基于生态水利工程的河道规划设计研究分析论文_袁小波

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摘要:随着社会经济的快速发展,河道在防洪保安体系中的作用越来越大,然而,伴随着人类改造自然的能力逐步增大,传统水利工程中采取类似的“裁弯取直”、“渠道硬化”等措施使得现有河道的自然形态逐步丧失、水环境状况日益恶化,河道自净能力大幅度降低,生物多样性锐减,而不健康的河流反过来又对城市饮用水源地、城市内涝、滨水景观等产生诸多不利影响,因此,对城市河道的综合治理是摆在水利工作者面前的迫切课题。

关键词:生态水利;河道规划;设计研究

1 引言

河道规划工程建设受到政府的重视,主要是因河道规划具有较大的防汛功能,并且在较大程度上能够对生态进行有效的平衡,同时还可保持河道周边水土稳定。但是,河道规划工程在发展过程中,也存在一些问题,其中生态环境成为了一个较大的问题,这就需要在建设过程中应对生态环境进行全面建设,以此提升人们生活环境,只有这样才能充分发挥生态水利的作用。

2 生态河道的设计原则

城区生态河道的构建必须符合以下原则:①安全性原则,主要有防洪与排涝安全性、水量与水质安全性、岸坡结构的安全性等;②顺应自然、随弯就势的原则;③水环境治理及生态系统恢复原则;④充分发挥水文化、水景观功能提升原则。

3 河道规划建设中存在的问题

3.1 生态破坏

一些河道规划在设计时由于受到传统设计理念,很难发挥防洪作用,同时也没有对生态平衡进行全面考虑,并且较多河道规划的设计知识将弯曲的河道进行取直以此降低施工量,同时河床也被填平使河道截面形成规则的几何梯形或者矩形。这在一定程度上破坏了水陆之间的生态联结,大大降低了水的自净能力,在较大程度上使生态环境受到严重破坏。

3.2 河道管理体制存在不足

河道管理基层单位都有一定的行政执法能力和管理能力,但是在在具体的管理中,会出现行政垄断和服务不高效等问题,容易出现一些政企不分、事企不分的现象,在河道管理体制方面存在严重不足,给河道的养护工作带来了一定的影响[1]。

3.3 河道规划不合理

只有对河道进行严格的控制和管理,才能保证河流治理过程的持续发展。河道规划是一个复杂且多变的工作,其中,规划理念是河道管理中十分重要的内容。在河道规划中,往往会出现只注重过程,忽略管理与生态等问题,导致一些规划成为形式。河道的一些配套设施养护和河道修复技术,是河道的重要保障工作,但是很多河道在规划后没有进行相应的管理和维护,使之没有达到良好的整治效果。

4 生态河道设计的内容

4.1 河道的平面设计

在河道的平面设计中,河流的过流能力是整个水利系统设计的关键部分。目前,由于我国大部分地区都存在非法占用河道、填埋河道等现象,导致河道变窄、水域面积大幅减小、河道生态环境破坏。所以,在进行河道的平面设计时,首先要确保能够满足河道的排洪能力,然后根据河道地势地形和层次,合理设计河道的宽、窄、曲、直参数,保证河道能够减轻汛期的行洪压力、保证生物能有充分的生存空间以及能够补给地下水和净化大气。

4.2 河道的断面设计

河道的断面设计重点是不同季节时河道能够适用的水位和水量。在雨季高水位时可以确保周围居民的生命和财产不受影响,旱季低水位时可以满足当地居民生产生活、生物生存对水量的需求。在进行断面设计时,还应考虑到过高的堤坝是否影响了陆生和两栖动物的自由活动,是否利于他们的繁衍生息。

4.3 生态护岸的设计

生态护岸设计兼顾河道的防护功能和生态平衡的恢复功能,需要具有较大的孔隙率,有利于附着植物的生长继而加固堤岸,有利于生态系统中能量和物质的流动,有利于生态环境的保护。生态河道护岸可以实现河流水体和河岸之间水分和物质的交换以及基本的防洪功能,主要的选择形式有以下3种。

