岸。重要的防洪排水河道,若必須采用非自然型護岸,在進行河道生態整治設計時,應同時采取生態措施,為恢復河道自然生態創造條件。對于已經裁彎取直和硬化底、岸的河道應考慮采取措施,逐步進行生態恢復。岸線除緊鄰建筑和防洪需要外, 應盡量保持或修復其自然生態屬性。

根據《上海市河道生態整治實施導則》(試行)第十五條,建設自然生態型護岸應采取以下措施:

(1) 生態護岸型式和結構應積極借鑒成功的傳統治河方法和經驗,在滿足行洪和水土保持要求的條件下,適當采用拋石、蛇籠、石籠、填梢沉梢等傳統工程措施,結合植物生態修復工程方法進行建設;

(2) 材料的選用應根據該地區的氣象、氣候和立地條件,選擇具發達根系的植物種類,進行護坡固土;優先應用水力噴草、土工材料綠化網、綠化混凝土、水泥生態種植基、土壤固化劑等新技術和新材料。

(3) 對于非自然生態型護岸,可以采用整體復式斷面,進行垂直綠化。在有條件的河段,設置人工河灣、建設濱水公園等。

在寧波市河道治理中采用了自然生態工法,使河道整治融入生態理念。首先從設計入手,河道設計是否滿足生態要求,應是一個水工設計人員所應該考慮的;其次懂得如何靈活應用自然生態工法,這對整個城市和鄉村河道斷面設計將起著重要作用。 如,化工區排水河道斷面,采用蜂巢格網工法,即以鋼絲復合材料編織成籠形,內裝石渣或卵石等,作為邊坡、擋墻,兩岸搭配植草、植栽,并在軟土地基上不做任何地基處理情況下建造自然生態型高擋墻獲得成功。另外,在寧波市各級河道整治中應用最廣的是河岸綠化和環境護岸工法,目前,所有的河道兩岸均采用不同風格的河道綠化方案,部分河道還進行了專門綠化景觀設計,使河道成為城市的一道亮麗的風景線。

目前,生態護岸的結構型式有多種,如:

①格籠擋土墻(crib retaining wall)

將木塊制成的條塊排成井字形,內部填滿塊礫石,利用格籠內部塊礫石的重量,抵抗土壓作用力量的一種擋土墻。內部填充的塊礫石透水性良好,坡面滲水涌水或濱水地區使用效果顯著。建議每層高度3m以下,總高度不得超過6m。

②砌石墻

在坡面上切出寬0.5~1.0M的水平階段,于離外緣0.1~0.2M處砌塊石,斜率為1:0.3~0.5,高度0.5~1.0M,背后填充混合肥料的砂土,并栽植苗木的工法稱的。地表只鋪貼草皮而有崩塌危險或巖石露出形成凹凸不平的地方,適用本法。

③板狀柵(plate hurdle works)

為防止崩坍土砂后坡面流失,利用松木樁加松木隔柵進行固岸,通常設置在坡腳,耐久性良好。

④格網工法(boxes & mattress)

以鋼絲復合材料編織成籠形,內裝塊石或不溶于水等,作為邊坡、檔墻或軟基安全防護的應用。搭配植草、植栽,適用性較廣、安全性較好。

⑤親水護岸工法(amenity embankment)

河川、湖沼、海岸等的護岸不只著眼于治水、利水機能,同時具有親水性的休閑空間而設置階梯狀緩坡。

⑥柳枝條法(wicker works)

將萌芽力強的柳樹類枝條,切成30~100cm埋入土中,由其萌芽恢復植生的方法。

3發展趨勢和應用前景

隨著我國經濟水平的不斷提高,人們對生活質量要求也不斷提高,人們將與河流和諧共處趨勢。人們在與河流相處的過程中,將呈現以下發展趨勢:

(1)從生態系統角度考慮河道的修復工作,生態河堤建設是未來發展的主流;

(2)融合其他學科,以流域為單位考慮大范圍河道整治工作;

