城市河道生態(tài)化治理的設(shè)計(jì)方法

摘要圍繞如何進(jìn)行城市河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù),從設(shè)計(jì)的角度對(duì)河道生態(tài)化治理提出多方面的要求與建議,拋棄傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,對(duì)生態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)述。
　　關(guān)鍵詞城市河道;生態(tài)化治理;設(shè)計(jì)方法
　　
　　過(guò)去,城市河道治理往往偏重于水利灌溉、排水泄洪,護(hù)岸硬化、渠化現(xiàn)象嚴(yán)重,加上兩岸居民生活污水、垃圾的排入,導(dǎo)致很多河道變成臭水溝,水生物無(wú)法生存,生態(tài)系統(tǒng)遭到極大破壞。在日益嚴(yán)峻的環(huán)境危機(jī)中,城市的建設(shè)者們開(kāi)始尋找一條有效的生態(tài)化解決方案,以解決鋼筋混凝土叢林中人與自然隔絕的現(xiàn)象,創(chuàng)造一個(gè)水清岸綠、蟲(chóng)叫蛙鳴、人與自然和諧生存的水岸環(huán)境[1]。
　　生態(tài)恢復(fù)是一個(gè)系統(tǒng)工程,河道的生態(tài)化治理措施應(yīng)該是多方面、全方位的,而這些措施圍繞的核心就是如何進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù),這就對(duì)設(shè)計(jì)者提出了新的挑戰(zhàn)[2]。每一個(gè)設(shè)計(jì)元素都應(yīng)該為生態(tài)恢復(fù)創(chuàng)造有利條件,從而形成生態(tài)化河道,即通過(guò)人工物化,使治理后的河道能夠貼近自然原生態(tài),體現(xiàn)人與自然和諧共處,逐步形成草木豐茂、生物多樣、自然野趣、水質(zhì)改善、物種種群相互依存,并能達(dá)到有自我凈化、自我修復(fù)能力的水利工程[3]。所以,設(shè)計(jì)者應(yīng)該多利用自然的抗干擾、自我修復(fù)能力來(lái)處理人與自然的關(guān)系,而不是大量采用人工結(jié)構(gòu)和形式來(lái)取代自然,這是生態(tài)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的區(qū)別。
　　1河道線型設(shè)計(jì) 中國(guó)論文發(fā)表
　　河道線型設(shè)計(jì)即河道總體平面的設(shè)計(jì)。由于城市用地緊缺,河道濱水地帶不斷被侵占,水面越來(lái)越少,河寬越修越窄,但是為了泄洪的需要,要保證過(guò)水?dāng)嗝?只好將河道取直、河床挖深,這樣對(duì)駁坎的強(qiáng)度要求就逐步提高,建設(shè)費(fèi)用逐漸加大,而生態(tài)功能逐漸衰退,河道基本成為泄洪渠道,這與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略相悖。而生態(tài)化治理需要退地還河,恢復(fù)濱水地帶,拆除原先視覺(jué)單調(diào)、生硬、熱島效應(yīng)明顯的渠道護(hù)岸,盡量恢復(fù)河道的天然形態(tài),宜彎則彎,寬窄結(jié)合,避免線型直線化。
　　自然蜿蜒的河道和濱水地帶為各種生物創(chuàng)造了適宜的生境,是生命多樣性的景觀基礎(chǔ)。河灣、凹岸處可以為生物提供繁殖的場(chǎng)所,洪峰來(lái)臨時(shí)還可以將其作為避難場(chǎng)所,為生物的生命的繁衍增加濕地、河灣、淺灘、深潭、沙洲等半自然化的人工形態(tài),既增添了自然美感,又可以利用河流形態(tài)的多樣性來(lái)改善生境的多樣性,從而改善生物群落的多樣性。相對(duì)于直線化的渠道,自然曲折的河岸設(shè)計(jì)更能夠提高水中含氧量,增加曝氣量,因此也更有利于改善生物的生存環(huán)境。
