第一篇:略论河道生态治理中的生态护坡应用
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略论河道生态治理中的生态护坡应用
略论河道生态治理中的生态护坡应用
摘 要: 本文介绍了河道治理过程中传统护坡结构型式对环境和生态的影响,在此基础上,介绍了目前国内外应用广泛的各种生态护坡型式,最后提出了在河道治理中生态护坡的设计原则。
关键词:河道;传统护坡;生态护坡;环境
中图分类号:TV85 文献标识码:A 文章编号:
0前言:
河道整治过程中,护坡工程是范围广泛的大型基础设施,传统的河道护岸结构往往只片面强调对河道防洪、引水、排水、蓄水、航运功能,较少地考虑河道的生态或环境功能,因此河道的护坡结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料。但是,这一举措严重破坏了河道自身的生态系统平衡,忽视了河道的其他功能。如今,人与自然和谐相处作为一种科学的理念,成为指导水利工作的中心思想。为了改变混凝土护坡对河道生态环境的破坏,国内外研究人员提出了生态修复理论及建设生态型护坡[1]。在河道整治中通过建设生态型护坡,改造传统护坡,改善和恢复被破坏了的河道生态系统,使河道成为集水利、生态、休闲等功能为一体的滨水空间。
常规河道护坡对环境与生态的影响
1.1 常规河道坡面材料及结构形式
很长时间以来,人们更注重河流本身的功能,如防洪、排水等,河道断面形式单一,走向笔直,河道护坡结构也比较坚硬,其原因主要是考虑河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等。因此,河道的护坡一般采用浆砌石、干砌块石、现浇混凝土、预制混凝土块等材料,以及现在比较流行土工模袋混凝土护坡和重力挡土墙等材料和结构形式。
1.2 常规结构形式对环境与生态的影响
(1)对景观环境的影响。整齐的河流横截面笔直河流河流,虽然是一道风景线,但是不符合现代人们追求到自然景
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观的需求。昔日的碧水漪漪、青草幽幽、白帆点点或是污浊黑臭的污水的景象被坚硬的护坡和挡墙挡得无影无踪。这与现代城市河道周边无论现代或古典的建筑艺术都极不相称,与周围环境也极不协调。而且一旦这些结构遭到破坏以后,环境景观就更差了。(2)对人类生存环境的影响。长期生活在这个灰色的、僵硬的、不活动的混凝土墙之中,人的生理和心理健康会受到侵犯。在这种结构保护下的河道失去了河道原有的水边环境和水环境的功能,人们失去了娱乐、休闲和亲水的好去处,河道也因之失去了灵气和精神[2]。
(3)对生态环境的影响。原来的护坡和护岸结构对河坡采取了一个封闭的形式,河流生物和微生物失去生存的环境,很难生存,所以破坏的了河流的自净能力。同时各种水生植物也难以在坚硬的结构坡面上生长,各种水生物也因失去了生存环境而无法生存。整个生态系统的食物链就因一层坚硬的护坡结构而断开,生态环境因此而破坏,生态就失去了平衡。更有甚者,有的河道护坡和护岸结构还采用了全断面护砌的结构,其后果就更加严重,趋向也更加恶劣。
各种生态护坡型式浅析
2.1 生态格宾挡墙
格宾挡墙是将符合粒径要求的石料填入具有柔性的格宾网中达到一定的孔隙率、逐层砌筑的一种新型的柔性挡土构筑物。格宾挡墙适用于受水流冲刷和风浪侵袭,且防护工程基础不易处理或沿河挡土墙、坡脚基础局部冲刷深度过大的沿河路堤坡脚或护岸,近年来,格宾挡墙在国内也有所应用,主要用于河道岸坡防护。
(1)适应性强:生态格网工艺以钢丝网箱为主体,为一柔性结构,能适应各种土层性质并与之较好的结合,能很好的适应地基变形,不会削弱整体结构,更不易断裂破坏。
(2)透水能力强:生态格网工艺可使地下水以及渗透水及时的从结构填石缝隙中渗透出去,能有效解决孔隙水压力的影响,利于岸(堤、路、山)坡的稳定。
(3)结构整体性强:生态格网网片是由机械编织成双绞、蜂巢形孔网格,即使
一、两条丝断裂,网状物也不会松开。有其他材料不能代替的延展性,大面(体)积组装,不设缝,整体性强。
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(4)施工方便易组合:可根据设计意图,工厂内制成半成品,施工现场能组装成各种形状。
(5)耐久性好:生态格网网丝经双重防腐处理,抗氧化作用强,抗腐耐磨,抗老化,使用年限长。
(6)美化环境、保持生态:网箱砌体石缝终会被土填充(人工或自然),植物会逐渐长出,实现工程措施和植物措施相结合,亦绿化美化景观,形成一个柔性整体护面,恢复建筑的自然生态。结构填充料之间的缝隙可保持土体与水体之间的自然交换功能,同时也利于植物的生长,实现水土保持和自然生态环境的统一[3]。
2.2 蜂巢挡墙
广泛地应用于水利、公路、铁路、山体滑坡的治理、泥石流的防治、落石防护等,同时兼顾保护和恢复自然生态环境的功能。
