河流生态修复的措施范文

时间:2023-12-27 17:23:23

河流生态修复的措施

河流生态修复的措施篇1

关键词:水电站;生态修复;生态环境;水利工程

1引言

水电能源一直被认为是可再生的、绿色环保的。但近年来,世界水电工程的发展与环境生态保护的关系日益产生矛盾。如今对于小水电建设项目是否“环境可承受,社会公众可接受”日益成为相关各部门研究其能否大规模建设的关键问题。近年来,许多国外学者对小水电建设在对追求经济利益的同时所引起的生态环境变化方面做了很多研究,提出了“建立与生态环境友好的小水电工程体系”,并指出“小水电科研必须广泛涵盖生态工程,并与环境结合”。目前,国内小水电站建设发展快速,小水电站周围区域的生态、环境等方面出现的问题不容忽视。例如,本项目研究区域内一些水电站位于自然保护区核心区和缓冲区,严重破坏了生态环境,现在需要拆除,在拆除过程中出现的生态环境保护和生态修复问题;一些水电站的修建存在生态环境方面问题,现需全面整改,在整改过程中使用的方法措施对生态环境的保护和生态修复问题;一些水电站现需保留,在以后的运行过程中对生态环境的保护和生态修复问题。这些问题急需解决,否则将会对生态环境造成严重破坏。

2小水电站生态环境问题现状

经过对研究区已建小水电站的实地调研,发现研究区小水电站大多是引水式梯级水电站。这些水电站生态环境问题复杂,如不及时进行生态修复会对生态环境造成危害。2.1不满足生态流量要求。引水式水电站的建设,特别是梯级水电站首尾相连,致使整个河流存在较长的减水河段,导致河流下泄流量减少,河床,甚至导致河流断流,不满足水电站下游生态流量需求。如不及时进行生态修复,对下游水生生物的生存将会存在极大的影响。2.2存在安全隐患。经调研发现,研究区还存在一些年代久远、运行管理存权存在争执的水电站,这些水电站的运行存在安全隐患,危及水电站的正常运行及公共安全。如不及时进行安全管理,后期会对生态环境造成危害。2.3存在水环境污染或水生态破坏。经调研发现,研究区一些建设中的水电站,由于施工组织的不利,施工弃渣场处理不当、建筑垃圾堆放不合理等,存在严重的水环境污染或者水生态破坏。如不及时进行相关施工组织措施的修正,水电站建成后会对河流水生态环境造成危害。2.4对周边生态环境存在严重破坏。水电站工程的施工,特别是引水式电站需修建相应的引水隧道,隧道的施工以及施工弃渣对周边山体破坏严重,致使山体,植被消失,严重破坏了周边生态环境;如果不及时进行生态修复会引发水土流失、泥石流等自然灾害。

3小水电站生态修复的意义及作用

3.1小水电站生态修复的意义。本项目根据研究区小水电站现状调查,分析研究区水电站的建设及运行对周边生态环境的影响,研究影响生态环境的对象、影响的范围等,提出相应的治理措施以减缓水电站建设对原始生态环境的破坏及影响的范围;并建立相应的工程措施修复周边生态环境;为后期小水电站建设中的生态修复问题提供一定理论依据。研究成果对于今后不同地区小水电站开发建设在生态修复方面起到参考作用;从而可以减少和避免生态问题对小水电站建设运行带来的不利影响;研究水电站生态修复,使小水电站建设达到水利防洪、发电灌溉、保护生态、改善水质、美化环境等多重功效,为发展我国的小水电站建设提供参考借鉴。3.2小水电站生态修复的作用。3.2.1减少自然灾害。水电站的建设改变了原有的生态保护,在水电站周边造成地表水土流失,促使泥石流等自然灾害频繁发生。对水电站周边进行人工生态修复可以促使地表植被快速生长,以保持水土流失,减少自然灾害的发生;在水电站上下游修建一定的生态修复工程,恢复河流的自然流态,可以有效地减少和避免自然灾害的发生。由此可见,适时的对小水电站进行生态修复能减少自然灾害的发生。3.2.2提高水电站经济效益。小水电站的建好后,随着水电站的运行,以及对水资源的重新分配和控制,水电站周边水土流失以及自然灾害接踵而来。这样河流水资源就会持续减少,而应用生态修复后,就可以减少自然灾害的发生,有效控制水土流失,提高需水量,不但会使水电站的使用寿命有所增加,也会大大提高水电站的经济效益。

4生态理念水电站工程建设中的应用

由于水电站的开发建设对生态环境造成严重危害,所以应该在水电站开发设计时就引入生态理念,树立环保意识,在传统设计的基础上加入生态设计理念,以达到在水电站开发建设运行工程中对环境的保护;在水电站施工过程中,树立生态理念、环保意识,采用适当的措施减少水土流失,减少对生态的破坏;在水电站建成运行后要及时对周边进行生态修复,使水电站工程可持续长久发展。4.1加强水电站工程边坡防护设计。边坡防护是水电站工程开发建设中最重要的一个环节,对整体建设质量具有直接影响。在传统的边坡防护设计过程中,主要是采用喷混凝土或者浆砌石护坡的方式,该方式能够起到一定的边坡防护效果,但不利于对植被的保护,会造成一定的生态破坏。因此,为了减少水土流失现象的发生,可在边坡防护设计中采用喷混植被混凝土护坡方式,即达到边坡的防护,又能有效促进植被生长,可有效地预防水土流失。此外,还可将边坡防护与周边的自然景观结合,增加水电站工程生态景观的观赏性。4.2保持水电站工程周边水土。水电站工程在施工过程中会对周边区域产生较严重的生态破坏。特别是引水式小水电站,修建引水隧洞,施工区域较长,施工时间也较长,在施工过程中应及时对地表进行防护,避免雨水对地表的直接冲刷,造成不必要的水土流失。在施工结束后对永久占地地表及时进行生态修复,以恢复植被。对于施工临时道路,应采取洒水等措施,以减少扬尘等风蚀危害。在施工场地的周边,应修建临时排水设施。以达到对水电站工程周边的保护,减少生态破坏。4.3优化工程结构设计。在传统的水电站挡水建筑物设计中,特别是对于小水电站过程,一般采用土石坝。但修建土石坝会对地表产生严重破坏,造成水土流失。所以,为了保护生态环境,在条件满足设计要求时,优化工程结构。例如,水电站挡水建筑物设计可采用混凝土坝,或者橡胶坝,或者挡水闸门等,以此减少土石开挖,降低水土流失。再例如,在小水电站施工过程中采用钢结构围堰代替土石围堰;引水式小水电站采用渡槽工程代替引水隧洞等。最大限度的对水电站工程进行结构优化,减少地表水土流失,保护生态环境,促进小水电站工程的可持续发展。4.4树立环保意识。在小水电站工程开发建设的同时,应该从工程的开发建设到施工以及后期的运行,自始至终贯穿环保意识,以达到对水电站工程的生态环境保护,使得小水电站工程成为真正意义上的绿色环保,可持续发展的工程。首先,在小水电站工程的设计中加入生态环保理念,增加一定的水土保持生态设计,提高水土保持意识,可以有效地减少水电站修建对生态的破坏。其次,在水电站施工过程中树立环保意识,对于施工地表要及时进行覆盖,施工结束后要采取一定的措施及时进行修复,以达到水土保持的目的。再次,在水电站运行过程中,也要树立环保意识,要在运行盈利的同时对周边环境进行修复治理,最终恢复水电站建设之前的生态环境。

5已建水电站生态修复的措施

5.1退出类水电站。针对研究区退出类水电站,水工建筑物需拆除或者整改,以实现水电站所在流域的生态景观恢复;清除河道淤塞,提高河道的泄洪能力。这些水工建筑物在拆除的时候会对生态环境造成不必要的二次破坏以及发生一些安全生产事故等安全隐患问题;针对这些问题提出相应的生态修复、环境保护施工措施,以避免造成新的生态环境破坏和安全隐患。5.2整改类水电站。针对研究区未拆除的水电站,但是需要对其进行生态修复,提出相应的工程设计及施工措施。对于研究区不满足生态流量要求的水电站,需分析河流流量以及河流生态现状,提出相应的改造措施,确保下游的生态流量以保障下游水生物的生存环境;对于研究区存在安全隐患的水电站,需对其现状进行分析,提出相应的工程改造措施,使其能够安全运行;对于研究区存在水环境污染或水生生态破坏的水电站,通过对水电站上下游污染水源的水质化验分析及底质化验,研究出相应的治理措施,使其水环境及水生态得到改善;对于研究区对周边山体存在严重破坏的水电站,需设计相应的生态恢复治理方案,积极组织有关部门进行生态修复。5.3保留类水电站。针对研究区保留及整改完成的水电站,需要监督后期的生态流量问题。提出一些生态流量监管设施,确保生态流量下泄;以及下泄生态流量是否会导致水电站发电效益减少以及应对的措施等研究。

6结束语

综上所述,小水电站生态环境问题严重。水电站生态环境如果不加以治理,将会使得河流流量不满足生态流量,对水电站下游河流生物的生存环境造成影响;还会导致水电站周围水土流失;还会导致水电站周边生态环境严重破坏。由此可知,当前水电站建设对生态环境的影响较大,需要通过生态环境修复来降低水电站建设对生态环境的破坏,进而逐步实现水电站工程与生态环境的共存。针对研究区域小水电站工程的现状,对于不同的工程采用不同的生态修复措施;研究水电站工程设计及施工组织等的优化措施;对水电站周边环境生态修复加大投入,增加植被覆盖率;并进行综合恢复,重视土壤改良和植物配置;进而可进一步加强水土保持,促进我国水电站工程更好的发展。

参考文献:

[1]洪昌红.邱静.刘达.河流生态修复技术浅议[J].广东水利水电,2010(10):33~35+39.