　　從工程的角度看,自然曲折的河道線型能夠緩解洪峰,削減流水能量,控制流速,所以也減少了流水對(duì)下游護(hù)岸的沖刷,對(duì)沿線護(hù)岸起到保護(hù)作用。退地還河、濱水地帶的恢復(fù),使得城市建設(shè)設(shè)計(jì)人員在河道斷面的設(shè)計(jì)上留有選擇的余地,不需要采用高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)形式對(duì)河濱建筑進(jìn)行保護(hù)。順應(yīng)河勢(shì),因河制宜,無(wú)疑在工程經(jīng)濟(jì)性方面也是較為有利的。
　　2河道斷面設(shè)計(jì)
　　河道斷面的選擇除了要考慮河道的主導(dǎo)功能、土地利用情況之外,還應(yīng)結(jié)合河岸生態(tài)景觀,體現(xiàn)親水性,盡量為水陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性創(chuàng)造條件。
　　傳統(tǒng)的矩形斷面河道既要滿足枯水期蓄水的要求,又要滿足洪水期泄洪的要求,往往采用高駁坎的形式,這樣就導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)隔離,兩棲動(dòng)物無(wú)法躍上高駁坎,生物群落的繁殖受到人為的阻隔。梯形斷面的河道在斷面形式上解決了水陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性問(wèn)題,但是親水性較差,陡坡斷面對(duì)于生物的生長(zhǎng)仍有一定的阻礙,而且不利于景觀的布置,而緩坡斷面又受到建設(shè)用地的限制。復(fù)式斷面在常水位以下部分可以采用矩形或者梯形斷面,在常水位以上部分可以設(shè)置緩坡或者二級(jí)護(hù)岸,在枯水期流量小的時(shí)候,水流歸主河道,洪水期流量大,允許洪水漫灘,過(guò)水?dāng)嗝娑溉蛔兇?所以復(fù)式斷面既解決了常水位時(shí)親水性的要求,又滿足了洪水位時(shí)泄洪的要求,為濱水區(qū)的景觀設(shè)計(jì)提供了空間,而且由于降低了駁坎護(hù)岸高度,結(jié)構(gòu)抗力減小,護(hù)岸結(jié)構(gòu)不需要采用漿砌塊石、混凝土等剛性結(jié)構(gòu),可以采取一些低強(qiáng)度的柔性護(hù)岸形式。人類活動(dòng)較少的區(qū)域,在滿足河道功能的前提下,應(yīng)減少人工治理的痕跡,盡量保持天然河道面貌,使原有的生態(tài)系統(tǒng)不被破壞。所以在河道斷面的選擇上,應(yīng)盡可能保持天然河道斷面,在保持天然河道斷面有困難時(shí),按復(fù)式斷面、梯形斷面、矩形斷面的順序進(jìn)行選擇。
　　然而在河道治理的過(guò)程中,也應(yīng)該避免斷面的單一化。不同的過(guò)水?dāng)嗝婺苁顾�流速度產(chǎn)生變化,增加曝氣作用,從而加大水體中的含氧量。多樣化的河道斷面有利于產(chǎn)生多樣化的生態(tài)景觀,進(jìn)而形成多樣化的生物群落。例如在淺灘的生境中,光熱條件優(yōu)越,適于形成濕地,以供鳥(niǎo)類、兩棲動(dòng)物和昆蟲(chóng)棲息。積水洼地中,魚(yú)類和各類軟體動(dòng)物豐富,它們是肉食性候鳥(niǎo)的食物來(lái)源,鳥(niǎo)糞和魚(yú)類肥土又能促進(jìn)水生植物生長(zhǎng),水生植物又是植食鳥(niǎo)類的食物,從而形成了有利于鳥(niǎo)類生長(zhǎng)的食物鏈。深潭的生境中,由于水溫、陽(yáng)光輻射、食物和含氧量隨水深變化,所以容易形成水生物群落的分層現(xiàn)象。 教師職稱論文發(fā)表
　　3河道護(hù)岸形式
　　傳統(tǒng)的河道護(hù)岸在材質(zhì)方面大多數(shù)采用混凝土及漿砌塊石等硬質(zhì)材料,整個(gè)護(hù)岸形成一個(gè)封閉的體系,猶如給河道穿上了一層盔甲,但只考慮了河道的安全性,卻忽視了對(duì)河流環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)及其他動(dòng)植物與微生物生存環(huán)境的影響;不僅阻礙了水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),連動(dòng)植物、微生物的整體生物鏈都被阻斷;地下水與河水也不能及時(shí)的溝通,水循環(huán)過(guò)程被隔斷,河道變成了只進(jìn)不出的封閉水體,從而有悖于城市的生態(tài)化建設(shè)。法學(xué)論文發(fā)表 
