方下河治理
综合方案
1、节水:减少河水的抽取
2、减排:治理点源、生活污水,减少污染排放入河
3、增容:河道疏浚、生态工程等,增加河流自净能力
4、稀释:引清水稀释污水
5、面源治理
2. 河道整治的治理措施
1. 山溪性河道治理
(1)滩地的保留和利用
滩地是山溪性河道的特有产物。一般河道滩地较开阔,洪水期水流漫滩,利于行洪滞洪,应保留其功能,并充分开发利用。流经城区的河道,在维持滩地行洪功能的同时,利用滩地设置绿化地、公园、交通辅道和运动场所,开发其休闲、亲水功能,成为市民娱乐、健身、游玩的好地方。整治中,顺应河势,因河制宜,保留河滩和弯道,恢复河道的天然形态,减少河床的坡降,降低洪水位,减少洪峰压力,同时可降低防洪堤的高度。另外,弯曲的水流更有利于生物多样性,为各种牛物创造了适宜的生存环境。
(2)复式 断面的设计
山溪性河道一般河滩开阔,河道断面设计可采用复式断面形式。枯水期流量小,水流归槽主河道;洪水期流量大,允许洪水漫滩,过水断面大,洪水位低,一般不需修建高大的防洪堤。枯水期根据河滩的宽度和地形、地势,结合当地实际充分开发河滩的功能:如滩地较宽阔,一般可开发高尔夫球场、足球场等大型或综合运动场;河滩相对较窄的可修建小型野外活动场所、河滨公园或辅助道路等。河滩的合理开发利用,既能充分发挥河滩的功能,又不因围滩而抬高洪水位,加重两岸的防洪压力。
(3)防冲不防淹的矮胖型堤坝设计
山溪性河流具有河床坡降陡、洪水暴涨暴落的特点,高水位历时短,流量集中,流速大,对沿河堤坝、农田冲刷严重:通过规划,采用防冲不防淹的矮胖堤型设 计,保护区下游堤段开口.还河流以空间,给洪水以出路,允许低频率洪水漫坝过水,确保堤坝冲而不垮,农田冲而不毁。以防洪为主要功能的农村河道,堤防基础冲刷严重,可采用松木桩基础,投资省、整体性好、抗冲能力强,以提高堤防的整体性和稳定性。
(4)采用生物固堤,减少堤防硬化
对于乡村田间河道,除个别冲刷严重河岸需筑堤护坡外,应尽量维持原有的自然面貌,保持天然状态下的岸滩、江心洲、岸线等自然形态,维持河道两岸的行洪滩地,保留原有的湿地生态环境,减少由于工程对自然面貌和生态环境的破坏。在堤防建设中,可采用大块鹅卵石堆砌、干砌块石等护岸方式,使河岸趋于自然形态。个别受冲河岸堤防内侧可采用种植水杉等根系为直根的树种或草坪护坡等植物护堤措施。
3. 河流的治理方法,要具体的,不要粘帖复制!
不难看出,改造一条平原河流,应从两个方面考虑。一是在上游兴建枢纽,以拦河坝为主要矛盾方面来控制河流,调节来水来沙量,从而改变河道的水流条件;二是改变河床的边界条件,即依靠河床的岸边工程或其他整治工程作为矛盾的主要方面,调整水流的流场,达到人们预期的目标。第一方面的内容,我们已在前文中作过讨论,后一方面的内容就是要研究河道本身的整治工程问题,这是本文的主题。
对于平原河流而言,要控制其河势变化,就必须实施河岸整治工程。对于已满足防洪和对国民经济各部门均较有利的河势,常常采用护岸工程以保护并稳定该段河势,对不利于防洪和国民经济发展的河势;就必须采取整治工程或工程河段来调整或改造河势,使其向有利的方向发展。通过工程河段来调整和改造河势,难度很大、要求很高,通过岸边工程的实践将把河道整治的技术水平推向更高的阶段。
在河势的调整和改造中必须研究河流内部力的结构。运动的河流在时空上总是伴随着力的变化。水流作用于河床,河床对于水流的反作用,从宏观上都是通过力的作用来体现的;例如水流对于河床底部的剪切作用力,水流对于河岸边壁的作用力。对于河道平面形态的变化、河势的调整改造而言,我们研究的主要是后一种力,即水流对河岸的作用力与河岸对水流的反作用力。
有关的研究表明,根据水的动量推导出水流对河岸的作用力,是随流量的增加而增大,随水流方向改变的增大而增大的。当然,这在宏观上是一个合力,自然可以分解为对河岸的垂直方向和平行于河岸的两个合力,也可以分解为水流作用于整个岸壁上每部分承受的力。因此,我们依靠岸边的控导工程,改变水流的方向以调整河势是有理论依据的。