(1)亲水性。结构填充料间的空隙为水与土之间交换创造了条件。
(2)保护水生态环境。通过人工植被或自然生长,实现优化、美化环境,保持原有的水边生态环境。
(3)稳定性、整体性好。单元结构之间紧密连接,成为一个整体的柔性结构。单元结构连接说明如下:螺旋连接线为与网箱相同材质的覆树脂膜钢丝;单元网箱间隔网与网身成90度相交,间隔网与网身的四处交角各双股绑扎一道,交接处采用连结线一孔绕一圈呈螺旋状穿孔绞绕连接;相临单元网箱采用四角先加装扣件(3 mm不锈钢扣件)后,相临框线采用连结线每隔25 cm绑扎一道,双股并绞紧;上下单元网箱相临框线每隔25 cm绑扎一道,双股并绞紧;网箱单元相临面之间每m2绑扎两道,双股并绞紧;1 m高档墙型式裸露部位的网箱,每上下、左右1/3处设置拉筋线(即每m24处),呈八字形向内拉紧固定。
(4)透水性好。填充料系松散体,利于墙后填土内孔隙水的排出,有效的降低墙后的地下水位。填充石料(碎石或卵石)的粒径必须符合设计要求,蜂巢格网网箱应控制在8~25 cm,占80%以上,其余以良好级配或碎石填满空隙;蜂巢格网护垫应控制在5~10 cm,占90%以上,其余按设计要求。
(5)耐久性好,使用寿命长。材料的热镀锌及包塑防腐处理使其使用年限长。
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(6)抗震性能好。箱笼为柔性结构,地震发生时结构内的松散填充料会自身调节适应变形,整个结构不会被毁坏。
(7)蜂巢格网结构的可变更性强。在已有的结构上可自由的延伸或者在基础许可的条件下继续加高。
(8)抗冲刷能力强。高速水流下,箱笼内的松散填充料即使有小的位移,也不会被水流带走,而是经过自身的调节达到新的平衡。同时单元结构之间的连接力也能使其更加牢固。具有独特的抗风浪袭击能力,蜂巢格网箱笼内填充料的空隙可以粉碎浪花,减小浪压力,当浪退下时可以破坏真空吸力,加上结构本身进行的微调,可确保工程的安全、稳定。
2.3 框格混凝土植草护坡
框格混凝土植草护坡是指将预制的形状不同的混凝土砌块铺设于坡面形成框格,在框格内回填客土,然后在框格内植草而形成的一种护坡与绿化相合的技术。其植草措施可以改善周边生态环境,恢复已破坏的植被,降低噪声和光污染,净化大气,促进有机污染物降解,增强景观效应。与传统混凝土板相比,施工现场条件要求低,砌块面积小,维修更换简单,易于适应堤身沉陷和坡度变化;与砌石相比,货源稳定,规格统一,外形美观,对石料缺乏地区是一种先进的替代工艺技术[5]。
2.4 生态砖(六角形空心砖)护坡
该生态砖是由混凝土中加入了用高新技术进行特殊制造并进行染整处理的合成纤维制成的,使混凝土的各项强度与耐久性都有不同程度的改善,提高了承受荷载能力;用于粘合废砖石骨料的水泥浆采用纳米级聚合物进行改性,增加了粘合强度;用新型的混凝土构件成型机制成六角形混凝土板块,铺设稳定性较好,满足水利堤防工程的特殊要求,同时,板块空隙率适合植物生长的需要[8]。由于它能使肥料缓释、水分保留、高碱性水环境条件的改善得到有效解决。植物能在这种混凝土板块上较好地生长。同时,它的颜色可以根据周围环境进行搭配和选择,也可以拼成各种各样的图案,改变了混凝土材料灰黑的旧面孔,使堤防在夏天绿草如茵,冬季五彩缤纷,成为河道一道亮丽的风景线。它实现了在混凝土上长草的愿望,较好地解决了堤防安
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全护砌与保护自然环境的矛盾。
结束语
生态护坡在河道整治过程中已经得到越来越多的应用,发挥着良好的性能特性。在河道整治过程中,应该按照相关规范要求,结合工程实际特性,建立系统可靠的边坡生态化防护设计方案,使水利工程建设护坡工程与周围环境融为一体,充分发挥水利工程边坡生态化防护的综合性能。
参考文献:
[1] 田晓静,高金超,王迎风.防洪河道生态护坡工程探析[J].黑龙江水利科技,2009(6):97-98.[2] 赵鹏程,陈东田,刘 雪,等.河道生态建设的技术研究[J].中国农学通报,2011,27(8):291-295.[3] 胡志超.生态格宾挡墙技术在苏北运河整治中的应用[J].中国水运,2011(3):133-135.------------最新【精品】范文
第二篇:河道生态治理
第一章
1.河流是指在一定气候和地质条件下形成的天然泄水输沙通道。2.深泓线:是指沿程各断面河床最深点的平面平顺连线。
主流线又称水流动力轴线即沿程各断面最大垂线平均流速处的平面平顺连线。中轴线是指河道在平面上沿河各断面中点的平顺连线,一般依中水河槽的中心点为据定线,是量定河流长度的依据。第二章
1.河川径流的影响因素:气候,下垫面,人类活动影响 2.水系的形成及其发展阶段:
a初期阶段:河网密度小,地面切割深度不大,支流短小,数量不多。