[2]张彦文.白龙江流域引水式电站的环境风险评估及减水河段生态系统恢复研究[D].西北师范大学,2013.

[3]侯涛..黄滔.生态修复在水电水利工程水土保持生态建设中的应用分析[J].建材与装饰,2018(31):288~289.

[4]王斌.水土保持生态修复在水利工程中的应用[J].农村经济与科技,2009(12):42+44.

[5]中国甘肃网.甘肃省人民政府办公厅关于水电站生态环境问题整治工作的意见.[EB/OL]中国甘肃网,2019-04-09.

河流生态修复的措施篇2

【关键词】河道生态;生态护岸;类型;水质;问题;探究

1 河道生态修复的迫切性

1.1 河道生态修复的定义及主要措施

对河道进行生态修复是指全部或部分丧失自然功能的河道进行修复所采用的措施,其性质是生态性的,所退化的这部分自然功能往往是因为人类各种具有破坏性的活动而造成的。在对河道进行生态修复时最重要的往往是对水土的保护,局部区域气候的调节,与此同时还要注意对生物的多样性保护,维护生态平衡等。在对河道进行生态修复时所采取的措施多为工程以及非工程类措施,以此实现对妨碍生态协调的破坏因素进行消除,进一步加强对生态环境的保护,尤其是对河道污水进行生态处理,对河道底部的淤泥进行疏浚,建设人工湿地,植树造林,并进行引水调控,生态移民,护坡等。

1.2 河流型态的两大性质

因为水流会对泥沙侵蚀、搬运、堆积,形成了不够平坦的自然河流,逐渐也会形成河流的浅滩、深沟壑、弯曲、落差等独特的多样性的型态。平面上,它是蛇形多弯的;断面上,它也是不规则非对称的。河流的这些型态结构随着大自然的变化而变化,因此更有利于稳定、净化水质、保护生物的多样性以及降低洪水突发性。

很长时间以来,在经济的建设以及水资源开发以及利用等方面,人与自然并没有很好地和谐共处。对水资源无节制的开发和利用;河道工程建设中使用大量的混凝土、浆砌的块石等比较硬质的材料砌筑河床,从而导致了河流变得完全人工化和渠道化;并进而引发了江河的断流、地下水资源超采、地面的下沉;过度的围湖造地,侵占了河道,从而降低了河湖的调蓄的能力和行洪的能力,使洪水灾害频发;人们没有很好地进行生态保护,乱砍树木,造成了严重的水土流失。因此人类既要学会适当的控制洪水,又必须学会适应洪水,调和人与洪水之间的关系,这样才能使生态环境持续发展。因此若想约束人类自身的行为、减少破坏环境和过度开发和利用的现象,从无序的、无节制的与洪水掠夺土地转变为有序的、可持续的与洪水和谐共处。

1.3 河道生态修复的必要性

综上,随着经济的不断发展,人类活动范围不断扩大,人类活动影响了河流生态系统的连续性,水生态系统也造成了破坏,严重影响了人们的生活,为了社会经济的可持续发展,河道生态修复迫在眉睫,今后应该大力对其整治。

2 河岸生态修复的种类

根据上述“河岸带”的概念,对于河岸的生态修复有保护堤岸、护坡、护底以及护脚。以“保护堤岸”为例,护岸的种类能够分为非生物和生物型两大类,河岸的修复应该选择较适合水和透水性较强的材料,其中非生物材料以下是常用的几种:

(1)天然材料护岸:木桩、竹笼、石笼、块石护岸等。

(2)生态袋具有柔性的护岸:可以取代传统的耗能高、污染比较大的钢筋、水泥和石块等比较硬体的边坡。

(3)绿化掺有混凝土的护岸:由比较纯的混凝土,比较粗糙的砾料以及碎石、水泥加上混合剂经过压制而形成,具有较好的透气性和抗拔力,对植物的生长是比较有力地。

(4)土工合成的材料形成的护岸:三维结构的土工网,三维结构植被网,土工材料的织物袋等。

(5)除此之外的护岸:净水石笼构成的护岸,结构含有水体自净功能。

生物构成的护岸主要有植物护岸和动物护岸, 植物护岸例如,水中生长的植物、湿地生长的植物、边坡生长的植物。动物构成护岸有萤火虫构成的护岸,鱼巢构成的护岸等。

3 河道生态修复中的几个问题

3.1 河道生态修复与已有河道建设成果的矛盾

建国以来,我国已建设了一系列的水库和闸坝以及堤防,进行了保护河岸、加固河岸等一系列的工程上的措施。这些措施虽然会有一些负面影响,但其带来的经济效益应该是值得肯定的。

3.2 防冲防渗与透水透气的矛盾

河道两岸的堤岸对于防洪和输水都有很重要的作用,当洪水发生时要求堤岸经得起冲刷,当河道输水时,要求不能渗漏。但是为了植物更好的生长,需要采用透气透水的材料,因此这是相互矛盾的。为此,在生态护岸设计时,首先要考虑堤防的牢固和岸坡的稳定,尽量把生态材料及植物栽种在正常水位以上,在石笼、生态砖、鱼巢砖等结构附着的土坡下面,要设计反滤层,需要防渗的地方,可以采用既防渗又能种植的膨润土防水毯。这种防水毯具有以下特性:

柔韧性:可适用于不同地形;自保性:抗冻,防水,抗强拉,具有很好的自我修复能力;结合性:它是土工聚合体,增强了摩擦力,并且提高了与地基和保护层的结合能力,耐久性:因为钠基膨润土是天然的,不含化学物质的,并且,耐久性很强,根据测试在正常情况下能够使用50年;环保性: 它是新型的,无污染的,并且对人体和环境没有危害;易施工: 施工比较简单,时间较短,而且可以直接在潮湿的土地上施工,将其覆盖铺设,在上面盖土、石块类保护层就可以完成;性价比较高:施工相对方便快捷,成本较低。

3.3 绿化与硬化的矛盾

某些河段,特别是城市河道已经形成硬护岸,多为混凝土护岸,两岸空间又很狭小,但为了美化城市,营造景观,又需要种树、种花、种草,在这种情况下,可以通过改造河岸、设置亲水平台,或是是利用大型的盆土以及槽土种植,从而美化环境,以此来缓解矛盾。

除了上述矛盾以外,还有加固堤防和生态构造相对松散的体护岸, 凹岸造成淘刷与凸岸造成的淤积、在土壤上种植与加固河岸等等矛盾,这些都是在河道生态修复中需要迫切解决这些问题,这也是今后河道的生态建设规划设计中需要解决的一系列新课题,在此提出问题,也希望今后能够做出更加深入的研究。

为了河道的防洪能力能够进一步提高,不仅需要加入一些必须的工程上的项目 ,同时也应该增加一些非工程以外的必要措施。加强预防洪灾的安全的管理,使河湖原有的功能恢复;制定详细治理规划,加强地下水的管理。加加强流域工程调度管理,强流域调度组织机构建设。建立健全的工程建设和管理体制、投融资体制、等有关安全保障措施及政策。

4 针对怎样有效地开展保护和修复的作业,提出了以下四条供参考:

(1)建议足够重视水资源在防止水土流失方面以及在建设生态中的影响。合理利用好水资源是进行生态修复的重点和保障,立足现在,放眼未来,要把生态修复这一新举措、新思路落在实处。

(2)理清思路,落实防止水土流失以及生态修复工作。防止水土流失以及生态修复是一条全新的思路,与普通的水土流失治理工作相比,其内容的核心、组织管理方法,有明显的区别,另外,在各个区域,进行生态修复的工作核心也不同。

(3)根据区域不同的特点开展因地制宜工作,根据创新的生态修复开展更高层次的创新工作。使作物种植的比例趋于合理化,进行增麦、压豆、增饲等办法,也就是说将轮作制变为豆类、小麦、经饲制,贯彻耕作制推行耙茬、少耕制的保障水土耕作办法,另外进行秸秆还田,使土壤内有机质含量增加的工作。

(4)突显重点,深化综合整治生态环境的改革。使污染物控制管理合理化。积极进行水环境的综合治理,保障饮用水源无污染。

参考文献:

[1]林泽云.对流域规划实现防洪安全保障措施[J].中国水利,1999(7).

[2]吴浩新.太湖流域对于洪水调度的方案[J].湖泊科学,2000(1).

