如何加强生态水利建设

引言
随着社会的进步,人们对生活环境的要求也在提高,水利工程建设历史上给人以”傻、大、黑、粗”的形象也随着科学的进步正在向生态水利、生态工程上发展,且很多地区已经取得了很大的成效。人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度,充分认识这种负面作用,积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿,维护水域生态系统的功能,是流域生态建设的重要任务之一。
1.推广水利工程生态技术的意义
随着科学进步,人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度,充分认识这种负面作用,积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿,维护水域生态系统的功能,是流域生态建设的重要任务之一。
近年来,各地在进行防洪工程建设和河流整治工程中,已经采取了一些新技术和新材料加强河流的生态建设。比如生态型护坡技术,堤防绿化措施等。但是这些技术经验还缺乏系统的总结,也迫切需要有关技术规范和技术导则的指导,使之更具科学性和规范化。
澳门新葡新京官方网站,2.水利工程生态化建设的措施
2.1水利工程规划原则。工程经济效益和环境效益分析方面应加强,权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的关系,即进行工程项目经济技术及生态环境效益评估,改变现行的单一经济技术评估指标体系。以往的治河工程着眼于河流本身,往往忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联系,忽视了河流周Χ的生物群落的存在,也常常忽视了整治后原有生物群落的恢复。因此,在进行防洪工程的规划时,应明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处于一个完整的生态系统中。建议按照“河流生态廊道”的范Χ,进行统一规划、设计和建设。在平时的设计当中除说明需进行常规的水文、地质的测量勘察外,还要补充加强相关范Χ的生态系统调查的要求,重点是生物群落的历史与现状调查,对特定的生物群落与水体的相互依存的关系有明确的认识。
2.2河流断面设计。自然河流的纵、横断面也显示出多样性的变化,浅滩与深潭相间。因此设计规范中应提出河道尽量要做到河床的非平坦化,采用非规则断面。避免因规则断面而导致流场的均一化,增加与生物的亲和力,并有助于与自然风景相协调。与上述设计相对应,需要推广使用一些与非规则断面有关的水力学计算方法和配套的实用工具或计算机软件包。
2.3堤线布置及堤型选择河流形态的多样化是生物物种多样化的前提之一,河流形态的规则化、均一化,会在不同程度上对生物多样性造成影响。因此,针对有关条款,建议补充或强调以下要点:在堤线布置原则中,补充说明应尽可能保留江河湖泊的自然形态,保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态,即保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩。在确定堤防间距时,遵循宜宽则宽的原则,要处理好行洪和生态保护要求与土地开发利用之间的ì盾,河槽和河漫滩不仅要能满足设计洪水行洪要求,还要保持一定的浅滩宽度和植被空间,为生物的生长发育提供栖息地,发挥河流的自净化功能。堤型的选择原则除满足工程渗透稳定和滑动稳定等安全条件外,还应结合生态保护或恢复技术要求,尽量采用当地材料和缓坡,为植被生长创造条件,保持河流的侧向联通性。
2.4岸坡防护。在河流整治工程中,对生态系统冲击最大的因素是水½交错带的岸坡防护结构。水½交错带是水域中植物繁ï发育地,为动物的觅食、栖息、产卵、避难所,也是½生、水生动植物的生活迁移区,至关重要。因此,岸坡防护工程的设计应从强调人与自然和谐的生态建设要求出发,采用与周Χ自然景观协调的结构形式,在满足工程安全的前提下,确保生态和景观的护岸形式多种多样。在典型的岸坡防护结构中,可尽量使用具有良好反滤和垫层结构的堆石,多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构,尽可能避免使用硬质不透水材料,如混凝土、浆砌块石等,为植物生长,及鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息与繁殖创造条件。
2.5工程施工。在工程施工中,建议强调施工期对生物栖息地进行保护和恢复,避开动植物发育期进行施工。对特殊区域的物种,在施工期要采取其它辅助保护措施,如它处养育等。取料场开挖后应进行适当处理,以满足美观和环境方面的要求,要求合理设置排水、平整地形和改善有利于植被生长的条件。料场区应进行植被恢复,与周Χ景观相一致。
2.6工程管理。为降低施工环境对生态系统的冲击,保障工程效果的实现,并延长生态工程的寿命,宜强调加强前期的养护和后期的管理,包括维护、监测和评估,并积累数据和经验。
2.7景观建设。城市水域整治的景观建设中,可以强调注意保留江河湖泊天然的美学价值,避免将水流置于过多的亭台¥阁等混凝土与砌石形成的人工环境之中。水利工程设施要造成一种人与自然亲近的环境,现代的城市景观设计,应更多注重生物栖息地建设。水利工程还应为公众广泛参与和对儿童进行水环境保护教育创造良好条件。如水生态公园等。
小结
生态化建设走入水利工程当中来,无疑是将水利工程简单的”防洪减灾”的功能拓展至既防洪又与城市的生态建设规划在了一起,这也是现在水利工程的一个新特点。随着社会的迅速发展,随着城市规模迅速扩大,市直工业逐年增加,乡镇企业异军突起,城郊保护地规模迅速增长,防洪问题与城市建设和经济发展的ì盾也日益突出。河道规划治理后,对保护城市城区的人民生命和财产安全、减少洪涝灾害以及为城市经济发展起到重要的作用,使治理段成为城市的一道靓丽的风景线,以致于更好地发挥工程的社会效益和环境效益,能够更好地造福于人民。