b繁盛阶段:谷道伸长,集水面积扩大,河网密度增大,地面切割深度不断增大。c并夺阶段:因各条河流发展的不平衡,出现大河袭夺,兼并小河现象,使水系原状改观,河谷地面高程降低,冲积层加厚,水系密度减小,干支流年渐分明。第三章
1.河流径流的度量方法
2.洪水三要素:洪峰流量,洪水总量,洪水历时。
3.河道水流的基本特性:两相性;三维性;不恒定性;非均匀性;不平衡性;紊动性;阻力复杂性;流态特异性 第四章
1.含沙量:单位体积浑水中的泥沙质量。输沙量:一定时间段内某断面的泥沙数量。
输沙率:单位时间内通过河流某断面的泥沙数量。
2.河流泥沙按运动态势分类:悬移质,推移质,床沙。
3.推移质的运动:推移质的运动来源于床面泥沙的起动。当床面泥沙由静止状态开始运动或称启动并达到一定程度后,床面往往会出现起伏不平的沙波,而沙波运动又往往是推移质运动的主要形式,沙波的运动态势是迎流面冲刷,背流面淤积,从纵剖面看整个沙波在水流的作用下往下游缓缓爬行。第六章
1.河流的地质作用:侵蚀作用,搬运作用,沉积作用,2.河床演变的根本原因:输沙不平衡。
3.河相关系:冲积平原河流的河床在水流的长期作用下,形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡的河床形态,这种均衡河床形态的有关因子和表达来沙来水条件及河床地质条件之间常存在某种函数关系,这种函数关系称为河相关系。(可写少
点)
5.河型分类及其演变规律(论述):
A河型分类有:顺直型,蜿蜒型,分汊型,游荡型。
B演变规律a顺直型:河身较顺直,犬牙交错状边滩分布于河道两侧,在洪水期,边滩整体向下游缓缓移动;深槽与边滩相对,深槽位置也随边滩位置缓慢下移而下移;上下深槽之间的浅滩,洪水淤积,中·枯水冲刷,深槽则相反,洪水冲刷,中枯水淤积。b蜿蜒型从平面变化看,随凹岸冲刷和凸岸淤长进程的发生,其蜿蜒程度不断加剧,河长增加,弯曲度随之增大;横向变形特点表现为凹岸崩退和凸岸淤长;纵向变形特点是弯道段洪水期冲刷,枯水期淤积,过渡段相反,洪水期淤积,枯水期冲刷;突变现象是可能发生自然裁弯,凹岸撇弯,凸岸切滩。c分汊型:其共同的演变规律汊道外形的平面移动,洲头洲尾的冲淤消长,汊道内河床的纵向冲淤,以及主汊的易主。d游荡型:多年平均河床逐步抬高。b内汛期主槽冲刷,滩地淤积;非汛期则主槽淤积,滩地崩塌。主槽平面摆动不定,河势变化剧烈。大水出好河,中小水容易发生横河斜河和形成畸形河湾。第七章
1.河道治理规划设计的要素:设计流量与设计水位;整治线;河槽横断面
2.4种典型类型的河段整治措施:a蜿蜒型的整治措施:一是稳定现状,防止其向不利的方向发展;二是改变现状,使其朝有利的方向发展。b游荡型:主要有险工和控导工程组成。c分汊型:汊道德固定,改善和堵塞。d顺直型:稳定边滩不向下游移动多采用淹没式丁坝群。第八章
1.生态平衡:如果生态平衡的能量和物质的输入与输出在较长时间趋于相等,生态系统的结构和功能长期处于稳定状态,或在轻度干扰下能通过自我调节恢复到原来的稳定状态。第九章
1.生态治河:是河道生态治理或生态型河流建设等说法的简称。它是融治河工程学、环境科学、生物学、生态学、园林学、美学等学科于一体的系统水利工程,是综合采取工程措施、植物措施、景观营造等多项技术措施而进行的多样性河道建设。2.生态河道治理规划设计要求:确保防洪安全,兼顾其他功能;增强河流活力,确保河流健康;改造传统护岸,建造生态河岸;营造亲水环境,构建河流景观;重视生物多样性,保护生物栖息地。
3.生态河流的设计内容包括生态岸堤和生态河道两方面。生态河道的设计要求:平面布置;剖面设计;水边处理。
4.生态护岸技术措施:固土植物护坡;网石笼结构生态护岸;土工材料复合种植技术;植被型生态混凝土护坡;多孔质结构护岸;自然型护岸
其他补充
1.河堤的分类:干堤,支堤,民堤
2.对河堤渗流控制措施包括:
(一)临河截渗措施:防渗铺盖;防渗斜墙;堤基截渗墙
(二)背河导渗措施:压渗盖重;反滤排水槽;减压井
3.蓄滞洪区:指河道周边辟为临时贮存洪水的湖泊洼地或扩大行洪泄洪的区域。
4.蓄滞洪工程的规划和建设内容包括:蓄滞洪区的规划;水工建筑物的布置;区内安全建设;以及非工程防洪措施安排等 1/2m2(2)向量模法(平均和的平方根法)SSii1此法所求某监测点的综合评价指数S可表达为
式中,S-在某监测点的综合评价指数。
Si-污染物i在某监测点的标准指数。S(6)内梅罗指数法已知多项水质参数的监测数据,计算与x
计算步骤:
1、计算各项水质参数的标准指数,即单项水质参数评价方法。
2、使用各项水质参数的标准指数,采用多项水质参数综合评价方法计算综合评价指数S1。
3、计算x类水质标准的综合评价指数S2.4、结论S1﹥S2,不符合标准。S1≤S2,符合标准。
第三篇:河道生态治理在城乡水环境整治中的应用
河道生态治理在城乡水环境整治中的应用
