曹惠娟,夏繼紅,鞠 蕾,崔長龍
(1.江蘇省南京市溧水區(qū)水務(wù)局,212000,溧水;2.河海大學(xué)水利水電學(xué)院,210098,南京;3.水利部淮河水利委員會駱馬湖水利管理局,223800,宿遷)
根據(jù)入庫河道沿線的水塘、濕地分布情況,將入庫河道分為四種類型:單一河道型、河道—水塘串聯(lián)型、河道—濕地串聯(lián)型、混合型。
①單一河道型。從源頭到水庫只有蜿蜒彎曲的河道,無水塘、濕地等中間過渡區(qū)段。結(jié)構(gòu)如圖1所示。
②河道-水塘串聯(lián)型。河道-水塘串聯(lián)型河道是指在入庫河道沿線分布有多個水塘,多個水塘與河段相互串聯(lián)而成。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。該類河道通常出現(xiàn)于坡降較大的區(qū)域。一般情況下,該類河道沿線布置有滾水壩、涵洞或水閘等控制工程。
③河道-濕地串聯(lián)型。河道-濕地串聯(lián)型河道是指在入庫河道沿線分布有多個自然濕地,多個自然濕地與河段相互串聯(lián)而成。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。該類河道通常出現(xiàn)于坡降較小的區(qū)域。
④混合型河道。混合型河道是指在河道沿線既分布有河段,也分布有水塘和濕地,形成多級河道。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖1 單一河道型示意圖
圖2 河道-水塘串聯(lián)型示意圖
圖3 河道-濕地串聯(lián)型示意圖
圖4 混合型河道示意圖
(1)河道形態(tài)特點(diǎn)
坡降較陡的區(qū)域,入庫河道河槽狹窄,岸線蜿蜒曲折,河床坡降較大,河床淺灘和深潭交錯。坡降較緩的區(qū)域,河槽變寬,岸線曲率較小,河床坡降較小,尤其在入庫河口區(qū)段,入庫河道多出現(xiàn)沙洲岔道,以U形或?qū)扺形斷面形態(tài)為主。
(2)河道水流特點(diǎn)
坡降較大的入庫河道,匯流流程較短,水流流速較大,水位暴漲暴落,在雨季,水流對河床、河岸的沖刷和侵蝕強(qiáng)度較大,極易出現(xiàn)崩塌、潰岸等洪災(zāi)。在旱季,河道容易出現(xiàn)斷流。坡降較小的入庫河道,匯流流程較長,水面變寬,流速較小。在雨季,流失的土壤進(jìn)入河道后容易發(fā)生水土流失,且在降雨量較大時(shí),還易發(fā)生澇災(zāi)。在旱季,由于來水量較小,河道易出現(xiàn)長期不流動情況。
(3)河道污染特點(diǎn)
入庫河道沿線污染物主要包括點(diǎn)源工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)面源污染、生活污染和養(yǎng)殖污染。其中農(nóng)業(yè)面源污染和養(yǎng)殖污染是影響水環(huán)境的主要污染來源。污染物隨水流匯入河道,河道水流再匯入水庫。所以入庫河道是污染物進(jìn)入水庫的最主要通道。
(1)全面規(guī)劃、綜合建設(shè)的原則
入庫河道涉及生態(tài)、環(huán)境、水動力以及社會經(jīng)濟(jì)等方面的內(nèi)容。入庫河道生態(tài)建設(shè)應(yīng)綜合考慮河道的防洪、供水、灌溉、景觀、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等功能要求,按照河流動力學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)、景觀學(xué)以及社會經(jīng)濟(jì)學(xué)原理、從上下游、左右岸全面規(guī)劃,多層次、多尺度實(shí)施綜合性建設(shè)。
(2)保持河道自然化原則
