生态水利视域下的河道治理过程研究

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一、生态水利工程在设计的过程中需要注意的一些原则   1. 增加河流形态的空间异质性的原则   如果一个地区充斥着单一的小生物的环境,那么这个地区的生物量就会很少。反之,如果这个地区的生物环境内的空间异质性越高,那么就会创造出更多的小生物的环境,生物的多样性自然而然就会增加,生物的密度也会提高,整个生态系统就会更加完善。2 1世纪是人类活动日益频繁的时期,因此许多大规模、持续时间长的治理河流的工程就产生了。但是这些频繁的人类活动对河流带来了许多负面的影响,比如:河流生境的多样性减少,变得单一枯燥。许多自然的河流出现

一、生态水利工程在设计的过程中需要注意的一些原则   1. 增加河流形态的空间异质性的原则   如果一个地区充斥着单一的小生物的环境,那么这个地区的生物量就会很少。反之,如果这个地区的生物环境内的空间异质性越高,那么就会创造出更多的小生物的环境,生物的多样性自然而然就会增加,生物的密度也会提高,整个生态系统就会更加完善。2 1世纪是人类活动日益频繁的时期,因此许多大规模、持续时间长的治理河流的工程就产生了。但是这些频繁的人类活动对河流带来了许多负面的影响,比如:河流生境的多样性减少,变得单一枯燥。许多自然的河流出现渠道化的现象以及非持续化的现象加重。这些问题使得河流的生态系统遇到不同程度的退化问题。而生态水利工程的出现就是为了解决这一问题,为了提高河流环境的生物多样性以及恢复周围的环境。一般人们会对生态水利工程产生一定的误区,比如认为生态水利工程就是在河流的周围种植一些花花草草,将周围进行一定程度的绿化。或者是简单的认为引进一些鱼类和鸟类到河流的生态区。其实,生态水利工程并非只是提高生物的多样性,而是重点放在河流异质性的提高上。只有提高河流形态的异质性,才会更加符合自然河流的地理学原理,才能为生物的多样性创造更好的条件。    2. 景观的尺度和整体规划原则   对于生态水利工程,不论是规划还是管理都应该在一定的基础上进行,比如:大景观的尺度,长期的保持可持续性。生态水利工程的规划一定不要在小范围、小尺度以及时期短的基础上进行,同时也应该避免零星的规划和布局。高效率是在进行大景观规划时应该注意的原则。对于一些小范围的生态修复,它的工作效率是很低下的,同时成功的概率也很小。生态系统的整体性很重要,整体性一般比较注重结构和功能,这样才能有效的掌控整个系统的各个要素以及各要素之间的相互作用。在此基础上,可以提出修复河流整体的综合办法。关于河道生态系统的治理要从整体出发,要将河道水文的修复问题考虑在内,不要盲目的认为河流生态的治理就是保护单一的动物或者是将河流的植被进行修护。    二、河道治理的方案和措施   下面以拉古河的河道治理为例进行分析。对于进入平原的河流段,可以采取的治理和规划方案是以堤防为主,比如:拉古闸以下的河流段会逐渐过渡到平原。拉古河的河道特点是左岸的地形高于右岸的地形。一般说来,地面会比大多数的断面设计水位要低出lm 左右,平均低0.5~1.2m,最高时会达到3.5m。值得注意的是,拉古河在左岸的中华寺北桥以上的地势塌岸很严重的地方,因此必须采用护岸这一方法。护岸这一方案主要适用于拉古闸以上的河流段,这些河流段的生态环境是:河道两岸被山地包围,而且岸边很高,设计的水位都会低于大多数断面的岸边高程。平均的高值为18-45dm,最大时会高4.4m。这时候,没有必要修堤,主要是为了应对岸滩的稳定问题。该河段的村庄和农田主要分布在右岸,而且沿着河流,这些村庄和农田都需要保护。由于左岸的村庄分布比较稀疏,经过只有小店村到瓦港村口的3km 河段上有村落。因此,剩下的区域没有必要设置任何的工程项目,可以将这段看做无工程河流段。  1. 对流量的规划和对水位的设计   在针对洪水河槽的流量设计时,一定要从实际出发,从保护地区的重要性出发。根据防洪的标准,选取和设计一定的洪水流量,对应的水位即为设计水位。针对中水河槽的,整治时选取的设计流量应该采用造床流量或者是平滩流量,这时其相应的水位便是设计水位。对于枯水河槽的水位设计要根据通航的等级数,同时也要参考其他的整治要求。最低水位的保证率不同,对应的流量也就不同,相应的流量即设计流量。    2. 规划实施的建议   整个河流的治理是有步骤的,工程从上游开始到下游结束,所用的原则是先城市段后农村段,干流和支流同时进行,将河流所在的区域分为不同的区域进行治理。具体的方案如下:拉古河抚顺开发区范围内的左右的堤防长度为19km,护岸的长度为19.5kin。抚顺县对位于该县拉闸河的下游的河流段实施的规划为:左右岸堤防共长度为1 5.3kin,护岸长度为15.8kin。