(3)人文因素考慮得更多,“以人為本”的理念更為突出;

(4)水文化建設更為重要,突顯當地風土人情;

(5)借鑒城市建設史和城市水利發展史上先進的治水思路和治水理念,為河道生態和景觀建設服務。

生態護岸是生態河流的重要組成部分。當今絕大多數護岸是傳統的“三面光”護岸或非生態護岸,雖然滿足防洪、排澇等要求,但與“生態河流,景觀河流,人文河流”的理念想去甚遠。隨著經濟的發展、生活水平和技術水平的提高,生態護岸必將取代傳統護岸,成為人們喜見樂聞的護岸形式。

參考文獻:

[1]蔣屏.河道生態治理工程——人與自然和諧相處的實踐.中國水利水電出版社,2003

河道生態修復工程方案范文4

關鍵詞:人工濕地;環境保護;設計

隨著巢湖市與合肥市區域經濟的快速發展,環巢湖城鎮群正在迅速形成。特別是是毗鄰巢湖的合肥濱湖新區的規劃建設,對巢湖城鎮產業與旅游發展影響深遠。但是在經濟持續快速發展、城市化進程加快及居民收入水平提高的同時,也產生了環境承載的超負荷運轉狀態,同時由于管理措施不到位,農村生活污水和養殖污染物大量排入河道,農業面源污染量大,造成濕地局部污染嚴重,水土流失加劇,破壞了濕地景觀和生物多樣性,造成濕地生態系統的破壞,導致濕地功能的不健全,破壞了濕地生態系統的良性循環,濕地生態修復工程迫在眉睫。

1 工程概況

花塘河位于巢湖北岸,位于巢湖市忠廟街道和黃麓鎮之間,花塘河是忠廟街道和黃麓鎮行政區劃分解線。花塘河是一條的農業灌溉及行洪河道,干流總長約6.66km,流域集水面積約44km2,汛期行洪流量約70m?/s。花塘河流域北部山脈較多,屬于典型的扇形流域,南部較平坦,河網、水塘密布,水流流向復雜。2007年,巢湖流域耕地面積約48萬ha,化肥施用量29萬t(折純),種植業總氮、總磷流失量分別為10352t和601t。根據巢湖流域種植業總氮、總磷流失率,花塘河流域面積約44km?,初步估算花塘河流域種植業年總氮、總磷流失量分別約為76t和4.4t,花塘河入河污染量不可小視,因此恢復花塘河河口濕地建設勢在必行。

2 環境工藝設計

2.1 設計處理規模

2.1.1 處理水來源

本次花塘河河口生態濕地工程處理水來自花塘河河水和一座新建污水處理廠尾水。其中一期工程將結合占地情況先對花塘河河水進行深度處理,二期繼續對污水處理廠尾水進行深度處理。

2.2.2 花塘河河水水量

(1)河道暴雨流量估算

由于花塘河的流量無實測值,因此按照暴雨強度公式進行推算。綜合徑流系數取0.4(郊區一般取0.3-0.6),暴雨重現期取1年,設計暴雨強度取43.11L/(s. ha)。

雨水量按下列公式計算:

Q= Ψ× q × F

其中:Q―雨水流量(L/s)

Ψ―綜合徑流系數,取 0.4,

q ―設計暴雨強度(L/s ? ha)

F―匯水面積(ha)

由于花塘河無暴雨強度公式,而該區區位接近合肥,故借鑒合肥市暴雨強度公式,即:

3600×(1 +0.76lgP)

q = ──────────────(L/s ? ha)

