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探析城市河道生态治理及修复措施

来源:清洗世界 作者:刘静民
发布于:2023-02-19 共4589字

  摘要:现阶段,一些城市河道出现严重的污染问题,自然生态景观遭到破坏,严重影响到居民的生活品质及城市的可持续发展。面对这种情况,需依据生态理念科学制定城市河道治理方案,在保证河道过流、排洪等基本功能的基础上,持续提升水环境自净能力。同时,采取必要的措施,积极修复城市河道生态环境,逐步实现人、水、自然的和谐。

  关键词:城市河道;生态治理;修复措施;

  在城市化发展过程中,城市河道过水面积呈现出逐渐萎缩的态势,面临着严重的水质污染问题。过去人们一般利用护岸硬化、人工渠化等方法治理河道,对排涝、行洪、航运等功能性要求作为关注的重点,形成了单一的河道形式,逐渐减弱河道生态服务功能。近些年来,人水和谐理念得到广泛推广,城市河道生态治理受到充分的重视。通过采用生态治理及修复措施,既可以满足城市河道排涝、行洪等基本功能需求,又可以有效修复与整治河流环境,促使生态系统的良性循环得到维护。因此,相关部门及人员要牢牢树立生态治理意识,结合城市河道的具体情况,合理选择生态治理技术,不断改善城市河道生态环境。

  1 城市河道现存问题

  1.1 欠缺行洪能力

  部分城市在建设过程中,没有合理规划建筑用地,持续侵占城市河流空间,导致城市河道出现严重淤积问题,逐渐减小过流断面,甚至一些河道出现断流情况。同时,受水土流失及垃圾污染等因素的影响,河道中涌入大量的土及建筑垃圾,河道的行洪断面进一步缩小。此外,城市建设规模的持续扩大,随之减少用于流域集雨的绿化用地面积,再加上地面硬化增大径流系数,大幅度缩短降雨汇至河道的用时,导致河道行洪压力显着增大。而很多城市河道不具备良好的行洪能力,与城市发展要求不相适应。

  1.2 水质污染严重

  城市河道汇集周边区域地表径流,而地表径流会向河道中汇入地面污染物。同时一些企业、民众缺乏良好的生态意识,向河道中直接排入未经处理或不符合排放标准的生产、生活污染水,明显减弱河道水体流动性,降低随流输运及扩散功能,在加剧水体污染的基础上,也持续降低水体的自净功能。

  1.3 生态环境恶化

  由于长期得不到有效治理,城市河道沉积大量的底泥污染物,水质恶化情况较为严重,随之减少水体含氧量及水生动植物种群。同时,很多河道被硬化及渠化处理,水体、土壤之间的物质交换遭到阻隔,河滨动植物的栖息环境遭到割裂,进而减小河道湿地面积,逐渐减弱及丧失滨河生态环境系统服务功能,影响到城市整体形象及可持续发展。

河道治理

  2 城市河道生态治理的内涵及原则

  2.1 内涵

  传统河道治理模式过于关注城市河道的基本功能,没有充分考虑生态保护需求,与新时期发展理念不相适应。而河道生态治理要求在满足河道基本功能需求的基础上,对河道占地及污染物排放严格控制,将多样性的河道群落及健康的环境系统营造出来,促使水体自净与环境修复目的得到实现。