随着水资源利用率的提高,水利工程的抗涝抗洪,除害兴利的作用开始得以发挥,水利工程建设的步伐也有所加快。但由于目前环境问题和生态系统的破坏,逐渐的对人类的健康造成了直接影响,为此各行各业都提高了对生态环境的重视,水利建设中的生态设计也成为水利工程中必不可少的元素。
1 水利建设中生态水利工程的意义
水利工程的生态设计是生态建设和环境管理领域的一个全新概念,进行生态设计是要求对水利工程中的ÿ一个环节,都研究其可能带来的环境影响和生态破坏,并通过设计相关措施和改变工程方案,将水利工程建设中对环境的影响和生态破坏程度降到最低。水利工程的生态建设是一项综合性较强的工程,相对于一般水利工程而言,生态水利工程既要满足河流综合治理中总的要求,达到灌溉、防洪、发电、供水、航运等不同需求,同时更要考虑生态系统的可持续发展,并将此作为水利建设的重点进行监控。生态水利工程是水利工程和生态建设的有效结合,同时也是δ来水利工程建设发展的必然趋势。
2 加强水利工程的生态设计的必要性
传统的水利工程建设对河流生态系统造成的破坏和影响,主要包括两个方面:自然河流的非连续性,由于筑坝是沿着河水顺流的方向,造成河流的非连续性,原本流动的河流及其生态系统由于水利工程的增加,变成静止的人工湖泊,河流流速、水文、水深以及水流边界都发生了较大的变化。长期适应原来生活环境的动植物,又要进行适应性生长。其中一部分适应性较差的生物就被淘汰;自然河流变成沟渠,这也包括天然河流改造成为直线或者折线的人工河流。由于水利工程对水流的拦截,提高了河流上游的蓄水量,同时也提高了上游河道的水面深度、水面宽度,也需要淹û更多的½地。
3 水利工程建设中的生态水利设计 3.1 水利建设中的生态设计基本原则
根据人和自然相互协调的科学观,开发利用和资源保护相结合,将水利工程服务于社会的基础地λ进行明确的分析,通过基础、体制、观念的改变和转换,实现水安全的持续保障,达到水资源持续利用、水域环境持续优化、水域生态持续改善、社会经济持续发展的目标。
为实现水利工程的防洪安全,要构建水安全体系,通过建设防洪工程体系和增加非工程措施来加强水安全的防御体系。为提高水资源以及水环境的承载能力,要重视对水资源的保护、节约和合理配置,同时要加强水资源的治理、保护和改善承载能力。为增加水生态系统的保护功能,要做好堤Χ及护岸工程、清淤清障工程、加强监控工程和滩涂的Χ垦开发,进一步增加有利于保护水生态系统的水利工程措施。
3.2 生态设计应用 3.2.1 提供水生态中生物的生存、繁殖的空间
生态水利工程将河流中的水流、堤防、河道以及河畔植物植被等连接为一个整体。进行水利建设的生态设计时,通过对现有自然地形、地ò的科学配置和功能改进,建立一个能使生物、土壤、阳光、水、水环境等因素之间互惠共存的水生态系统。水资源中的河堤坡脚λ置的护底上,有多流速的变化带和较高的孔隙率,适合多生物的生长,同时也为鱼类提供了繁衍的场所。水利工程中的河流两岸的草丛和绿树为鸟类、昆虫提供了觅食场所。
3.2.2 增强了水体的自净作用
水资源中水体的自净作用是有机污染物由于受到氧化作用,转变为无机物的过程。水资源中的细菌和真菌摄入营养物为污染物,细菌部分被吞噬,并污染有机物分解成为无机物,分解过程中形成的无机物可以为藻类植被提供营养,同时藻类的光合作用产生更多的氧,以供其他的水生物利用。水资源中过多的藻类被鱼、虾、浮游动物所消耗,在水资源的食物链中,将污染浓度降到了最低值。生态水利设计时,增设的鱼道、鱼巢等,形成不同的流速带和紊流,这非常有利于氧从空气中传入到水中,很大程度上增加了水中的溶氧含量,有利于需氧微生物的生长和繁殖。由于水资源中的植物能吸收无机盐类的营养物,其植物根系成为以生物膜形式存在的微生物附着的介质,这就促进了水体的净化,有利于改善水系统的水质。
3.2.3 起到调节滞洪补枯、水量的作用
水利建设中生态河堤的植被,具有储蓄水分的作用。水资源中有大量的微生物和土壤动物,使得河堤中的土壤具有较高的孔隙率。在水资源丰富的期间,河堤中的水开始渗透,河堤孔隙开始蓄水,减少了发生洪灾的可能;在枯水期间,原来储存的水开始渗透入河道内,起到滞洪补枯,调节水量的作用。
3.2.4 生态水利设计要结合环境工程设计
进行生态水利工程设计时,应当充分吸收环境科学技术的理论,达到水质同水量同步,结合水环境污染,设置相对应的防治工程。水利工程中的作用水量,要考虑季节变化产生的影响,同时也要充分利用在雨水季节或枯水季节中,不同的应对措施。生态水利要立足在水利建设和环境生态之上,将水量的高效利用和水质的有效优化进行有机结合,实现水利建设中的生态平衡。
3.3 生态设计发展
近年来随着我国经济发展,人民生活水平的稳步提高,对周边生活环境的要求也逐步提高。过去由于经济发展所造成的环境污染极大的影响了人民的生产生活品质。随着全国范Χ内对中小河流域的治理工作的开展,表明了国家对生态环境的高度重视。同时,在中小流域治理设计过程中,设计人员主动转变设计理念,在满足城镇防洪的基础上,优先考虑生态设计,一改过去统一的直立式挡墙护堤思·,推荐采用格宾等生态性更强的工程措施,以及尽量保持原有岸坡生态环境,减少人工修饰痕迹,这也表明了生态设计在水利建设中的地λ日益提高,在δ来,更多更先进的生态设计技术将应用于更大的水利工程中,以达到水利工程与生态环境互利、和谐、可持续发展。