更为重要的是,在河流辩证法和河流学研究方面,应该更进一步认识水流与河床这一矛盾统一体的深化与发展。水流创造河床,河床约束水流,其中水流居于矛盾的主要方面,这是一个总的概括。当你研究河床的形成与变化时,也有个现象和本质的关系;泥沙从上面来了,河床的演变现象就表现出来,即河床这一矛盾方面又深化河床的冲淤矛盾关系。水流呢?它的主要作用有多大,最大冲刷点在哪里,这就引出了水流作用的分力与合力的问题,即水流本身还是一个矛盾统一体,即水流的分力与合力的矛盾关系。例如,河道水流不可能始终作直线运动,水流一定是弯曲的,必然具有内在力的关系。例如,我们有可能分析水流动力轴线上切线和法线方向的分力,在沿流程上相互转化的规律,河道弯曲度大小即河岸的反作用对其合力和分力变化的影响。我们对力的相互作用剖析得越细致,认识得越深刻,就越是能够利用这个矛盾,才能正确完成平原河流治河工程任务;并逐步把局部的经验性认识推向新的理论认识的水平。
目前,河床对水流的反作用表现为影响和改变水流的流场以及引起次生流。在大江大河中,水流结构十分复杂,大尺度涡流研究更少,难以应用于河道整治工程的实践中,鉴于流体力学中微观结构的运动机理一时很难弄清,从宏观上用力学理论来研究水流运动中的力学关系的途径是可取的,以此来指导我们的河道整治工作也基本上是适用的。
由于水流与河床间的分力与合力问题在弯道中最为明显,所以我们先从这里开始。为什么水流是弯曲的?这是因为即使在平坦地区上流动的河流,其直线流动方向也是最不稳定的,因此它在实际中也就是最不可能存在的。我们可以设想一条河流,在大体上同样的土壤上严格地依一条直线流动着,那么可以证明这种流动不可能持续得长久。例如由于土壤构成上的差异,水流在某个地方稍有偏移,则这种偏移在以后就会逐步加大。这是因为在那个初始弯曲的地方,水流开始作曲线运动,这样便出现了惯性离心力。在离心力的作用下,水流要压向凹入的一岸,冲刷这里,这便使初始微凹部位的凹入程度加大,于是河流弯曲的曲率加大,惯性离心力也加大,其对凹岸的冲刷作用也随之加强。也就是说,只要由于某个小扰动产生了一个初始的最小弯曲,它就会不停地增长;即初始扰动在力学正反馈机理的作用下被不断地放大和成长,也即只有弯曲型流动才具有力学的稳定性。
弯道水流在重力和惯性离心力的作用下形成横向水面坡度的同时(凹岸水面升高,凸岸水面降低),还将形成横断面上的环流运动。由惯性离心力和(重力)压强差的合力分布可知,它的上部指向凹岸,而下部指向凸岸,构成旋转力矩,使水流沿横断面产生旋转运动,这就是横向环流。弯道横向环流相对于主流而言,又称为副流。实际上,横向环流与纵向主流相结合,使弯道水流呈螺旋状水流向前流动。环流强度的大小,通常可由横向流速与纵向流速之比的绝对值来衡量。横向环流在弯顶附近充分发展后,将因向下游沿程曲率减小而衰减。另外,在河道水流中的实际环流并非总是在整个横断面上的一个单向环流(即表层水从凸岸到凹岸,底层水流则反之),有时会有一些次生环流伴随着这个单向环流出现。在目力所及的范围里,有时弯段不那么明显;当我们看不见环流、或环流不明显时,弯段延伸的长度是可以看得到的,而这个长度是分力、合力长期发生作用的结果。
此外,单向环流还可转化为两个或多个大小不一的双向环流。沿程各断面的弯道环流应该是本断面离心环流和上游断面环流传递衰减后剩余部份的综合结果(惯性离心力的方向指向水流流速线的外法线方向)。
另一方面,河道水流中泥沙浓度沿垂线分布,上部浓度小,下部大;而水沙流速度分布则恰好相反。这样在弯道环流的作用下,浓度小、流速大的表层水流连续地流向凹岸,而浓度较高、流速较小的底层水流则不断流向凸岸并爬上边滩,造成横向输沙不平衡。结果是:凹岸岸边崩坍,坍落的泥沙则由底部横向水流挟运到凸岸堆积,即凹岸受到水流侵蚀,在靠近凹岸的主流处形成深槽,侵蚀产生的泥沙经螺旋流的作用搬运到凸岸(有时是下一个河弯的凸岸),并发生沉积,因而使得凹岸不断后退,凸岸不断淤长。在一定条件,这使弯曲率不断增大,直至发生弯道的自然裁弯现象。由于凹岸的顶冲点位于河弯顶点稍偏下处,故在凹岸后退的同时,还具有下移的趋势,由此造成河道的蜿蜒蠕动。
