生態(tài)水利工程建設理念在河道規(guī)劃設計中的應用

江澤宇,暴占軍,辛旭東

(河南省豫北水利勘測設計院有限公司,河南 安陽 455000)

在生態(tài)環(huán)境保護方面,大部分人還是處于傳統(tǒng)的認知當中,生態(tài)環(huán)保意識不強,工程建設方面只會考慮建設規(guī)模,從而嚴重破壞自然環(huán)境。隨著可持續(xù)性發(fā)展理念的提出和普及,河道規(guī)劃設計中需將生態(tài)保護與水利工程融合到一起。從水利工程具體情況考慮,科學合理地進行河道規(guī)劃設計工作,不僅可以有效避免水源被污染,最重要的是可以實現(xiàn)人和自然和諧共處。

1 生態(tài)水利工程簡述

在城市建設設計和規(guī)劃過程中,由于人員缺乏環(huán)境保護意識,只知一味地從工程建設方面考慮分析問題,忽視水利工程在具體施工過程中對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境破壞,嚴重影響城市建設質量以及未來發(fā)展。生態(tài)水利工程應該充分結合當下社會生態(tài)發(fā)展的工程理念和可持續(xù)發(fā)展設計理念。探討河道規(guī)劃的設計方法,堅持生態(tài)水利設計理念,不斷優(yōu)化城市河道的質量,保障了河道工程的生態(tài)效益,為城市生態(tài)系統(tǒng)功能更加完善提供保障[1]。

2 生態(tài)水利工程建設的根本原則

2.1 工程的科學性和經濟效應

生態(tài)水利工程建設是以生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展為核心理念,既要提升城市河道生態(tài)系統(tǒng),又要促進社會經濟發(fā)展。為了讓城市生態(tài)水利工程具有實用性和穩(wěn)定性,工程建設勢必要順應區(qū)域科學發(fā)展趨勢和要求。因此,在項目立項和設計的過程中要充分考慮各方面要素,對設計規(guī)劃要進行全面對比選擇,最后以風險低、投資少、環(huán)保及收益好的原則立項。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)原則

生態(tài)系統(tǒng)內部擁有自我修復和調節(jié)的功能。伴隨著復雜的生態(tài)結構,物種數(shù)目相對越多,其自我調節(jié)和修復能力也會越強。不過,生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力也有上限,若超過某個限度,其自我調節(jié)能力也就會失去功能。所以,生態(tài)水利工程建設過程中,生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力不容忽視[2-4]。

2.3 景觀的綜合性

在生態(tài)水利工程建設過程中,需要重視河流生態(tài)系統(tǒng)和河道景觀的聯(lián)動性。規(guī)劃設計河道工程要以人為本,在考慮景觀的綜合性外還需要考慮生態(tài)系統(tǒng)的承載力,規(guī)劃設計栽培植物和景觀燈光時要充分結合當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境及人文環(huán)境[5]。

2.4 始終堅持以人為本的原則

河道規(guī)劃設計工程,為了保證規(guī)劃設計更具合理性和有效性,工程的每個環(huán)節(jié)設計都要遵循“以人為本”原則。在設計中應多方面分析區(qū)域內現(xiàn)狀河道及生態(tài)系統(tǒng),實現(xiàn)水利工程功能多元化,將水利資源擁有的價值和功能發(fā)揮到最大,彰顯其生態(tài)恢復的作用。河道景觀設計不僅具有美化環(huán)境的作用,還具有保護生態(tài)的作用。

3 河道規(guī)劃過程中存在的問題

以往河道規(guī)劃不重視生態(tài)保護,河道的縱橫連續(xù)性被阻斷,生態(tài)環(huán)境遭到一系列破壞。一方面,陸生生物由于缺乏水源而相繼死亡枯萎,一些兩棲類生物也不能返回水中,隨著時間的延長,生物鏈出現(xiàn)斷層、生態(tài)圈的許多生物逐漸減少。另一方面,之前的河道規(guī)劃工程的自然河道土體和水體無法實現(xiàn)銜接,水體無法保證土地水分充足,最終導致土地干涸缺水。