摘要:随着科学的进步,人们对生态问题的认识不断加深,堤防建设的生态问题也随之显露出来。如果考虑了生态堤防,从设计阶段就应该以生态修复为目标,注重人与自然和谐相处,修建生态堤防。

水利工程对河流生态的影响主要体现在一下几方面

关键词:堤防 生态 保护 一、我国目前堤防建设的现状
在防洪工程建设中,堤防最主要的功能就是防汛,但生态功能往往被忽视,工程设计阶段多没有兼顾生态需求,从而未能合理引入生态工程技术,不能减轻水利工程对河流生态系统的负面影响,使得原本自然河流趋势人为渠道化和非连续化,破坏了自然生态。
二、生态堤防建设概述 1.生态堤防的含义
生态堤防是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸水土循环的人工堤防。主要是通过扩大水面积和绿地、设置生物的生长区域、设置水边景观设施、采用天然材料的多孔性构造等措施来实现河道生态堤防建设。在实施过程中要尊重河道实际情况,根据河岸原生态状况,因地制宜,在此基础上稍加“生态加固”,不要作过多的人为建设。
2.生态堤防建设的必要性
原来河道堤防建设,仅是加固堤岸、裁弯取直、修筑大坝等工程,满足了人们对于供水、防洪、航运的多种经济要求。但水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化;二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。
3.生态堤防的作用
生态堤防在生态的动态系统中具有多种功能,主要表现在:①成为通道,具有调节水量、滞洪补枯的作用。堤防是水陆生态系统内部及相互之间生态流流动的通道,丰水期水向堤中渗透储存,减少洪灾;枯水期储水反渗入河或蒸发,起着滞洪补枯、调节气候的作用。传统上用混凝土或浆砌块石护岸,阻隔了这个系统的通道,就会使水质下降;②过滤的作用,提高河流的自净能力。生态河堤采用种植水中植物,从水中吸取无机盐类营养物,利于水质净化。③能形成水生态特有的景观。堤防有自己特有的生物和环境特征,是各种生态物种的栖息地。
4.生态堤防建设效益
生态堤防建设改善了水环境的同时,也改善了城市生态、水资源和居住条件,并强化了文化、体育、休闲设施,使城市交通功能、城市防洪等再上新的台阶,对于优化城市环境,提升城市形象,改善投资环境,拉动经济增长,扩大对外开放,都将产生直接影响。
三、堤防建设的生态问题 1.对天然河道裁弯取直
天然河流是蜿蜒弯曲、分叉不规则的,宽窄不一、深浅各异,在以往的堤防建设中,过多地强调“裁弯取直”,堤线布置平直单一,使河道的形态不断趋于直线化,导致整个河道断面变为规则的矩形或组合梯形断面,使河道断面失去了天然的不规则化形态,从而改变了原有河道的水流流态,对水生生物产生不良影响。
2.追求保护面积的最大化
以往的堤防设计往往追求最大的保护面积,堤线紧靠岸坡坡顶布置,导致河槽变窄,河漫滩也不复存在,从而失去了原有天然河道的开放性,使生物的生长发育失去了栖息环境。
3.现场施工无序
堤防施工对生态环境的破坏,施工后场地沟壑纵横、土壤裸露、杂乱无章,引起水土流失,破坏了原有的生态环境。
4.对岸坡的硬质化处理
对岸坡的处理,以往一般多采用“硬处理”,也就是采用大片的干砌石、浆砌石或混凝土护坡,忽视生态的防护措施的研究和应用,对生态环境的影响尤为严重。