河流生态修复的措施篇3

关键词:河道;生态修复;技术措施;修复原则

中图分类号:TV85文献标识码: A 文章编号:

引言

河道生态系统是流域生态系统的一部分,人类在水利方面对河流的研究和开发利用已达到相当高的水平,但从生态角度研究河道生态修复课题是近年才开始的。河道生态修复技术是一项清洁环境的低投资、高效益的技术,它可以建立一个与周围环境相互协调、协同发展,保持社会经济可持续发展的良性循环系统。

一、河道生态修复的必要性

人类在河道整治取得经济快速发展的同时,也给河道带来了致命的后果,导致河道生态环境严重恶化,现已发展到了必须尽最大可能修复河道生态环境、恢复或重建河道生态系统的境地。究其原因如下:

1.1生物多样性减少。河道整治改变了水体流动的多样性,许多生物生息地环境改变甚至消失。随着生活水平的不断提高,在人们对河道环境的要求越来越高的今天,提倡河道的生物多样性具有重大的现实意义。

1.2自净能力降低。天然河道均具有一定的自净能力,水泥衬底和护衬割裂了水体与土壤的关系,使水体与土地、生物和环境相隔离,导致河道的自净能力降低。为了保证河道水体功能符合预定功能的要求,必须确保河道有较大的自净能力。

1.3生态系统的可持续性受阻。对河道生态系统的开发、处理,必须考虑河道生态系统的可持续性,协调人与河道之间的关系,维护河道生态系统的可持续性,故河道的生态修复不仅是对传统河道整治的补救措施,也是今后河道整治的良好借鉴模式。

1.4洪涝灾害的危害增加。河道被裁弯取直使河道束窄加深,硬化覆盖使河床不透水面积增加,导致河道泄洪功能减弱,给防洪带来了隐患,导致洪灾总体风险不断增加。

二、河道生态系统修复原则

2.1自然原则

使河道完全恢复受人类干扰前的原始状态几乎是不可能的。河道的生态修复趋向于运用自然材料。如使用木桩、抛石、沉石进行护坡护岸,河堤采用乔、灌、草立体防护。在河道内营造适宜的生物栖息环境,增设过鱼通道,调整河道结构,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩与沙洲等,模拟自然状态,创造良好自然环境与景观,促进自然生态系统良性循环。

2.2生态原则

因地制宜发展稳定塘,人工湿地及生物栅,生物浮岛等处理技术,重视河岸植被建设,构建河流生态走廊,治理与控制河堤水土流失,在水域内,种植各种喜水、耐水植物,发展水生动物,提高水域生物净化功能。既可降低费用,又可实现对污水处理工程难以处理或处理费用较高的污染物的有效控制,既具有景观效应,又可改善局域气候,提高生物多样性保护等生态功能。

2.3整体景观原则

生态修复要从三维空间考虑,统筹进行上下游、左右岸,由河底至堤岸多层次立体修复,社会经济发展模式优化与河流各要素恢复相结合,统筹考虑沿岸的土地利用,水土保持,水资源利用等多方面的整体要求。河流生态修复工程设计中应考虑景观美学要求,合理规划河岸带宽度,控制污染,突出景观设计,尽显回归自然,将河道景观与周围社区环境有机地融为一体,满足居民的休闲娱乐与亲水需求,将治理、净化、修复与环境景观美化有机统一,营造人水和谐的生态空间。

三、河道生态修复技术措施

3.1先期处理技术

河流生态修复的前提是进行必要先期处理,实施污染控制和治污。如若不进行先期处理,许多以生态修复为基础的技术就无法开展。先期处理技术包括:外源性控制技术和内源性控制技术。

(1)外源性控制技术

发达国家进行河道生态修复的经验表明,要发挥河道的生态功能,控制污废水直接排放入河道是减轻河道污染的根本措施。河道水质的恶化主要是由外界输入的大量营养物质在水体中富集造成的,切实控制外源性营养物质的输入,是河道生态修复的重要前提。为此,必须加大外源性营养物质输入控制技术中的截污工程和引排污染源工程的建设力度。

(2)内源性控制技术

大型水生植物大多具有吸收河道内源性营养物质的功能,某些植物的根茎还具有抑制底泥中营养物质释放的功能,这些大型水生植物在生长后期又能较方便地去除,从而带走河道中过多的营养物质。同时,一些植物对藻类包括形成水华的微囊藻有抑制作用,因此通过种植水生植物可在一定程度上实现控制内源性营养物质污染的目的。

3.3形态修复技术

天然河道是蜿蜒弯曲、不规则的,在传统的河道整治中,为了便于进行规划建设或满足现代航运需求,许多蜿蜒曲折的河道被裁弯取直。自然蜿蜒的河道形态能降低河水流速,自然河岸可通过水体渗透和两岸植物的储水起到调蓄洪水的辅助作用,被水泥和钢筋混凝土加固了的河岸阻止了水体的自然交换,导致洪灾总体风险不断增加。同时,河道形态的直线化改变了原有河道的水流流态,水生鱼类也失去了栖息地,对生态环境产生不利影响。在河道整治的工程中,应尊重河道的天然形态,避免直线和折线型的河道设计,通过保持河道的蜿蜒性来保护河道形态的多样性。

3.4生态河堤修复技术

河堤具有廊道、缓冲带和植被护岸等功能,不仅可为防洪安全提供可靠保障,同时还是一道人水相亲的风景线。因此,不仅要高度重视加固堤防工作,而且要同步实施河堤的生态修复工作,把河堤建成防洪和生态兼顾的绿色坚固长廊。通过河堤建设,使河堤符合防洪标准;通过实施河道沿线景观综合整治工程,使河道实现水清、景美的目标,成为自然景观与人文景观相协调的河道生态景观区。

3.5人工湿地处理技术

人工湿地植物根系的输氧作用及传递特性使人工湿地生态系统呈现连续的好氧、缺氧、厌氧状态。在此过程中,60%以上的总氮通过硝化作用和反硝化作用被脱除。人工湿地对氮的去除主要依靠微生物的氨化、硝化、反硝化等作用完成。湿地植物吸收约8%~16%的总氮作为自身的营养成分,用于合成植物蛋白等有机氮,进而通过植物的收割而去除。人工湿地处理是近年来迅速发展的生态污染处理技术,可处理多种工业废水和农业污水。人工湿地利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重作用实现对污水的净化,这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地对有机污染物有较强的降解能力,废水中的不溶性有机物通过沉淀、过滤作用,很快地被截留并被微生物利用;废水中可溶性有机物通过植物根系的吸附、吸收及代谢降解等过程被分解去除。随着处理过程的不断进行,湿地中的微生物也繁殖生长,通过对填料的定期更换及对植物的收割而将新生的有机体从湿地生态系统中去除。

3.6生态水体修复技术

河道生态修复的首要任务是水体水质的修复:一是控制污染物流入,增加水量,稀释污染物,输移污染物,提高水体的纳污能力,提高水环境容量和水环境承载能力。二是采取工程措施提高河道本身的自净能力和恢复水体水质,主要方法有:通过水利设施调控引入污染水域上游或者附近清洁水源的水进行冲刷、稀释污染河道,以改善河道水环境质量;加大河道的枯水期流量,增加河道的稀释能力。人工增氧的应急方法,对河道水环境的改善具有极其重要的作用。人工增氧能加快水体中溶解氧与污染物质之间的氧化还原反应速度,提高水体中好氧微生物的活性,加快有机污染物的降解速度。

结束语

总之,生态修复是一项复杂的系统工程,必须依靠自然的自我修复能力,并辅以适当的人工措施,才能恢复河道生态系统的功能,恢复河道的生机与活力,使河道成为水量充足、水质良好、生物多样的良性可循环生态系统。

参考文献

[1]刘小梅.现代城市河道生态修复方法与实践[J].山西水利科技,2010,(04).

[2]夏振尧,许文年,戴爱方喜,等.城市内河滨水堤岸生态修复技术探讨[J].中国水土保持,2005.

[3]赵彦伟,杨志峰.城市河流生态系统修复刍议[J].水土保持通报,2006,

河流生态修复的措施篇4

关键词:截污控源生态修复治管并重

中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号:

1、引言

城市河道水系不仅仅具有“行洪、排涝、灌溉、航运”等功能,还具有保护生存环境、保护自然等各项生态功能,对城市生态建设有着重要意义。随着人们对环境质量的要求越来越高,生态宜居城市目标的逐步明确,河道水系成为城市生态系统的重要组成部分。城市河道水系的功能已经由传统的防洪、排涝等一般水利建设观念向建设“安全、舒适、优美”的水环境观念转化。在河道综合整治工程中,充分利用和恢复河道自然生态特征已开始逐渐为人们所接受。尊重河流的自然规律,维持河流的地貌和水文特征,保证城市河流水质,协调城市建设与城市河流的关系,是城市生态建设过程中的基本方法和出发点。

2、河道生态整治的主要措施

河道生态整治要以全局的眼光队和网进行整体规划、部署,有针对性的采取治理措施,全方位地进行综合整治,以恢复和提高河道的综合功能。整治措施主要包括截污纳管、雨水过滤、水环境修复等。

1)截污纳管

截污纳管是改善城市水环境质量,实现雨、污彻底分流,提升城市品位的重要手段,是改善和保持城市水环境质量,实施水环境整治“治标又治本”的一项重要举措。

2)雨水过滤

雨水过滤针对大量污染物质通过地表径流流入水体,采用过滤系统去除部分地表径流中的污染物质。其系统主要由滞留区、入渗区和植物措施三部分组成。在滞留区中地表径流经过沉淀,可去除其中部分颗粒污染物及少量溶解性污染物。入渗区主要功能是短暂贮存雨水,雨水在下渗过程中被入渗设施中的砂石等滤材或下层土壤所滤除,同时消减径流尖峰流量,减少水患。植物措施是利用地表植被来过滤并吸收径流污染物,并降低径流流速,防止表土冲蚀,提高雨水入渗、并且从系统中排出。还要通过岸边湿地带,以进一步提高入河水质。主要的植物性控制设施有草带与草沟,滤床滤料一般为砂子与卵石。

3)内源清除——水环境修复

水环境污染是典型的生态问题,因此用生态学方法使其得到最终解决,恢复河道生态景观。

水环境修复技术,包括物理修复、化学修复、生物-生态修复。

⑴物理修复:主要指通过河道疏浚清除河底受污染的底泥,或者通过河道曝氧复氧改善水环境。

■ 河道疏浚

河道疏浚技术成熟、常结合河道整治、航道工程进行,适宜大范围使用,但长期效果不好。

■ 曝氧复氧技术

曝氧复氧技术是增加水体溶解氧、提高水体氧化作用、改善水体质量的有效手段。曝氧,就是通过扰动水体,促进水体溶解空气中的氧气,从而提高水体的溶解氧。常用方法有在水面或者水下配备曝氧充氧机。