(1)自然原型护岸自然原型护岸是利用植物的根系来稳固河堤,可以保证河岸原有的自然形态,适用于小河或坡面较缓、腹地宽大的河段。该方法实现的难度不大,造价较低,一般在治理农村河道的时候可以优先选择。植物可以选择芦苇、菖蒲或其他亲水性的植物。

(2)自然型护岸自然型护岸是通过在常水位以上的坡面种植灌木和植被等植物,同时,利用石材等材料保护堤底的一种形式,常用在坡面较陡、坡面冲刷严重的河段。

(3)复式阶级型护岸复式阶级型护岸主要由亲水台下设计和亲水台上设计组成,在亲水平台以下采用硬性材料构造成梯形网状框架。在框架中投入石块,用于建造人工鱼巢。在框架外选择种植杨柳等植物,进水侧选择芦苇、莲藕等水生植物,这样的设计会形成多层次的植被网络,有助于巩固堤防。亲水平台以上采用栅格形式的混凝土巩固堤岸,栅格中间种植杨柳等树木和其他的灌木和花草,适用于防洪要求较高且腹地较小的河段。

5 工程实践

5.1 河道规划与定位

某县南水北调工程主要线路为例,总长约5.2km,上流域面积约55km2。

生态水利设计理念在河道规划设计中最为主要的应用是对河道进行修复,提高河道生物的多样性,增加河流中一些有机物的氧化反应,同时,随着河道氧气含量的提升而改善生物生存状态。生态水利设计理念的应用有助于建立完善、和谐的河道生态环境系统,提高河道水资源的自我净化功能,构建生态水利河道规划体系,恢复和提升水体自净能力,打造生态自然水环境。

5.2 防洪及驳岸设计

采用50a一遇防洪标准,北部与西部为低山高岗地,采用“84年计算办法”,北部为淮北平原,采用淮河以北通用的“81年计算办法”,在1∶10000地形图量算流域特征,计算得出50a一遇洪水为395m3/s,设计水位35.2-34.7m,设计河底高程30.0-30.5m。

图1 驳岸设计断面图

5.3 河道节水

在生态水利设计理念中,由于考虑到河道周围环境与植物蓄水的功能,需要采取有效的设计办法提升河堤的蓄水量。河堤蓄水量的提升,能够在枯水期储存丰富的水资源,也能在丰水期有效减少洪涝灾害,这就从一定程度上给河道工程的稳定性提供了保证。

如:我国水资源配置和水环境治理工程中,采用了球形网架式主梁结构闸门,增加了闸门的跨度,不仅节约了河道建设材料,还减轻了闸门的重量,这种独特的景观水闸在防洪工程中可以起到良好的泄洪作用,有效改善了河道水环境,提升了人们的生活质量与城市品质。

5.4 护坡的设计

原有的护坡改造都是采用砖砌结构,即将护坡包围。这样的改造方案会严重破坏原有的自然护坡,增大了护坡的隔水面,大大减弱了河道的景观效益。本文在生态水利工程的理念下进行设计时,先对护坡面进行小孔径孔隙栅格化,然后,在预留深入土层的孔径内种植萱草等花卉、亲水灌木、乔木等植物。

6 结语

综上所述,在河道规划建设过程中,进行生态环境的建设,同时对堤防存在的一些问题进行有效完善,能够在较大程度上提高河道规划功能。此外,一些地区在河道规划建设过程中,响应国家号召,在建设过程中以生态建设为主,收到较好的效果。随着河道规划在建设过程中,以生态为主要建设认识的提高,能够加快中国经济的健康发展。

参考文献:

[1]王学飞.河道规划存在的问题以及堤防生态建设的策略[J].科技风,2015(20):153-153.

论文作者:袁小波

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/18

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