　　在建設(shè)生態(tài)河道的過(guò)程中,河道護(hù)岸是否符合生態(tài)的要求,是否能夠提供動(dòng)植物生長(zhǎng)繁殖的場(chǎng)所,是否具有自我修復(fù)能力,是設(shè)計(jì)者應(yīng)該著重考慮的事情。生態(tài)護(hù)岸應(yīng)該是通過(guò)使用植物或植物與土工材料的結(jié)合,具備一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,能減輕坡面及坡腳的不穩(wěn)定性和侵蝕,同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)多種生物的共生與繁殖、具有自我修復(fù)能力、具有凈化功能、可自由呼吸的水工結(jié)構(gòu)。
　　目前很多設(shè)計(jì)者提出了一些有效的護(hù)岸設(shè)計(jì)方法,如土工格柵邊坡加固技術(shù)、干砌護(hù)坡技術(shù)、利用植物根系加固邊坡的技術(shù)、滲水混凝土技術(shù)、石籠、生態(tài)袋、生態(tài)砌塊等[4]。這些結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn):一是具有較大的孔隙率,護(hù)岸上能夠生長(zhǎng)植物,可以為生物提供棲息場(chǎng)所,并且可以借助植物的作用來(lái)增加堤岸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;二是地下水與河水能夠自由溝通,能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)、養(yǎng)分、能量的交流,促進(jìn)水汽的循環(huán);三是造價(jià)較低,不需要長(zhǎng)期的維護(hù)管理,具有自我修復(fù)的能力;四是護(hù)岸材料柔性化,適應(yīng)曲折的河岸線型。但是生態(tài)護(hù)岸也有一些局限性,選用的材料及建造方法不同,堤岸的防護(hù)能力相差很大,所以要根據(jù)不同的坡面形式,選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。坡面較緩的河段,可以選擇生態(tài)砌塊、土工格柵等柔性結(jié)構(gòu),而坡面較陡的河段,可以選擇干砌塊石、石籠、滲水混凝土等半柔性的結(jié)構(gòu);生態(tài)護(hù)岸建造初期強(qiáng)度普遍較低,需要有一定時(shí)間的養(yǎng)護(hù),以便植物的生長(zhǎng),否則會(huì)影響到以后防護(hù)作用的發(fā)揮;施工有一定的季節(jié)限制,常限于植物休眠的季節(jié)。
　　俗話說(shuō)“蝦有蝦徑、蟹有蟹路”,各種生物都有自身獨(dú)特的生活習(xí)性,而不同的生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式能夠滿足不同的生物生長(zhǎng)繁殖需求,例如石材類護(hù)岸可以提供螺螄、螃蟹等生物的寄居攀附,自然邊坡及土工格柵護(hù)岸可以提供泥鰍等軟體動(dòng)物生長(zhǎng),淺灘地段適宜浮游生物的繁殖,深潭區(qū)域適宜魚(yú)類活動(dòng),所以在駁岸形式上,要根據(jù)地形地貌、原始的植被綠化情況,選擇多種護(hù)岸形式,為各種生物創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)環(huán)境,體現(xiàn)生命多樣性的設(shè)計(jì)構(gòu)思,這樣既可以保持豐富多樣的河岸

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