2021-4-9 | 城市生態(tài)論文
城市河流在城市形成和發(fā)展過程中具有重要的地位和作用,作為重要的資源和環(huán)境載體,直接影響著城市的生存與發(fā)展。然而,隨著城市化進(jìn)程的加快,土地開發(fā)建設(shè)與水爭地的矛盾日益突出,河網(wǎng)密度、河流長度及水系彎曲度均減小,使本來連通的水系遭到嚴(yán)重破壞,嚴(yán)重威脅著水生態(tài)系統(tǒng)[1]。與此同時,人們對城市河流進(jìn)行了多目標(biāo)、全方位、大規(guī)模、高頻次的干預(yù),如裁彎取直、河道橫斷面幾何規(guī)則化、河床材料的硬質(zhì)化等工程措施,使得水體流速加快、底質(zhì)單純化,致使大多數(shù)原生動植物無法生存[2]。隨著經(jīng)濟(jì)和生活水平的提高,人們對河道整治提出了新的要求,不僅需要與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的河道景觀,而且需要河水清澈見底、魚蝦洄游、水草茂盛的自然生態(tài)景觀[3]。因此,根據(jù)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對河道整治提出的新要求,在充分吸收國內(nèi)、外河道整治及生態(tài)修復(fù)方面經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,分析河道整治的控制要素。
1河道整治控制基本要素
1.1水網(wǎng)密度
合理的水網(wǎng)密度不僅有利于城市防洪排澇,更有著改善城市水環(huán)境、調(diào)節(jié)城市小氣候、增加生物多樣性等多種生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。因此,在城市河道綜合整治中必須明確水網(wǎng)密度值,確保水系結(jié)構(gòu)不致過于簡單,保障河流生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展。水網(wǎng)密度的確定可以參考《生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)定》選用水網(wǎng)密度指數(shù)[4],該指數(shù)用于反映被評價區(qū)域水的豐富程度,指被評價區(qū)域內(nèi)河流總長度、水域面積和水資源量占被評價區(qū)域面積的比重。
1.2水面率
保持一定的水面率對于城市的防洪排澇建設(shè)、河流生態(tài)功能及景觀效應(yīng)等都具有重要的意義。各地因所處的地理位置、水文條件各異,適宜的水面率也各不相同,而水面率的定量計算是一項十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程,目前河道的生態(tài)、景觀等功能因國家和地方缺乏相應(yīng)的規(guī)范難以定量計算,故選擇國家和地方均有明確規(guī)范的河道排澇排水要求作為水面率計算的依據(jù)[5]。
1.3水位控制
水位控制對于城市防洪、通航、水上活動和濱水景觀至關(guān)重要,城市中可以通過建設(shè)水閘調(diào)節(jié)水位,修壩以蓄水,通過蓄、排手段讓河水保持在適當(dāng)?shù)乃簧捣葍?nèi)。河道整治中應(yīng)明確水位控制的要求并提出水位控制的方法和措施,使高、低水位的高差控制在1m之內(nèi),河、湖的常水位與岸線地面高差控制在0.3~0.8m為佳,使常水位時手腳能觸及水,高水位時水不漫上岸,低水位亦可通過3、5級石階接觸到水面[6]。
1.4水體最低流速
引江濟(jì)太的實(shí)踐經(jīng)驗表明,受水區(qū)水體流動速度加快、水量增加,水體的稀釋和自凈能力提高,水體水質(zhì)明顯改善,因此水的流動性對于維持水體的正常功能具有重要意義。當(dāng)水體流速達(dá)到0.09m/s時,就不會孳生蚊蠅。在城市水體中,由于受人為影響和地形的限制,水流速度一般不會很大,通常選擇0.1m/s作為河道水體最低流速的參考值。
2斷面形式選擇
為維護(hù)水生態(tài)系統(tǒng),應(yīng)根據(jù)不同的河道功能要求采用不同的斷面形式。河道的斷面形式主要有U型、梯型、矩型及復(fù)式斷面[7],其中U型斷面是最原始的斷面形式;梯型斷面是城市中比較常見的一種人工開挖的斷面形式,當(dāng)河道洪水位和枯水位相差較大時,景觀效果較差,影響城市的總體景觀;矩型斷面在用地緊張的城市中最為常見,但該斷面護(hù)岸均為硬質(zhì)化;復(fù)式斷面是城市河道中較為理想的斷面形式,主河槽采用較小的寬度,保證枯水期有一定的水深,主河槽兩岸的灘地在洪水期間行洪,平時則成為城市中理想的開敞空間,具有很好的親水性和臨水性,該種斷面不僅考慮了洪水期過流量大的要求,而且又能適應(yīng)枯水期流量小的特點(diǎn)。
