袁宝安
潍坊市水利建筑设计研究院(261000)
在保证河道防洪安全的基础上,构建滨河生态网络,形成以湿地为特质的自然河流形态,处理污水,改善水质,恢复河道的生机与活力,为下游城区用水创造条件。
充分利用河段河面宽度、河势走向的特点,种植本地湿地生态植物,适当引入驯化良好的植物种类,丰富植物多样性,形成复层混交植物群落,构建滨河稳定的生态网络。 通过拦蓄工程的建设、河滩及堤防的绿化,加大湿生植物的种植量,根据对水质的分析,选取不同的植物类种,提高植物对水体的净化功能,对河道进行生态修复。
根据区段的风格,植物种植方式力求多样,自然灵活,尽量以粗狂式的种植方法为主,与周围乡野气息相协调。
通过对河道清淤疏浚、拦蓄水源,以恢复、改善水生植物,进一步利用水生植物对水体净化作用,改变河道上游来水的富营养状态,改善河道水质,提高河道的生态景观性。
不同河道底部地质情况不同,若表层为淤泥或者黏土层,则能起到防渗作用。 如果对河道防渗要求不高,可以不作防渗处理。 但是对于水下为砂层或者破碎岩石层,并与河道两岸相通,形成了渗漏通道,应进行河道水下断面的防渗处理,景观上常采用防渗毯进行铺设。作为潍坊市中心城区重要河道——浞河的设计采用了防渗毯防渗措施。
根据已建工程,分析治理的内在属性和特点,河流水质净化技术分为物理化学技术和生态技术。
4.1.1 物理化学技术
河道治理比较常用的物理化学技术主要有河道曝气、泥沙疏浚、引水冲污和投加化学药剂等。 物理化学技术短期效果好,但费用高,一般用于处理小型河道,但对环境有一定的副作用,生态效果不理想,难以长期应用。
4.1.2 生态技术
生态技术主要是利用水生动植物对水进行预处理、处理净化水质,生态技术净化水质的基建、运行费用低,管理方便,经济可行,副作用小,对环境没有危害或者危害很小。 可与亲水设施相结合,外在表现形式自然亲切。 生态技术在河道水质治理中广泛应用。
在河道流水中采用各种水生植物进行净化成为河道水质净化的重要措施。 水生植物种植应根据河道水深、水质、透明度、流速、风浪等实际状况,结合水生植物生长习性、生物节律,尽可能构建近自然的、存活期长的稳定植物群落,体现挺水植物、浮叶植物多种生态类型的交替变化过程,以提高水系净化系统的稳定性和群落的多样性。
水生植物种类选择应优先选择土著种,慎用外来种,适当配置景观物种或归化种,优先选择耐污、净化力强和养护管理简易的品种。 挺水植物和浮叶植物可适当考虑配置能够控制蔓延的景观性较好的植物。
根据已有的水质分析检测数据,并分析水生植物对水中污染物的吸附特性和能力,确定水生植物的种类和种植密度。一般采用下列水生植物:挺水植物种类以芦苇、香蒲、菖蒲、干屈菜等为主,浮叶植物种类以荷花、睡莲等为主,适当调整选择其他水生植物,如茭白、梭鱼草等。
表1 砌石生态拦河坝和仿木桩(木桩)坝优缺点对比
生态湿地植物的配备根据不同断面位置及水深,一般遵循以下原则:
1)河槽边缘地带:由河岸边向河内可依次布置挺水植物、浮叶植物,挺水植物种类高度应形成梯次,形成良好的生态景观效果。
2)滩地~堤岸:采用乔灌草结合,接近河槽边缘地带以耐水淹的湿生植物为主,上部以耐短时间水淹的植物为主。
挺水植物主要配置在河道滨岸带浅水处,一般种植水深以0.2 m 为宜。 在水位有波动的河道,芦苇、香蒲等能适应较深的水深,最深可达1.0 m。
浮叶植物可设置在水深0.5~1.5 m 的静水或低流速水域,避免在受风浪影响较大、畅水区及流速较大的河道内配置。
4.5.1 种植方式
挺水植物的种植方式根据地形条状、块状或丛状进行种植,易蔓延的挺水植物(如芦苇、香蒲等)采取根控措施(如定植桩、定植墙或定植沟等)进行控制。 浮叶植物、挺水植物局部采用河中绿洲等型式种植。
4.5.2 种植时间
挺水植物在春季(3~5 月)进行种苗移植,或在6~9 月进行营养植株移植,或在冬季(12~翌年2月)进行根茎等营养繁殖体移植。其中3~5 月以成型的种苗移植能达到较佳的成型效果和存活率。
浮叶植物(睡莲)采用根茎和块茎进行种植,在4~9 月移植。
图1 生态景观河道示意图
由于城区及居民区周围河道存在景观需求,一般河道采用闸门或者拦河坝进行拦蓄水,能较好地拦蓄汛期洪水并补充地下水,有效利用雨洪资源。但是作为景观河道, 拦蓄水建筑物既要较好地蓄水,产生亲水景观,又要在汛期让出排涝通道,具有一定的排涝功能,满足河道除涝要求。 水闸作为常规河道拦河建筑物,汛期运行控制方便,但是闸门上部的启闭机房,对于开阔水面的景观效果造成了遮挡。 拦河坝与周围景观生态环境比较适应,但存在汛期阻水现象,不利于河道行洪。
从景观及防洪两个需求角度来看,建议采用橡胶坝、钢坝闸等结构形式,在满足视野上需求的同时,汛期可以通过控制系统,根据上游来水情况,进行合理调度,根据水位高度合理放空上游拦水。
根据水生植物生长需要,在治理段内新建拦蓄工程,拦蓄上游来水,通过分析并结合工程景观生态效益,可以采用砌石生态漫水坝、仿木桩(木桩)坝等的方式拦蓄来水(见表1)。
每个工程项目均存在不同的周边情况,应该根据不同的地质、水文、环境需求等进行合理的分析和方案对比,选取满足项目耐久性要求的、能达到工程使用年限的方案及材料。 河道景观生态治理作为河道综合治理的一部分,应该在河道满足基本行洪功能的基础上进行,既存在设计的灵活性,也存在不能违背的理论原则。