生態(tài)水利對河道治理工程的應用
時間:2022-11-10 08:37:54
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摘要:隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,嚴重破壞了原本平衡的生態(tài)環(huán)境,尤其是河水污染、洪澇災害等方面,因此,也使得水利工程事業(yè)的建設與發(fā)展受到了人們的廣泛關注。本文通過概述生態(tài)水利的概念及重要性,分析當前河道治理存在的問題,并提出生態(tài)水利在河道治理工程中的具體應用方式,以期為我國河道的生態(tài)水利治理模式提供參考。
關鍵詞:生態(tài)水利;河道治理;應用
1生態(tài)水利的概念及重要性
1.1生態(tài)水利的概念
生態(tài)水利是人類社會對水資源生態(tài)文明發(fā)展的一種新的認識,與傳統(tǒng)水利相比,生態(tài)水利是水資源可持續(xù)發(fā)展的水利工程建設方式[1]。傳統(tǒng)的水利工程建設是充分利用水資源以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活的用水用電需求,能有效緩解水資源短缺及利用率低的狀況,但是在水利工程大力建設的同時,對周邊生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重的破壞,直接影響地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)文明建設。堅持將綠色生態(tài)水利理念應用到河道治理工程中,有利于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡及穩(wěn)定,對推動現(xiàn)代水利工程建設至關重要[2]。
1.2生態(tài)水利應用的重要性
河道具有調(diào)節(jié)水體生態(tài)環(huán)境的重要功能,河道治理工程的建設應保障居民用水、防洪等需求,是提高水資源利用效率的重要舉措,雖然當前大部分河道治理工程達到了水資源高效利用的目的,但未能體現(xiàn)一定的生態(tài)效益[3]。生態(tài)水利有利于提高水體凈化的效率,在確保河道水質(zhì)良好的狀況下,對生態(tài)環(huán)境具有較好的保護作用,其不僅是生態(tài)系統(tǒng)平衡的重要保障,也是一個地區(qū)風景建設的主要板塊。生態(tài)水利工程在河道治理中的應用,能有效防止發(fā)生河水斷流、生物銳減及植被退化等現(xiàn)象,在部分特殊地區(qū),可以改善水土流失、植被退化,維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定,協(xié)調(diào)人類與自然的和諧發(fā)展。同時,結合各地區(qū)的實際水土條件,遵循生態(tài)平衡原理,建立適合當?shù)厮Y源可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)水利應用體系,充分提高河道治理的效率,以達到社會經(jīng)濟效益的最大化。除此之外,隨著科學技術的日益進步,在河道生態(tài)治理工程中,引入了大量先進的環(huán)保材料,在保證建筑結構安全性的同時,改善了水利工程性能,有效保護了水利工程建設中生態(tài)環(huán)境的多樣性[4]。
2當前河道治理存在的問題分析
2.1河道生態(tài)治理理念落后
在傳統(tǒng)的河道設計過程中,由于相關工作人員對自然缺乏明確的認知,導致在設計中出現(xiàn)諸多問題,例如忽視河流自身資源及周邊整體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,嚴重破壞了周邊生態(tài)環(huán)境[5]。隨著國內(nèi)外科學技術的不斷更新,河道治理工作也需結合前沿技術,統(tǒng)籌生態(tài)效益和社會效益,以自然發(fā)展規(guī)律為依據(jù)合理開展河道生態(tài)治理工作。
