基于生态疏浚理念下的河道堤防加固综合治理实践

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王海军

北京鑫大禹水利建筑工程有限公司 北京市 101400

摘要

进行生态疏浚理念下的河道堤防加固综合治理实践,先展开河道堤防加固综合治理分析,其后设计河道堤防加固综合治理方案,包括清淤疏浚、生态护岸、截污治污,在此基础上展开实践探究,制定实践策略,如科学采取生态措施,凸显河道自然状态、强化生态河堤建设力度、强化退化河岸生态带的构建,观察河道堤防加固综合治理效果,总结治理反馈,积累经验,不断调整与优化治理方向、方法,使其发挥更大效用,这对于河道长期、稳定、健康发展来说有着一定程度的促进作用。


关键词

生态疏浚理念;河道堤防加固;综合治理

正文


引言:河道综合治理一直是城市管理的重要部分,但部分地区频繁发生的洪涝灾害、重大暴雨灾害等威胁着河道防洪安全,且一旦防洪失效,会带来较大的经济损失与人员伤亡。故而有必要在生态疏浚理念下强化河道堤防加固综合治理强度,重新梳理、规划防洪薄弱环节,重视工程建设过程,有意识、有计划、分批次地引入各种先进的河道堤防加固理念、方法、技术、设备等,为河道治理创造良好的环境,在解决以往河道运营留下各类隐患问题的基础上,提升河道的自我修复与防护能力。

1河道堤防加固综合治理分析

河道堤防加固综合治理,即结合河道现状,综合应用清淤疏浚、生态护岸、截污治污等方法加固河道堤防工程,以此来起到预防洪涝灾害、减少河道维护频次、降低维护成本的目的。要做好该项工作,需重点梳理河道薄弱环节,进行堤防加固工程整体规划、建设,使其满足河道堤防各阶段、各方面需求[1]。在河道堤防加固综合治理过程中,还需满足以下原则:其一是可行性原则,要求提出的综合治理方案具备一定可行性,依靠当前的治理设备、技术等能落实到实际的治理过程中;其二是低成本原则,即在严控成本的基础上,最大程度地提升堤防加固效果,使其满足河道稳定、可持续发展所需;其三是先进性原则,即综合治理方案中引入最近的治理理念、方法等,使其能契合生态疏浚理念根本要求,并给后续河道堤防加固留出余量,为维修、维护提供更大的便利。

2基于生态疏浚理念下的河道堤防加固综合治理方案设计

生态疏浚理念,指的是以生态、环境、工程相结合的方法解决河道可持续发展进程中面临的疏浚问题,满足河道发展所需。在此理念下制定河道堤防加固综合治理方案,可从以下数点出发:

2.1清淤疏浚

进行河道清淤疏浚,关注以下要点:①安排专业团队进入实地进行全面调查、勘测,确定河流淤堵情况,一般是:建筑垃圾堆积,河床堵水;生活垃圾堆积,河床堵水;河床中泥沙淤泥,久而久之,形成沙丘小岛,河床堵塞[2]②在确定堵塞情况后,遵循生态疏浚原则:满足防洪标准基础上,保留原河道形态与河势,不破坏河道原生态河貌。将清淤疏浚与河道综合整治、城市防洪等相结合,在清除地下障碍物、清淤进程中,提升河流泄沙能力,降低河道淤泥速率;扩大河道过水断面,稳定中水河槽,满足通过河道造床流量要求。③生态疏浚,结合河道整治工程布局、治涝线等要素,划出疏挖范围,且保证疏挖过程不会影响河岸、河槽稳定,提升边坡稳定性,故而引入环保型清淤疏浚法,在恢复河道疏浚、扩大河道过水断面时,降低河道水体中富营养化程度,提升河流水质。结合各段河道淤积情况,设定沿线清淤长度,清淤沿现有河岸坡比采用1:3坡度,针对河道过缓或者较陡区域,适当调整清淤坡度,因河道清淤一般涉及范围较大,可分段施工,设定施工方案,设定每段长度50m[3]。在生态疏浚进程中,将淤积在河底的生活垃圾、卵石、砂石、两岸杂草树木等清理干净。还需确定清淤顺序:从下游到上游,逐步清除,按照行洪要求设定清淤深度,提升行洪安全性,若是在清淤时有弃渣、砾砂,可直接用作河岸护脚料或者岸身高度回填料,不可用部分则运输到弃渣场,不能随意丢弃,避免污染环境。