对于拉古闸到浅沟水的这一河流段,左右两边的护岸长度为12km。针对右岸拉古闸以上、左岸中华寺北桥以上的护岸工程,一定要从实际出发,包括水流和塌岸的实际情况,还要考虑投资的可能性。工程的实施要分轻重缓急,原则是先出险先安排、不出险暂不安排。据,沈阳市对拉古河岸堤防的治理总长度为1.58km,护岸的总长度为5kin左右。    三、目前治理水污染的采用的主要技术   1. 配水和调水的方法   配水和调水具有见效快、投资少的优点,因此对于一个城、一个区域是一个不错的选择。但是此种方法存在一定弊端,也就是说这两种方法不是治本之策,只是将污染的水体从一个区域转移到另外一个区域,是从上游到下游的转移。如果每一个区域、每一个城市都采用此种方法,那么只会造成水体污染的循环,从根本上解决不了问题,只会形成恶性的循环。从水源的角度考虑,配水和调水根本不能适用于“断头浜”这一问题的处理。    2.SPR 污水净化处理技术   相对于配水和调水技术,PR污水处理系统显得成熟和科学的多,也能从源头上解决问题。该系统使用的是化学方法,将污染物进行溶解。使之从真溶液状态下析出。这时,就能形成胶粒和微小的悬浮颗粒。然后用一定量的高效又经济实惠的吸附剂对水体中的有机污染物和色度进行分离。最后采用微观物理吸附法对水中的不同的胶粒和悬浮颗粒凝结成大块的密实的絮体,依靠旋流和过滤水力等流体力学原理,在SPR高浊度污水净化器内让絮体与水陕迅速分离。水经过层层的悬浮泥层过滤,由于这些悬浮泥层比较致密,因此经过三级处理的水准可以达到出水回用的目的。对于污泥,可以采用高度浓缩的办法将其定期依靠压力排出。由于污泥的含水率很低,并且脱水性能好,因此将其送入机械脱水设备。污泥经过脱水后会形成污泥饼,污泥饼可以用来当做制造人行道地砖的材料,这样就消除了二次污染。   四、生态水利在河道治理中的应用   1. 种植水生植被   可以在河流所在的区域种植一些水生的植被,比如:菹草、黑藻、伊乐藻、金鱼藻、苦草、睡莲和浮叶植物等。这些营养物可以吸收和转化水和底泥中的一些氮、磷、钾等营养物,同时也可以降低水体N、P、K及必需微量元素的含量与周转速率。这样就可以控制浮游植物的生存和繁殖,才能给各式各样的水中生物提供优质的生存环境,水体生物多样性才会增多,水体自我净化的能力才会提高。    2. 增加水生动物的数量   只有提高水生动物的数量才会消耗浮游生物,尤其是浮游植物。同时也可以消费有机的碎屑、腐化的东西以及巨大的微生物、蚊子、水中的蚯蚓。因此可以增加水中高鲢、螺等水生动物的数量。通过这些手段,可以维护河流地区的生态平衡,达到净化水体的目的。    3. 种植一些水生的花卉   为了美化河流区域以及生态环保的目的,我们可以考虑在城市的河道、主要的景点、桥的两边种植一些睡莲。睡莲的品种有很多,比如:玛珊姑娘、洛桑、日出、佛琴娜莉斯、大自睡莲等。可以从这些品种中自由的选择,就可以美化水面。    五、河道治理应和生态理念相结合   河流的治理不仅要考虑这项工程的经济效益,还要将整个生态系统的生态完整度考虑在内,这样才能实现水利工程的可持续发展。景观工程作为此次拉古河治理的主要内容,应该充分重视,应该将以人为本、人与水和谐的理念贯穿其中。对于离城区比较近的地段,我们可以建造景观广场,让河道的治理和城市的发展共同发展。这样既治理了河流,又将亲水、嬉水、游水集一身的休闲娱乐环境提供给市民。市民在此环境中生活,也一定会受此环境的熏陶,环保的意识也可提高,会自觉的保护环境。   根据中国传统的“风水”理念,将拉古河和沿线的区域进行有效的结合,将水网并行的计划纳入城市的格局布置,将绿地设置融合到生态系统的规划中。可以把拉古河沿岸的历史文化纳入设计之中,同时参考人与自然和谐的理念对沿河区域进行规划和总体的布局。经过一系列的规划,形成了“一线、三区、六园” 的设计格局。这种格局主要以地域优秀的人文文化和深厚的底蕴为依托,主要的内容如下:(1)一线:拉古河景观轴。长度为1 40km,该轴线集多种功能于一身,比如:休闲、娱乐、防洪、文化。(2)三区:历史怀念区一拉古溯源。文化继承区—儒风水脉。城市发展区一中流擎水。(3)六园:保护湿地培育园、仿古运河生态展示园、湿地环保教育园、生态农业保护园、生态湿地旅游园、咫尺林野生态体验园。   六、结束语   河道的治理要科学、合理,不仅要考虑社会效益,还要考虑环境效益和经济效益。将生态的观念融入河道的治理当中,就会让整个工程和河流进入可持续发展的轨迹。只要遵循自然规律,然后满足市民的生活和生产要求,就会让河道治理的工程更加完美。

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