锡山区境内河道纵横、湖荡密布,是典型的江南水乡。辖区内东有望虞河、西有白屈港二条通江达湖的大河,重要区域性河道锡北运河、九里河横贯东西,鹅真荡、嘉菱荡、宛山荡等湖泊点缀其间。全区共有区镇村三级河道千余条、家塘家河2000多个。
伴随着我区经济社会飞速的发展和人民群众生活水平不断的提高,人们对生活质量和生态环境的要求越来越高。而城乡周边的河道、池塘、渠系污水淤积的状况普遍存在,水环境的恶化一定程度上影响到了人们的生产、生活,同时对于我区整体的生态环境也有着不可忽视的影响。同时,水环境的恶化一定程度上也滞后了社会主义现代化新农村建设的进程。
为了治理城乡水环境,修复水生态,改变目前城乡周边普遍存在的池塘、渠系污水淤积的状况,我区今年来开展了一系列的河道疏浚工作,疏通数以千计的河浜,启动了以河道清淤、河岸护彻、河边绿化为主要内容的河道综合整治工程,改善城乡排水系统,通过引清水稀释、恢复和建设水循环系统等方式使“死水”变活、变清。与此同时加强亲水环境建设,注重植树绿化,恢复自然水生态,逐步形成了清洁、良好的城乡水环境,也落实科学发展观和全面建设城乡小康社会的需要。在我们大力推进城乡水环境治理时,我们顺直河道、加大河宽、疏挖河床、硬化河岸、加高堤防等,以提高泄洪或供水的安全度,但是在实际的整治中天然河道的特征几乎丧失殆尽。
我们作为水利工作人员,在河道生态治理的工作中应该起到建议和推进的作用。我们实际河道整治的同时进行适当的规划设计,设计的目的在于恢复或促进自然过程的自动稳定,而非随心所欲的人工控制。换句话说,我们需要推测和评估项目建设可能对生态系统产生的冲击和影响的能力,从而进行正确的可行的河道综合整治。应从规划入手,强调人与自然的和谐共生,在保证自然生态优先和环境承载力允许的前提下,搞好河道的纵横断面设计,应尽可能让老百姓到水边来,满足百姓的亲水需求。尽量划出一些空间,设置文化、健身、娱乐和观景场所,使人与人在滨河带得到沟通,人与水进行亲切地交流。针对治河的难点,针对生态化改造河道的需要,城乡河道的整治应形成一些新的理念,拓展新的思路。
在所有河道整治的过程中,我认为治河先截污(修建截污管线、污水处理厂),但更需要恢复河道的自然状态。具体原则和做法:
一、宜弯则弯、宜宽则宽,使设计的横断面复杂化
二、打掉硬质护岸,进行生态化护坡
在河道护岸的具体做法中,传统护岸的弊病在于:
1、传统护岸使自然河流渠道化;
2、护岸和河床材料硬质化;
3、河流横断面几何规则化;
4、将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流;
5、切断地表水与地下水的联系通道;
6、改变深潭、浅滩交错的形势,急流、缓流相间的格局消失;
7、导致河流生态系统的不同程度的退化,从而使河流生态资源、自然景观等多方面功能的
1丧失。因此,我们在河道生态治理的过程中,护岸的建设必须充分地考虑河道生态水环境的存在以及健康发展所必需的各种条件及因素。
在现阶段,具体的河道生态治理过程中,护岸的做法有一些可行的方案我在这里做一个简单的罗列:1.生态护坡(岸)的种类;2.卵石缓坡护岸;3.条石护岸;4.山石护岸;5.堆石护岸;6.铅丝石笼、格栅石笼护岸(木笼);7.土石笼袋护岸;8.生态袋护岸 ;9.三维植被网植草护坡;10.椰纤毯网垫植草护坡;11.植物扦插护岸;12.木桩护岸;13.预制仿木桩护岸;14.现浇仿木桩护岸;15.生态砖护岸。
种种护岸建设形式中,我们现有工程适用的典型例子: 1.植物扦插护岸(如下图所示)
植被护坡是利用植被涵养固土的原理稳定岩土边坡的一种新技术。它利用活体木桩和活体枝条捆,可生根并生长,产生一个有生命力的根系网层,通过加强和绑定土壤颗粒和吸收土壤层多余水分,来降低表层土壤的侵蚀和滑坡,达到稳固坡岸土层的效果。可防止岸坡30~60CM土层的滑坡;适用于坡度小于1:2.0~1:1.5的河坡。
2.生态砖护岸(如左图所示)
在我区九里河河道综合整治中就有应用。
三、抑制水域富营养化
我们可以通过多种方式抑制水域富营养化。例如:
1.水生植物:沉水植物生长及抑藻试验、植物浮床水质净化
2.放养鱼类 3.推流器
4.曝气技术应用 5.气浮除藻船 6.生态护坡 7.生物制剂
8.物理吸附技术9.微滤技术
10.深浅层水交换技术
11.湖滨带技术
四、尽量不做直立的跌水,尽量不加高堤防。在建闸或橡胶坝等拦河建筑物时,应留有一定宽度的辅助性陡坡输水道,以便于生物的上下游交流。
我们要努力地改善河道生态环境以此来改善河道、改善城乡水环境:1.去掉或尽量减少人工硬质护岸、护底;2.恢复生物多样性,回归自然;3.试图修复本底河流的生物链;4.截断污水入河(湖),还清河(湖)中的水质,扩大水面;5.以人为本,降低河(湖)岸,让人们亲近水面,提供沟通与交流的平台;6.与城市相协调的景观设计要有助于生态修复,生态修复要有利于景观配置。