(t + 14)× 0.84

式中:P ―設計重現期,取 1 年,

t ―降雨歷時(min),按t=t1+m?t2計算,

t1―地面集水時間(min),視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定,一般采用5~15min;確定后為常數,本工程中取15min。

m―折減系數,暗管折減系數m=2,明渠折減系數m=1.2,在陡坡地區,暗管折減系數m=1.2~2;管渠確定后為常數。本工程中m取1.5。

t2―管渠內雨水流行時間(min)。

根據統計,花塘河流域匯水面積44km?,雨水在河道里流行時間取110min。計算降雨歷時為180min,估算得出花塘河暴雨洪峰流量為76m?/s。

(2)枯水流量和平水流量的推求

考慮到小河流徑流資料的短缺,需要參考參證站的相關水文資料,為了估算該河流的枯水流量和平水流量,選取花塘河臨近區域1952年到2009年的日雨量資料,通過P-III型頻率曲線適線的方法,取變差系數CV與偏態系數CS為CV=2.5CS,得到的適配曲線如圖1所示,適配情況良好。

圖1 花塘河年徑流量頻率曲線

根據轉換關系得到的枯水流量和平水流量為枯水年流量:

Q90%=KP×Qp= 0.21×12865346= 2701723 m?/y

平水年流量:

Q50%=KP×Qp= 0.53× 12865346= 6818633 m?/y

根據上面估算的花塘河來水流量,工程設計進水量為800m?/h,日處理量為19200m?,年處理水量為7008000m?>河道平水年流量6818633 m?。

2.2.3 污水處理廠尾水量

按照《居巢區中廟北部片區控制性詳細規劃》中規劃要求,在中廟地區規劃建設一座污水處理廠,規模為1.2萬t/d(合500m?/h),污水處理廠出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)規定的一級A排水標準。該部分污水深度處理納入人工濕地建設二期工程中,人工濕地建設暫不考慮二期工程需求。

2.4 設計進出水水質

(1)設計進水水質

根據花塘河河口水質取樣檢測結果,工程設計進水水質指標如表1所示。

(2)工程出水水質

按照《巢湖流域水污染防治“十二五”規劃》目標要求,本工程設計目標出水水質達到地表水Ⅲ類標準(GB3838-2002),主要指標如表2所示

2.5 工藝流程

依據可行性研究報告,經與建設方討論、溝通,確定采用水平潛流人工濕地與表流人工濕地濕地串聯的工藝方案,前處理工藝采用穩定塘工藝。具體工藝如圖2所示:

河道生態修復工程方案范文5

關鍵詞:水巷研究;填河;古城;完整

中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A

從古至今, 具有“東方威尼斯”之稱的蘇州都是以一幅優美富饒的水鄉畫卷展現給世界的。蘇州水巷高低寬窄錯落有致,尺度宜人富有韻律[1],詩贊“人家盡枕河”。但隨著人口密度加大,社會經濟的快速發展,人們生產生活的活動更加頻繁,生活質量改善,特別是50、60年代相繼有一些河道由于種種原因被堵,破壞了原來經過完整規劃的環境,也使得水系的自凈體系不完整,水流不通暢,疏不抵於。我們希望通過尋找那些被堵的河道水巷,試圖恢復他的原貌,進行一些理論的研究和實踐的探索。

1、蘇州古城水系特征

蘇州市位于江蘇南部,北枕長江,西倚太湖,東通大海,地處長江下游沖積平原區域,地勢低平,是典型的江南水網地帶,城市河道縱橫交錯成網,水流走向主要是從北往南,從西往東,各河段水流流向也受自然和人為因素的影響,暗流多,因而水流狀況相當復雜。

2、蘇州古城水系歷史狀況

蘇州自古河網密布,宋朝的平江圖上所刻錄的河道,橫河12條,直河5條,水道82公里。明代是蘇州歷史上城內水道最長的時期,蘇州歷史上,河道總長最短時僅為35.28公里。

據統計,在明弘治6年(1493)至崇禎3年(1630)的137年中,共疏浚城內河4次(弘治6年、萬歷34年及45年、崇禎3年);而在清康熙48年(1709)至道光5年(1825)的116年中,共疏浚7次[2]。換言之,在明代中后期大約34年疏浚一次,而在清代前中期則大約17年就要疏浚一次。盡管如此,蘇州城內河道的淤塞依然在加速。據張英霖統計,明末清初蘇州城內水道長度為87-92km,但到了清代大量淤塞,湮塞者多達25km。[3]

