2021-4-10 | 城市生態論文
1概述
城市河道作為城市的重要組成部分,對于城市的生存和發展都起到一定的作用。城市的河道整治不僅是簡單的行洪排澇,而是通過流域的綜合治理與管理,充分地發揮水系的資源功能、環境功能、生態等功能,使流域的安全性、舒適性都得到不斷改善,并支持流域內城市及周邊地區經濟和生態可持續發展[1]。城市河道治理經歷了從簡單到復雜,由低標準到高標準,由盲目治理到科學治理,由簡單功能到多功能的過程。但是許多河道治理存在著許多問題,主要表現在以下幾個方面。
(1)城市建設中為增加使用面積對河道隨意占用,部分河道甚至被填埋覆蓋,造成河道空間減小,河道斷面變窄,造成河道水面減少,行洪能力降低,極易造成洪澇災害。
(2)為提高城市化水平,不少城市將河水抽干堵住,用水泥鋪河床,河道取直砌筑河沿,對城市內地表采用混凝土、瀝青等硬質鋪裝。這種治理方式在某種程度上比較美觀,但是投入大,容易導致地面透水性減小,地表徑流量增加,洪澇災害發生頻繁。河底沒有了泥層,缺乏具有凈化功能的植物、微生物和其他生物,河水喪失自凈功能,容易滋生傳染性病菌、病蟲,河水下滲能力減弱,破壞地下水資源環境[2]。
(3)工業污水和生活污水處理建設未考慮在治理工程規劃中,致使大量污水進入城區河道,河流水質遭到嚴重破壞,生物多樣性喪失,自然生態平衡被打破,導致河流生態系統嚴重退化。隨著社會經濟的不斷發展,城市的發展不斷加快,如何生態治理河道將成為我國城市建設所面臨的一大課題[3]。
2城市中小型河道治理途徑
國內外城市河道生態治理主要以“生態水利、還河流天然狀態”為宗旨,針對生態型護岸工程、景觀設計和生物技術工程等方面對河道進行治理[4]。
2.1河道斷面規劃
由于城市河道具有行洪排澇、引水灌溉以及旅游等功能,對河道進行治理時,應根據功能要求規劃設計河道的斷面型式。根據過流能力要求初步設計河道標準斷面,同時考慮河道槽蓄能力以及城市需要和功能方面需要,設計內容豐富和用地空間廣闊的斷面。河道斷面的選型設計要充分體現生態水利的理念,在滿足防洪安全的同時,充分考慮景觀要求,盡可能地利用有限的空間滿足各種需要,以達到防洪工程同景觀設計相結合的目的[2]。
2.2生態護岸工程
生態護岸是融現代水利工程學、環境科學、生物科學、生態學、美學等學科于一體的水利工程[5]。護岸治理考慮河堤具有一定強度、安全性和耐久性,以“保護生物良好的生存環境和創造自然景觀”為目的,充分考慮生態效果,把過去的混凝土、砌石護岸改造成為水體、土體和生物相互涵養且適合生物生長的生態護坡。目前,城市河道治理常用的生態型護岸形式有固土植物護岸、植被型生態混凝土護岸、土工材料復合種植基護岸和土壤整體固化護岸等。
2.2.1固土植物護岸
固土植物護岸就是采用發達根系植物進行護坡,既可以防止水土流失,又可以形成以植被為重要組成的保護河坡的生態系統。可以選擇的固土植物有沙棘林、刺槐林、墨穗醋栗、黃檀、胡枝子、池杉、龍須草、金銀花、紫穗槐、油松、黃花、常青藤、蔓草等,要根據當地的氣候選擇適宜的植物品種[6-9]。
2.2.2植被型生態混凝土護岸
植被型生態混凝土護岸技術起源于日本,主要由多孔混凝土、保水材料、難溶性肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、高爐爐渣、硅灰、水泥以及適量的細料組成,是植被型生態混凝土的骨架。保水材料常用無機人工土壤、吸水性高分子材料、苔泥炭及其混合物。在多孔混凝土表面鋪設表層土,并提供植被發芽初期的難溶性肥料。在生態河道治理中,可以將植被型生態混凝土做成預制砌體應用用于堤防的擋土墻或護坡結構[10]。
2.2.3土工材料復合種植基護岸
(1)鐵絲網與碎石復合種植基。鐵絲網與碎石復合種植基主要由鍍鋅或噴塑鐵絲網籠、碎石、肥料及種植土組成。由于鍍鋅鐵絲網籠容易銹蝕,對于河道護坡一般選用耐銹蝕的噴塑鐵絲網籠。鐵絲網與碎石復合種植基具有抗沖刷能力強、整體性好、適應地基變形能力強等優點,同時又能滿足生態型護坡的要求,生物與微生物在全斷面護砌情況下仍可以生存。(2)土工材料固土種植基。可分為土工網墊固土種植基、土工格柵固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。土工材料主要由聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、高密度聚乙烯和聚氯乙烯等高分子材料組成。土工材料內部有合適的高度和空間,可充填并存儲土壤和沙粒植物,草皮生根后可使土工合成材料、草皮、泥土表層牢固地結合在一起[11-13]。
2.2.4土壤整體固化護岸
土壤整體固化(+植草)是利用固化劑將土壤與一定比例建筑垃圾細料的混合體進行固化,通過固化劑水化作用引起的系列反應把松散的土壤顆粒凝結成具有整體強度的固化面的過程[14-17]。該護岸技術具有工期短、施工靈活、土壤穩定、抵抗水力剪切、效果好等優點,能夠有效控制水土流失,解決土質河岸的坡面侵蝕等問題。為了更好地達到固土的效果,可在固化土壤表面上撒播一些草種或鋪設草皮,植物在生長過程中根系逐漸向固化土中延伸,對岸坡土壤整體固定性增強,周邊水生、陸生環境的改善作用越來越明顯。
2.3生物技術恢復水質
隨著城市的不斷發展,生活污水、工業廢水的總量在不斷的增多,以前的治理工程工業污水和生活污水處理建設并未考慮在內,導致城市河道黑臭的現象。其中,生活污水是導致城市河道黑臭的最普遍和最主要的污染源。目前,污染水體的修復技術主要有物理修復技術、化學修復技術和生物修復技術等,而生物修復技術具有環境友好、生態節能的優點,是最具發展前景的主體修復技術[18]。