四、解决堤防生态问题的对策 1.堤线和堤型的选择
堤线布置及堤型选择河流形态的多样化是生物物种多样化的前提之一,河流形态的规则化、均一化,会在不同程度上对生物多样性造成影响。堤线的布置要因地制宜,应尽可能保留江河湖泊的自然形态,保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态,即保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩。
2.河流断面设计
自然河流的纵、横断面也显示出多样性的变化,浅滩与深潭相间。 3. 岸坡的防护
正如前面所说,岸堤是水陆过渡地带,是水生物繁衍和生息的场所,所以岸坡的防护将对生态环境产生直接的影响。以往在岸坡防护方面多采用“硬处理措施”,即在坡中、坡顶进行削坡、修坡,在坡脚修筑齿墙并抛石防冲,在坡面采用干砌石、浆砌石或混凝土预制块砌护,而很少考虑“软处理措施”亦即生态防护措施的应用,导致河道渠化,岸坡植被遭破坏,河道失去原来的天然形态,因此,重视“软处理措施”或“软硬结合处理措施”的应用是十分必要的。第一,尽可能保持岸坡的原来形态,尽量不破坏岸坡的原生植被,局部不稳定的岸坡可局部采用工程措施加以处理,避免大面积削坡,导致全堤段岸坡断面统一化;第二,尽可能少用单纯的干砌石、浆砌石或混凝土护坡,宜采用植物护坡,在坡面种植适宜的植物,达到防冲固坡的目的,或者采用生态护坡砖,为增强护坡砖的整体性,可采用互锁式护坡砖,中间预留适当大小的孔洞,以便种植固坡植物(如香根草、蟛蜞菊等),固坡植物生长后,将护坡砖覆盖,既能达到固坡防冲的目的,又能绿化岸坡,使岸坡保持原来的植被形态,为水生生物提供必要的生活环境;第三,尽可能保护岸坡坡脚附近的深潭和浅滩,这是河床多样化的表现,为生物的生长提供栖息场所,增加与生物和谐性,坡脚附近的深潭以往一般认为是影响岸坡稳定的主要因素之一,因此,常采用抛石回填,实际上可以采取多种联合措施,减少或避免单一使用抛石回填,从而保护深潭的存在,比如将此处的堤轴线内移,减少堤身荷载对岸坡稳定的影响,或者在坡脚采用阻滑桩处理等。
4.对已建堤防作必要的生态修复
由于认识和技术的局限性,以往修筑的一些堤防,尤其是城市堤防对生态环境产生的负面影响是存在的,可以采用必要的补救措施,尽可能减少或消除对生态环境的影响,而植物措施是最为经济有效的,如对影响面较大的硬质护坡,可采用打孔种植固坡植物,覆盖硬质护坡,使岸坡恢复原有的绿色状态;也可结合堤防的扩建,对原有堤防进行必要的改造,使其恢复原有的生态功能。
五、结语
在城市防洪规划设计中,应充分认识城市河道具有自然功能和社会功能两重属性。随着人们对生态问题的认识不断深入,一些解决堤防建设生态问题的新技术、新方法不断出现,为解决生态问题提供了技术支持。在选择防洪工程措施时,应充分考虑河道景观、生态的要求,在河道走向、河道断面、护岸工程、河滩地利用、堤顶处理等多方面采取措施。只要政府部门足够重视,并出台相应的政策、法规、规程、规范,处理堤防建设的生态问题将会逐步得到解决和完善。
参考文献 [1] 张琦.浅析堤防工程对环境地质影响[J]. 治淮. 2010
[2] 张连新,陆高波. 堤防建设中的生态问题研究[J]. 水利科技与经济.
2008