3、改革開放后的蘇州古城水系

從80年代開始農業耕作方式發生了變化,80年代以前鑿泥造肥的現象成為歷史,而受當時條件限制,河道堤岸大都沒有砌石保護,長期受到沖刷造成圩堤和河岸的損壞,大量泥土隨著河水的沖刷塌入河道,當時植被的保護與綠化造林的明顯滯后,加重河道淤積,自凈功能下降,旱年灌溉困難,而汛期小雨就能溢滿河浜,在一段時間內河道處于危險的邊緣。[4]。1998年河道整治被列為重中之重,通過清淤疏浚,修建擋墻,整修橋閘,綠化種植五個方面一定程度上改善了水環境。

4、蘇州古城水系所面臨的問題

據我們不完全統計,蘇州自改革開放以后消失的很多河道,從為人熟知的,金獅河沿、倉河、錢塘河-臥金濱、解放河再到鮮為人知的飲馬橋-十中-官太尉河(河名不知)。河道消失最為集中的是發生在1958年的填河運動。歸其原因,一方面是出于城建需要,另一方面也有因為環境整治的需要而填沒河道,有部分河道解放前就由于周圍居民亂倒垃圾造成嚴重淤塞,環境臟亂差,就當時填沒本身來說,這也是解決環境問題的一種手段。治理河道非一日之功,重要的是通過生態修復手段,人工加快修復水域自潔凈自循環問題。但是我們同樣也看到,每年都清淤但始終疏不抵淤。就在去年(2012年)蘇州城區大批量的清淤也隨之展開,通過干河清淤、查堵排污口、引水調流等措施加快處理淤塞,這對蘇州城區河道清淤來說是由惡性轉向良性循環的重要轉折點。

5、蘇州古城水巷完整性的缺失

據我們調查走訪了解,蘇州古城區河道現都安裝了抽水泵,外運河、內運河、雨水管線等都進行了水位的控制,雖然解決了現階段防洪,泄水的問題,但卻造成了古城水巷完整性的缺失,古城內水系與古城外水系無法自由流通,同時古城水本是從西往東流,現在古城不少河道由于安裝抽水泵,造成水流由東往西,造成了水系的不平衡,這也是如今水質無法進行自潔凈,自循環的重要原因。

(以下數據來自于:蘇州城區黑臭河道整治方案(2011-2013年))

不完整整理蘇州城部分片區河道總長及淤積量

蘇州城區黑臭河道匯總表

“滄浪之水清兮,可以濯我纓;滄浪之水濁兮,可以濯我足” 就拿蘇州滄浪亭河河道為例,滄浪亭河是靜態河道,凈化過程相對緩慢。2002年啟動的治理工程,使滄浪亭河基本恢復“城市景觀水”標準。[5]但在2006年滄浪亭河又一度被污染。就目前我們實地探訪而言,滄浪亭河水質依舊不容樂觀,肉眼即可看到水質渾濁發綠,這與原本小橋流水的蘇州格格不入。當然這并不是只有滄浪亭河一條所存在的問題,在我們的走訪調查中發現這是一個比較普遍的問題。值得期待的是張家浜,官渡花園內河,青山綠水浜,以及上文提到的滄浪亭河現都已被列入生態修復工程,河長總計1854米[6],希望能夠通過這次修復使河道恢復原貌。

近幾年蘇州將打通城灣河道(總長462米)、錢塘河(新開60米)、挹秀河(新開河道183米)、鴨腳浜北支(370米)、五涇浜(521米)等斷頭浜,必將改善城區內水系流通[6]。客觀的來說,水系的存在對于防洪抗旱有著根本性的作用。由于蘇州獨特的地理環境,使得蘇州很難短時間去學習美國模式“興建地表回灌系統”,而對于我們來說,芬蘭開創的芬蘭模式“開創水廣場,開發共用河道景觀設施”確是很值得我們去學習與借鑒的。2008年桂花新村內的苗家浜,就運用日本“水草”--炭素纖維生態草,將常年黑臭河道改善成具有小范圍自潔凈功能的良性循環河道。