图-1曝氧充氧机及工作原理

在遇干旱季节、无法配引水或者突发污染事件时,可结合区内河、湖沿岸景观布置,在河道和湖泊内设置一定量的曝氧充氧机,对水体进行曝氧复氧处理。

⑵化学修复:主要指依靠环保的化学制剂与河底污染物发生降解反应,使污染物浓度降低或者毒性降低。该技术也具有精度要求高,施工难度大,难以大范围推广的劣势。

⑶生物-生态修复:是近年来发展起来的新兴技术,遵循改善自然环境与净化水质相结合的原则,以生态系统理论为指导思想,以模拟自然、接近自然为设计理念,充分考虑动植物的生态环境,以水生植物为先导,按照植物适宜的生长水深,恢复与优化水生与湿生植物,构建由湿生——挺水——浮水——沉水植物组成的全系列生态系统,并结合微生物、底栖生物和鱼类的引入,通过水生植物与动物的联合作用以及生物调节,形成一个可自我维持、达到良性循环、具有生命力的水生系统,改善水体水质和水生态环境。生态修复技术是以较小的工程量最大限度清除水体污染物,保持河流健康、可持续发展。

■ 植物措施

作为生态河岸,植物措施是河岸的重要组成部分。可尽量利用本地植物为主,尽少引种外来植物。水生植物的选种应考虑对提高水质自净能力有益的种类。另一方面,亲水植物应能为多种动物群落创造合适的栖息环境。水生植物的种植范围应有所限定,避免造成对河道的侵害。植物品种的选择应兼顾景观需要,考虑能适应不同季节,以及具有一定的观赏价值。

■ 生态塘处理

生态塘是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统。在太阳能(日光辐射提供能量)的推动下,通过生态塘中多条食物链的迁移、转化和能量的逐级传递、转化,将进入塘中污水中的有机污染物进行降解和转化,最后不仅去除了污染物,而且以水生作物、水产的形式作为资源回收,净化的污水也作为再生资源予以回收再用,使污水处理与利用结合起来,实现了污水处理资源化。

图-2人工生态系统示意图

在城市郊区的农业保留区内,将一些地处低洼处、污染较重的湖、塘等设置为生态塘。受到污染的水进入这种生态塘中,其中的有机物不仅被细菌和真菌降解净化,而其降解的最终产物,一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源,以太阳能为初始能源,参与食物网中的新陈代谢过程,并从低营养级到高营养级逐级迁移转化,最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物,从而获得可观的经济效益。

■ 人工湿地处理

人工湿地系统是在一定长宽比及地面有一定坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合组成填料床,污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动,或在床体表面流动。在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高的水生植物(如芦苇等),形成一个独特的动植物生态环境,对污染水进行处理。其显著特点是对有机物有较强的降解能力,废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快地被截留进而被微生物利用。废水中可溶性有机物则可植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。随着处理过程的不断进行,湿地床中的微生物也繁殖生长,通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。湿地对氮、磷去除是将废水中的无机磷和磷作为植物生长过程中不可缺少的营养元素,可以直接被湿地中的植物吸收,用于植物蛋白等有机体的合成,同样通过对植物的收割而将它们废水和湿地中去除。

这种处理系统的出水质量好,结合景观设计,种植观赏植物改善风景区的水质状况。其造价及运行费远低于常规处理技术。英、美、日、韩等发达国家都已建成一批规模不等的人工湿地。这种方法可处理多种工业废水,包括化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各种废水,因此,也适合于在工业区内设置。杭州市在应用生态修复工程治理和流水系、平原湿地等方面已经走在全国前列,使用生态修复技术、工程技术、环境技术等综合技术建成的西溪国家湿地公园就是一个完美的例子。

■ 生物浮床

生物浮床技术采用无土栽培技术和生态修复原理,将香根草、菖蒲等植物中置于浮床上,通过植物在生长过程中吸收河道水体中的有害物质,加速有机污染物的分解、从而达到改善水质、提升水环境质量的目的。在较宽的河道沿岸、桥边等易于管理的位置设置生态浮床,改善水质和河道景观。

图-3生物浮床

4)长期监管

整治完成的河道需进行保洁、设施维护、排水口情况调查、水体清洁、绿化养护、生态项目养护、闸站设施及配水等工作。不仅仅要治,更要确立长期监管机制,巡查、养护到位,才能确保河道整治的成果。

3、结束语

随着生活水平和人居环境质量的提高,人们越来越向往“小桥流水”如诗如画的生活、学习环境,向往“碧波荡漾,鱼鸟成群”的自然美景。希望通过对河道的排污整治及生态修复,能从根本上改善河道水质,构建健康、稳定的水生生态系统,提高水体的自净能力,营造更加自然的水生生态景观,使水体与周边优美环境相融合,满足人们的亲水、休闲的需求,进一步体现了人与自然的和谐相处。

参考文献:

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河流生态修复的措施篇5

[关键词]十五里河 巢湖 流域治理 水质改善

[中图分类号] X52 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-336-3

0前言

随着我国工业化和城镇化的逐步发展,流域水资源短缺、水资源浪费和水环境污染三种现象已成为影响社会经济与生态发展的主要问题[1]。

我国流域没有进行过系统科学的治理,其存在工程建设标准偏低、防灾能力差、水资源开发利用低、水土流失严重等问题,致使小流域的综合治理的水平与社会经济的快速发展有较大差距[2]。

水污染的流域性是我国水污染主要形式特点,由于流域作为我国水资源自然形成的基本单元,所以水污染分析也应以流域为基本单元[3]。

流域治理应从单纯的点源治理向面源、流域、区域综合整治发展,从侧重污染的末端治理逐步向源头和工业生产全过程控制过度,从分散的点源治理向集中控制与分散治理相结合,通过全流域范围内水陆并进,技术措施和管理措施同时进行,来科学高效的改善流域水环境问题[4]。

流域水环境治理首先应对湖库等水体的外源污染进行有效控制,之后是去除水体内源污染负荷,最后进行水生生态系统的恢复和重建[5]。入湖库河流在为湖泊、水库等水体输送径流水源的同时,也输送了其携带的大量污染物,造成湖库汇水区域水环境的恶化。因此,湖库流域水环境改善应重点考虑入湖库的河流控污及水质改善。

十五里河是巢湖主要入湖河流之一,其水质状况显著影响巢湖水体环境[6]。改变巢湖污染现状,必须对入湖河流水质进行改善治理。

本文针对巢湖十五里河流域现状,提出十五里河流域综合治理措施方法,以期解决十五里河水质污染问题。

1十五里河概况

巢湖十五里河原属南淝河右岸支流,河口在马家渡入南淝河,1957年修建兴集排灌站时,改道直下巢湖,成为巢湖的一级支流。十五里河位于合肥市西南郊,发源于大蜀山东南麓,自西北流向东南,流经高新区、政务区、包河区,在义城镇李荣处汇入巢湖,是合肥市区西南部主要行洪通道之一,河道弯曲,源短流急,洪枯水位变化大,汛期长受巢湖水位顶托,下游易受洪涝灾害。十五里河在上游建有人工湖泊天鹅湖,在天鹅湖下游采用溢流坝蓄水,根据设计,天鹅湖水体100年一遇洪水位为31.12m,坝顶高程为30.50m,坝长60m,下泄流量为45.40m3/s。十五里河全长35km,流域面积105.66km2,河宽2-33m,河道平均坡降0.72‰,不能通航。自天鹅湖以下至入巢湖口长度为26km,是城市重要涉水景观,天鹅湖以下由于生产生活污水排放和缺乏水源补给,水体污染严重,河流生态环境较差[7]。

2十五里河流域污染现状

十五里河流域周边发展速度快,人口众多,人为产生的生活污水未经处理直接排放至水体环境中,增加了十五里河水质负荷。为加强十五里河水环境保护责任,合肥市针对十五里河组织并实行“河长制”,同时在希望桥设有国控监测断面,综合监测结果显示,十五里河不同区段水体TN、NH4+-N、TP含量呈现连续性超标,水体COD呈现间歇性超标现象。

十五里河入湖水源为沿岸支流水源补给和地表径流汇入,十五里河水量比例为:地表径流43%、排污口排放41%、支流入河16%。十五里河以1.2%的入湖水量,贡献了2.3%的入湖COD、6.2%的入湖TP、6.95%的入湖氨氮,分别占全部入湖河流的42.92%、31.17%[8]。

十五里河流域整体呈现截污不彻底、污染来源较多、河道生境差的现象。将十五里河分段进行污染分析,结果具体表现为:

2.1上游

十五里河上游是水利退化、城市面源污染、水质污染以及生态破损等问题最为突出、也最为集中地区域。上游河道缺乏清洁水源补给,截污不彻底,河道补水主要来自于污水排放;河道比降大,通过滚水坝保水,河道淤塞,影响水质和行洪;城市面源污染严重忽视,城市的土地利用、新建道路和小区等设施没有充分考虑城市面源污染控制;硬质化岸坡,生态元素缺失。

2.2中游

十五里河中游水质受支流入河影响明显,究其原因,支流水质污染也是未实施污染截排的结果;无河堤,河道比降趋缓,自然河道形态保留较好;岸坡植被覆盖良好,以灌草为主,多样性差,景观杂乱,沿岸乱建情况普遍,生态空间受到挤压;农业面源尚缺乏有效控制。