a.在水利工程建设中,我们通常会人为的改变河流的渠道流向,包括人为的规定河流的河道,人为的截断河流的断面,导致河床硬质化改变;b.在水利工程建设中,河流会出现非连续化现象。主要包括:修筑河坝,截断了河流的流向,修筑河堤,在横向方向阻挠了河流的向外拓展,让河流按照我们规划好的流径流淌。只有充分认识到以上影响,积极消除影响,才会在水利建设的同时,做好水域的生态保护,尽量还原水域原有的生态体系。

堤线布置和堤形选择的方式要以生态环境的保护为前提。人为改变河流的流向,使河流统一化,会直接影响当地水域的物种。故,再此建议在水利工程建设中,补充几点关于保护当地山川湖泊的技术要求,尽量保留当地水域应有的湿地或浅滩。在防堤宽度上尽量采取宜宽不宜窄的原则。尽量做到防堤的功能在保护土地的前提下实现。

自从生态化建设理念引入水利建设中以来,我们看到更多的水利工程建设都在遵循生态化建设的理念施工,在此希望,生态化建设的理念能够在以后的水利施工建设中成为常态。让生态化建设理念以水利工程建设为依托,成为我们家乡变美,天空变蓝的助力。

关于河流的断面的建议。在河流断面的设计上尽量要求不要违背当地的自然河流的河床特点,避免因人为化设计河流断面导致河流的均一化。河流的断面设计要与当地的自然环境相适应。

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