在两个河弯相交处的直段中,由于相反环流的干扰,导致泥沙的堆积而形成浅滩。深槽和相邻浅滩之间的距离一般为直段河宽的5至7倍。曲流波长(又称河弯跨度)为直段河宽的12倍,而曲率半径为直段河宽的3倍。
环流是弯曲型河流中的一个显著标志。在弯曲河流的弯道,环流结构较为简单和明显,多呈单向环流,这可由马卡维也夫方程予以描述。在弯曲河流的过渡段,即较为顺直的河段,环流结构常常比较复杂,也不那么明显,还可能出现多层多向的环流结构;这种现象也常常出现在山区河流的推移质型河流上。由于弯道水流存在显著的螺旋流运动,使水流增强了紊动,有时还会发生水流与凸岸的分离,产生旋涡区,从而增大了水流的能量损失(明渠流大尺度紊动起源于粘滞附面层的扰动,其受到扰动后,诱导产生的波幅为有限值,它不随时间加强也不减弱,即处于中性稳定状态;这种中性稳定的粘滞附面层就是河流低频紊动产生的根源)。
由上述的描述可见,在实际的河流中水流的结构非常复杂,其水流流态可以用流场加以描述。这个流场是由流速不同、流向不同的流力线组成。它在河道沿程中随时都在变化,这是一个三维的流场。一种流体即使在一定粗细的管子里(可看为固定的岸床),当其流速达到一定大小时,总会有涡流发生。而在河道里,水流更是以涡流的方式前进的。例如测量河水流速的测速仪会出现脉动现象,特别是在靠近河底的地方,脉动现象表明水流经常改变方向,即产生涡流;河水不但沿着河道前进,同时还要从河岸流向中央。在河底附近形成的涡流会带动轻沙,使河底出现沙波。在河道水流中,其水质点移动很不规则,呈弯弯曲曲的螺旋状,并有斜向及竖向的运动,这就是紊流。流体的紊流在水流的侵蚀过程中起着很重要的作用:因为细粒物质于流体中保持着悬浮状态的搬运,就是靠紊流中向上的流动来支持颗粒的。如果不存在紊流,颗粒物质就只能贴着河底或仅能稍离河底,以滚动或拽拉方式移动。由于紊流的存在,在实际中,我们所看到的是某一深度上水质点的统计流速和统计流线。
河流或水系,经过上千万年的活动以后,其形态发生了显著改变,调整得适应于输送水流与泥沙。河流纵断面逐渐演变为向下游坡降递减的平滑河道;这一过程称作河流的均夷。这时,河流能够搬运流域所供给的全部荷载物,但再也没有能力迅速下切了,但均夷化的河道仍可侧向切割河床(即河岸)。我们目前所看到的平原河流河段可被认为都是均夷化的河道;因此从岸边工程的角度看问题,考虑二维流场便已大体够用了(在某些需要一步刷深的河道,我们可用R和S的常数或反比关系来予以把握)。
对于平面二维流场中的诸流线,可以进一步抽象成若干主要的分力与合力,一般说来,这对于分析河岸或岸边工程与水流的相互作用、相互制约及促进发展,基本上能够满足要求。下面我们先从几个具体的例子出发来阐明其意义和作用。
分力、合力在一般情况下不易看出。从表面上看来,河岸似乎是光滑的,实际上摩擦力使它的表面有无数个小豆豆,它们就像无数个小丁坝。假如你在河岸上做个小丁坝,水流马上就把丁坝底下刷深了;因为就在这里形成个分力,或者原有的这个分力加大了。于是它就使另一个分力也必然要加大,即这里的分力越加大,就愈加影响到对面。当对面的力加大之后,就在丁坝这里形成一个合力,于是这里就刷深了。丁坝越大,产生的合力就越大,它的下腮就刷得越深。因为有了丁坝,水不能顺畅地往下走,就汇合起来,水都涌到这里来,于是水面就鼓起来;丁坝越长,合力就越大,一直要长到丁坝这个方面的分力超过对岸的分力,最后它总是横着过来,水流就转到对岸去了。但在一般的平原河流里,你是做不到这一点的,例如在长江里,你不可能修一个像拦河坝那样的丁坝。而如果你能做到这一点,这里的水流就变成了缓流,这里就变成湖了。而如果丁坝足够长,到最后它总是要超过对岸的分力,当它真正超过对岸的力,就能造成一个力量使弯段提前;因为这个丁坝太长了,水到这里上不来了,就使更多的水直接过来了。这就说明了一个一般规律:凹岸的长度有一定的要求,不可能太短了,只有当它长到一定程度时,才能使水转到对岸去。否则,当它不够长的时候,水还是要回到凹岸来。