2.2河道形態(tài)單一,功能降低
在我國,大多數(shù)的河道治理工程一味追尋發(fā)展的利益,過度重視河道的防洪防澇功能,忽視生態(tài)水利建設理念及河道自身具備的功能,導致河道呈現(xiàn)形態(tài)單一化[6]。在河道治理中過度改造,使得河流失去生態(tài)自我調(diào)節(jié)能力和自我恢復能力,生態(tài)系統(tǒng)抵抗力逐步下降。生態(tài)環(huán)境遭受破壞,進而造成河道水質(zhì)污染及防洪能力低下。因此,河道治理工作應按照合理設計、科學施工的原則,綜合考慮各方面因素,確保河道充分發(fā)揮其功能。
2.3河道堵塞情況嚴重
近年來,由于人們普遍追求經(jīng)濟增長,而忽略了對生態(tài)環(huán)境的保護,向河道中丟棄生活垃圾及建筑垃圾的行為屢見不鮮,甚至有個別群眾及企業(yè)非法占用河道,致使河道污染嚴重,經(jīng)常出現(xiàn)堵塞情況[7]。長此以往,當發(fā)生洪澇災害時,河道洪水流量將會嚴重超標,威脅到居民的生命與財產(chǎn)安全。另外,大量廢棄垃圾進入河道,會使河道逐漸變窄,儲水能力減弱,從而影響河道正常發(fā)揮防洪排澇功能。
2.4河道護岸形式單一
以往關于河道護岸的項目,大多圍繞水土保持工作進行,使得現(xiàn)有河道的護岸形式十分單一,主要包括干砌塊石護岸、預制混凝土塊護岸等,此類護岸形式,不但不符合現(xiàn)代生態(tài)的基本要求,也不利于河道內(nèi)生物的生長,使得周邊景觀功能欠缺。
2.5河道治理方法落后
河道治理方法落后主要體現(xiàn)在兩方面:一是材料方面。傳統(tǒng)河道治理的方法中,一般選用鋼筋混凝土作為建設河道的主要原材料,雖然此材料能顯著增高河道的坡度,具有較高的穩(wěn)定性,且較為牢固,但這類材料長時間與河道內(nèi)水生植物接觸,會影響植物的正常生長,導致一些凈水植物數(shù)量逐漸減少甚至消失,從而阻礙河道自凈功能的正常發(fā)揮,使水體不斷惡化;二是河道襯砌方面。在河道治理中,河道襯砌技術會影響水體間的交換,造成河道周邊的植被數(shù)量減少,使得河水的蒸發(fā)量加大,影響水資源的高效利用,同時,還會因高溫環(huán)境使水體中滋生大量細菌,不利于維持水體內(nèi)生態(tài)環(huán)境的平衡。
3生態(tài)水利在河道治理工程中的應用
河流是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,其基本組成元素是泥沙和水,若其遭受破壞,即破壞了周圍物種生存的基礎條件,最終使得河道的生態(tài)環(huán)境逐漸惡化[8]。由此可見生態(tài)環(huán)境在河道治理過程中的重要性。而生態(tài)水利在河道治理工程中的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
3.1恢復河道自身蜿蜒狀態(tài)
河道在發(fā)展過程中,其自然特征容易被渠道化。將生態(tài)水利應用到河道治理中,需要把河道建設成自然狀態(tài),即自身蜿蜒狀態(tài)。其原因主要是河流自身蜿蜒曲折的特性,能夠發(fā)揮蓄水性能方面的優(yōu)勢,有利于提升河道的蓄水量和水流量,還有助于營造良好的水體生態(tài)環(huán)境,為水生生物提供自然棲息地。綜上,在河道治理中應恢復、保護河道的自身蜿蜒特性,這對發(fā)揮其生態(tài)功能和水資源利用方面都具有重要的作用。建設自然狀態(tài)的河流,應確保以防洪安全為基礎,保護物種的棲息地為核心,主要可以從以下幾點入手:首先是塑造豐富多樣的結構,例如通過設計不規(guī)則的岸線形狀,允許河底出現(xiàn)淤積與侵蝕等。這樣可以最大程度地創(chuàng)建出豐富的河道生態(tài)系統(tǒng),以利于周邊生物的生存;其次,還可以將河道與周邊的生態(tài)環(huán)境結合起來,擴大河岸線綠化面積,與河中生物形成一個生態(tài)系統(tǒng),使河道的生態(tài)系統(tǒng)更加平衡穩(wěn)定;此外,在工程設計時,應將河流景觀做到盡量簡單樸實,可以采用常見的自然植被,使河道更加自然化。
