發布時間:2020-02-25所屬分類:工程師職稱論文瀏覽:1次
摘 要: 摘要:文章以某城區某條旱河的綜合整治工程為例,針對其淤積干涸、生態環境嚴重破壞、喪失輸水及行洪功能、水體黑臭的河道現狀,結合當地城市規劃,通過采取一系列綜合整治技術,有效地解決該河道存在的問題,使河道重生,將其打造成城市生態清潔小流域,為
摘要:文章以某城區某條“旱河”的綜合整治工程為例,針對其淤積干涸、生態環境嚴重破壞、喪失輸水及行洪功能、水體黑臭的河道現狀,結合當地城市規劃,通過采取一系列綜合整治技術,有效地解決該河道存在的問題,使河道“重生”,將其打造成城市生態清潔小流域,為其他城市“旱河”的綜合整治工程提供借鑒與參考。
關鍵詞:城市“旱河”;綜合整治技術;生態清潔小流域
20世紀70年代我國有些河道治理方式是將河道某段改道,造成改道段河道被封閉形成一條斷頭河,人們俗稱其為“旱河”。長期以來,此類河段在人為和自然因素影響下,喪失輸水及行洪功能,岸坡裸露,水土流失嚴重,河道淤積越來越嚴重,水體黑臭,河床及河岸邊亂開亂墾現象突出,建筑廢棄土石方等隨意傾倒堆放,對當地經濟發展和生態環境都造成了嚴重影響,成為了城市的“牛皮癬”。針對此類河段存在的上述問題,結合當地城市規劃及人文歷史情況,通過采取一系列綜合整治技術,將其打造成一條集水土流失治理、生態修復、科普宣教、休閑娛樂于一體的城市生態清潔小流域,已成為城市市民的迫切呼聲。本文以南方某城區的“旱河”綜合整治工程為例進行探討研究,以期為其他城市“旱河”的生態整治工程提供借鑒和參考。
1項目區概況
項目位于某市城區,河道長約2km,凈寬30~55:不等,河床比降為2[,工程占地約10.20hm2。沿河兩岸多為平坦的一級階地,無大構造斷裂發育,邊坡穩定性較好,相應地震基本烈度為!度,區域構造穩定。
工程區屬于亞熱帶濕潤氣候,溫和濕潤,雨量充沛。多年平均降水量1400B1480mm、平均氣溫15.9°C、無霜期237B328d、平均相對濕度79%。本項目上游段有水庫聯合調度,有效錯開城區洪峰,并且該河道的改道段已滿足城市防洪要求。河段區間集雨面積0.78km2,根據城市防洪標準為20年一遇,控制斷面#=5%設計洪水按區間1h暴雨強度洪峰流量推求。經計算,本次設計取治理河段控制斷面#=5%洪峰流量$=9.98m3/s作為設計標準。
&存在的問題分析
(1)河道淤積嚴重,形成內源污染
根據前期勘察,河道淤積十分嚴重,平均淤積深度為2m,致使河道失去過流能力,也失去了蓄洪、行洪等功能。但本河段位于城區,河道兩側分布有高校、居民區,周邊無大型場地條件用于大量淤泥的集中堆放和處置,而長距離清運又將造成二次環境污染和新的生態環境破壞問題,因此,河道淤泥的清運、處置是本工程的主要問題及技術難點之~'。
(2)河道干涸,水質惡化
河道淤積嚴重導致幾乎干涸,加上河床及河岸邊亂開亂墾、建筑廢棄土石方隨意傾倒,以及周邊的點源污水截污不徹底,導致河道內水、陸生態系統破壞殆盡。加之無外來水源補給,河道水體已失去自凈能力,水體黑臭,水質為劣V類。因此,如何改變河道干涸現狀,使河段水系連通,實現生態補水和蓄水能力,恢復河段生命力和自凈能力,實現水體良性循環是本工程主要問題及設計難點之'。
(3)生態系統嚴重破壞,生物多樣性降低
河道內基本不具備水生生物的生存環境,水生態系統基本被破壞。現存水塘水污染嚴重,其中主要以耐污物種如細菌、藍藻等為主;河道內主要以陸域生態為主,河岸植物多為人工植物,種類單一,植物主要為野草、農田、果樹和菜地。由于失去了濕地等棲息地和食物來源,少有水生動物和陸生動物出現。如何恢復河道的生命力,實現生態系統良性循環是本工程主要問題及設計難點之一
(4)河段景觀質量差,與周邊環境不協調
沿河道兩岸多為綠地與公建,沿河現存在一些潛在開敞區域,是城區重要的線性可親水公共空間資源。河道內垃圾成堆,水塘黑臭,蚊蟲滋生,雜草叢生,整體環境質量較差,現有駁岸為硬直駁岸并且有些已損毀,親水性較差,且駁岸、護欄和鋪裝形式單一。該河道與周邊環境格格不入,嚴重影響河道兩岸居民的生活質量,導致該區塊的開發利用困難,土地價值無法提升。讓“旱河”煥發新的生命力,回到真正健康、可呼吸的河流,在生態綜合治理的同時,與城市周邊的環境融為一^體,使生態效益、經濟效益和社會效益相統一,亦是本工程主要問題及設計的難點之一。河道現狀如圖1所示。
3項目定位
城市內河是城市的血管[1],在規劃設計中,堅持“生態優先、最少干預、注重文化、以人為本、可持續發展”的基本原則[2],體現“以水為體、以河為脈、以綠為美、以文為魂”的理念,以“保護優先、恢復先行,建立河道與城市之間良性、有序的發展,保護河道風貌,構建一個人與自然和諧發展的城市生態清潔小流域”為設計定位,以“旱河重生-恢復旱河的生命力”為主題。
4治理措施設計
4.1環保疏浚清淤及處置設計