由这个例子我们可以得到很多启示:我们可以把弧型的河岸看成是由无数的平面连接而成,在每个平面上都要产生水流的作用力及对水流的反作用力,这个反作用力也和相邻的另一股来水的分力合成为一个合力,也就是说我们可以把一个河弯看成是由无数个小丁坝所组成的来加以研究;而所谓的主流线也可以看作是水流的两个主要分力形成合力的表现形式。它不仅在水平方向表现为分力、合力之间的关系,在垂直方向上亦是如此。
另外,我们经常能看到各种形式的丁坝作用(包括自然的“丁坝”)。当丁坝把受其影响范围内的水流动能汇集成一个很大的分力,在丁坝坝头的下游与丁坝影响以外水流更大的分力汇合时,形成其下游的强烈冲刷,形成大的冲刷坑。例如,单一丁坝如处于顶冲段的前部时,不仅不能将水流挑向对岸,反而增大了丁坝下腮的冲刷力,形成深坑;如荆江河段的观音矶,因为荆江数万流量所形成的分力大于由丁坝挑流作用所形成的分力,迫使水流仍旧返回本弯道的凹岸。深坑就是由这两个分力的集中冲刷点造成的。又如,当丁坝处于弯道尾端或顺直河段时,河流主泓受该弯段连续挑流作用,实际上形成了一股接近优势的分力,在这样的河段上修建丁坝能够增大这股水流对另一股水流的优势,迫使主泓提前转向对岸。如40年代杨家场粘土河岸及其丁坝,迫使长江主泓以急转弯形式冲向对岸的冲和观、祁家渊就是一个明显的事例。这种将主泓提前转向对岸的河道整治工程,如能接连运用,就可使某一弯段走向反面,由凹岸变成凸岸。再如,通过对一个河段的全线防护工程可使主流转向。一个河段的连续守护工程相当于无数个看不见的小丁坝对水流的作用,由于其连续性使丁坝的分力具有累积作用逐步使主流转向,这也是人工加强了对水流的反作用。这种方法也是有效的方法,远比单一大丁坝有利,但只能在不得已的情况下采用,因为代价太大。比如荆江郝穴河段,即从马家寨到郝穴河段的全线防护工程,就是因为这一河段的堤脚临近深泓,没有足够的宽大边滩,而迫不得已采取全线防护办法。一旦我们将其主泓南移至黄水套故道,那就用不着全线防护了。
从以上分析可见,由丁坝出发得出的分力、合力模型等效于弯道水流的纯力学模型,而且它更具有直观性和简明性,便于指导河岸工程的设计和实施,也利于与水工模型相互印证和补充。下面我们将用这种分析方法对荆江两个著名的危险河段的演变进行分析和探讨。
上荆江河道整治的主要目标在于使其两个危险河段变为安全河段。这两个河段就是沙市河段和郝穴河段。历史上,杨家场以上的公安河段曾在目前主泓的北边,那时杨家场以下的黄水套曾经为大江主泓;后来随着公安弯段向南移动;经过杨家场粘土咀控制,其挑流作用不断增加,这就加大了其中的一个分力,致使杨家场以下长江主泓不断向北摆动,黄水套进流条件逐渐恶化而成为支汊。即使如此,在1931年和1949年洪水时,还能分别通过10000个和5000个流量。历史演变的过程表明,主流在上下游的摆动方向是以杨家场为共轭点的;即主流在公安段愈向南摆,经杨家场下游主流愈向北摆动,以致形成郝穴河弯荆江大堤堤外无滩或窄滩的全线险工段的严峻形势,而黄水套这个曾经是主泓的汊道目前已被淤塞,仅在洪水时能过200-300个流量。
过去,由于没有认识这种转化规律,就眼睁睁地看着郝穴河弯由安全河段向着危险河段转化。如果当初我们懂得这个道理,将公安弯段的主泓河道从南向北移动 200-300米(即在该弯段凸岸开挖引河,加强凸岸水流分力),就可以采取较小工程,加大向黄水套进水这个分力,就可使黄水套逐年展宽加深,并使郝穴河弯逐渐淤死,黄水套故道重新恢复为主泓,可惜这一有利时机已经失去,现在必须做较大工程才可达到这一整治目标。
对于沙市河段而言,如果对其全线进行守护则工程量将非常巨大。但如在观音矶头向右开挖河道,则不论三八滩及上游如何变化,就可诱导主泓南移走三八滩南汊的新河道,相当于另一个黄水套,这样右岸这个分力便大大加强,然后可在北汊采取促淤工程,促使观音矶前淤出滩地,这样的投资要小得多。由于有分力和合力的理论,现在可以不再做模型试验了;可用工程本身做为1:1的模型,在一些小的地方,可在工程实施的过程中稍微调整一下。
水力学、河流学目前还都处于实验科学阶段,很多问题还不能用严谨的理论分析得到准确的结果,因此模型实验对这两门科学具有更重要的意义。