3.2構建生態(tài)河堤和水網(wǎng)體系
當前,生態(tài)河堤工程已成為生態(tài)水利建設的重要組成部分,其主要作用是提高河堤植被的蓄水能力,有助于河道防洪排澇及蓄水。構建生態(tài)河堤需要在實地考察河道地形地貌、植被等自然因素的基礎上進行規(guī)劃設計,主要可分為以下兩部分:一是布置河道中線。需要考慮河道的形狀、水流動力等因素,并基于河道寬度來規(guī)劃施工位置;二是選擇科學合理的護岸材料,一般應根據(jù)河道周邊的自然環(huán)境來確定材料的種類,且應考慮所選材料對生態(tài)環(huán)境的影響。構建現(xiàn)代生態(tài)化水網(wǎng)體系是生態(tài)水利工程建設的重要工程之一。一項龐大的生態(tài)水網(wǎng)體系能基于大數(shù)據(jù)平臺后的河道實現(xiàn)個別水系水資源的調(diào)度,維護生態(tài)環(huán)境的發(fā)展與平衡,同時也要求各相關部門統(tǒng)一力量,以便最終實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)的有序循環(huán)。
3.3恢復河岸帶生態(tài)功能
河道不同高度的水位之間會形成河岸帶,一方面其能為河道周圍的生物產(chǎn)生一定的邊緣效應,增加動植物的多樣性,例如提高鯽魚等種群的數(shù)量,利用微生物的消費特性維持河道內(nèi)生物鏈平衡,并提高水流的自凈能力。另一方面可以通過栽種樹木及草本植物,引進各種適宜的生態(tài)技術,恢復河岸生態(tài)環(huán)境,提高土壤肥力,為控制水土流失發(fā)揮重要作用。
3.4維護河道內(nèi)水生動物種群多樣性
生態(tài)水利工程的一個重要功能是維護河道內(nèi)生物的多樣性。目前,我國大部分水體富氧化十分嚴重,為提高河道內(nèi)水生動物種群的數(shù)量與種類,引入生態(tài)水利的理念,對保護生物多樣性,提高水體凈化效率,從而維持水體內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有重要作用。例如鯽魚、螺等生物能清除水中的浮游生物及污染物,睡蓮等植物能抑制浮游生物的生長,提高水體的自凈能力。因此,可以適當提高類似生物的群體數(shù)量,通過河道內(nèi)的生態(tài)循環(huán)體系提高自身的保護力,促進河道內(nèi)生物的可持續(xù)發(fā)展。
3.5其他生態(tài)水利措施
除了以上幾種應用方式外,生態(tài)水利在河道中還可以通過一些微小的改變得到充分的應用。例如,可以改變不同水流的流向和河床的物理性質(zhì),運用植石治理法將石塊埋入河床,有助于水中生物的棲息與繁衍。當發(fā)生水澇等災害時,植石依然穩(wěn)固,在河道枯水期也難以發(fā)生淤泥堵塞河道的現(xiàn)象。除此之外,還可以在河道中放置巨石、魚道等物體,有助于為生物營造一個良好的生存環(huán)境,還能把氧氣傳遞于河道內(nèi),使一些好氧生物快速繁殖,以便更好地凈化水體。由此可見,為生物生存與發(fā)展提供相互依存又制約的環(huán)境,才能充分保障河道治理工程的有序運行。
4結語
綜上所述,河道治理工程中融入生態(tài)水利的理念,對充分發(fā)揮河道的功能與效益至關重要,因此今后的河道治理工作,應將生態(tài)水利作為核心理念,通過恢復河流自然蜿蜒狀態(tài)、恢復河岸帶生態(tài)功能等多種方式,維持河道內(nèi)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定,促進河道生態(tài)治理工作的有序進行,實現(xiàn)河流水環(huán)境與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展的目標。
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作者:張岸紅 單位:深圳市寶安區(qū)水務局