河道兩岸分布有高校、居民區等,場地十分有限,通過多方案比選,選擇占地少、利于環境的環保疏浚技術。設計結合旱河段河道淤積特點,提出了技術要求!①水體僅清除污染底泥,盡量減少非污染底泥的超挖,以避免破壞河流底部的自然河泥層;②選用性能先進的環保絞吸設備和挖掘機,保證污染物有效清除,避免對周圍環境的二次污染;③選擇地下水位低、土層吸附性能好的地帶作為堆場場址。
污染流泥經淤泥傳輸管道輸送到堆場的土工管袋進行脫水干化,干化后的底泥和其它挖掘出來的污泥一起就地塑造地形和用作恢復植被覆土,減少植被恢復措施的取土量和淤泥處置占地,多余的可利用土石方用于周邊城市建設,實現資源化利用。
4.2水系連通及蓄水設計
本河段防洪標準為20年一遇,工程等別為X等,主要建筑物為4級。本河段無對上游河道進行分洪的功能,只考慮治理需要設計流量。經現場調查和文獻資料查詢,本河段上游河道枯水期95;保證率流量為1%m3/S。經計算,本河段治理生態補水設計流量為0.7m3/S,管道直徑1:,設計流速1m3/+滿足河道綜合治理要求。經比選,設計選取占地面積小、土石方量小、輸水損耗小、后期容易維護的管道輸水方案。
設計從上游主河道引水進行本河段水量的補充,為保證水系連通后河道具有穩定的水面線,經計算,確定從入口水面高程至出口水面高程為控制高程,通過新建9座生態毛石混凝土滾水壩作為攔水堰,以抬高上游水位,實現河道穩定的水面。在引水起點布設1#攔水堰,堰前設鋼筋混凝土引水前池1座;池后連接引水玻璃鋼管,引水管道出口設鋼筋混凝土閥門井1座。
4.3生態修復設計
為把本河段打造成適應于城市發展的生態景觀清潔小流域,更好地發揮其綜合生態效益,改善城市的生態環境[3],設計采取了生態護岸及植被緩沖帶、人工生態浮床、濕地恢復等綜合生態修復技術。
護坡護岸突出“安全實用、便于維護、生態親水’’的原則[4],對河岸線采取生態護坡代替硬質護坡,利用植被進行生態護岸,將喬灌木混合種植,提升生物多樣性[5]。由于河道無過洪要求,岸坡坡度最大程度放緩,既利于植被建植,又利于減少水土流失。岸坡區域采用三層植物緩沖帶,分別為水生植物帶、濱岸灌草帶、河岸喬木帶,以小喬木結合灌木、地被、濕地植物配置,自然而又充滿野趣[']。
為凈化河道水質,為魚類及鳥類提供生境,恢復水體的生物多樣性,消浪護岸,改善景觀,重建河道水生態環境平衡性,在河道兩側、景觀節點及雨水匯合口共設計布設10處人工生態浮床和5處人工濕地。其中,2處自由表面流濕地、1處渦狀串級塘、1處自由表面流和潛流結合型濕地、1處平流濕地。引種具有一定凈化性能與觀賞價值的水生植物[-],選擇水生美人蕉、旱傘草、風車草等本地植物作為生態浮床植物。
4.4景觀營造
充分利用水、植物、路、小品等要素,以“旱河’’河道為主軸,布設了“一河(旱河%兩帶(河道兩岸的綠化隔離帶)五段(旱河序曲、都勻之夜、朗朗書聲、濕地科普、柳浪聽濤)’’的混合式生態景觀結構,共構建小型人工湖9個,小島15個,拱橋、平橋、九曲橋共12座,涼亭4座,景觀臺10座、廣場1個,園路及棧道2500:。河道治理措施實施后效果圖如圖2所示。
(1)旱河序曲段!是旱河和上游河道的交匯地帶,設計從上游河道引水流量0%:&/+滿足旱河景觀營造的水文條件需求,是人們進入旱河濱水綠帶的起點位置。在該區段設計了豐富的出入口、穿行道、濱水廣場、棧道等,豐富的岸線形式美化了城市景觀。
(2)都勻之夜段:為滿足周邊居民生態休閑活動需求,利用當地建筑風格,確保所建服務設施與周圍環境保持協調性[8],設計了茶吧、迷你餐廳等休閑商業。考慮集散時間相對穩定,妥善進行交通組織[9],使城市經濟與旱河生態系統有機融合。
(3)朗朗書聲段:舭鄰學校,設計中通過布設濱水廣場、棧道等建筑景觀,為周邊學校及居民營造幽靜、舒適的學習、交流、漫步環境。
(4)濕地科普段:與學校和居住用地相鄰,設計以濕地恢復為主,通過重建生態濕地,布設生態小徑、觀鳥廊、濕地科普展示屋、科普小廣場等設施,為人們提供普及濕地生態知識的課堂,以營造良好的城市生態濕地公園教育氛圍[10]。
(5)柳浪聽濤段:位于旱河河道末端,結合城市經濟發展需求,沿江面西岸布置風情商業街,為市民提供親水漫步、購物、娛樂的空間,在購物的同時領略“旱河’’治理后的生態魅力。
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5結語
通過以上治理實施,河道黑臭水體消除,水質明顯改善,總體達到地表水"類標準;豐富了生物多樣性,生態系統得到良性循環;為居民提供了親水空間和生活、休閑、學習場所,改善了周邊居民的生活環境;提高了城市品質,并帶動周邊土地價值提升。本河道治理的成功案例為其他城市“旱河’’綜合整治提供了范例,具有較好的生態、社會和經濟效益。
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