2.2生态护岸

生态疏浚理念下进行河道堤防加固,应注重恢复与改善河道生态环境,关注以下要点:①进行河道景观设计,与河道生态环境、历史文化、自然环境等相结合,再综合考虑城市总体规划、市政建设以及园林建设等,将河道景观、城市景观融合。②河岸步道植物绿化,布置植物群落,确保所建人工群落与原自然群落相适应。植被选择当地物种,保持自然特征,灵活选择苏铁、满天星、柳树等乔灌木,搭配建设。③引入生态袋技术,搭建柔性护岸结构,最大限度地适应护岸坡形、地形要求,就地取材填充,将保水剂、草种、肥料等按照一定密度定植在能自然降解的无纺布上,通过机器滚压、针刺而形成的产品。整个生态袋包括五层结构:最内层、最外层布置尼龙纤维网,次外层布置加厚无纺布,中层布置长效肥、保水剂、有机基质、植物种子等混合料;次内层布置能短期自动分解的无纺纤维布[4]④多孔结构护坡,通过多孔砖(六棱护坡网格砖、八字砖等)搭建植草护坡,其具备连续贯穿的多孔结构,可为动植物提供栖息场所、生存空间,在水陆间展开能量交换,并因异株植物根系的盘根交织,与河道坡体融为一体,对基础坡体起到锚固作用,有着良好的保土、透水、护岸、固坡的效果。⑤植被型生态混凝土护坡,由表层土、缓释肥料、保水材料、多孔混凝土等组成,其中多孔混凝土作为护坡基础骨架,由水泥、粗骨料、细掺合料等组成,保水材料为有机质保水剂、无机保湿剂,为植物提供水分,将表层土铺设在混凝土表面,降低土壤水分蒸发速度。这种护坡抗冲刷性、固土作用较好,且因护坡孔隙率高,能确保大气、水土、土壤连通,降低孔隙水压力的同时,为植物根系生长创造良好环境。

2.3截污治污

河道堤防加固综合治理,必须加强截污治污强度,关注以下要点:①截污:进行实地调研,了解河道污水排放现状,提出可行性措施:对河道架管及支墩靠一侧挡墙设置,增加了河道过水面积;严格控制高程,在每个污水接入点增设了管道透气支管,保障污水更加畅通排放;对河道两侧进行全面排查,封堵了所有渗漏点、错接点,确保污水应接尽接;增加污水管网排放设置,多方位、多个点并入市政污水管网;对河道进行底泥清淤和垃圾清理,改善水质环境,增强河道过流能力;灵活应用负压排水技术,沿河堤布设悬挂式收集器,不间断收集河道直排污水,且不会破坏原有建筑、道路,污水输送到每个河涌设置的半地下负压收集点,亦可就地排入附近既有的重力流下水道,为系统配备远程监控系统,利于后续维护[5]②治污:可灵活应用各种生态治污技术,如生物膜修复技术、人工湿地技术、生态辅导技术、固定化酶技术、曝气增氧技术等,以生物膜修复技术为例,其以人工合成接触材料(如纤维、碳纤维等)或者天然材料(天然河床、砾石、卵石等)为载体,让微生物群体呈膜状附着于载体表面上,在接触污水时提取其中的有机物加以同化,起到净化污水的作用,但因载体比表面积大,会附着大量微生物,故而能较好地降解污染物。在应用该项技术时,核心要点是选好微生物群体呈膜状附着的生境载体材料,并要达到以下要求:生境载体材料比表面积大,提供附着大量微生物的条件,从而提升污水净化效果;单位用量少,成本低;吸附、分离与转化作用达标;具备较高稳定性,并保证填料能抗碱、抗酸、耐氧化、不易老化等;生物亲和性与水亲性,充氧效率高。针对当前应用效果较好的亲水填料及生物亲和(活性)填料,可选择聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等,可结合实际情况加以选择,以此来保证治污效果。

3基于生态疏浚理念下的河道堤防加固综合治理实践策略

结合以上河道堤防加固综合治理方案设计结果、经验,提出综合治理实践策略,主要是:

3.1科学采取生态措施,凸显河道自然状态

在生态疏浚理念下,提出相关生态措施,可相对全面地凸显河道自然状态,加强河道的自我修复能力。关键在于:①做好河道水体修复工作,主要是:植物修复,通过植物对水体污染物的吸收、转化、降解,进行污染物修复,需选择适宜生长在水中的植物来发挥作用;生物修复,利用水生植物、微生物等的代谢能力,分解并降解水中有害物质,清除污染物;物理修复,通过沉淀、过滤、曝气等方法,清除水体中的溶解物、悬浮物、颗粒物等;化学修复,通过氧化还原、吸附、沉淀等,清除水体中的有机污染物、重金属等[6]②河岸修复,对河道形态、河岸、河床等加以调整、改善,提升河道自净能力、稳定性,避免河堤淹没、决口;注重河道监测与管理,建立智慧流域水务平台,结合河岸形态布置监测点位,加强信息管理、河道巡查等,以此来及时发现问题并予以解决。③在突显河道自然状态时,需要关注河道发展过程中有无其他各种负面影响的关键影响作用,如人员、环境、天气、政策等,最大程度地降低各类因素施加于河道的影响,如划定河道保护区,严禁无关人员私自闯入,给河道留下休养生息时间,针对随意排放污水、丢弃污染物、滥砍滥伐等行为,加重处罚措施;重视环保宣传,纠正当地生产型、工业型企业的不良发展理念,使其能主动响应当地环保发展号召,引入环保型发展设备,减少污染排放。诸多生态措施,同步展开,以此确保河道逐步具备自身调节能力,逐步形成以河道为核心的完整生态体系。