入庫河道的自然形態(tài)是在長期水沙過程作用下形成的。入庫河道生態(tài)建設(shè)中,應(yīng)尊重河道的自然形態(tài)特征,盡量減少河道的改道工程,保留河道岸線蜿蜒、河床淺灘深潭交替、多支分岔的基本形態(tài)。入庫河道沿線分布有豐富的植物資源,生態(tài)建設(shè)應(yīng)在充分調(diào)查的基礎(chǔ)上,保護(hù)好生物資源,讓河道盡顯自然之美。
(3)防洪與親水相協(xié)調(diào)原則
親水、休閑、娛樂是人水和諧的重要途徑。入庫河道生態(tài)建設(shè)中,需通過設(shè)置適當(dāng)?shù)挠H水和景觀設(shè)施滿足人水和諧的要求。但在景觀設(shè)置時(shí),必須考慮河道防洪的基本要求。因此入庫河道生態(tài)建設(shè)應(yīng)遵循防洪與親水相協(xié)調(diào)的原則,使河道成為一道優(yōu)美的與自然和諧的環(huán)境景觀。
(4)可持續(xù)發(fā)展原則
入庫河道中豐富的生物物種,形成了一個復(fù)雜、動態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)。多樣的生物物種和適宜的河道環(huán)境(水環(huán)境、地形條件、水文條件等)是河流系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的基本要素條件。因此,入庫河道生態(tài)建設(shè)需綜合考慮生物的棲息條件,為生物生長、發(fā)育、捕食、繁殖等創(chuàng)造適宜條件,保護(hù)和恢復(fù)入庫河道生態(tài)系統(tǒng)的完整性和多樣性,從而維持河道的可持續(xù)發(fā)展需要。
入庫河道生態(tài)建設(shè)中應(yīng)根據(jù)河道變化趨勢,綜合考慮河道縱向和橫向的特點(diǎn)以及防洪、供水、灌溉、發(fā)電等方面要求,因勢利導(dǎo)整治建設(shè)。在保證河道防洪、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下,以提高水質(zhì)、保持水土和營造良好的生態(tài)系統(tǒng)為目標(biāo)。
(1)河道橫向建設(shè)要求
由于入庫河道具有行洪、排澇、引水、灌溉等功能,在河道生態(tài)建設(shè)時(shí),應(yīng)根據(jù)不同的功能要求規(guī)劃設(shè)計(jì)不同的橫斷面形式。橫向植被配置應(yīng)考慮多層次性,不同位置不同植被。
(2)河道縱向建設(shè)要求
河道縱向建設(shè)主要是河道沿線水塘、濕地以及河道縱斷面的結(jié)構(gòu)建設(shè)。在形態(tài)上,保持河道蜿蜒彎曲的形態(tài)。在連通性上,建設(shè)時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎考慮擋水建筑物的設(shè)置,在設(shè)置時(shí),應(yīng)確保河道沿線的水塘、濕地間保持通暢,力求各區(qū)域收放有致,以符合美學(xué)法則中的統(tǒng)一和諧、自然均衡的原則。
入庫河道是水、沙、污染物等進(jìn)入庫區(qū)水體的重要通道,對庫區(qū)水文條件、淤積量、水體環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境均具有非常重要的影響。因此,根據(jù)不同入庫河道的特點(diǎn)對河道實(shí)施生態(tài)建設(shè)是保護(hù)和改善庫區(qū)生態(tài)環(huán)境非常重要的措施。
河道在縱向上主要采用河道-水塘串聯(lián)、河道-濕地串聯(lián)以及混合式三種連接方式,因此在縱向上應(yīng)利用現(xiàn)有的河道形態(tài)與上下游的連接關(guān)系,根據(jù)各區(qū)段的具體特點(diǎn)實(shí)施不同的生態(tài)建設(shè)。為維持河道、水塘、濕地內(nèi)一定的水量,需在濕地和水塘進(jìn)出口分別布置一定高度的滾水壩。
(1)水塘改造