河流学与水力学还有不同,任何一个需要整治的河流,都是自然界存在的实例,客观上有一个1:1的原型供我们研究,这比任何人工模型都更准确、更全面地反映了河流的客观现实。河流通过其自身发展的历史,毫无保留地、全面地向我们展示出其运动的规律性。所以说研究河流的基本规律,主要依靠原型观测和分析。模型试验的主要目的,是验证我们将已经认识了的客观规律用于改造自然的效果。特别是在河流上兴建了大型的建筑物以后,改变现状较大,有可能出现一些我们还没有认识或认识不够完善的问题,特别是工程实施后预测其发展后果,模型试验可给我们以定性的启示和粗略的定量概念。
现阶段的水工和河工模型试验与现代科学中的物理化学实验是不同的,更确切地说我们应称其为模型验证。既然是验证,那么被验证的应该是根据对原型的观测和分析所得到的可以用来改造河流的规律;但如这些规律在天然河流中已被多次地验证过,它就并不一定要再用模型来验证。所以河流的规律主要靠研究河流而得到,整治的结果也往往在河流的历史演变中(包括整个河流,不限于某一段)可以找到借鉴。这是河流自身提供的,也是完全可以做得到的,这就是河流工程的一个显著特点。没有一个预先对河流规律的正确认识,盲目地相信和依靠模型试验的结果来确定整治工程,所谓“河工模型试验万岁”的观点,实践一再证明往往是错误的。由此可见,在做岸边工程调整河势时,需要分力-合力的理论进行指导。
4. 解释下宽河固堤、窄河固堤、微弯整治、双岸整治
该几个词为河道整治中常采用的一些方案措施,提高行洪能力和防洪安全。含义就是字面含义,给你介绍几个具体案例有:
“宽河固堤”,黄河防洪,保证黄河不决口,鉴于当时黄河下游的实际情况而提出的第一个治河方针。
“窄河固堤”,黄河下游窄河段挖河固堤工程,通过实测资料分析、模型试验和数学模拟 ,分析了黄河下游山东窄河段挖河固堤启动工程的减淤效果和固堤作用。分析表明 :在一定的时段内和一定的水沙条件下 ,挖河具有一定的减淤作用 ;挖河后横断面调整趋于窄深 ;挖出的泥沙用于加固堤防 ,提高了大堤的整体稳定性和防渗能力
微弯整治、双岸整治,从小浪底水库运用后河道整治面临的新问题:研究了宽河固堤(微弯整治)、窄河固堤与双岸整治形成的特定的历史背景,其整治目的与要求有所不同。微弯整治是在防洪抢险整治基础上演变的,使河道的游荡范围有所减小,防洪安全性有所提高。但微弯整治在下游游荡性河道极为宽浅,多条流路中选择一条典型流路作为规划治导线,通过人工造弯,试图形成人工控制的弯曲性河流,具有一定的盲目性;窄河固堤的思想是在新的历史条件下,从社会发展,经济效益等多方面分析后提出的;双向整治是基于对黄河窄深河道泄洪输沙能力、过洪机理,淤滩刷槽之间没有联系的认识基础上提出的。小浪底水库泥沙多年调节,优化了来水来沙条件,通过黄河实测资料分析与动床模型试验证明双向整治对游荡河道治理有效,是形成窄深河槽,稳定主槽,保证防洪安全与提高河道的输沙能力所必须。为充分利用洪水,长距离输沙入海,实现下游主槽不淤高的目标提供了可能。
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5. 城市河堤治理内容是什么
1、城市河道治理的水利基本要素
从传统水利角度来讲,河道治理过程重点要关注水位、流速和雨水入河口高程3个因素,这3个因素直接影响河道治理的成败。河道设计水位要依据城市防洪规划和城市总体规划来确定,同时,要使雨水入河口内顶高于设计水位。城市河流流速是河道设计的一个重要参数,一般城市河流流速不宜太快或太慢。河道水位与流速可以通过沿途闸坝进行调度控制。
2、城市河道断面的选择
不同河段的河道功能不同,可选择的河道断面有很多,如矩形断面、梯形断面、复式断面等。由于城市用地紧张,因此河道的空间布局受到多重限制。采用矩形、梯形断面设计可提高滨水地带的土地利用率,但丰水期与枯水期水位波动大,且硬性护砌切断了河流水体与河岸间的物质能量交流,景观和生态效果上表现不佳。城市河道整治过程中的断面选择是区域景观结构选择的过程,构成景观的要素数目、类型、大小、形状和外貌特征对生态客体的运动特征产生直接或间接的影响,进而影响系统的整体功能。