  2.2 原则

  通常情况下,需遵循这些原则开展河道生态治理:第一,修复河道功能。在生态治理过程中,需结合城市河道的实际情况,对生态与经济社会用水合理布置,促使河道特定的排涝、防洪、通航等经济社会功能得到保障,且将良好的生态服务及环境保护功能塑造起来,这样城市河道生态治理的综合效益能够得到大幅度提升。第二,提升生物多样性。一般来讲,城市河道水陆空间的面积及存异性与生物多样性之间存在着正相关关系。因此,在城市河道生态治理实践中,要对河道水域及两岸区域面积进行扩大,促使河道上下游、左右岸生物群落生存空间的连续性得到维护。同时,结合河道条件,也可对岸坡与水域间的过渡绿化通廊进行修筑,促使岸边绿地与岸坡相融的网络得到形成。为保证生态治理效果,要科学选择植被类型,一般利用果木等经济作物绿化坡顶区域,将低矮的灌木植被种植于河岸线范围,促进野生动物的生长繁衍。此外,尽量将湿地、前滩以及河湾等保留下来,这样能够促进陆生植被、鸟类的繁殖生长。第三,提升自我修复能力。城市河道水体自净能力受河道内水量的直接影响,如果水体容量充足,水面率较高,既可以有效发挥河道的排涝行洪及通航供水等功能,又可以高效交换流通水分、空气及其他能量。因此,在河道生态治理实践中,需对垂直河岸的硬质护坡面积进行减少,将多样化的生境条件提供给河流生物。同时,也可对水面率进行扩大,加快河水、地下水之间的交换速度,促使城市水循环、局域小气候等得到改善。第四,加强景观与文化设计。在城市河道治理时,需将城市发展历史、文化以及区域水环境保护规划纳入考虑范围,对点、线、面相结合的绿地生态系统进行构筑。同时,积极建设廊道、雕塑等人文景观,切实体现城市的历史文化底蕴,打造高质量的城市名片,推动城市的整体发展。

  3 城市河道生态治理及修复措施

  3.1 优化河道平面设计

  天然河道的形态结构复杂多样,涵盖浅滩、河漫滩、深潭等多种类型,既可以实现有效泄洪,又能够满足生物种群的繁衍生息需求,促使区域内的生物群落得到丰富。传统河道整治模式往往采用截弯取直的方法,导致原有的水流模式遭到改变,严重影响到原生态环境。因此,在河道生态治理过程中,相关人员需深入调查河道现场情况,尽量不要对河道的蜿蜒性及形态多样性进行改变,而是统筹考虑防洪、审美、生态等多方面因素,科学优化河道平面。第一,结合城市河道实际情况,尽量将河道的蜿蜒性保留下来,避免沿用以往的局部设防模式。第二,科学设计湖、池、潭等具备蓄水功能的河道工程,其既可以满足分洪蓄洪需求,又能够提升河道的景观美观性及生态效益。第三,从城市整体角度规划河道网络,以便发挥整体生态效益。

  3.2 优化河道断面设计

  过去人们将防洪排涝等河流基本功能作为关注的重点,忽视了生态学要求,往往对河道进行硬化、渠化处理,采用单一的断面及护岸形式,导致河道的美观性受到影响,不符合现代民众的审美倾向。同时,河道渠化处理会分隔流域生态系统及周边环境,影响到河道中生物及微生物的生长,导致河流自净能力显着降低。此外,由于砼岸坡不具备良好的蓄水功能,无法有效补充地下水,难以正常蓄积洪水,对城市水资源的综合利用造成不利影响。因此,在河道断面设计中要深入贯彻生态理念。

  在具体实践中,可结合城市河道实际情况采用这些断面设计形式:第一,矩形断面。通常情况下,正常水位以下及上部分别砌筑为矩形和斜坡,下部砌筑材料主要选用干砌石,上部则采用碎石。若河道拥有充裕的绿化带,需按照1∶4的标准控制最大边坡比。部分河道段具有较快的水流速度,则将重力式挡墙增设过来,这样河流侵蚀与冲刷能够得到减少。第二,梯形断面。此种断面形式的施工难度较小,不需要占用过多面积,目前得到广泛应用。一般利用浆砌片石砌筑河道护坡,这样流域生态环境可以得到保护。同时,将亲水平台布设于护坡上,利用草坪、乔木、花草等点缀平台,促使护坡的美感得到有效提升。第三,复式断面。此类断面具有较大的占河道面积,利用河流主槽满足枯水季节的河水流动需求。进入汛期后,则利用主槽及河滩泄洪。复式断面具有较大的截面面积,通常不需对高堤坝进行建设。第四,双层断面。明河与暗河组成了双层断面,明河的水位在20 cm左右,具备良好水质,可供民众休闲和观光。在治理过程中,可将亲水平台、喷泉等休闲设施建设于河边。暗河处于明河之下,主要流通水质较差的水。

