城市河道生態(tài)化治理設(shè)計方法超級詳解

過去,，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)致很多河道變成藏污納垢的臭水溝,，水生物無法生存，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)者們開始尋找一條有效的生態(tài)化解決方案，來解決鋼筋混凝土叢林中人與自然隔絕的現(xiàn)象,，創(chuàng)造一個水清岸綠,、蟲叫蛙鳴、人與自然和諧生存的水岸環(huán)境。

　　目前很多河道的生態(tài)環(huán)境一直得不到改善,，主要有以下幾點原因：兩側(cè)居民的污水排入,，使得硫磷等有害物質(zhì)含量增加；河道中基本無生物繁殖,，微生物,、水生動物、植物對水質(zhì)的凈化作用??；水中含氧量少，生物生長環(huán)境惡劣,；硬化的駁坎護(hù)岸破壞了河岸與河床之間生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系,。所以生態(tài)化治理首先要從源頭控制，減少污染源,，清淤換水,，提高水質(zhì)，其次種植水生濕生植物,，重建生態(tài)護(hù)岸,，使河水與地下水能夠互換溝通，提高水體的自潔能力,。

　　很多設(shè)計者在河道生態(tài)化治理領(lǐng)域都進(jìn)行了比較深入的研究,，對駁岸形式、植物配置等方面提出了實質(zhì)性的建議,，但是生態(tài)恢復(fù)是一個系統(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,，而這些方面的措施圍繞的核心就是如何進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù),，這就對設(shè)計者提出了新的挑戰(zhàn)：每一個設(shè)計元素都應(yīng)該為生態(tài)恢復(fù)創(chuàng)造有利條件,。所以,，設(shè)計者應(yīng)該多利用自然的抗干擾、自修復(fù)能力,來處理人與自然的關(guān)系,，而不是大量采用人工結(jié)構(gòu)和形式來取代自然,，這是生態(tài)設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計方法的區(qū)別。

1　河道線型設(shè)計

　　河道線型設(shè)計即河道總體平面的設(shè)計,。由于城市用地的緊缺,，河道濱水地帶不斷被侵占，水面越來越少,，河寬越修越窄,，但是為了泄洪的需要，要保證過水?dāng)嗝?，只好將河道取直,、河床挖深,，這樣對駁坎的強(qiáng)度要求就逐步地提高，建設(shè)費用逐漸加大,，而生態(tài)功能逐漸衰退,，河道基本成為了泄洪渠道，這與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略相悖,。而生態(tài)化治理就需要退地還河,，恢復(fù)濱水地帶，拆除原先視覺單調(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,、凹岸處可以提供生物繁殖的場所,，洪峰來臨時還可以作為避難場所，為生物的生命延續(xù)創(chuàng)造條件,，而豐富多樣的水際邊緣效應(yīng)是其它生態(tài)環(huán)境所無法替代的,，在有條件的河段，還可以增加一些濕地,、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，又利用河流形態(tài)的多樣性來改善生境的多樣性,，從而改善生物群落的多樣性,。相對于直線化的渠道，自然曲折的河岸設(shè)計能夠提高水中含氧量,，增加曝氣量,，因此也有利于改善生物的生存環(huán)境。

　　從工程角度,，自然曲折的河道線型能夠緩解洪峰,，消減流水能量，控制流速，所以也減少了對下游護(hù)岸的沖刷,，對沿線護(hù)岸起到保護(hù)的作用,。退地還河、濱水地帶的恢復(fù),，使得設(shè)計人員在河道斷面設(shè)計上留有選擇的余地,，也不需要采用高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)形式對河濱建筑進(jìn)行保護(hù)。順應(yīng)河勢,，因河制宜,，無疑在工程經(jīng)濟(jì)性方面也是有利的。

　2　河道斷面設(shè)計

　　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)致了水生態(tài)系統(tǒng)與陸生態(tài)系統(tǒng)隔離，兩棲動物無法躍上高駁坎,，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水陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性問題，但是親水性較差,，陡坡斷面對于生物的生長仍有一定的阻礙,，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)置緩坡或者二級護(hù)岸，這樣在枯水期流量小的時候,，水流歸主河道,，洪水期流量大，允許洪水漫灘,，過水?dāng)嗝娑溉蛔兇?，所以?fù)式斷面既解決了常水位時親水性的要求,，又滿足了洪水位時泄洪的要求,，為濱水區(qū)的景觀設(shè)計提供了空間，而且由于大大降低了駁坎護(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,，為生態(tài)護(hù)岸形式的選擇提供了有利條件,。人類活動較少的區(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，按復(fù)式斷面,、梯形斷面,、矩形斷面的順序選擇。