2.3下游

十五里河下游水体条件趋好,水质污染相对较轻、河道淤积严重、生态系统适应重污染河道特征明显。十五里河下游由于河势开敞,水利条件进一步趋缓,生物过程展开较为充分,对水质改善有一定好处,但同时受到上中游来水和污水处理厂排水的累加效应明显,底泥淤积更加严重;岸坡植被覆盖良好,以灌草为主,多样性差,景观杂乱,沿城市建设大规模展开,生态空间面临挤压。

3十五里河流域治理措施

巢湖是全国重点防治的“三河三湖”之一,其水污染成因复杂,其中入湖河流水质严重影响巢湖水体状况。

2011年,安徽省宣布取消巢湖低级市,将原巢湖市所辖区域分别规划合肥、芜湖、马鞍山3市管辖,巢湖成为合肥市的内湖。合肥就巢湖水污染问题制定一系列治理措施,最终将巢湖的治理目标制定为,至2015年巢湖环湖主要河道水质趋于好转,南淝河、十五里河、派河等重污染河道水质从现状的劣Ⅴ类达到Ⅴ类及以下,国控考核断面水质基本达标,湖区蓝藻爆发得到初步抑制。至2020年,巢湖环湖主要河道水质明显改善,南淝河、十五里河、派河等重污染河道水质由Ⅴ类达到Ⅳ类及以下,国控考核断面水质全部达标,湖区蓝藻爆发得到有效抑制。

鉴于相关要求及十五里河上、中、下游在水利退化、污染源、水质污染以及生态破损等方面存在的问题各不相同,其治理重点也应各有侧重,治理措施应遵循河段差异性的策略。

3.1十五里河入河污染控制措施

河流、湖泊水体水质逐渐变差,造成此类情况的主要原因是由于污染物的不断输入造成[9]。

对十五里河周边考察发现,十五里河入河污染物众多、污染成分复杂,点源、面源污染并重。

针对此情况,结合十五里河周边情况,制定合理的治理措施。

(1)十五里河沿岸排污口并未完全实施截污,排污口污水水量变化大、水质成分复杂,严重影响十五里河水质状况。故对现有排污口进行截断,修建污水管网,将产生的污水引入现有污水处理厂进行处理,提标排放,以达到入水水质标准。

(2)十五里河现有污水处理厂出水水质无法达到地表水水质标准,需进一步提升标准以适应入河水质指标。经研究发现,污水处理厂尾水可以通过修建人工湿地等措施进行深度处理,进一步削减污染物含量,以减轻入河水体负荷[10]。

(3)十五里河河道周围面源污染及雨水径流污染对河水水质影响较大,如十五里河上游合肥市面源污染、中下游农业灌溉面源污染、雨污未完成分流等都导致十五里河水质变差。针对这种情况可通过新建城区低影响开发规划建设、修建生态护坡、生态沟渠、生态缓冲带、推广测土配方施肥等措施,对入河面源污染物及雨水径流污染物进行源头控制及径流削减净化[11-12],改善入湖水质、水量,以降低十五里河水体污染负荷,同时污水的生态环境治理措施(生态护坡、生态沟渠、生态缓冲带等)可以起到一定的景观美化效果[13]。

(4)十五里河中游入水河流较多,可以对入水小流域示范区河岸采用人工湿地净化技术,通过建设人工湿地,恢复生态植被,截留入河水体污染达到降解污染物和改善水质的目的[14]。

(5)畜禽养殖业的发展产生大量水体污染物质,明显的增加水体好氧废弃物,减低河流自净功能,导致河道水质变差[15]。根据合肥市城市总体规划,十五里河流域大部分成为城建区,因此将农业源中的规模化畜禽养殖业完全取缔,进一步削减入河农业面源污染含量。

3.2十五里河水体水质治理

大量污染物排入河道后,污染物浓度过高,即使有大量水源进行稀释仍不足以使污水达到可允许的浓度,甚至水中溶解氧降至零而发生厌氧分解,产生甲烷、硫化氢等臭味气体[16],即使停止污水排入,也需要很长时间,才能恢复水体的正常状态。且河道长期受到污染,底泥中污染物积累量大,仅仅依靠河道的自净能力难以恢复水质,故针对十五里河受污染状况,建议河道实施相应措施,提高水体的自净能力。

根据十五里河流域不同区段水体水质的具体情况(如黑臭、富藻水体等)选择人工曝气增氧技术、微生物强化技术(高效复合微生物菌群技术、固定化细菌技术等)、生物膜技术(人工填料接触氧化法、薄层流法、伏流净化法、砾间接触氧化法、生物活性炭净化法等)[17-18]等河湖水质强化净化技术加强对十五里河水质的净化作用。

同时可以在适应当地自然条件的基础上,选择合适地点,通过建设人工湿地,降低水流速度,增加水体滞留时间,恢复生态植被,通过水生植被对污染污的同化吸收等作用,达到降解污染物、改善水质的目的。利用水生植物净化受污染水体已被证实为一种有效且环保的方法[19]。

水生植物作为主要初级生产者,在水生系统中有着不可替代的作用。

当水生植物丰富时,水体表现为水质清澈、溶解氧高、藻类密度低、生物多样性高等特点,同时水生植物对水体内污染物具有一定的去处效果,可以起到较好的净化水质的目的。

在湿地区域修建生态稳定塘和不同类型的人工湿地,进一步降解河流水体中污染物,改善水质现状,构建河流健康生态系统,增加水体景观效应[20]。

3.3十五里河内源治理

十五里河入河沉积物不断累积,导致河床抬升,不利于行洪,同时水体中部分污染物随河流沉降在河道底部,降低河道容量,并且形成内源污染。河道中底泥持续向水体释放营养元素,导致水体污染负荷增加[21]。

根据十五里河底泥厚度、成分调查分析表明,十五里河部分河段底泥堆积厚度过高,且底泥氮、磷等营养元素含量超标。故需对这些河段采取清淤处理,以降低内源污染负荷,改善水质污染现状。底泥原位修复技术(如微生物底泥消解技术、生态网捕技术等)能够有效消减污染物含量,控制底泥污染物释放,减轻河道水体污染负荷,控制内源污染,改善水质[22]。

4结论

巢湖水环境问题解决迫在眉睫,对主要入湖河流十五里河污染现状及原因分析能科学合理的为巢湖流域水环境问题提供解决方案。

对十五里河污染现状及原因进行详细分析,在此基础上提出不同的治理措施(如入河污染的截留、河道缓冲带建立、污水处理厂污水提标改治)对十五里河入湖水源、水体水质、内源污染进行整治,可以有效的解决十五里河污染现状。

通过这一系列生态环境整治措施,不仅削减入河污染物含量提升十五里河水质状况,同时提高了区域生态环境,最终促使巢湖水质改善提升,进一步的改善巢湖水环境,还巢湖水清岸美的生态大湖风光。

致谢:文章部分内容参考中国合肥门户网址(http://)及中国第四届湖泊论坛关于巢湖十五里河的资料,特此感谢!

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河流生态修复的措施篇6

关键词:生态修复;水利水电;水土保持;生态建设

1引言

水资源的有效利用和我国经济的快速发展息息相关。长期以来,我国经济发展一直受到水土保持问题的制约。由于我国在改革开放以后,经济发展速度非常快,相关单位在追求经济发展时忽视了生态环境的保护,导致在大多数地区造成了严重的水土流失问题。为了有效解决我国水电项目建设中水土流失的根源,减少因水土流失引起的肥沃土地的侵蚀问题,我们必须采取必要的措施来控制水土流失,改善环境问题。提高在水土资源利用建设和水土保持方面的作用,有效解决水电工程建设中的环境问题。

2生态修复技术及其应用作用

所谓的环境修复技术通常是指人类通过观察分析自然界的生态系统的修复规律,通过人工创造适宜的生态环境来达到加快生态修复的速度的技术。但我们所说的生态恢复并不是直接的功能恢复,而是生态状况的改善,保护植被的多样性以及集中精力于自然生态系统的重组,管理和发展。从某种意义上说,人们不能直接恢复自然生态系统,但可以通过科学技术手段为自然恢复提供良好的外部环境,并可以加快自然生态系统的恢复速度。将环境修复技术应用于水土保持生态建设,在环境修复过程中可以适当地利用丘陵地区的水土资源来提高土壤的修复能力,并充分利用土壤的经济和社会效益。水土保持建设要求通过造林改善土壤资源的利用并改善环境条件。作为一门交叉学科,可能会涉及地质学科、生物学以及环境科学等学科,所以整个环境项目的建设非常复杂。因此,我们需要加强环境修复技术领域的研究,结合国家法律法规,做好环境规划,促进积极的生态系统循环,加强水土流失控制,以实现水资源的可持续保护和水电行业开发建设的目标。

3水电水利工程项目水土流失特征分析

3.1以点、线为分布特征的水土流失

在水电水利工程中,典型的线性项目包括灌溉项目、输水渠道项目等。这种类型的项目通常具有相同的特点,即项目的线路相对较长,最短的项目也应持续数十公里。在项目建设过程中,受到地形影响,施工过程可能要穿山越岭,通过峡谷以及丘陵等地形,这直接增加了防治水土流失的工作复杂性,并且水土流失也会呈现出线性分布的特点。在建设水电水利项目时,员工通常必须提前进行场地修复,有的项目在相对狭窄的地区(如山脉和森林),交通非常封闭,这增加了施工的复杂性。因此,正式施工前的修整工作量比较大。实际上,这样不仅会导致水和土壤的平衡以及影响地表植被的生长,并增加发生土壤侵蚀问题的可能性。如果要避免在水电水利项目的施工中遇到上述问题,则需要适当地进行施工准备,确保场地平整,彻底清除场地污染并为正式施工创造适当的条件。