3.2强化生态河堤建设力度

强化生态河堤建设力度,指的是通过生态建设手段来改善河道水环境资源,可从以下数个方面展开探究:①生态设计,这是生态河堤建设的核心,包括植被覆盖、水质保障、可持续性、观赏性、多样性等方面,在植被覆盖时,需选择与当地环境、气候等相适应的植物,最好选择本地植物种类,结合适合的植物配置与构建技术,以此来形成完整的植被覆盖系统;在水质保障方面,需提升技术水平、增强环保意识,保证水质达到生态要求;在可持续性、观赏性、多样性上,需强调民众参与性,将城市文化理念与生态公益相结合,提升城市生态意识与环保发展[7]②河堤景观设计,主要涉及植被、设施、卫生、水体、地形等多方面要求,搭建景观设计标准、进行景观规划,综合考虑人居舒适、文化传承、环境保护等方面的要求,此外还需考虑厕所、垃圾箱等的布置方法,以此来展示河堤效果。③水生态修复:两岸造树林,在河岸上留出足够空间,种植树冠较大树木,形成林带,在地面铺上草坪,搭建控制面源污染第一道防线,避免水土流失,改善河堤区域内的湿度、温度、舒适度等;河坡种草坪,确保草坪与土壤、灌木形成土壤生物体系,减少有机物对河道的冲击,并以灌木根须吸收水体中营养成分;墙上攀绿藤,部分城市化比较严重的河道,造成水面积严重不足,为提升河道汛期蓄水量,加固防汛墙,在墙陆域一侧种植爬藤植物,从上而下,直至水面;水边栽植物,保证水植物多样性,可直接栽到河边斜坡、滩地上。④其他,除了上述建设措施外,还涉及其他项:引入新型河道治理理念,在满足行洪需求基础上,宜宽则宽、宜弯则弯、宜深则深、宜浅则浅,形成河道的多形态、水流的多样性,发挥以下作用:让多样性的水流,满足不同生物不同阶段对水流的具体需求;多样性的水流、多形态的河道,可组成较好的水系生态景观。

3.3强化退化河岸生态带的构建

强化退化河岸生态带的构建,关键在于:①明确河岸带退化根本原因,如此才能进行针对性的处理,提出生态带可行性构建策略,主要是:土地开发,河岸附近大量的土地开发、建设,破坏了上游持续供水的原生态制备,累及河岸带植被,造成河岸带水质、土壤质量下降;人为干扰,渔船或者观光船等到达河岸带捕鱼、搬运、打捞等活动,破坏了河岸带生态结构,破坏了河岸带水质与生物多样性;气候因素,如高温、突发洪水、干旱等,都会影响河岸带生态状况。②进行河岸带破坏特征、因素分析,明确河岸带起源、范围、演变、原始状态以及当前的环境、非环境问题等,掌握河岸带破坏特征、对环境的影响;划出河岸带易被破坏区域,可结合研究结果划分区域,以电子设备用不同颜色标注不具备修复区域、具备恢复潜力区域;设计河岸生态带恢复方案,明确恢复方法、类型、恢复对象、设计模式、改造范围、日期、计划等,并以此估算施工材料用量、施工成本等,合理安排各项施工要素[8]③退化河岸带的恢复,河水高低水位之间和高水位之上的河岸带,为河道中生物群体构筑明显的边缘效应,是相对复杂的生态系统模式,内含各种野生动植物,存储地下水资源,故而退化河岸带恢复极其重要。需恢复河岸带生物群体,如选育、引入、培植、保护物种,灵活搭配、协调生态群体在河岸带的生存空间,优化生物群落布置形式,提升相容性;恢复河岸缓冲带的生态环境,在陆地与河道交界处,种植相应宽度的草皮与树木,提升生态异质性水平,所用技术包括土壤肥力恢复技术、土壤污染控制技术、坡面工程技术等,以此来增强对河岸线水土流失的整体控制能力。④增强河道自净能力,种植各种水生植物,如营蒲芦苇,吸收河道水中无机酸等营养物,促进水质进化、鱼类生长;营造鱼道、丁坝、巨石、浅谈等,形成水下紊流,让空气中的水进入水中,为河道中的生物提供氧气,促进好氧微生物繁殖,净化河水。总而言之,在河道建设时,为生物生长提供相互制约、依存的有机环境,提升河道自净能力。⑤进行河岸带生态恢复监测:记录强化退化河岸生态带的构建改造前后的生物、化学、物理指标变化,衡量河岸带不同阶段的恢复程度,灵活调整恢复措施。

结论:综上,文章就基于生态疏浚理念下的河道堤防加固综合治理实践展开了重点论述与分析,要求相关部门给予其足够的重视,细致研究以上所提出的相关策略在实际落实中的优势与不足,发扬优势、弥补不足,关注治理实效,灵活利用信息化技术丰富、完善治理方案,并注重对综合治理过程的宏观指导与规划,避免遗留问题、缺漏等,并将各阶段的治理经验进行汇总,不断提升治理水平,满足不同阶段、不同状况下的河道堤防加固需求。

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