说的明白一点,河道生态治理也就是对河流生态系统的修复和完善。在以后的工作中,作为水利人我们要努力使河流生态系统的回复达到接近受干扰前的环境条件。在恢复中生态资源的损伤得到修复,生态系统的结构和功能两方面都重新产生。进一步加强河流生态系统中生物的支撑功能。包括河流水体的自我净化功能;水分的涵养与旱涝的缓解功能;对于洪水控制的作用;局部气候的稳定;各类废弃物的解毒和分解功能;植物种子的传播和养分的循环。使河流生态系统具有较为合理的结构和较为完善的功能,处于一种自然演进的健康状态。
第四篇:生态水利在河道治理工程中的应用
生态水利在河道治理工程中的应用
摘要:河道工程作为水利工程改造和建设的主要对象,其在改造建设的过程中不同程度的对生态环境产生了一定的破坏。为了确保生态环境和水利规划能够得以协调可持续发展。在河道治理工程中积极引入生态环保理念尤为重要。基于此,笔者结合自身工作实践,重点探讨了生态水利在河道治理工程中的具体应用。
关键词:生态水利;河道治理工程;应用
河道的生态化整治主要是在改善河道功能的同时改善河道生态环境。过去人们是依水而居,人们被动的去适应水环境。而随着经济水平和科技水平的不断发展,人们随意改造和整修河道,让水环境来迁就人们的居住环境。这样做在短期看来确实能起到改善居住环境的主要目的,但是从长远来看,人为的改变河道功能,不注重环境保护,必然会遭到大自然的报复,严重的威胁着城市居民的生活居住安全。因此在河道治理过程中积极引入生态环保理念十分重要。
一、生态水利的介绍
传统的水利工程重视对水流进行控制为人们的用水、防洪、发电、航运等服务,虽然水利建筑发挥了一定的作用,但也破坏了生态环境,导致经济建设和环境保护的失衡发展。生态水利指在水利工程的建设中既考虑了水利枢纽的建设,也考虑了生态系统的建设的水利系统。河流是这个生态系统中的重要组成,不仅对人们的需求进行了满足,还确保了生态系统的完整性,所以是非常重要的。
二、生态水利的河道治理优势
传统的河道治理方式比较单一,对河道周边的自然景观和河流的生态系统的稳定性造成了不同程度的影响。所以,为了达到河道治理效果达到最佳,实现生态环境的和人类经济发展的和谐统一,将生态水利理念融入到河道治理工程中,采取有效的生态水利方案措施,对改善水环境极其周边的生态环境是现代河道治理工程的新举措、新思路。之所以将生态水利的理念思想同河道治理工程相融合,主要是生态水利具有以下优势。
(一)有利于形成稳定良性循环的河道生态系统
生态水利理念下的河道治理工程是根据河道周边的自然地形、地貌、水及水生物等通过科学配置将河道、河堤周边植物及水中生物有机地联系在一起,形成稳定良性循环的河道生态系统。生态水利理念下的河道治理工程,对河流中的水生物及河道周边的鸟类提供良好的栖息和繁衍生殖的环境。河道治理的一项重要内容就是对河道两侧的植被进行恢复。河道两侧的植被作为河道和河岸的生态过渡带,河岸生态缓冲带的边缘效应极其明显。
(二)有利于提高河道水流的自我净化能力
生态水利理念下的河道治理可起到净化河道有机污染物,提高河道水流自我净化能力的作用。有机物是河道水域中的真菌和细菌的主要食物,有机物在氧化作用下造成污染破坏进而分解为无机物,被河道水域中的藻类吸收,藻类在光合作用下在水中和空气中释放氧气,满足水体内好养生物的生长需求。在这样的循环模式下,河道水体自身就能净化,降低水域的污染程度,使污染的水域变得清澈,为河道水域中的鱼虾等生物提供了良好的生长环境,也给河道周边鸟类提供了食物丰富的觅食场所。
(三)有利于防范水土流失
基于河道两层的植被具有涵养水源的功能,使得河道两侧的植被能够在河道土壤内细小孔洞渗出的水的供给下正常生长,同时植物在充足的水源下,其根系则变得更加的发达,很好地起到了固土的作用,即使在雨水的冲刷下,不至于造成较大的水土流失。
三、生态水利在河道治理工程中的实际应用
(一)生态河堤的建设
生态河堤指的就是人工恢复自然河堤时的人工护岸,不仅维持了河床本来的作用,还考虑到了渗透性,对河流和河岸之间交换和调节水分作用进行保证,还可以抗洪。通常来说,生态河堤主要分为:自然原型护案,一般是利用植物对河堤进行保护,例如,水杨、流水等;自然型护岸,和自然原型的护岸相比缺少大然材料的护底;人工自然型护岸,和自然型护岸相比多了混凝土等,防洪功能较好。通常来说,设计生态护岸主要遵循的原则:经济性,也就是既保证了相关的功能,也使工程的造价降低;协调性,也就是将刚性结构尽量降低,促使工程的环境更加优美。
(二)自然化河流的建设
自然化河流的建设指的就是治理河流时不仅要维持、重现和创造出原始的河流自然风貌,还要实现河流的水系作用。建设自然化河流不仅仅是对自然环境进行保护,也可以发挥出河流防洪抗涝的作用,还最大程度的降低了人们损害河流环境,促进自然和人类的和谐发展。在建设自然化河流时,建设水边环境是非常重要的,主要包括空间环境、生物环境和水环境。
