第11.2节视频 河流廊道生态工程技术在线视频

同学们好

本节课我们学习河流廊道生态工程技术

河流廊道生态工程是指结合常规的河道整治工程

在实现水利工程传统功能目标的同时

兼顾河流生态系统需求

改善生态系统结构与功能的生态修复工程

包含两个方面的要求

第一

在河道治理、规划、设计、施工管理等各个环节

在满足水利工程一般建设原则的条件下

尽可能改善河流地貌和水文特征

为栖息地多样性特征的创建提供基础条件

第二

在工程建设当中

将生态工程原理与技术应用于河道整治工程中

改进堤防工程布置和断面设计方法

应用河流内栖息地

加强结构和岸坡防护生态工程技术

在景观生态学中

将河流廊道定义为河流及其两岸水陆交错区植被带

或者定义为河流及其两岸在某一洪水频率下洪泛区的带状区域

河流廊道是包括陆地、植物、动物

及其内部河流网络的复杂的生态系统

他作为一个整体发挥着重要的生态功能

如调节流速

调蓄水资源

移除有害物质

以及为水生和陆生动植物提供栖息地

在传统的河道治理工程中

河流的水文和地貌特征被严重的改变

比如河流的裁弯取直和渠道化等

河道整治工程

减小了河流的长度和蜿蜒性

增加了河床的纵向坡降

对河道地貌和栖息地的简单化的处理

严重影响了河流生态系统的健康

因此

从工程安全和河流生态修复的角度出发

在河道整治工程中

应将传统水利工程设计与生态水利工程技术相结合

这里包含两个方面的内容

对原有河流地貌特征的保护

以及对已破坏河流地貌特征的修复和补偿

对于新建或规划中的水利工程

我们要注意对河流地貌特征的保护

具体的保护措施

第一

尽量保留河道的自然形态

比如河道纵向蜿蜒性

第二

重点保留一些局部的地貌特征

比如深潭、浅滩、跌水结构等

第三

在河道整治工程中

仅对河岸的一侧进行部分河段的整治

而使对岸保持自然状态

这样可以极大的降低对环境的影响

第四

在河道岸坡防护中

应尽量保留坡面的多样性特征和原有的植被

第五

设立河岸带缓冲区

在缓冲区内采取禁牧禁伐、禁止农业耕种等措施

减少人为干扰

促使河岸带植被的恢复

形成多样化的植物群落

对于已经过人工改造的河道

要采取有效的措施

对河流地貌特征进行修复和补偿

主要包括以下方面

第一

河流蜿蜒性特征的修复

与直线化河道相比

河道的蜿蜒化降低了河道坡降

从而减小了河道流速和泥沙输移的能力

在河道生态修复中

通过恢复河道的蜿蜒性

可增加生物栖息地的质量和数量

在河道设计中

有关蜿蜒性修复的方法主要包括

参考附近未受干扰河段的模式

自然恢复法以及经验关系法的

第二

河流横断面多样化特征的修复

在满足河道行洪能力要求的前提下

遵循自然河流横断面的结构特征

对现有经过人工改造过的河道

可按照复式断面进行设计

复式断面实质上是大河道内套小河道

即上部河道主要用于行洪

下部河道主要用于改善栖息地的质量和提高泥沙输移的能力

上部河道可设计成公共娱乐场所或湿地型栖息地

下步河道可设计成蜿蜒的形态

通过进一步的局部调整

可形成深潭、浅滩等多样化的断面形态

第三

创建深潭浅滩序列

自然河流的横断面通常表现为深浅交替的浅滩和深潭

可产生急流、缓流等多种水流的流态

能形成丰富的栖息地环境

河道纵剖面的处理技术

主要是针对深潭浅滩序列进行设计

可选用石块或原木作为填筑材料

适宜的间距在3到10倍的河道宽度之间

形成的浅滩段

增加水体的紊流

促进河水充氧

其沙砾底层是很多水生无脊椎动物的主要栖息地

也是鱼类觅食的场所

深潭可成为鱼类的保护区

和缓慢释放到河流的有机物的储存区

第四

设置栖息地

加强结构

通过河道内的一些栖息地加强结构

可明显的改善河道内局部地貌特征

并可增加水流特性的多样性

从而为不同类型生物群落提供适宜的栖息地环境

典型的河道内

栖息地加强结构包括

小型丁坝

堰

树墩

遮蔽物

人工生态浮岛等

第五

采用生态护坡技术

即综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等有关原理

对河道岸坡进行支护

形成由工程和植物组成的综合护坡技术

使得河道护坡满足防洪抗冲标准的要求

同时构建能够透水透气生长植物的生态防护平台

生态型护坡技术种类多样

大多利用自然材料在自然力作用下达到生态恢复和保护的目的

可根据当地的具体情况在设计时进行选择

如植被护坡

抛石护坡

生态袋

石笼垫

生态砖和鱼巢砖等

下面介绍几种常用的生态型护坡形式

第一种植被护坡

通过在岸坡种植植被

利用植物发达根系护坡固土

防止水土流失

在满足生态环境需要的同时

进行了景观造景

其优点

岸坡植被可吸收土壤水分

降低土壤孔隙压力

能提高土体的抗剪强度

增强土体的粘聚力

使土体结构趋于坚固稳定

岸坡植被可截留降雨

消减洪峰流量

减少风力对土壤表面的影响

能减小水流波浪对岸坡的淘刷侵蚀

促进土壤发育和表层活土的形成

调节近地面温度和湿度

以促进植物的生长

提供并改善多种生存环境

有助于水陆过渡带的生态功能和生物多样性的恢复

它的缺点

抗冲刷能力弱

主要应用于水流条件平缓的中小河流和湖泊

港湾处在工程初期要采取一些辅助措施进行临时性的岸坡侵蚀防护

第二种

抛石护坡

抛石护岸措施在国内河道整治工程中应用非常广泛

在传统的抛石技术的基础上

结合植被种植技术

可达到兼顾加强和改善河岸栖息地的目的

在块石间隙扦插活枝条和木桩

或将大型树木残骸规则的放置在石块之间

或依赖自然恢复力

在抛石缝隙间形成野生植被

快石孔隙可为鱼类和其他野生动物提供多样化的栖息地环境

活枝条生长后形成的植被

可为野生动物提供产卵环境遮荫和落叶食物

植被或大型植物残骸促使的泥沙淤积

也为其他植被的生长提供了基质条件

第三种

生态型混凝土预制件

利用混凝土预制件构成的各类孔状结构

适用于河道较窄、岸坡比较陡的城市河道岸坡防护

这种防护技术采用预制件结构

结构强度高

施工简单

施工速度快

其多孔结构符合生态设计原理

兼顾了生态和景观的需求

不仅能保护岸坡抵抗水流的冲刷

而且还为动植物生长提供了有利的条件

生态护坡的设计原则

规模最小化

外型缓坡化

内外透水化

表面粗糙化

材质自然化

成本经济化

最终的目标是在满足人类需求的前提下

使工程结构对河流的生态系统冲击最小

亦即对水流的流量流速冲淤平衡环境外观等影响最小

同时大量创造动物栖息及植物生长所需要的多样化的生活空间

好

本节课到此结束

谢谢大家