張新明
(廣東恒廣源投資有限公司,廣東 廣州 510663)
由于我國城市化和工業(yè)化的迅速發(fā)展,許多地區(qū)的河道水質不斷下降,直接影響到周邊生態(tài)系統(tǒng)和居民的生活品質。同時,頻發(fā)的自然災害也造成了巨大的經濟損失和環(huán)境污染。在過去的幾十年中,許多國家和地區(qū)已經意識到保護和恢復河道生態(tài)的重要性,并采取了一系列措施,河道治理和生態(tài)護岸工程則是其中比較有效的手段,旨在恢復河流的自然狀態(tài)和功能,以減少水污染和洪水風險,改善水質,為生物提供棲息地,并增強生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
河道在生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位,關系到生態(tài)環(huán)境和城市整體形象,對于現(xiàn)代社會可持續(xù)發(fā)展有著深遠的影響。但是城市建設和發(fā)展對河道造成了不同程度的污染,很多河流中的動植物喪失了生存環(huán)境,并產生了一系列連鎖反應。在此背景下,加強河道治理及生態(tài)護岸成為重要內容,旨在建造生態(tài)河道,滿足社會發(fā)展的水利需求,營造完整的生物群落。本文主要圍繞河道治理及生態(tài)護岸工程相關內容進行探究,提出合理化的工程措施優(yōu)化實踐。
大力推進河道治理及生態(tài)護岸工程,是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施背景下的一項重要舉措,其意義主要有以下幾點。
1)保護生態(tài)環(huán)境。河道是眾多生物的棲息地和生態(tài)系統(tǒng)的重要一部分。通過河道治理和生態(tài)護岸工程,可以恢復和維持河流的自然狀態(tài),提高水質,減少污染物的輸入,促進生物多樣性的保護和繁榮。這樣不僅可以保護許多瀕臨滅絕的物種,還能維持生態(tài)平衡,確保生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展[1]。
2)防止洪水和災害。通過科學的河道治理和生態(tài)護岸工程,可以減緩河流流速,增加水體的自我凈化能力,降低洪水的發(fā)生頻率和破壞程度。同時,生態(tài)護岸工程能有效防止岸邊土壤侵蝕,保護沿岸居民和農田免受泥石流等災害的侵襲。
3)維護水資源供給。河道是重要的水資源載體,為人類提供生活用水、農業(yè)灌溉和工業(yè)用水。然而,由于不當?shù)拈_發(fā)和管理,很多河道的水量減少和水質下降,嚴重威脅著當?shù)鼐用竦乃Y源供給。河道治理和生態(tài)護岸工程可以幫助維持河流的水量和水質,保障人類持續(xù)合理地利用水資源[2]。
4)促進經濟發(fā)展。健康的河道和生態(tài)環(huán)境有助于提供更好的生態(tài)旅游和休閑資源,吸引游客和投資,從而促進當?shù)亟洕陌l(fā)展。此外,河道治理工程本身的建設也可以為社會創(chuàng)造大量的就業(yè)機會,帶動相關產業(yè)的發(fā)展,為經濟增長注入新動力。
5)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。河道治理及生態(tài)護岸工程建設質量的高低,不僅關乎當前的生態(tài)環(huán)境和經濟狀況,更關乎未來子孫后代的生存和發(fā)展。通過正確的管理和保護,有助于確保河道資源得到合理利用,營造良好的生態(tài)環(huán)境,對于社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[3]。
以潮州市潮安區(qū)庵埠鎮(zhèn)南總干渠為例,通過調查發(fā)現(xiàn)該河流存在河道淤積、排水不暢,沿線道路不連貫、連通性差,部分河段水體污染、水生態(tài)環(huán)境被破壞、生態(tài)性較差等問題。