河流在自然條件下呈現(xiàn)蜿蜒曲折的狀態(tài),這無疑增大了河道規(guī)劃和工程建設的難度系數(shù),所以,為有效降低施工難度,在河道規(guī)劃中應運高駁岸建設、截彎取直等方式,該方式最大的弊端是嚴重破壞了河流的自然形態(tài)。除此之外,高駁岸建設、截彎取直的應用增大了局部水流坡度,使彎曲河道變直,降低了水流阻力,加快了水流流速,提高了水流沖擊性,大大增加了洪災發(fā)生的概率,最終破壞周圍生態(tài)環(huán)境,給工程附近居住人群帶來嚴重危害。

4 生態(tài)水利工程的河道規(guī)劃設計措施

4.1 河道規(guī)劃設計整體思路

為了提升河道的防洪能力和抗災能力,有效解決城區(qū)河道汛期行洪等難題,需要收集以往洪水數(shù)據(jù),合理分析河道行洪存在問題并提出可行方案,提高河道的過流能力;科學合理地設計和規(guī)劃河道的藍線和綠線,采用“城河一體化”的建設原則,合理規(guī)劃和設計河道景觀。

4.2 嚴格落實有關規(guī)劃設計原則

1)認真貫徹執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展原則,在規(guī)劃設計河道工程時要始終堅持以人為本的理念,在治理和開發(fā)河道的基礎上,要實現(xiàn)保護生態(tài)環(huán)境,堅持可持續(xù)發(fā)展,優(yōu)化河道的綜合能力,美化居民的生活環(huán)境,提高周圍居民的生活質量和水平。

2)始終堅持實事求是,在規(guī)劃設計河道過程中,要切合實際情況和自身經驗,虛心借鑒好的治理經驗,因地制宜針對性地規(guī)劃設計河道,建立健全的河道生態(tài)系統(tǒng)功能。

4.3 開展河道合理規(guī)劃設計

在開始規(guī)劃和設計河道時,首先要對施工區(qū)域進行實地勘察,根據(jù)實際情況制作設計內容,合理規(guī)劃河道河床和河道線形;然后在設計過程中,要充分考慮附近環(huán)境特征確定合理的設計內容,例如,在規(guī)劃設計橫斷面時,常用的方案有梯形斷面、復式斷面和矩形斷面。在河道設計前還需要合理規(guī)劃建筑物位置,如水閘和跨河橋梁以及堤壩等。

5 案例分析

本案例以某河道項目舉例,該項目包含的建設內容主要有18條河道工程、13條河道景觀工程、6座排澇泵站、8座調蓄池、9座蓄水閘壩以及32座橋梁。該河道總長3180m,分東市河和南市河兩段,東市河長1170m,河道寬度平均為20m,最寬處有27m,最窄處有13m;南市河長2010m,河道寬度平均為15m,最寬處22m,最窄處8m,東市河和南市河兩段河道水的深度為2～3.5m,常水位為2～3.5m,河底淤泥的最大深度為1.2m,河水流向為自西向東流向。

5.1 生態(tài)水利河道規(guī)劃目標及要點

5.1.1 規(guī)劃目標

河道在施工完成后,開始修復治理水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng),需要以最快速度完成黑臭水體的治理,爭取用3個月的時間使得水環(huán)境達到地表水Ⅳ類水質標準,生態(tài)系統(tǒng)恢復穩(wěn)定后,水環(huán)境的自凈功能也逐漸恢復,水生態(tài)系統(tǒng)自身就會開始抵御外界的污染,最終實現(xiàn)水體的指標滿足地表水Ⅳ類水的標準。

5.1.2 規(guī)劃要點

經過充分論證,本工程采用直立墻護岸,直立墻和工程所在區(qū)域的建筑或道路相連接,這種處理方式可以有效緩解項目中用地不足的問題,同時還可以進行人為調控干預,保證河道防洪排澇、景觀設計以及生態(tài)化建設。有效改善生態(tài)系統(tǒng)受到損害的現(xiàn)狀,構建健康綠色生態(tài)廊道,在該地區(qū)有限的土地資源中組建自然戰(zhàn)略系統(tǒng),充分提高人居環(huán)境質量,形成具有自我修復功能的生態(tài)系統(tǒng)。

對河道景觀功能區(qū)域與休閑旅游區(qū)域進行規(guī)劃設計,實現(xiàn)功能多元化,對不同功能進行分區(qū)并規(guī)定分區(qū)標準,將河道功能分區(qū)和河道景觀建設有效結合,保證其融合的協(xié)調性。比如,在河道規(guī)劃設計中可以合理建設休閑旅游區(qū)并融合生態(tài)區(qū)功能。