河道断面设计重点考察标准洪水的影响范围,根据土地条件尽可能预留较宽的河道宽度,再根据河道基本的水量水位关系设计河道河槽和滩地分布比例,这样不仅可满足城市河道景观设计的空间需求,而且可在极端天气条件下起到缓冲作用,提高城市河道行洪能力。
3、城市河道景观设计
城市河流是一个线性系统,要根据线性工程的特性和经济可行原则,选择适宜的设计尺度,其景观设计的核心是基于生态原理引导城市河道与周边生态系统良性运行,最大限度地利用自然力促进系统有机更新能力的再生、.设计策略上面,需要尽可能满足多尺度多目标的景观需求,了解区域居住者、办公者、旅行者不同时期(如不同季节、不同天气、不同时间点等)的需求差异。同时,设计者要用发展的角度思考自然系统自身的变化和发展过程,运用适宜的人工干预引导自然系统向着有利的方向发展。例如,河道在自然状态下产生的水生生物群落和水陆两栖生物群落,会逐渐演化成一个复杂的“水生一水陆两栖一陆生”生态系统,考虑到系统发展带来的景观变化,应在设计阶段做出科学合理的解决方案。
对河道滨水空问的规划设计是当前城市景观规划的一个重要内容,同单一的水域治理不同,滨水空间规划以生态理论为指导思想,将影响河道与滨河生态的所有问题(如防洪、堤岸、滩地、植被、水生生物等)加以考虑,制定综合规划,从而达到恢复水域生态稳定性的目的。
4、城市河道生态环境与景观效益
河道生态恢复意味着河道及滨水地带生态功能的恢复,能够支撑河道生态系统的正常运行和衍生。一般来讲,河流廊道的生态功能主要有栖息地功能、通道作用、过滤和屏障作用、源汇作用等、.在河道治理过程中,硬质衬砌形成的堤岸可认为是人工廊道,根据人工廊道的距离一效益分析,随着距离的延长,其经济效益逐渐降低,而自然廊道的环境效益会随着距离的延长而逐渐提高。其中,存在一个平衡点,在这个长度条件下,人工廊道的经济效益和自然廊道的环境效益大致相当。这反映了城市河道通过适度的人工干预,可以扬长避短,也可以解释为适度的局部衬砌可以提高防洪效益,对区域公共与财产安全起到积极作用。
城市河道生态恢复设计时,在河道的重要部位需要通过人工措施进行加固,对保障经济效益并发挥环境综合效益是有积极作用的。景观生态设计需要了解景观元素之间的连通性,避免降低景观多样性与生物多样性,考虑在影响生物群落的重点地段保留生境和廊道。在生态系统设计时,尽可能以本地植物为主,以降低外来物种入侵对生态系统的破坏作用。河床坡降设计应避免大跌水方案,充分考虑鱼类洄游和上下游双向的物质、能量联系。
6. 世界河道治理经历了哪些阶段,我国河流生态治理现状如何
因人们需求和社会经济环境不同,我国的河道治理主要经历了以下几个阶段:依附自然被动阶段,该阶段基本是在原有自然条件下进行,河流防洪效益不高;与河争地的阶段,该阶段是在国民经济增长的同时修建了提水灌溉、河道治理、堤防建设等工程,但治理方法落后、单一、不科学;经济治河阶段,主要是利用有限的资金进行河道整治以保护耕地、道路设施和排放污废水;和谐治理阶段,在我国沿海地区和中心城市首先在经济建设的同时,考虑到提高生活品质和创造优美环境,河道治理工程保持了河道的社会功能和生态功能,实现可持续发展。然而坦白说,我国河道治理理念仍相对滞后,导致了我国的河道系统主要面临以下几个问题:防洪能力下降、堤防功能单一、基流减少、水质污染严重、生态系统遭受破坏等。可见,生态水利建设迫在眉睫。
7. 整治河道有几种方法
河道湖泊是一种重要的自然资源,承载着各自然要素间的能量流、物质流和信息流,发挥着重要的生态功能。河道的生态功能主要有以下5个方面:①通道功能,与交通干线等人工廊道相类似,河道起到不同板块间运输和连接通道的作用。②生境功能,即栖息地作用,为各类水生、陆生和两栖类动、植物以及微生物提供栖息、繁衍和避难的场所。③“源”的功能,能够提供水源,生命的根本。④“汇”的功能,吸收、聚集和积累了大量的物质。