為滿足城市人口增長和經濟發(fā)展的需要,在過去幾十年內城市不斷擴張,大量土地開發(fā)和河道兩岸的填土使河道水面不斷被壓縮,河道原本的自然濕地和湖泊也因此被填埋或消失,導致河網水面面積逐漸減少。另外,為了滿足工業(yè)用水、農業(yè)灌溉和城市供水等需求,進行了大規(guī)模的水資源開發(fā),包括建設水庫、引水渠和取水口等,這些行為導致河道水流逐步減少,河網水面面積也隨之縮小[4]。
除此之外,近幾年全區(qū)清拆了部分沿岸違建物,清拆后的河段護岸原狀畢露,部分河道堤岸崩塌嚴重,且清拆后岸坡及渠堤面外觀參差不齊,對水生態(tài)環(huán)境造成不良的影響。同時,大部分渠道仍存在民房、廠房臨河而建的現(xiàn)象。
為了方便管理和利用水資源,許多河道在城市化和農業(yè)發(fā)展過程中進行了規(guī)劃和開發(fā),開展了固定化的整治和改道工程。這些活動可能導致河道形態(tài)的單一化,造成河道斷流、直線化和淤積,喪失了原有的水動力學和生態(tài)學功能[5]。部分河道周圍地區(qū)為了防洪或避免沖刷農田,在河道兩岸建設堤壩圍護,使得河道的水流被限制在一個較窄的通道內,造成水流速度增加和水體受到沖刷,導致河道形態(tài)逐漸趨同。由于河道形態(tài)的單一化,生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和穩(wěn)定性受到了破壞,許多水生植物和動物的棲息地受限,導致生物多樣性下降。同時,缺乏多樣的河道形態(tài)也使得河道對自然災害的適應能力減弱,增加了洪水和泥石流等災害的風險。
河道為了適應城市化和農業(yè)發(fā)展的需要,重新規(guī)劃和建設改道工程,河道的原有自然水流路徑被限制或改變,導致河道水流速度變快,水位變高,進而影響了河道的排水能力和防洪能力。同時,由于河道的淤積和泥沙堆積,使得河道的橫截面變窄,減少了水流的通過能力,導致雨季水位迅速上漲,一旦超出警戒線很容易誘發(fā)嚴重的洪災。很多地區(qū)由于城市化和水泥化,大量的地表水無法滲透到地下,而迅速流入河道,導致河道的水量迅速增加,形成洪峰水位,增加了河道的防洪難度[6]。另外,全球氣候變化導致的極端天氣事件頻發(fā),如強降雨和洪災,也在不同程度上加劇了地區(qū)河道的洪水風險。
國內中小河流中普遍存在河道底部或側壁積聚的大量泥沙導致水體的橫截面變窄,水流通道受阻,進而影響河道的自然水動力學過程和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。主要是由于城市化進程的加快,許多地區(qū)的土地利用發(fā)生了改變,大量的建筑工程和道路建設使得大量泥沙和污水直接排入河道,增加了河道淤積的程度;不合理的農業(yè)和土地利用方式導致水土流失的加劇,大量泥沙被沖刷進入河道,堆積在河床上,形成淤積現(xiàn)象;為滿足工業(yè)用水、農業(yè)灌溉和城市供水等需求,進行了大規(guī)模的水資源開發(fā),例如修建水庫、引水渠等工程,導致河道水流速度減慢,泥沙沉降,進而導致淤積。潮州市潮安區(qū)庵埠鎮(zhèn)南總干地勢平坦,水流很緩,極易造成河道淤積、河床抬高,從而導致排澇調蓄能力減弱。
農業(yè)活動中的農藥、化肥和畜禽糞便等都是河道水質污染的重要來源。這些污染物會隨著降雨和灌溉水流進入河道,導致水體富營養(yǎng)化和有害物質的累積[7]。許多工業(yè)企業(yè)排放大量的廢水和污染物,其中含有有毒有害物質(如重金屬、有機物和化學品等),其直接或間接地進入河道,造成了河道水質的嚴重污染。另外,雖然城市居民生活中產生的污水是經過污水處理廠處理后再排放入河道,但由于一些地區(qū)的污水處理設施不完善或運行不當,部分污水經過處理后仍含有有害物質和細菌,對河道水質造成影響。
1)河道斷面改造。是為了適應不同的水流條件和水力要求,通過改變河道的橫截面形狀,增加河道的流量容量和水位,可以有效減緩河道水流速度,減少河道水流沖擊力,降低河道的侵蝕和淤積,改善水質,并增強河道的防洪能力。斷面改造還可以保留和恢復河道的自然特征,增加河道的生態(tài)景觀和生物多樣性[8]。