建设自然化河流的原则就是在尽量接近自然的同时创设出多样的环境,比如,设计河岸线时使其为不规则型,显示出河流结构的多样化;最大程度的和自然相顺应,比如,在治理河道时要分区域,分阶段,能利用自然动力就利用自然动力,适宜弯曲的就弯曲;建设绿化的网络,河流在生态系统中是比较孤立的,所以需要使水和绿化交叉;构造的河流景观要简洁,多多利用自然的植被和材料,促使河道形态更加原生态。
(三)通过动植物生长提高水评自净能力
在河道治理工程施工中可采用人工湿地处理技术、生物膜法技术及生物操作等技术来修复遭受污染破坏的水体。通过水体中各种生物的转化和转移及分解的方式提高水体的自我净化能力。并结合河道水环境的实际情况,尽可能地在不造成水体生态系统稳定的基础上多种植植物和放养水生动物,丰富河道水环境资源,为人们提供多感官的愉悦享受。此外作为城市河道,不仅仅需要防洪等作用,还具有美化景观的作用,在生态水利构建河道建设时,需要考虑到河道周围的景观建设。可通过栽种花草,美化水面来实现。
(四)构建水生动物种群
生态水利在河道治理应用的另外一个方面,就是要保证河流流域的生物多样性原则。提高流域的物种数量和种类,从而保证河流内部生态平衡和稳定,具体的措施就是构建有效的水生动物种群,提高水生生物的数量维持平衡和发展,比如可以适当提高鲍,螺,螂的种群数量,这些生物在以消费浮游生物和流域水内垃圾方面具有重要的作用,通过河流内循环有效地保证河道建设的生态发展、维护生态平衡。
四、河道整治注意的问题
河道的整治应该要与河道的景观设计相辅相成,在满足河道的必须功能之外,应该要把河道变成是城市的景观之一,设计打造出令人身心愉悦的河道环境,在护岸的基础上要多在河道边上种植形状、美感相结合的草本植物,形成一个良好的生态环境圈,从而保护河道环境的多样性和独特性,体现一个美的自然景观效果,而不是一味的考虑单方而的原因,要考虑到多方而综合的效果,使得人景合一。
河道的整治并非是一朝一夕的事情,后期的养护工程更加是一个长期持之以恒的工作,这包括有河道的保养,河道生物的检测。所以要有专业的人员进行维护,及时发现植物、生物的生态问题,通过对河流水质的检测,对生态环境的评估,为河道的系统和资源的使用提供有效的信息,同时河道作为城市水的使用,也起着举足轻重的作用,所以在环境保护、河道打捞等问题上,也要有专门的部门进行监督,以防河道被污染或者是遭到人为的破坏。
总之,生态水利在河道治理工程中的应用主要是通过构建健康稳定的生态系统,在满足人们正常使用水资源的基础之上,采取生态环保的措施进行河道治理。生态水利更加注重对周边生态环境的保护,让人们能够更加亲近自然。同时生态水利尊重自然生态环境的发展规律,积极发挥生态效益,具有极高的生态效益和经济效益。
参考文献:
[1]谷晓存,刘景春,吴庆伟.城区河道治理与环境协调共处的尝试[J].河南水利与南水北调,2009(02)
[2]沈炳良.概论如何使城镇河道治理实现生态化[J].黑龙江水利科技,2012(71)
[3]杨林青.浅析河道治理中的生态化建设[J].民营科技,2012(07)
第五篇:河道治理及水体生态 修复治理工艺
发明名称
河道治理及水体生态修复治理工艺
摘要
本发明涉及河道治理及水体生态修复治理工艺。以水生态物滤装置作为水体中有益微生物生长的良好载体,使水体中的微生物得以聚集,快速挂膜,修复低等生物群腐食食物链;同时对水体曝气增氧,将高效生态修复剂投入污染水体,生态修复剂中活性微生物在充氧的环境中,可去除杂草、水藻;辅以基底修复技术,采用专有填料产品,使水体中土著微生物快速增长繁殖,形成优势种群,可有效地将底泥中内源性污染有机物质分解转化为二氧化碳和水等无机稳定物质,使水体在较短时间内得到修复治理;同时辅以水生动植物(生态浮岛等技术),延长水体环境的食物链,形成完整的生态链,彻底消除恶臭,恢复水体持续自净功能。它在地表水治理尤其是城市河湖的治理具有很大的推广价值。
权利要求书
1、一种地表水的治理工艺,其特征在于:包括由生态坝组成的源头生物生态拦截系统、生物挂膜和曝气充氧及生物多样性生态循环系统为核心的水体生物修复系统。
2、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的强化处理系统融合生态坝拦截及生物滤池技术。
3、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的水生态物滤装置是在水域中直接设置微生物载体,大量培养土著微生物形成生物膜,利用生物膜截流和捕食藻类并综合降解污染物。
4、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的曝气增氧装置可以是雾化曝气软管、或是水处理行业常用的曝气设备如鼓风曝气装置、表面机械曝气装置、射流曝气装置、喷水式曝气装置等中的一种或几种。
5、根据权利要求1或4所述的地表水治理工艺,其特征在于:所述的曝气增氧装置结合了水流营造装置,使水体流动,同时实现水流营造和曝气充氧两种功能。