一旦外界对于河道湖泊水体的干扰超过了河流自身的环境恢复功能之后,河流就会出现水质变差、颜色变暗、溶解氧下降等问题,使河道湖泊生态系统发生破坏,从而使食物链上与之密切联系的其他水陆两栖及陆地生物的生存受到威胁,进而影响到整个生态系统。
水体的生态平衡是其他生态平衡的重要保障。所以要恢复生态系统整体的平衡,就要认真考虑平衡的基础条件——河道湖泊水体的生态平衡。城市内河特别是中心区域城区河道是人类活动与自然过程共同作用最为强烈的地带之一。“渠化”和“硬化”等工程手段及污水直排到水体,造成了自然生态破坏、环境质量恶化、服务功能下降等不良后果。具体表现在:①减少了河道植物成分,降低了水体的环境承载力和自净能力;②河道形状“直线化”、“平面化”严重,减少了生境的空间异质性,导致生物多样性降低;③河道的三面硬质衬砌阻断了水陆间物质、能量交换,破坏了生境条件和生态系统完整性,严重时导致河道所在的局部生态系统瘫痪;④景观协调性差,不能满足现代人类期望亲近自然的要求。因此,城市河道湖泊生态修复已经成为我国中长期城市环境治理中的重点任务之一。
8. 如何治理河水污染
1、必须实施彻底截污、污/雨分流
根据实地调查结果,生活污水是水系最严重的污染源,将生活污水完全截留是治污的根本。另外,由于雨水管经常被用作排污管,所以实施污/雨分流也是重要措施。污水送入污水处理厂处理,雨水则可直接排入自然水体中,降低污水处理厂处理负荷。污水可以通过河道排放。
2、对老平房区进行搬迁改造
一般来说,城镇新建居民区都有完备的下水道系统,都实施了污/雨分流。但是,老平房区房屋破旧,多数没有下水道系统,而且污/雨不分,是造成河流污染的主要来源。不管从污染治理的角度还是从城市建设,都需要对老平房区进行搬迁改造。
3、加强城市卫生综合管理
加强城镇的综合卫生管理,使街面保持干净,减少因风吹、雨水等因素将脏物带入河流。对自由市场、餐馆、外来人口聚居区进行严格的卫生管理,对建设工地卫生实行严格监督,对产生污染的路边小生意、洗车点或进行环境改造、或取缔。
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河流治理技术
1、截污分流。
截污是治理城市河流污染的重要方法之一,其原理是通过建设雨、污水管网,将原本直接排入城市河流的污水收集至城市污水处理厂或者人工湿地,经处理达标后再排放,从而削减了排入河流的污染物总量。
截污分流法可以从根本上解决城市河流水污染的问题,但实施难度较大,涉及到水利、市政、道路等多个部门,因此一般需要通过行政手段辅助。
2、引水冲污。
引水冲污实际上是通过清洁江河水置换河道的污染河水,将原污染河道中的污染物稀释或带入下游,从而降低河道的污染负荷,提高河水的自净能力。但引水冲污只能稀释或转移污染物,不能从根本上降低污染物总量,在当地水源不足时,需要外购清净水,成本较高。
3、底泥疏浚。
底泥是河流污染的内源因素之一,底泥中的有机物在细菌作用下发生分解,会降低水中的溶解氧浓度,同时产生硫化氢、磷化氢等恶臭气体,使河水变黑变臭。底泥疏浚是通过底泥的疏挖减少底泥中污染物向水体的释放,能永久去除底泥中的污染物,有效减少内源污染,对改善河流水质有较好的作用。
但该法工程量大,而且淤泥清除力度过大,会将大量的底栖生物、水生植物同时带出水体,破坏原有的生物链系统。而且疏浚过程中会产生大量的淤泥,如处理不善,会造成严重的二次污染。
4、曝气复氧。
曝气复氧技术主要用于应对河道的突发污染,即在适当的位置针对河水进行人工复氧,提高水体的溶解氧水平,恢复水体中好氧生物的活力,使水体自净能力增强,从而改善河流的水质状况。
曝气复氧法操作简单,有利于污泥絮凝和水质混合,但该过程无法迁出、转移、输出污染物的分解产物,可能导致河水中有机污染物浓度的反弹。
9. 河流上中下游怎么治理水土流失
这是可以抄治理的,有以下几种方法
1、生物措施
生物措施主要指种树种草,这是治理水土流失的根本措施之一,但种树种草要因地制宜,沟壑斜坡上适宜种护坡林,沟壑中则应沿着侵蚀沟道植树,有些地区还应辅以工程措施.