3河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式
為了防止洪水對河岸的沖刷,保證岸坡及防洪堤腳的穩(wěn)定,通常對河道的岸坡采用護(hù)岸工程進(jìn)行保護(hù)。河道護(hù)岸主要有硬質(zhì)型護(hù)岸和生態(tài)型護(hù)岸兩種形式。護(hù)岸形式的選用應(yīng)綜合考慮防洪要求和景觀生態(tài)要求,做到既能保證河道防洪安全,又能促使濱水區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。
3.1硬質(zhì)型護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式及其影響
常見的硬質(zhì)型護(hù)岸主要有漿砌石或干砌石護(hù)岸、現(xiàn)澆或預(yù)制混凝土護(hù)岸及土工模袋混凝土護(hù)岸等[8]。硬質(zhì)型護(hù)岸主要考慮的是河道行洪、排澇、蓄水、航運(yùn)等基本功能,因此護(hù)岸結(jié)構(gòu)都比較簡單且坡面比較光滑、堅硬。由于硬質(zhì)型護(hù)岸破壞了水土之間相互作用的通道,隔斷了水土之間的聯(lián)系,給生態(tài)環(huán)境帶來了許多不利的影響[4]。如漿砌石、混凝土砌塊等形式的坡面一般都很光滑,魚類、兩棲類、昆蟲類等與人類生存息息相關(guān)的動物和微生物失去了棲息、繁衍和避難的場所,各種水生植物也失去了生存的空間,水體的自凈能力也被大大削弱;硬質(zhì)型護(hù)岸的坡面上幾乎無法生長植被,使陸地與水體之間失去了一道天然屏障,來自面源污染源的污染物很容易進(jìn)入水體,進(jìn)一步加重了水體的污染負(fù)荷;此外,硬質(zhì)型護(hù)岸人工痕跡過于明顯,與當(dāng)前人類“回歸自然、返樸歸真”的觀念相違背,對周圍氣候環(huán)境、城市景觀環(huán)境及人類感觀等均產(chǎn)生負(fù)面影響。
3.2生態(tài)型護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式內(nèi)涵
大多數(shù)人認(rèn)為在邊坡上種植植物就是生態(tài)護(hù)岸,而真正意義上的生態(tài)護(hù)岸應(yīng)是一個完整的生態(tài)系統(tǒng),不僅包括植物,還包括動物及微生物,系統(tǒng)內(nèi)部之間及系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)(如河流生態(tài)系統(tǒng)、陸地生態(tài)系統(tǒng)等)間均發(fā)生著物質(zhì)、能量和信息的交換,具有很強(qiáng)的動態(tài)性。生態(tài)護(hù)岸應(yīng)在保證邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,以營造邊坡的生物多樣性為目標(biāo),在水、土、生物之間形成物質(zhì)、信息和能量的循環(huán)體系,通過良性的循環(huán),進(jìn)行自組織和自我修復(fù),使護(hù)岸不僅具有景觀效果,還能修復(fù)受污染的河流水體,提高河流的自凈能力,從而為城市河流生態(tài)系統(tǒng)的健康提供保障。因此,生態(tài)型護(hù)岸的內(nèi)涵應(yīng)是基于現(xiàn)代水利工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、工程力學(xué)、生物科學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)等學(xué)科的基本原理,利用植物與工程材料相結(jié)合,在邊坡上構(gòu)建具有生態(tài)功能的護(hù)岸系統(tǒng),通過生態(tài)工程的自支撐、自組織與自我修復(fù)等功能,實(shí)現(xiàn)邊坡的抗沖蝕、抗滑動和生態(tài)恢復(fù),以達(dá)到減少水土流失,維持坡面植物生存環(huán)境提高坡面動物和微生物棲息地的質(zhì)量,營造生物多樣性,提高河流自凈能力,改善人居環(huán)境等目的[9]。
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