3.2对植被长久的破坏性

水利水电项目一般占地比较大,所以对该地区的植物一般不能很好地保护,其次在水利水电项目的建设中,大部分土地用途都是永久性的,这代表着该土地被长久征用。同时,高强度的建设项目还将在土壤底面进行破坏从而引起硬化,这将使土壤参与到生态平衡的过程变得复杂。此外,在水利水电项目的建设过程中各种建筑材料也会影响该地区的土壤,降低土壤肥力,从而影响生态环境中的生态平衡的自我修复。长期的占用不仅会造成水土流失,还会在一定程度上造成水土流失后续的修复工作的困难程度以及不可修复问题。

4甘肃省疏勒河流域基本情况

在甘肃省的河西走廊西侧就是疏勒河流域所处的位置。疏勒河流域总面积为20197km2,作为甘肃省的主要内陆河,经过数年的开发和创建水保护项目,最初创建了主要的工程系统,该系统主要基于存储,实施,修复和排出。如今,在昌马,双塔和赤金峡灌区,共有三个水库,总容量为4.722×108m3。整个流域共计20条主干河道450km,沿线分支河道14条,总长度达123.55km,下属斗渠总计634条,总长度达1.25km,6247条农用渠2950km,现阶段已经建立了较为完善的灌溉系统,这是甘肃省灌溉的主要区域中的一个。5水土保持的现状分析当前,中国经济仍处于快速发展阶段,继续刺激着各行各业的发展,并伴随着经济发展,增加了对能源和资源的需求,但是大需求开发与建设严重影响了生态环境。为了避免环境的进一步恶化,国家生态环境部了一些指导方针和措施,例如:加强水土保持,同时加强管理和监测。水土保持工作是一项长期而艰巨的任务。为了达到保护环境的目的,就必须对地表土壤进行稳固,那么水土流失就必须得到控制。生态环境是关乎全国人民健康生活的依托,并不仅仅只是政府部门应关注的问题,所以每一个公民都应该保护生态环境方面尽自己的绵薄之力,这样才可以对生态环境进行有效的改善,从而实现自然与人类社会的和谐发展,并发挥出人的领导和管理作用。

6生态修复在水电工程水土保持生态建设中的应用

6.1提高人们水土保持意识

相关施工人员应科学地选择一种环境恢复方式来控制水土流失,以实现改善和恢复环境的目标,这与社会的可持续发展目标相吻合。此外,施工人员在水利水电项目施工过程中必须严格按照我国的相关法律法规进行水土保持工作的开展,需要可观认识到我国目前正面临着严重的水土流失问题,需要采取适当的控制措施。建设项目可能对环境或土壤造成巨大破坏,并消耗更多地土地和水资源。因此,在创建水利工程项目时,应进行适当的水土保持工作,以不断改善土地资源,并利用水资源。此外,在施工过程中,首先必须要加强环保意识的宣传,并提高施工人员自身的环保意识,制定更加科学的水土保持计划,不断提高水土保持工作的有效性与可持续性。

6.2生态修复主要技术途径

6.2.1退耕还林还草从我国目前的水土流失情况看,坡耕地是水土流失最严重的耕地类型。如果坡度高于25°的坡耕地不采用农田退耕还林和种草的措施,那么现阶段的土壤侵蚀状况将不会出现改观。近年来,我国积极倡导诸如将耕地恢复为草皮树林,以及进行一定的粮食补贴等措施。一方面,这可以增加陡坡上的耕地转变为森林和牧场的面积,另一方面,可以增加人们的收入。因此,我们必须积极利用国家退出的相关政策来支持环境修复工作的实施。因此,我们需要加快退耕还林政策的落实和实施,并做好保护水利水电生态建设的保护工作。

6.2.2封山禁牧、舍饲养畜在积极实施退耕还林政策的基础上,再辅之封山育林,禁止放牧等措施,从而保护水利水电工程周边植被,逐步恢复生态。除此之外,还可以进行人工培养管乔木及草混合的植被覆盖工程,通过加强山体的自身固水固土能力,通过封山禁牧,围栏喂养,轮牧休牧,圈养等方法,也是减少对自然生态的破坏的一种措施。加强畜牧业的控制对于生态建设和半农半牧区的恢复起着至关重要的作用。

6.2.3综合治理(1)沿河环境修复技术。引入该技术的目的是减缓河流生态系统的退化,确保河流生态系统的健康发展,并确保水平连通性和垂直河流连续性。此外,可以在河岸上建立生物隔离带,不仅可以防止对河面的污染,而且可以丰富河流水生物的营养来源,并为生物栖息地和植被的生长创造有利条件。(2)经济发展过渡环境修复技术。通过一项种植果树和谷物的立体种植方式,并积极利用山区的自然坡度进行发展,从而增加土地利用率,促进作物轮作制度并提高生产力。(3)开发建设生态退化修复技术。对于正在开发的水利水电项目,如果对环境造成破坏,应立即停止该项目的建设,重建该项目,并使用具有高生存能力和高适应性的植被进行环境修复,以便更好地控制水土流失,从而取得更好的水土流失控制收益。

6.3做好表层种植土的保护工作

在目前环境恢复的情况下,最重要的是土壤资源的恢复和保护,土壤质量直接影响环境恢复的结果。过去,在水利水电项目中使用了相对广泛的施工方法(例如开挖弃渣)来进行施工,就会导致土壤遭到破坏。同时,工程矿渣在施工后被倒回到土壤中,导致回填土壤中无法再种植植物,植物也无法吸收土壤中的养分和水分。因此,在水利工程建设中必须注意水土保持,施工技术容易破坏土壤表面施工残渣容易破坏地表植被。为此,我们必须保护表层土壤和地表的植被,以防止发生水土流失问题。

6.4减少生态植被的破坏,维护其原有生态系统

在开始水利水电项目时,必须减少对现有生态植被的破坏并保护原始生态系统,这才是最有效地生态恢复方式。水利保护工程的建设具有较大的破坏区域,这会导致原始表层植被受损,失去了自身的生态修复功能,肥沃的土壤被裸露的施工场地所取代,不仅会造成水土流失,而且还增加了植被恢复的复杂性。尽管水利水电项目施工在土地分配红线内进行,但并不代表可以随意在红线范围内建设。在施工过程中,应避开植被良好的区域,对施工用地进行严格监督,从而对土地的有效利用率进行提高。

6.5强化机制,加大投入水

水土保持工作是关系到人类生存和发展的重要措施,所以必须发动广大群中进行积极参与。很长时间以来,水利水电项目的建设很少关注防治技术性土壤侵蚀,特别是在建设资金不足的情况下,很容易减少对土壤和节水手段的投资。在水利水电项目的建设开始之初,有必要要求施工单位将保证水土流失的保护金以保证金的形式转交给地方自治政府的有关部门。同时,按照国家有关水土保持的法律,法规的规定,水利水电建设费用应包括在水电建设项目的总预算中。

6.6合理制定修复计划

我国国土幅员辽阔,人口基础庞大。每个地区的水域也不同。水土流失也显示出地区之间的明显差异。因此,应针对每个地区水土流失的实际情况制定恢复计划,并结合该地区的特点和相应的恢复技术,以确保制定出的恢复计划的合理性和科学性。由于水土流失的类型不同,我们必须同时坚持因地制宜的战略并采取针对性的措施。应该采取适当的科学和技术手段,以有效地利用环境恢复技术,并应根据生态学运力充分利用环境治理措施的重要性和作用,将树木,灌木和草等植被结合起来,使其各可以发挥出各自不同的优势,从而构建出一个层次分明的生态系统,从而对社会,经济和环境的和谐发展提供保障。

7生态修复工作开展的注意事项

首先,水土保持是人类社会发展的重要任务,需要广大人民的普遍参与和支持。但是,在目前的水电和水利工程建设过程中,各个施工环节常常忽略了水土流失的问题,特别是在施工时间相对较短和施工资金较小的情况下,更会减少水土流失防控的投入资金。鉴于上述情况,政府和国家有关部门可以在未来的发展过程中充分增加资金投入,为环境恢复的发展创造有利条件。同时,国家要完善有关水土保持活动的法律法规,将水土流失治理费用纳入水电和水利工程预算,以切实落实专项资金。其次,选择环境补救措施进行土壤侵蚀的原因主要在于改善和恢复环境。在创建和管理节水项目时,有必要做好项目保护工作,以实现对水资源的有效保护。最后,在水利和水电工程的建设必须在我国的有关法律允许的框架下进行。在正常情况下,工程项目通常对水土保持有明确的规定,在施工期间应考虑这些规定。施工部门还应采取必要的防护措施,统一维护和处置废渣,及时绿化坡面,提高施工人员的环保意识,同时还需要根据各地区的不同采取不同的防护措施,从而实现水土保持的可持续化发展。

8结束语

河流生态修复的措施篇7

【关键词】温瑞塘河;水环境;污染

0.基本概况

温瑞塘河是温州市境内十分重要的河道水系,分属于鹿城、瓯海、龙湾、瑞安等“三区一市”管辖。水源主要来自瞿溪、雄溪、郭溪(通称三溪)以及大罗山和集云山的山涧溪流。主河道北起鹿城区小南门跃进桥,向南流经梧埏、白象、塘下、莘塍、九里,再向西至瑞安市城关东门白岩桥,全长33.85公里,正常水位时河面一般宽度为50米,最宽处200多米,最窄处仅13米。它对温瑞平原的经济和社会发展起着十分重要的作用,被温州人民称为“母亲河”。