6、結論

蘇州水系藝術在人心中的地位不斷提高,同時視覺又是第一感官,人們希望不斷提高水質,還原蘇州本色,要使新建污水管網,截流污水,打通段浜,疏通束水浜并結合抗洪等手段,希望能使蘇州水系自我恢復能力不斷趨于完備,使蘇州水系藝術成為一個對于蘇州環境,氣候,濕地文化具有積極作用的實體文化。

參考文獻

[1]徐剛毅 再讀蘇州廣陵書社2003(6):60

[2] 王衛平 明清時期江南城市史研究 人民出版社 1999(12):165

[3] 張英霖 蘇州古城水道、橋梁的形成及其價值觀(轉引自王衛平:《明清時期江南城市史研究》.第166頁)

[4]郭根林. 江南水鄉展新姿--記蘇州河道大整治[j]. 江蘇水利,1998(6):19

[5]搜狐新聞 “滄浪之水”受污有隱情 2006年10月23日刊(轉自:人民網--江南時報)

[6]整理自 蘇州城區黑臭河道整治方案(2011-2013年) 2012年11月

河道生態修復工程方案范文6

論文摘要:闡述水利工程與水域生態的關系,介紹了生態水利規劃的基本原則:工程安全性與經濟性原則;提高河流形態的空間異質性原則;生態系統自設計與自我恢復原則;景觀尺度與整體修復原則;反饋和調整設計原則。

1水利工程對河流生態系統的影響

在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用,同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面,似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態系統的健康和可持續性。

2生態水利工程

從學科發展角度看,現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學,水利工程規劃設計主要對象是水文系統,往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法,促進水利工程學與生態學的交叉融合,用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論,形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是:對于新建工程,是指進行傳統水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產(生態產業)及環境立法和資源管理一起,成為河流生態建設的主要手段之一。

3生態水利工程的規劃設計原則

3.1工程安全性和經濟性原則

生態水利工程是一項綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求,也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律,以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內,能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時,必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態地研究河勢變化規律,保證河流修復工程的耐久性。

對于生態水利工程的經濟合理性分析,應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握,生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選,更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外,充分利用河流生態系統自我恢復規律,是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。

3.2提高河流形態的空間異質性原則

一個地區的生境空間異質性越高,就意味著創造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環境變得單調,生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化,造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規模治河工程的建設,造成自然河流的渠道化及河流非連續化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種,生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性,使其符合自然河流的地貌學原理,為生物群落多樣性的恢復創造條件。

在確定河流生態修復目標以后,就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估,建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統(GIS)是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上,確定環境因子與生物因子的相關關系,必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括:調查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關系和制約條件,對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中,識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子,在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。

3.3生態系統自設計、自我恢復原則

生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態系統友好的物種,能夠經受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環境條件。

將自組織原理應用于生態水利工程時,生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計,建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同,生態工程設計是一種“指導性”的設計,或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結構,從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明,人工與自然力的貢獻各占一半。

傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富,實現人與自然的和諧。需要強調的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值,尋求最佳的生態工程方案。

自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度,防止生物入侵。

3.4景觀尺度及整體性原則

河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發,掌握生態系統各個要素間的交互作用,提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法,而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃?首先,水域生態系統是一個大系統,其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起,形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分,形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點,這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者,河流生態系統是一個開放的系統,與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環,一條河流的生態修復活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后,河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備,同時進行長期的監測和管理。

3.5反饋調整式設計原則

生態系統的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看,生態系統的演替,即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。

生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構,力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后,就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展,可能出現多種可能性。

意識到生態系統和社會系統都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外,人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法,而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行(包括管理)—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中,監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。

在反饋調整式設計過程中,提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與,通過對話、協商,以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合,提高設計的科學性。

參考文獻:

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