張在立
【摘要】隨著人們對生態環境保護意識的不斷增強和可持續發展觀念的不斷深入,人們對資源保護性利用的意識更強。目前,我國已對多個地區河道進行了治理,但在生態河道的設計以及建設方面我國仍處于探索階段,雖取得了一些設計成果,特殊地形地區(山丘區)的河道進行生態設計研究卻很少。本文對山丘區生態河道設計要遵循的原則以及山丘區生態河道的具體設計方法等問題作了詳細的分析和系統的闡述
【關鍵詞】山丘區;生態河道;設計;原則
水資源是萬物生長的源泉,也是人們的生產生活和工業生產必不可少的重要資源。我國河流眾多,這些河流對人們的生活和社會的發展具有重要意義。但隨著經濟的快速發展,河流污染問題也在不斷地加劇,導致河流生態系統發生嚴重退化。隨著人們對生態環境保護意識的不斷增強,建設生態河道成為越來越多人的期望。生態河道設計建設,不僅能滿足經濟生產的需要,還能滿足人們的生活和精神需要,對山丘區進行生態河道建設意義更大。
一、山丘區生態河道設計要遵循的原則
以往進行河道設計往往只注重其主導功能(排澇、排水、防洪、通航等)設計,忽視了對自然、生態等進行全面考慮,不能很好的落實生態環境保護和可持續發展的目標。生態河道設計的首要原則就是遵循自然規律,恢復被破壞或是嚴重退化的河流生態系統。生態河道設計時要遵循的原則主要有:
(一)自然生態學原則
傳統的河道設計是對原有河道進行控制,而進行生態河道設計時,必須以生態為主導,遵循生態發展的原則和一般規律,充分尊重自然,了解生態與各種生物之間的競爭、互惠、共存聯系,了解生態的組成和演變規律。生態河道要盡量使原有的河道以及植被等保持其自然形態,設計人員在對河道的形態進行設計時,應盡量按照原有的河流構造進行設計修建,對生態環境的自我修復能力和再生能力進行靈活運用。
(二)地域性原則
我國地域遼闊,各地地形、地貌、氣候差異較大,各地區生態背景大不相同。這種地域性差異使得山丘區生態河道設計要做到因地制宜,在尊重河道自然生態的基礎上,對河道進行設計并加以利用。再者,河道設計還要將本土元素融入其中,將適宜本地生長的植被引用到河道護坡、緩沖帶設計中,提高河道生態環境的恢復能力。
(三)經濟性原則
在進行生態河道規劃設計時,應遵循經濟性原則,不僅要對資金投入的可靠性和實效性進行綜合考慮,還要對河道恢復可能對部分居民經濟效益造成的影響進行綜合考慮,使生態河道能夠與人們的切身利益相符合,提高公眾認可度。在對河道橫斷面、縱斷面等進行設計時,應對河流侵蝕、泥沙淤積程度等進行綜合考慮,確保所設計河道的耐久性,將風險最小、效益最大原則真正落實,以求實現最大經濟效益。采用利用和保護相結合的方式,來滿足可持續發展和經濟效益的要求[1]。
二、山丘區生態河道的具體設計方法
在生態河道設計之前首先需要根據各河道內需水流量、河道外需水流量以及洪水流量等對生態河道流量進行計算。然后對橫斷面、縱斷面、河道護坡、河道緩沖帶等進行設計。
(一)河道橫斷面的設計
由于山丘地區河道流量大小之間存在較大差異,一般在進行橫向斷面設計時,會使用復式斷面。復式斷面的設計對洪水期以及枯水期的河流流量以及水位等進行了綜合的考慮。復式斷面的河灘相對較大,利于兩棲動物和大量水生生物的生長,也滿足了河道的行洪功能。設計人員在實際設計河道橫斷面時,為了計算方便,往往將橫斷面看作是梯形復式斷面,按照明渠均勻流量進行計算。在河道實際建設時,可根據當地地形特點做適當的調整。
(二)河道縱斷面的設計
河道的縱斷面設計一般包括構造河道蜿蜒性以及河道淺灘-深潭序列的布置。河道大部分不是筆直的,而是存在不同程度的彎度。河道蜿蜒性能夠降低河道破降,使河道的流速減小,從而減小河道的泥沙輸運能力。在進行生態河道設計時,可通過保留蜿蜒河道來增加棲息地的數量,提高棲息地質量。再者,在進行河道淺灘-深潭序列的布置設計時,要根據當地的實際情況對淺灘-深潭的間距進行確定,然后對淺灘-深潭進行布置。一般的,一個河道的彎曲段就需要布置一對淺灘-深潭[2]。
(三)河道護坡設計
山丘區生態河道護坡一般有自然植被護坡、石籠護坡以及山石護坡等。首先是自然植被護坡。對于河道土質為黏土的地區,可選用根系發達、適宜當地生長、耐旱、凈化水質、固土能力強等植物作為自然植被護坡。選取的植物要具有良好的生態協調、生態調節能力,既不能抑制其他原有植物的生長,又不能被原有植物限制生長,實現物種之間的相互制約和相互協調??晒┻x擇的自然植被主要有蘆葦、草皮、灌木等。通過設計自然植被護坡,能夠減少河道兩岸的硬化面積,降低河道建設對河道生態環境系統的破壞。其次是石籠護坡。在主河槽或是河道轉彎處可采用石籠護坡,通過在石籠間插種柳條或種植蘆葦等,起到綠化和加固的作用。最后是山石護坡。山丘地區擁有眾多的山石,可就地取材,用山石做護坡。用水泥砂漿填塞山石之間的縫隙,將山石與河道岸土結為一體,為了增強其防護效果和生態效果,可在山石縫隙之間種植自然植物[3]。
(四)河道緩沖帶設計
河道緩沖帶設計是水資源保護的有效措施,其具有過濾徑流、改善水質,穩定河勢,調節河流流量,增加生物多樣性等重要作用。根據山丘地區的實際情況對河道緩沖帶寬度進行確定,其選取受多種因素影響。由于受保護目標(鳥類或魚類群落、地下水流營養物質等)不同的影響,緩沖帶的寬度也會不相同,應根據所要保護對象的不同對緩沖帶進行設計。再次是緩沖帶植物的選取和布局設計。緩沖帶植物要適宜當地的生長,最好使用本土化的植物,以增強緩沖帶的生態性。然后對植物的布局進行設計,增加植物的種類和植株之間的年齡跨度,穩定生物數量,實現生態的可持續發展。
結語:
在生態河道設計方面,我國仍處在探索階段,不能很好的將傳統治理方法與生態技術進行結合,理論指導也不完善。雖然在探索中取得了一些研究成果,但對特殊地形地區(山丘區)的河道進行生態設計研究卻很少。對山丘區進行生態河道設計,不僅能更好的實現河道排澇、排水、防洪、通航等基本功能,還能增強河道的生態恢復能力,能夠更好的實現生態環境保護的目標。
參考文獻:
[1]歐陽熙明,劉小毛.生態理念在城市河道設計中的應用[J].科技創新與應用,2014,29:140.
[2]施興會,方斌斌.生態河道設計實例分析[J].中國新技術新產品,2010,07:202.
[3]柳金杰,吳旭,劉慶華.生態河道在城市生態建設中的設計應用研究[J].地下水,2010,04:138-139.