1.污染现状

20世纪80年代以来,随着温州市国民经济的迅猛发展,温瑞塘河水系的污染问题变得越来越突出。当前,水系存在诸多的水环境问题:

第一,温瑞塘河水体污染越来越突出。由于生活、工业、农业污水等长期大量排入温瑞塘河,污染物排放总量大大超过温瑞塘河的水环境容量,导致河道水质日益恶化,有的河段污染十分严重,黑臭现象突出,而且三级河流污染程度最严重。

第二,温瑞塘河河床淤积严重。由于长期缺少河床疏浚,加之流域内水土流失和沿岸垃圾、泥土入河,导致温瑞塘河河床淤积,致使温瑞塘河蓄水、过流能力大大降低,严重影响防洪排涝,也造成大量的内源污染。

第三,填占河道现象十分普遍。随着城市经济的发展,城市用地需求的增长与河道的保护产生了严重的矛盾。长期以来,由城市建设以及工业园区、房地产开发等产生的填占河道现象十分普遍。

2.温瑞塘河污染成因分析

造成温瑞塘河污染原因主要有以下两点。第一,工业污水、生活污水、农业污水等污水长期大量排入,造成温瑞塘河污染严重。部分市民环保意识较差,向河中乱排污水、乱倒垃圾等行为依然普遍存在。畜禽养殖业面广量大,畜禽粪便对温瑞塘河造成严重污染;农药和化肥的大量施用,也对温瑞塘河造成污染,促使了水体的富营养化。第二,河流底泥对温瑞塘河水体污染也十分严重。

3.整治措施

3.1引水冲污

针对温瑞塘河自身无清水补充,水体自净能力较差,导致水体发臭发黑的现象,可以通过引入清水置换河道水体达到改善温瑞塘河水质的目的。温瑞塘河整治工程实施以来,市区河道常年大面积黑臭现象得到一定的遏制,综合调水功能发挥了较大的作用。

3.2清淤

定期进行疏浚清淤,保持河床深度,保持河水清洁。疏浚清污用机械和人工相结合、并以机械作业为主的施工方法。污泥的消纳办法:一是征地、借地堆放;二是利用河道疏浚的泥土将地势低洼的易涝农田填筑加高等。

3.3截污纳管

针对目前已存在的各种排污口,要采取各种有效措施进行截污。第一,城镇地区沿河专门设置截污管,统一纳入城镇排污体系。第二,对于没有条件建排污系统的零星村庄,修建截污管,生活污水要统一进行初步处理后,经排污管就近接入附近城镇排污系统。第三,对于工业废水,由企业自行净化处理达到排放标准后方可排人城镇排污系统;第四,加强对沿河排污企业的监管,严厉打击企业非法排污行为。至2011年12月底前,温瑞塘河沿岸30个片区(合计32平方公里)完成截污纳管建设任务。

3.4采取水污染控制与生态修复措施

根据温瑞塘河的实际,进行水污染控制与生态修复。河道水体的修复技术主要分外源性营养物质的控制技术与内源性营养物质的控制技术两大类。

外源性营养物质的控制技术主要通过污、废水的集中处理与构建生态河堤来实现。而构建生态河堤,是把河堤由过去的混凝土人工建筑改造成适合生物生长的仿自然状态的护坡,它具有适合生物生存和繁衍、增强水体自净能力、调节水量与滞洪补枯等优点。

内源性营养物质的控制技术主要包括生态工程技术、生化处理技术与生物强化修复技术等三类。

生态工程技术中的引水稀释、生态疏浚技术主要是通过工程措施,来改善水生动植物的生存环境,提高河道水体自净能力。

生化处理技术包括光催化降解法、杀菌除藻等措施。光催化降解法,通过在水中加入一定的光敏半导体材料,利用太阳能净化污水。杀菌除藻是利用化学药品来控制藻类,是快速有效的传统除藻方法,但只能作为应急措施,同时要及时打捞死亡的藻类。

生物强化修复技术包括人工曝气技术、水生动植物修复技术、生物浮床技术与生物膜处理技术。人工曝气是较常用措施,提高水中溶解氧含量,促进有机污染物降解速度。水生动植物修复技术,利用水生动植物吸附、吸收、转化等方式去除水体中的污染物质,并可抑制浮游藻类生长。生物浮床技术,是人工构建生物浮床为水生植物、水生动物提供生存环境,来消减水体中污染物质,达到净化水质的效果。生物膜技术,生物膜表面积大,为微生物提供较大的附着表面,利于加强对污染物的降解作用。

3.5管理措施

温瑞塘河整治是一项复杂的系统工程,各地各部门要各司其职,加强配合,做到职责分明,形成协调有力的工作机制,全力推进各项工整治作顺利进行,并继续加强宣传动,提高沿岸群众的环保意识,人人参与护河行动。

4.结论

温瑞塘河被温州人民称为“母亲河”,温瑞塘河日趋严峻的水环境态势,引起了社会的广泛关注。整治温瑞塘河污染,应从引水冲污、底泥疏浚、截污纳管以及卓有成效的管理措施等方面入手,多管齐下。只有这样,才能有效地解决温瑞塘河水环境污染问题,实现温州人民还我“江南水乡”的美好愿望。

【参考文献】

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[2]李军,应舒.温瑞塘河市区河道引水冲污工程的水利调度研究.温州大学学报,2006,2:88-90.

[3]徐一剑,曾思育,等.基于不确定性分析框架的动态环状河网水质模型—以温州市温瑞塘河为例.水科学进展,2005,16(4):574-580.

[4]王佳伟,曾思育,等.集成化方法在水环境综合整治规划中的应用.重庆环境科学,2003,25(11):141-142.

河流生态修复的措施篇8

【关键词】生态护坡;跌水;减(防)渗;冲刷

水是一切生命的源泉,是人类生活和生产活动中必不可少的物质。在人类社会的生存和发展中,需要不断地适应、利用、改造和保护水环境。水利事业随着社会生产力的发展而不断发展,并成为人类社会文明和经济发展的重要支柱。但由于传统水利由于更注重功能性的一面,而忽视了对自然生态环境的影响。随着我国经济的飞速发展,城镇化及工业化的不断推进,对河流的索取增加,使河流中生物生长环境及自然生态遭到破坏。

上世纪80年代以来,北京一直水资源紧缺,为了满足城市用水,三家店以上永定河水几乎全部引入市区,使三家店以下70多公里的河道长年断流,河道两边土地沙化,近些年永定河沙石采盗,致使河道内沟壑遍布,河床,每到冬春季节,西北风顺河道而下,京城顿时风沙弥漫。由于根本无水补给永定河,加上人口剧增及工业用水等,严重超采地下水,北京西部地区第四纪地下水已经全部枯干,永定河的生态系统已经受到严重破坏。因此,采取生态技术措施对河道生态系统进行修复迫在眉睫。

本文以北京市永定河山区河道生态修复工程为例,通过采取先进的生态技术及材料,如生态护坡、生态型跌水、生态减防(渗)等,达到恢复河道生态系统的目的。

1、永定河山区河道生态修复工程概况

永定河古称浑河、无定河,是北京地区最大河流,海河五大支流之一。永定河发源于山西省宁武县管涔山,流经内蒙古、河北,经北京转入河北,在天津汇于海河至塘沽注入渤海。上游黄土高原森林覆盖率低,水土流失严重,河水混浊,泥沙淤积,日久形成地上河。河床经常变动。善淤、善决、善徙的特征与黄河相似,故有「小黄河和「浑河之称。因迁徙无常,又称无定河。直到清康熙三十七年(1698),进一步疏浚河道,加固岸堤,将无定河改名为永定河。1954年建成蓄水22亿多立方米的官厅水库,才基本控制了上游洪水。二十世纪七十年代以来,随着全球气候变化,永定河流域持续多年干旱少雨,下游常年处于断流状态。1985 年永定河被国务院列入全国四大防汛重点江河之一。

永定河流域山区河道生态修复工程由干流生态修复工程、支流清水河生态修复工程和北部新城(军庄)生态修复工程三部分组成。妙峰山段是永定河干流河道生态修复工程的重点河段之一,位于北京市门头沟区下苇甸电站到军庄之间(桩号Y70+610~Y83+200),总长12.59km。妙峰山段的主要来水为下苇甸电站的尾水,每隔30天左右来水一次,流量为38m3/s。由于该段河道来水较少且渗漏严重,大部分时间处于断流状态,水土流失现象严重。

为了解决永定河妙峰山段长年断流引起的河床、两岸土地沙化、生态系统严重破坏等问题,拟采用生态技术措施对河道进行生态修复,恢复永定河生态系统,使之达到有水则清,无水则绿的治理效果。为了实现永定河生态恢复的目的,工程中主要采用了多孔植物生长砖、生态墙壁砖、生态鱼巢砖和生态石笼网等新型生态材料对河岸进行了护砌,为了解决生态恢复所必须的水资源问题,在河道内新建了多处生态石笼网缓坡跌水蓄积来水,另由于永定河河底基本为卵砾石层,透水性较强,对蓄水区采取了压实壤土和复合土工膜相结合的减(防)渗措施。

2、生态护坡

本工程采用生态鱼巢砖+生态墙壁砖+植物生长砖组合的方式对妙峰山段河道进行生态护坡,通过建立河岸生态防护结构,以稳定河岸,并进一步改善永定河水质。

2.1材料特性

植物生长砖:使用一定粒径(5~31.5mm)的击碎骨料和高强度水泥为主要材料与混凝土外加剂搅拌,经二次振动加压成型工艺制成的无砂混凝土制品,植物根系可透过砖体植生于土壤。主要用于水利工程护坡。