2、工程措施
兴修水库、修建水平梯田、打坝淤地等都是工程措施.在沟道里打坝淤地,拦蓄泥沙,不仅可以防止泥沙流入河中,还可以在淤地上种植庄稼,治沙效果显著.
3、以小流域为单元的综合治理
小流域指相当于坳沟或河沟的沟道流域.以小流域为单元的综合治理过程中,应注意贯彻生物措施与工程措施紧密结合的原则.
10. 河流的治理措施:
1、滩地的保留和利用
滩地是山溪性河道的特有产物。一般河道滩地较开阔,洪水期水流漫滩,利于行洪滞洪,应保留其功能,并充分开发利用。流经城区的河道,在维持滩地行洪功能的同时,利用滩地设置绿化地、公园、交通辅道和运动场所,开发其休闲、亲水功能,成为市民娱乐、健身、游玩的好地方。
整治中,顺应河势,因河制宜,保留河滩和弯道,恢复河道的天然形态,减少河床的坡降,降低洪水位,减少洪峰压力,同时可降低防洪堤的高度。另外,弯曲的水流更有利于生物多样性,为各种牛物创造了适宜的生存环境。
2、采用生物固堤,减少堤防硬化
对于乡村田间河道,除个别冲刷严重河岸需筑堤护坡外,应尽量维持原有的自然面貌,保持天然状态下的岸滩、江心洲、岸线等自然形态,维持河道两岸的行洪滩地,保留原有的湿地生态环境,减少由于工程对自然面貌和生态环境的破坏。
在堤防建设中,可采用大块鹅卵石堆砌、干砌块石等护岸方式,使河岸趋于自然形态。个别受冲河岸堤防内侧可采用种植水杉等根系为直根的树种或草坪护坡等植物护堤措施。
3、生物群落多样性恢复
恢复生物群落多样性和物种多样性,其对象包括水生生物和陆生生物的恢复。按照河流生态系统整体恢复的理念确定生物群落恢复任务,难点在于如何选择指示物种。具有操作性的方法是把重点恢复濒危、珍稀和特有生物物种以及保护和恢复重要生物资源。此外,还应加强土著物种的保护,防止生物入侵。
4、河流污染治理
截污分流。截污是治理城市河流污染的重要方法之一,其原理是通过建设雨、污水管网,将原本直接排入城市河流的污水收集至城市污水处理厂或者人工湿地,经处理达标后再排放,从而削减了排入河流的污染物总量。截污分流法可以从根本上解决城市河流水污染的问题,但实施难度较大,涉及到水利、市政、道路等多个部门,因此一般需要通过行政手段辅助。
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河道治理的重要性:
为充分发挥水利工程设施在国民经济持续发展中的基础作用,减少洪灾损失,促进我国农村生态环境的改善,保障全面建设小康社会的宏伟目标的实现,对农村河道进行整治已势在必行。
通过河道整治使其城镇、基础设施等防洪标准有较大提高,区域内人民生命财产和经济社会发展的防洪安全保障问题得到初步解决,为新农村建设、群众安居乐业、社会繁荣稳定提供良好的基础,促进地区的可持续发展,共建人水和谐的社会环境。
为了实现江我国水系规划总体目标,保障地区经济社会的可持续发展,尽快确定河网水系整治及防洪排涝规划,全面提升片区河网水系面貌及防洪排涝能力,创建现代化的水利设施和管理体制,从而为加快推进我国的水系建设提供有力保障,是十分必要和紧迫的。