2)河床整治。是對河道底部沉積物的清理和調整,旨在改善河道的水動力學特性和水質條件。通過河床整治,可以清除淤積的泥沙,恢復河道的原始水深和橫截面形態(tài),提高河道的水流通道,增加河道的自凈能力和水流穩(wěn)定性。在具體整治中,應清淤河床底泥,降低底泥中污染物含量,修復生態(tài)環(huán)境,提升河道水質。底泥疏浚作業(yè)中優(yōu)先選擇適宜的工藝,控制底泥挖除量,如果過大可能會出現(xiàn)污染物二次泄露。另外,根據河道實際情況優(yōu)化重構河床生態(tài)系統(tǒng),維持沖淤平衡,增強河道透水性,同地下水之間實現(xiàn)良性互動。一般情況下,可以采用置石法將尺寸規(guī)格適宜的石子投入到河床中,并按照相應規(guī)則和標準排列布設,構成魚礁,適宜水生動植物生長。
3)護坡改造。護坡結構設計要考慮到當?shù)氐牡刭|條件、水流特性、土壤類型等因素,以確保護坡結構穩(wěn)固可靠[9]。常見的護坡結構包括石塊護坡、混凝土護坡、護坡網等,不同的結構適用于不同的河道環(huán)境。合理選擇適宜的植物,如護坡植物、草本植物等,將其種植在岸坡上,能有效減緩水流速度,防止岸坡沖刷和土壤侵蝕。植被的根系還能增強岸坡的穩(wěn)固性,形成天然的護坡結構。為了防止岸坡土壤的侵蝕,護坡改造還需要對地面進行保護。常見的方法是在岸坡表面鋪設覆蓋層,如草皮、草席等,以減少土壤的暴露,防止風蝕和水流沖刷。在護坡改造中,要確保岸坡的排水系統(tǒng)暢通[10],合理設置排水溝和水槽,能及時排除岸坡上的積水,防止水流對岸坡造成侵蝕和沖刷。在護坡改造中,應注重生態(tài)修復,通過恢復和保護植被,促進生物多樣性,增加生態(tài)功能。生態(tài)修復還可以吸收和減少水體中的污染物,改善水質。
生態(tài)護岸是河道治理及生態(tài)護岸工程中的一項重要措施,其主要目標是通過多種手段和措施保護河道岸坡,增強河道的自然修復能力和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
1)植物護岸。是通過植被的種植和生長來保護河道岸坡和河道水域的一種生態(tài)護岸方式。在岸坡上種植適宜的護坡植物和草本植物,其根系能有效穩(wěn)固岸坡,減緩水流速度,防止岸坡沖刷和土壤侵蝕。植物護岸還能增加岸坡的粗糙程度,提高護坡結構的穩(wěn)定性,同時為水生植物和動物提供生存空間。
2)土工材料護岸。是利用合成土工材料,如土工布、土工格柵等,在岸坡表面進行覆蓋和固定,以增強岸坡的抗沖刷和防滑性能。這些土工材料具有良好的抗水力和抗沖刷能力,能有效減緩水流速度,減少岸坡的侵蝕和崩塌。土工材料護岸還能與植物護岸結合使用,形成更加穩(wěn)固的生態(tài)護岸體系。
3)生態(tài)混凝土護岸。是一種結合生態(tài)和工程原理的護岸方式,通過使用特殊的混凝土材料,結合植被栽種,構建具有生態(tài)功能的護岸結構。生態(tài)混凝土護岸能夠增強河道的穩(wěn)定性和生態(tài)系統(tǒng)的功能,提供棲息地,凈化水質,并提高河道的景觀價值。
4)石龍防護護岸。是利用大型巖石和石頭構建護岸,形成堅固的護岸結構。石龍防護護岸具有較強的抗沖刷和抗侵蝕能力,能有效減少水流對岸坡的破壞,保護河道的生態(tài)環(huán)境。同時,石龍防護護岸的開敞結構也為水生生物提供了棲息和覓食的空間。
5)混凝土和漿砌石護岸。是一種常見的護岸結構,通過在岸坡上鋪設混凝土塊和石塊,形成穩(wěn)固的護岸體系。如果河道水流速度在2 m/s 以下,應該優(yōu)先采用空心六方塊護坡,對于空心區(qū)域回填綠植,也可以將空心六方塊作為模具,在其中澆灌生態(tài)混凝土,增強其抗沖刷能力。這種護岸結構不僅能有效保護河道岸坡,減少沖刷和侵蝕,還能形成良好的護坡效果,促進岸坡的植被生長,提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
通過清淤清障、雨污分流構建健康循環(huán)水系,新建生態(tài)護岸護坡固堤,鋪設人行步道、防汛道路及岸頂綠化帶,形成自然生態(tài)的碧水玉帶,打造人民滿意的幸福河湖。
綜上所述,隨著生態(tài)理念的普及和滲透,河道治理及生態(tài)護岸工程逐漸受到了社會各界高度的關注與重視。由于工程涉及到諸多內容,在施工前要充分實地勘察,因地制宜地編制工程方案,選擇合適的河道治理措施及生態(tài)護岸措施,以求在提升河道治理成效的同時,有效保護河道岸坡不受沖刷,維護生態(tài)系統(tǒng)平衡。