生态鱼巢砖:使用一定粒径(5~10mm)的击碎骨料和高强度水泥为主要材料与混凝土外加剂搅拌经二次震动加压成型工艺制成的无砂混凝土制品,具有一般鱼类栖息的空间,为不规则六边形。主要用于水利工程护坡、护脚。

生态墙壁砖:使用一定粒径(5~10mm)的击碎骨料和高强水泥为主要材料与混凝土外加剂搅拌经二次震动加压成型工艺制成的无砂混凝土制品,种植孔内可种植花草等,砌筑后形成挡墙,为不规则六边形。可用于公路、市政园林、水利工程等护坡和护脚。

2.2设计方案

根据现场情况边坡护砌由现状河底高程开始,护砌坡度基本维持现状边坡的坡度。常水位以下采用生态鱼巢砖和墙壁砖,常水位以上采用多孔植物生长砖,对护坡基础开挖后,砌筑浆砌石基础,断面尺寸为600×500mm,其上码放两层生态鱼巢砖(500×500×200mm),坡度为1:1,之上再码放两至四层(视地形及常水位而定)生态墙壁砖(500×500×200mm),坡度为1:1,最后在顶层墙壁砖后边坡上铺设多孔植物生长砖(500×500×100mm),坡度不陡于1:2。生态砖与土坡之间设置200g/m2的土工无纺布一层,坡顶设500×100mm混凝土压顶一道。墙壁砖内和多孔植物砖上覆种植土,鱼巢砖给鱼类产卵提供所需场所,墙壁砖内种植水生植物,净化水质和美化环境,植物生长砖坡面播撒草籽使边坡自然绿化,岸顶根据景观需要栽种行道树。护坡断面设计见图1-1。

图1-1 生态护坡断面示意图

通过生态鱼巢砖、墙壁砖和植物生长砖等不同组合进行岸坡护砌,有效形成了河川生态链和陆地生态链,为自然生态复原提供了通道,同时也形成治水和亲环境能力的新概念型河川护岸。

3、生态石笼网跌水设计

妙峰山生态修复工程位于下苇甸电站到军庄之间,沿途经过下苇甸村、丁家滩村和陈家庄等,河道沿线有G109国道和S209省道,也是人类活动相对频繁地区。该区间主要来水为下苇甸电站的尾水。由于该段河道只有脉冲来水,其余时间基本断流,为增强该河段的生态特性,改善河道的整体生态环境,只有采取措施,蓄积现有的电站尾水,才能给生态系统修复提供保障。

本工程在河道内设置连续跌水,形成梯级连续水面,为了不影响河道行洪,经防洪演算,确定每级跌水高为1m,总蓄水容量为26.2万m3。为满足河道生态建设需要,跌水采用生态石笼网结构,复合土工膜防渗心墙,下游坡面设计为台阶式缓坡型式。

生态石笼网结构作为新工艺、新技术、新材料的新型生态格网结构,成功地应用于水利工程、公路、铁路工程、堤防的保护工程中。较好地实现了工程结构与生态环境的有机结合。同时与一些传统刚性结构比较起来有其自身的优点,因此在世界范围内已经成为保护河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石、兼顾环境保护的首选结构型式。

生态石笼网是将抗腐耐磨高强的低碳高镀锌钢丝或5%~10%铝锌稀合金镀层钢丝(或同质包覆聚合物钢丝)由机械双线绞合编织成多绞状、六边形网目的新技术网片。石笼网可根据工程设计要求组装成箱笼,并装入块石等填充料后连接成一体,其适用于高流速、冲蚀严重,岸坡渗水多之河岸。石笼属柔性结构,对于不均匀沉陷自我调整性佳。岸面多孔性,石材间之缝隙利于动物栖息,植物生长,水面线以上石笼面可利用客土袋植生绿化,符合生态并满足安全要求。生态石笼网结构具有经济、施工便捷、可就地取材,填放土壤、碎石及天然级配砂石等优点,可迅速构成挡土或挡水结构体。

为了形成连续水面,根据河道纵坡本工程设计了29道跌水。跌水采用生态石笼缓坡结构,上游边坡为1:1,下游为阶梯状,跌水高出河底1m,上游设1.4m深齿墙。跌水内部设置复合土工膜防渗心墙,心墙上下游堆砌铅丝石笼,石笼内部填充卵砾石。跌水下游护底长10~15m,起消能和防冲作用。跌水结构详见图1-2。

图1-2 生态石笼网跌水断面示意图

为此,中国水利水电科学研究院对本工程跌水处河道抗冲能力进行了研究分析,建立垂向二维数学模型,计算流量为38m3/s时,典型河段上1m高跌水前后不同断面处的流速分布,判断河底卵砾石覆盖层冲刷的可能性。利用垂向二维数学模型,中国水利水电科学研究院研究了跌水附近水流沿水流方向和水深方向的流速分布规律。结果表明,跌水上游水流流速沿程降低,底层流速低于表层流速,流速沿水深变化平缓。跌水下游存在一个10~15m左右的高速区,高速区内底层流速仍低于表层,但底部低流速区较小,中表层高速区较大。下游距离跌水较远处,流速分布受跌水影响较小,流速基本恢复为明渠流速分布,表层流速大于底层流速。

从冲刷破坏的角度,跌水前水流较为均匀,且流速较低,选择2.5~4cm粒径范围的卵砾石作为覆盖层即可满足抗冲要求;跌水后10~15m范围内水流底部流速较高,易于发生冲刷破坏,设计中在该区域加设铅丝石笼护底;高速区后流速逐渐降低,根据河道的坡度与地形特点铺设粒径为4~6cm的卵砾石。

4、河道减(防)渗及冲刷设计

蓄水区虽然有电站尾水补给,但现状河道河底基本为卵砾石层,透水性较强,渗漏严重,电站放水时间间隔较长,所以每次电站放水,尾水均从该段河道匆匆而过,入渗、蒸发后流失,彻底改变了河道生态系统的平衡,再加上人为的偷砂取土,造成河道长年砂石,植被稀少,该段河道内存在7处废弃采砂坑,与门头沟生态涵养区的定位很不相称。

为达到形成连续水面的目的,通过跌水蓄积现有电站尾水的同时,要克服渗漏和蒸发等问题,逐渐修复河道生态系统,减少河道内水土流失,形成自然和谐的山水风景。因此,采取有效的减(防)渗措施是十分必要的。本工程水面面积为34.2万m2,减(防)渗面积为37.6万m2,采用“土/膜”减(防)渗方案解决河道渗漏问题。

“土/膜”即为1/2压实壤土减渗+1/2复合土工膜防渗相结合的减(防)渗方式。具体方案为:在每两道跌水之间以中心线为界,上游段采用压实壤土减渗,下游段采用复合土工膜防渗,并做好两种减(防)渗方式的搭接处理。压实壤土减渗层自各段上游跌水至中点位置,经渗流计算,确定减渗层厚度由40cm至60cm渐变;复合土工膜防渗层自各段中点至下游跌水位置,采用二布一膜形式。河床表层铺设30cm厚的天然卵砾石防冲。河道减(防)渗设计见图1-3。

此方案充分结合了压实壤土减渗和复合土工膜防渗各自的优势,在蓄水区水位较高时,通过压实壤土减渗,既可满足渗漏要求又补充了地下水,并改善了生态环境,当蓄水区水位较低时,通过复合土工膜防渗,保证了必要的景观水面和生态用水。

为了达到生态修复的目的,恢复河道的自然景观,需保护土/膜减(防)渗设施不被冲刷破坏,设计时考虑在河床表层即土/膜减(防)渗层上铺设30cm厚的天然卵砾石,同时需保证当下苇甸电站泄流时,30cm厚卵砾石覆盖层不被水流冲刷,这也是永定河流域山区河道生态修复工程减(防)渗方案成败的关键问题。为此中国水利水电科学研究院对永定河山区河段生态治理工程河道抗冲刷能力进行了分析,主要研究内容为:①选取平均粒径为25mm、50mm、75mm的卵砾石进行起动流速试验,提出不同粒径卵砾石的起动流速。②建立平面二维数学模型,计算流量为38m3/s时,设计河段内水流的流速分布。根据流速分布,判断不同河段上卵砾石冲刷的可能性。

研究结论如下:在河床的缓坡段、跌水坝前等大部分区域,回填最小粒径为2.5~4cm的卵砾石作为覆盖层可以满足河道抗冲要求。在河底纵坡较大的陡坡段(纵坡超过0.6%的河段),如2#跌水至4#跌水下游、8#跌水上游至9#跌水、10#跌水至11#跌水下游、14#跌水至16#跌水间,以及23#跌水上游至26#跌水(右支流)等区域,建议采用较大粒径的卵砾石作为覆盖层,粒径应不低于6cm。

同时计算结果表明,设置跌水后,河道内水深明显增加,流速普遍降低。跌水的设置既有效地提升了河道的蓄水能力,又减小了河床覆盖层受到冲刷破坏的可能性,是提高河道抗冲刷能力的有效措施。

5、结论

本工程于2010年完成妙峰山段生态护坡、跌水、减(防)渗工程的施工并成功蓄水,2010年10月底河道两岸边坡草皮及水生植物生长良好,蓄水区水位正常,12月底蓄水区已经结冰,冰层厚度大于0.5m,冰层附近生态墙壁砖及鱼巢砖结构良好。

通过本工程建设,永定河妙峰山段生态修复工程实现了河道行洪、抗冲刷的基本功能,同时也改善了生态环境,是生态水利学在河道工程中应用的成功案例。结合工程实际效果,在今后类似工程中,需要考虑一下几点:

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