　　但是在河道治理的過程中,，也應(yīng)避免斷面的單一化,。不同的過水?dāng)嗝婺苁顾魉俣犬a(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，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, 供鳥類、兩棲動物和昆蟲棲息,。積水洼地中, 魚類和各類軟體動物豐富, 它們是肉食性候鳥的食物來源, 鳥糞和魚類肥土又促進(jìn)水生植物生長, 水生植物又是植食鳥類的食物, 形成了有利于鳥類生長的食物鏈,。深潭的生境中，由于水溫,、陽光輻射,、食物和含氧量沿水深變化, 所以容易形成水生物群落的分層現(xiàn)象。

　3　河道護(hù)岸形式

　　傳統(tǒng)的河道護(hù)岸在材質(zhì)方面大多采用混凝土及漿砌塊石等硬質(zhì)材料,，整個護(hù)岸形成一個封閉的體系,，猶如給河道穿上了一層盔甲，只考慮了河道的安全性,，卻忽視了對河流環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)及其動植物及微生物生存環(huán)境的影響,。青蛙無法跳越高高的河道護(hù)岸；泥鰍,、螃蟹再也打不通堅硬的混凝土,；小鳥、蜻蜓在水邊怎么也找不到落腳的蘆葦和水草,；這些不僅阻礙了水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),，連動植物,、微生物的整體生物鏈都被阻斷。地下水與河水也不能及時的溝通,，水循環(huán)過程被隔斷,，河道變成了只進(jìn)不出的封閉水體。

　　在建設(shè)生態(tài)河道的過程中,，河道護(hù)岸是否符合生態(tài)的要求,，是否能夠提供動植物生長繁殖的場所，是否具有自我修復(fù)能力,，是設(shè)計者應(yīng)該著重考慮的事情,。生態(tài)護(hù)岸應(yīng)該是通過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)計者提出了一些有效的護(hù)岸設(shè)計方法,，有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)砌塊等方法,。這些結(jié)構(gòu)的共同點都是：⑴具有較大的孔隙率，護(hù)岸上能夠生長植物,，可以為生物提供棲息場所,，并且可以借助植物的作用來增加堤岸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；⑵地下水與河水能夠自由溝通,，所以能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì),、養(yǎng)分、能量的交流,，促進(jìn)水汽的循環(huán),；⑶造價較低，也不需要長期的維護(hù)管理,，具有自我修復(fù)的能力,；⑷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,，需要有一定時間的養(yǎng)護(hù)，以便植物的生長,，否則會影響到以后防護(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“蝦有蝦徑,、蟹有蟹路”，各種生物都有其自身獨特的生活習(xí)性,，而不同的生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式能夠適應(yīng)不同的生物生長繁殖需求,，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物的生長,，淺灘地段適宜浮游生物的繁殖，深潭區(qū)域適宜魚類的活動,，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)造了適宜的生長環(huán)境，體現(xiàn)生命多樣性的設(shè)計構(gòu)思,，這樣既保持了豐富多樣的河岸形式,、延續(xù)了原始的水際邊緣效應(yīng)，又給各種生物提供了生長的環(huán)境,、遷徙的走廊,，容易形成完整的生物群落。

　4　植物配置設(shè)計

　　植物根系可固著土壤,，提高土壤持水性,，植物根莖的生長對土壤具有改良作用,，增加了土壤的有機(jī)質(zhì)含量，改善了土壤的結(jié)構(gòu)與性能,，增加抗侵蝕能力和抗沖刷能力,，起到固土護(hù)岸的作用，又能提高河岸土壤肥力,，改善生態(tài)環(huán)境,。而且隨著時間的推移，植物不斷生長,，這些作用將會不斷加強(qiáng),。

　　植物枝葉可截留雨水，過濾地表逕流,，水邊植物的枝葉能抵消波浪的能量,，從而起到保護(hù)堤岸，凈化水質(zhì),，涵養(yǎng)水源的作用,。豐富的植物群落也為動物、水生物提供產(chǎn)卵場與棲息地,。