  3.3 生态护坡技术

  传统护坡砌筑技术与现代城市功能的诸多诉求不相适应,因此,在城市河道治理中要积极应用生态护坡,结合采用植物及其他材料,促使坡面的稳定性、抗蚀性、耐久性得到增强。

  第一,植物治理。现阶段,一般将柳树种植于河岸两侧,柳树的成活率较高,具备吸水、耐淹等特性,且根部较为密实,可对河岸进行压实和保护。同时,柳树的枝叶能够促进陆地昆虫的栖息生长。在选择植物类型时,需综合考虑河道特点及地区环境条件,选择适应性强、成活率高的植物。第二,工程治理。目前,工程治理技术类型日趋丰富,工作人员要坚持因地制宜的原则灵活选择。针对坍塌、沉降等河岸不良地质段,可采用抛石护岸技术。填梢护岸技术指的是利用枝条编织席状,将碎石砂砾填充进去,之后向水中压入。

  3.4 生物生态治理

  第一,生物栅。此种技术指的是依据生态学原理对接近自然型的水环境治理修复装置进行建设,将各类生物、微生物集聚在有限空间,高效修复水生态。其中,充填料与植物根系是生物栅系统的主要组成,能够有效沉降、截留与吸附水中的固体物质、胶体等。第二,生物膜。此种技术是将生物膜的自净原理利用起来,通过在河中填入鹅卵石、纤维等合成材料,将会有特殊的生物膜形成。第三,生物浮床。此种技术是采用人工方式对生物浮床进行搭建,将良好的生存环境提供给水生动植物,促使水体中的污染物质得到消除。城市河道通常只有较小的断面,通过对水生植物进行种植,可利用植物根系对水中的氮磷元素进行吸收。之后,定期收割水生植物,从水体中带离氮磷元素。此外,水生植物的根系较为发达,还可以发挥固堤功能,促使堤岸抗冲刷能力得到提升。第四,生物浮岛。此种技术是对人工浮岛进行搭建,再将水生植物种植于上面,这样植物及附着的微生物能够对水体中的污染物进行直接吸附,促使水质净化目的得到实现。此外,其能够对水中藻类等植物的生长进行有效抑制,避免出现“水华”现象。

  3.5 河道岸边植被恢复

  为改善城市生态环境建设效果,需有机结合城市水网与城市森林建设,逐渐恢复河流岸边植被。通过将植物种植于坡面,可对雨水进行拦截,促使地表水下渗量得到增加、径流峰值得到减少。而将植物种植于堤岸,则可有效减弱波浪的冲刷作用,避免土体坍塌、滑坡等情况的出现。

  在具体实践中,需遵循这些原则:第一,自然性。在河道岸边植被建设时,选择的树草种要与立地条件相符合,且具备良好的抗逆性。依据自然规律开展滨水绿化工作,尽量将自然设计模式运用过来,合理配置草本、灌木及高大的树木。针对水滨生态敏感区,要将适地适树原则贯彻下去,尽量将湿地布设于河道汇流处,且依据植物类型及生长特征,制定科学的抚育管理方案。第二,功能性。在选择植物时,要将河道基本功能需求、城市景观及休闲等功能需求纳入考虑范围。第三,结合采用乡土树种与外来树种。乡土树种由于具备良好的适应性,因此,要将其作为河岸植被绿化植物的首选。但为营造良好的区域景观,也要适当引进生命力较强的外来树种。

  4 结语

  综上所述,城市河道堵塞、污染等问题的出现,不但难以发挥河道泄洪、航行等基本功能,也会破坏河道区域生态系统,不利于城市的可持续发展。因此,相关部门及人员要综合考虑城市河道现状,积极应用生态治理及修复措施,在控制河道污染的基础上,有效保护河道生态系统,不断提升河道水体的自净能力。在具体实践中,可从河道平面设计、断面设计、生态湖泊、生物治理以及景观建设等多个角度着手,切实改善城市河道的治理效果。

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作者单位:秦皇岛市北戴河区环境监控中心
原文出处:刘静民.探析城市河道生态治理及修复措施[J].清洗世界,2023,39(02):113-115.
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