對入庫河道沿線水塘的建設(shè)目的是凈化入庫河道水質(zhì),并從縱向上控制上下游的徑流量大小。對于面積較大的水塘,僅對水塘岸坡進(jìn)行整理,在水塘近岸水體部分配置一定量適宜的水生植物;對于面積較小的水塘,可以因地制宜地改造建立成氧化塘,從而有效凈化入庫水體。
(2)濕地改造
入庫河道沿線的濕地大多為自然濕地,土壤潛育化程度較低,土壤有機(jī)質(zhì)積累不多,具有明顯的不穩(wěn)定性與原生性。對原生濕地進(jìn)行人工構(gòu)建與改造,使其成為功能性人工濕地,成為攔截入庫污染負(fù)荷和削減營養(yǎng)因子的最后一道屏障。人工濕地的構(gòu)建主要通過兩種不同植物配置方法,一種是配置濕地草本植物,另一種是利用喬木的耐淹耐濕特性,實(shí)行喬、灌、草結(jié)合。在水流行進(jìn)和滯留過程中,通過植物的吸附作用,削減氮磷等營養(yǎng)負(fù)荷物質(zhì),從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
河道在橫向上應(yīng)考慮河流斷面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和生態(tài)平衡,主要從河道底質(zhì)、生態(tài)護(hù)坡以及緩沖帶等方面進(jìn)行生態(tài)建設(shè)。
(1)河道底質(zhì)控制
生態(tài)河道構(gòu)建是一種有效的河流水體修復(fù)技術(shù),選擇合適的基質(zhì)材料構(gòu)建生態(tài)河道能改善其對污染物質(zhì)的凈化效果。根據(jù)河道的具體情況,在構(gòu)建河岸砂濾生態(tài)處理設(shè)施的基質(zhì)中,結(jié)合當(dāng)?shù)睾由?,按一定比例摻混吸附能力較強(qiáng)的沸石或礫石,既可加強(qiáng)吸附氮磷的能力,又可加大基質(zhì)中的孔隙率,減少堵塞,從而有利于氧氣的擴(kuò)散,強(qiáng)化氮磷凈化效果,對控制富營養(yǎng)化起到積極作用。
(2)生態(tài)護(hù)坡建設(shè)
入庫河道生態(tài)護(hù)坡除了滿足防洪工程安全、水土保持以及美化環(huán)境、日常休閑外,同時(shí)還兼顧維護(hù)各類生物適宜棲息環(huán)境和生態(tài)景觀完整性的要求。因此,生態(tài)護(hù)坡的建設(shè)需在防洪工程建設(shè)和安全管理與生態(tài)保護(hù)和修復(fù)間尋找最佳的平衡點(diǎn)。目前常用的護(hù)坡技術(shù)有:①自然型材料防護(hù)方式。通常采用植被、木樁、石塊等自然材料維護(hù)河岸穩(wěn)定性,保持河岸自然特性。②生態(tài)型材料防護(hù)方式。通常采用三維植被網(wǎng)、生態(tài)混凝土、魚槽等生態(tài)型材料維護(hù)河岸穩(wěn)定性,保持河道自然性,該種方式通常用于安全性要求較高的河岸防護(hù)。
(3)緩沖帶建設(shè)
入庫河道河岸緩沖帶是指河岸區(qū)域生長豐富植被的區(qū)域,是河道與農(nóng)田的過渡區(qū)域,對溶質(zhì)運(yùn)移、泥沙滯留、棲息地營造等均具有良好的作用。因此,河岸緩沖帶可看作入庫河道的自然屏障。在入庫河道生態(tài)建設(shè)中需結(jié)合河岸的斷面形式,設(shè)置適宜的緩沖帶,重點(diǎn)考慮緩沖帶的寬度、長度、破碎度、優(yōu)勢植物種、植物分層數(shù)等。
(4)植被配置
植被配置應(yīng)根據(jù)水位不同,配置不同的物種。枯水位以下配置沉水植物,如金魚藻,增加水下生態(tài)景觀和凈化水質(zhì)功能;常水位線以下至枯水位部分從深到淺分別種植挺水植物、浮水根生植物和漂浮植物,如荷花、睡蓮、大藻、鳳眼蓮等;常水位線至洪水位線配置濕生植物如蘆葦;洪水位以上配置中生植物,如垂柳、側(cè)柏、蘋果、桃、杏等,增加河道綠植量,喬、灌、草相結(jié)合,高、中、低相配套,形成穩(wěn)定高效的河道及緩沖帶植物群落,改善河流廊道景觀和生態(tài)功能。
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