6、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的生态修复剂是包含:芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、低温有机矿化菌、硝化菌、反硝化菌光合菌等。
7、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的地表水内部还可以直接种植水生植物,水生植物可以种在水下、岸边或是无土种植在漂浮于水面的浮岛上。
8、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的地表水内部还直接放养鱼类、贝类等水生动物。
9、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,所述的基底修复是指用特殊的生物填料,使水体中土著微生物快速增长繁殖,形成优势种群,可有效地将底泥中内源性污染有机物质分解转化为二氧化碳和水等无机稳定物质,使水体在较短时间内得到修复治理。
10、根据权利要求1所述的地表水治理工艺,其特征在于,经过上述的处理工艺流程,地表水能够形成持续自净功能的生态系统,从而恢复水体水质。
说明书
河道治理及水体生态修复治理工艺
技术领域
本发明涉及环保行业中对河流、湖泊、水库、海洋港湾、人工河流、人工湖、池塘等地表水域的水质进行处理净化的一种方法。
背景技术
河流、湖泊、水库、海洋港湾、人工河流、人工湖、池塘等地表水域存在着较严重的污染。污染源主要来自于工业污水、生活污水、雨水径流所携带的面源污水、风沙扬尘携污等。可以分为两类:一类是外源污染,及污水的汇入、大气沉降等外部因素;另一类是内源污染,即由于污染物在水体内的停留、沉积而形成的底泥,这些底泥还有大量的污染物质,并不断往水体内释放氮、磷以及有机质。
我国目前对天然的河流、湖泊、水库等地表水域的治理措施基本是依靠市政工程手段,即截污、驳岸、清淤加换水,这些方法对地表水域的水质净化很有好处,这是不容置疑的,但是也存在投资极其巨大、建设周期长的致命弱点,一条小河的治理资金往往需要几十亿元,而且配套管网建设、配套污水处理厂建设极其繁杂,需要数年的工期;同时还存在以下不足:
1、驳岸及清淤的工程量大,成本高,清理出的污泥处理不当易引起二次污染;
2、无法做到完全截污,由于河、湖是开放式系统,类似大气沉降这样的污染源无法做到完全截除;
3、治标不治本,清淤后换水的水质无法保持,由于地表水的微生态系统随着底泥的清除被破坏,河道、湖泊的自净能力下降,一旦遇到外源污染水体将再度恶化;
4、很多地表水域属于封闭性半封闭性水域,如湖泊、水库、海港、大湖湖汊、死河汊、城市死水河道等,由于水体封闭、流动缓慢、与外部交换不畅,呈死水状态,水体的自我净化能力极度低下,即便是较少量的污染源进入水体,由于得不到及时分解净化,日积月累也会使水质逐渐富营养化,进而导致发臭,形成恶性循环。
发明内容
本发明的目的是公开一种河道治理及水体生态修复治理工艺,已解决恶化的地表水体水质及生态恢复的问题,改善人居环境。
本发明的技术解决方案是:
一种河道治理及水体生态修复治理工艺,包括以由生态坝、生物滤池组成的源头生物生态拦截强化处理系统、生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统及生物多样性生态循环系统为核心的水体生物修复系统。
源头生物生态拦截强化处理系统由生物滤池及生态坝系统组成。其中生物滤池用于点源污染(污水经排污口进入水体)的控制,在排污口附近设置生物滤池,污水通过生物滤池的作用,可去除大部分邮寄污染物及悬浮物,削减污染负荷。经沉淀后的上清液进入河道旁的生态拦截系统。而生态坝系统用于面源污染(雨污水形成地表径流进入水体)的控制。生物滤池出水及收集的地表径流进入生态坝拦截系统,污水经处理后排入水体,可有效控制进入表面水体的负荷。该系统只需利用河湖的边坡建设,无需额外占地。
生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统通过直接在地表水体内部设置微生物附着载体,即水生态物滤装置,促使水域中原有土著微生物在微生物附着载体上大量繁殖,形成生物膜,最终依靠生物膜上的大量微生物分解净化水体中的污染物,实现水质的直接净化。
并同时直接在地表水体内部设置曝气充氧装置进行曝气充氧,提高水体中溶解氧含量;所述的曝气充氧装置是雾化曝气软管,直接敷设在所述地表水体中,并与设置在岸边的压力气源相连接;所述的微生物附着载体设置在所述的雾化曝气软管的上方或附近。
在所述地表水体内部直接设置水流营造装置,使水体充分流动,并使所述曝气充氧装置所充入的溶解氧随水流流向所述的微生物附着载体。