　　植物還具有凈化水質(zhì)的作用,，污水中的氮磷等物質(zhì)被植物吸收，能夠轉(zhuǎn)化為生長所需要的營養(yǎng)成分,，變廢為寶,，從而實現(xiàn)“污”“水”的分離，降低河道富營養(yǎng)化水平,。研究人員對生態(tài)化治理的河道進(jìn)行過監(jiān)測,，發(fā)現(xiàn)NH4+ 、TP,、CODMn和SD指標(biāo)都明顯降低,，水體質(zhì)量得到顯著提高。

　　根據(jù)生長條件的不同,，河道植物分為常水位以下的水生植物,、河坡植物、河灘植物和洪水位以上的河堤植物,。我們在選擇植物的時候,，不僅要達(dá)到豐富多彩的景觀效果，層次感分明,，給人以賞心悅目的視覺享受,，而且要具有良好的生態(tài)效果，根據(jù)水位和功能的不同,，選擇適宜該水位生長的植物,，并能達(dá)到一定的功能,。在常水位線以下且水流平緩的地方，應(yīng)多種植生態(tài)美觀的水生植物,，它的功能主要是凈化水質(zhì),，為水生動物提供棲食和活動場所，美化水面,，根據(jù)河道特點選擇合適的沉水植物,、浮水植物,、挺水植物,，并按其生態(tài)習(xí)性選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 科學(xué)地配置，實行混合種植和塊狀種植相結(jié)合,；常水位至洪水位的區(qū)域是河道水土保持的重點,，其上植物的功能有固堤、保土和美化河岸作用,，河坡部分以濕生植物為主,，河灘部分選擇能耐短時間水淹的植物，河道植物的配置種植應(yīng)考慮群落化,，物種間應(yīng)生態(tài)位互補(bǔ),，上下有層次， 左右相連接,，根系深淺相錯落,，以多年生草本和灌木為主體，在不影響行洪排澇的前提下,，可種植少量喬木樹種,；洪水位以上是河道水土保持植物綠化的亮點，是河道景觀營造的主要區(qū)段,，群落的構(gòu)建應(yīng)選擇以當(dāng)?shù)啬茏匀恍纬善志坝^的樹種為主,，物種應(yīng)豐富多彩、類型多樣,，可適當(dāng)增加常綠植物比例,，以彌補(bǔ)洪水位以下植物群落景觀在冬季蕭條的缺陷。這樣,，水生植物與河邊的灌喬木呼應(yīng)配合,，形成了有層次的植物生態(tài)景觀。

　　在植物種類的選擇上,，要盡量選擇適宜本地區(qū)氣候環(huán)境的物種,，同時不造成外來物種入侵，植物生長后構(gòu)成的景觀層要分明,。水際邊緣地帶要選擇抗逆性好,、管理粗放,、植物根系發(fā)達(dá)、固土能力強(qiáng)的植物,，比如香根草,、百喜草等。人工污染較嚴(yán)重的河段或者郊區(qū)無污水管網(wǎng)的河段,，要選擇環(huán)保效果好,，能有效地消除氮磷、油污,、有毒化學(xué)物質(zhì)的植物種類,，以達(dá)到生態(tài)治河的目的，比如伊樂藻,、苦草,、狐尾藻、金魚藻,、浮萍,、美人蕉等，有關(guān)研究表明,，沉水植物比浮水,、挺水植物能更有效得去除污染物。有種植槽或濕地的地方,，根據(jù)水生植物適應(yīng)水深的情況,，配置多種水生植物，重構(gòu)水生植物,、魚類,、鳥類、兩棲類,、昆蟲類動物的良好棲息場所,，如蘆葦、荷花等,。

　　綜上所述,，生態(tài)河道的設(shè)計需要各方面因素的配合，設(shè)計者要拓寬思路,，結(jié)合生態(tài)學(xué),、工程學(xué)、水利學(xué)的知識,，相互補(bǔ)充,，才能形成一套有效的設(shè)計方法。

河道的生態(tài)化治理是一個可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)工程，要通過設(shè)計,、施工,、養(yǎng)護(hù)等一系列措施模擬一個生物生長的適宜環(huán)境，為各類水生,、陸生和兩棲類動物,、植物以及微生物提供棲息、繁衍和避難的場所,，并且,，除采取工程和植被措施外，還必須有選擇的放養(yǎng)水生動物及微生物,，恢復(fù)生物的多樣性,，重建生物系統(tǒng)的生態(tài)鏈。我們希望看到經(jīng)過生態(tài)治理的河道能夠拉近人與自然的距離,，河流兩岸蒹葭蒼蒼,、白灘漫漫,，水面上輕舟蕩漾,、水鳥游弋，水面下水草茂密,、魚翔淺底,。

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