5.2 生態(tài)水利河道設計

5.2.1 平面設計

堅定不移倡導河道綠色生態(tài)健康發(fā)展的理念,要根據(jù)所在地區(qū)的環(huán)境特質,合理推進生態(tài)健康發(fā)展模式并保持生物的多樣性。在條件允許的情況下將原河道加寬,更好地確保汛期河道行洪。進一步加大對河道周圍環(huán)境的保護力度,在現(xiàn)有基礎上加大綠化面積,提高河道污染治理設計的整體的美觀性。在充分考慮該河道的實際情況后,以藝術設計為出發(fā)點,確保將河道設計出曲線美。在實際的河道生態(tài)系統(tǒng)中,嚴格遵行“過水行洪”的原則,順應自然景觀的變化,使得河道具有良好的行洪能力,同時也需要形成健全的河道綠色生態(tài)系統(tǒng),全面實現(xiàn)河道的生態(tài)功能。

5.2.2 河道橫斷面設計

當采用傳統(tǒng)的方法來設計河道時,相關設計人員也應該秉持著保護河道不被破壞的原則,在設計斷面時應合理使用梯形、矩形斷面和復式斷面,在河道的不同時期都能夠滿足安全度汛及生態(tài)蓄水需求。在生態(tài)水利工程河道設計的基礎之上,不僅滿足了差異化水位的要求、提高了河道的適應性,又保護了生物的多樣性。

5.2.3 河道岸坡設計

在以往的岸坡改造方案中,常用的結構形式是砌石結構,這種結構使得護坡看起來是一種被包圍住的狀態(tài),這種形式在一定程度上給自然岸坡造成破壞,這就使得景觀所帶來的效益減少?；谝陨蠁栴},大多數(shù)情況下河道岸坡設計會采用柵格形式,利用種植根系發(fā)達的植物從而起到護岸效果。為了使植物根系生長速度更快,種植的時候就需要預留適宜的空間,這樣也能起到疏通河流地下水的作用,并且會使得整個河道生態(tài)循環(huán)加快。河道岸邊設計時使用柵格形式,不僅能夠有效控制河道工程建設的成本,還能保護河道周圍環(huán)境。

5.2.4 河道溢水堰設計

由于河流水位高低之間有著很大的落差,且水流連續(xù)性不足、狀態(tài)較差,護城河溢水堰的結構應呈現(xiàn)為梯形狀。具體修改方法是可以將溢水堰建成柵格斜面式,在柵格里面種植一些植物,如蘆葦、蓮藕等。這樣修改后即使在下雨的時候,雨水也會被分流到其他水域,能夠保證水的流通,在旱季的時候,里面也能蓄水,讓植物更好地生長。

5.2.5 河道親水平臺設計

在進行親水平臺的設計時,首先要改變平臺結構,將其修改為斜面柵格構造,而且在修改過程中也要預留出一定的空間準備種植植物,這樣的設計既能夠提升平臺的美觀性,又能保護柵格。從整體看,方案的調整能讓平臺變得更加緩和,也可以帶動景觀收益。

5.2.6 充分運用生物作用

在進行河道設計時,要充分考慮到河道周邊的生物,這部分生物也能起到平衡生態(tài)的作用,還能夠有效預防水污染問題的發(fā)生,不僅保證了河水的安全健康、提供了水生植物的生存空間,還能夠提升水體的自我凈化能力。除此之外,還要定期查看水生物的數(shù)量,并且對其進行控制,尤其是浮游類生物更應該加大控制力度,只有通過這樣才能既改善了生態(tài),又設計出合理且有效的河道。

6 結 語

開展河道治理工作,就一定要做好打持久戰(zhàn)的準備。當前許多地區(qū)的河道污染情況日漸嚴重,河道治理工作不容樂觀,還需進一步增加經費和人力的投入力度,從而避免出現(xiàn)污染擴大的情況。因各地區(qū)污染情況不同,所以要貫徹因地制宜原則,以現(xiàn)實情況為依據(jù)合理制定污染治理方案,保證其在河道污染治理中發(fā)揮作用。河道污染治理實施過程中要經常進行經驗總結,發(fā)現(xiàn)不足之處要及時修改方案不斷完善,以此提高治理水平,來適應當前河道污染治理的需求。河道治理還需要主動引入新技術、新設備和新方法,要合理利用科學技術使之成為治理工作的有力支持。