通过投加筛选的生物复合酶及微生物来改善水体的微生态系统,加快恢复水体低等生物腐食食物生物链的建立。所述的生物修复剂:芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、低温有机矿化菌、硝化菌、反硝化菌光合菌等。
生物多样性生态循环系统通过在地表水体内部还直接种植水生植物,水生植物可以种植在水下、岸边,或是无土种植在漂浮在水面的浮岛上。
在所述地表水体内部还直接放养鱼类、贝类等水生动物。
本所述地表水基底修复技术是指在水体底部投加特殊填料,激活土著微生物迅速繁殖,而被激活的数量庞大的微生物菌群及后期投加的微生物群可逐渐分解底泥,进而恢复河道、湖泊的自净能力,从而使水体水质得以改善。
本发明的有益效果是:源头生物处理与生态拦截强化处理系统不仅可以控制进入水体的污染负荷,而且可以美化河道、湖泊护岸,无需额外占地。而生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统及生物多样性生态循环系统可以改善水体微生物系统,恢复水体生物多样性,提高水体的自净能力,有效改善水体水质。整个工艺不需要清淤,不会引起二次污染。与传统的治理方法相比,可短时间内消除河道、湖泊的黑臭、富营养化等水质恶化现象,恢复河道、湖泊的自净能力。
附图说明
图
1、河道治理及水体生态修复治理工艺流程图 图
2、生物滤池剖面示意图 图
3、生物滤池工作示意图
图
4、生态物滤装置、基底填料安装方式 图
5、曝气充氧装置工作方式示意图
具体实施方式
本发明是一种河道治理及水体生态修复治理工艺,如图所示,具体实施方式如下:
(1)源头生物生态拦截强化处理系统
在河道或湖泊岸边的排污口处设置生物滤池,生物滤池包括高效滤料、曝气系统、反冲洗系统、沉淀系统组成。可根据处理量分为钢筋混凝土式(水量大)和玻璃钢一体式(水量小),高效滤料选择适合用于低氮磷浓度的湖水的处理,吸附处理容量大,运行费用低的“F.F”吸附过滤材料;同时具有物理截留(过滤)的作用,过滤水中藻类及悬浮物,提高水体透明度。由上部进水,采用多孔管布水系统,出水经过沉淀池沉淀后排入生态坝拦截系统。
工艺中生态坝拦截系统,包括布水系统,填料床,排水系统,植被等。布水系统为PVC穿孔管布水。填料可由砾石、粗砂、土壤组成。排水系统为设置在填料床底部的PVC穿孔管收集后排水。表面植被可选用挺水植物等。
该系统从源头上控制进入水体的污染源。(2)生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统
生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统通过直接在地表水体内部设置微生物附着载体,即水生态物滤装置,促使水域中原有土著微生物在微生物附着载体上大量繁殖,形成生物膜。
生物膜由生态基等生物填料组成,主要由编织层和泡沫层组成,在水流中保持漂浮状态,根据水体深度决定生态基的安装深度。
曝气充氧装置由水流营造装置与曝气充氧装置相结合的一体式造流曝气机,由造流曝气机同时实现水流营造和曝气充氧两种功能。
连续曝气10天后,水体溶解氧逐步上升至2mg/L以上时,生态基上已经附着部分微生物,水体逐步改善,产生适合微生物生存的环境,随后开始投加微生物,水体会在50天发生明显变化,逐步构建起适合水生动植物生存的环境。
(3)生物多样性生态循环系统
在河道或湖泊岸边种植水生植物,根据水深不同,分为挺水植物区、浮水植物区、沉水植物区;
挺水植物区:在湖岸周围水深0.5米以内的种植挺水植物。主要种植荷花、香蒲、鸢尾、千屈菜、花叶芦竹、芦苇、再力花、水葱、伞草等植物。
浮水植物区:在湖岸周围水深0.5~1.0米以内的种植浮叶植物。主要种植品种为菱角、睡莲、萍蓬草。
沉水植物区:在湖岸周围水深1.0~1.5米以内的种植沉水植物。主要有沉水植物主要有穗状狐尾藻、轮叶黑藻、篦齿眼子菜、马来眼子菜、五刺金鱼藻、苦草。
鱼类种群、大型无脊椎动物构建。适当放养一定密度的鲢、鳙鱼等,抑制藻类生长,控制蓝绿藻水华发生,为水生植被的全面恢复重建创造条件。大型水生动物是水体自净生态系统生物链中重要的“消费者”,它们吞食水中微小生物或其他生物排泄物和有机残屑,从而在水体净化中发挥作用。为减少底泥中的有机碎屑,进一步改善水质,放养能摄食有机碎屑、腐屑的底栖动物铜锈环纹螺、田螺等。
同时投放专有基底填料,是微生物在基底大量繁殖,对基底底泥起到一定的分解作用,去除湖底内源污染物。
经过上述工艺步骤,水体将会恢复为正常的浅绿色,水体的各项水质指标将逐步提高至地表V类水以上标准;而河道、湖泊的底泥会逐步降解、含水率会大大降低、底泥减少,底泥颜色也逐步由黑色恢复为浅黄色,最终,河道、湖泊的生态系统将得到稳定,持续自净能力恢复。
说明书附图 图
1、河道治理及水体生态修复治理工艺流程图
图
2、生物滤池剖面示意图
图
3、生物滤池工作示意图
图
4、生态物滤装置、基底填料安装方式
图
5、曝气充氧装置工作方式示意图