生態(tài)河道設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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1、生態(tài)河道設(shè)計(jì)與應(yīng)用莫志能郁南縣水利水電勘測設(shè)計(jì)室527100【摘要】河流是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，也是人類社會(huì)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，被稱為人類文明的搖籃。人類在河流流域繁衍生息，河水是人類飲水、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水的重要來源，也是水力發(fā)電、水運(yùn)、水產(chǎn)的重要保障,更是生態(tài)支持、環(huán)境凈化、災(zāi)害調(diào)節(jié)、維持生物多樣性、孕育人類文明的重要基礎(chǔ)。但是人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展也造成河流污染，生態(tài)功能退化，水資源利用能力衰減，制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，所以治理河道并恢復(fù)河流生態(tài)功能就成為今人必然的選擇。木文針對目前我省多地開展河道治

2、理工程的實(shí)際，對生態(tài)河道的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行了分析?！娟P(guān)鍵詞】生態(tài)河道；設(shè)計(jì)；應(yīng)用引言過去，由于認(rèn)識的偏差，河道整治集中在防洪排澇、取水用水等方面，忽視了河道生態(tài)功能建設(shè)，表現(xiàn)在河道直線化、斷面規(guī)則化、河岸硬質(zhì)化，結(jié)果河岸植物群落喪失，淺灘、濕地消失，河道生態(tài)功能不足，即使今天人們重視生態(tài),講究牛.態(tài)，但在河道治理上仍存在認(rèn)識片面的問題，例如把生態(tài)河道建設(shè)僅看成河岸綠化，重視河岸的生態(tài)改造，忽視流水的生態(tài)建設(shè)，因此全面準(zhǔn)確地理解河道生態(tài)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。生態(tài)河道是利用水利工程學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物科學(xué)等眾多

3、學(xué)科為一體，以保護(hù)河道合理的生態(tài)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)，維持良好的生態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)功能，展現(xiàn)和諧的自然景觀為前提，在保護(hù)河道防洪安全的基礎(chǔ)上，充分考慮河道生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性、多樣性以及應(yīng)對K：期或突發(fā)擾動(dòng)異有足夠的自我恢復(fù)的能力，這樣一種近自然的括水系統(tǒng)、生物系統(tǒng)和河岸土壤系統(tǒng)的河道［1］?；谶@樣的認(rèn)識，木文對生態(tài)河道的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了探討。1生態(tài)河道需水量與需水流量計(jì)算1.1河道生態(tài)需水量河道生態(tài)需水量是指維持河道生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要消耗的最小水量，河道流量不應(yīng)小于生態(tài)需水量，也就是河流沿程蒸發(fā)、滲漏以后，仍有一定水量保持生態(tài)系

4、統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)需要。但應(yīng)認(rèn)識到生態(tài)需水量不是一成不變的，因?yàn)楹拥郎鷳B(tài)群落的生長、發(fā)育、繁衍與河內(nèi)流水一樣，都是連續(xù)變化的過程，例如隨季節(jié)而變化。生態(tài)需水量由河道內(nèi)需水量和河道外需水量兩部分組成。河道內(nèi)需水量包括生態(tài)基流（枯水期不斷流最小水量）、維持水質(zhì)的需水量、保持自凈能力的需水量、維持水生生物棲總地生態(tài)平衡的需水量、水面蒸發(fā)需水量和河道滲漏流量等分項(xiàng),每一個(gè)分項(xiàng)都可以依據(jù)一定的方法進(jìn)行計(jì)算，限于篇幅這里不再贅述。河道外需水量包括農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水和水土保持所需水量，這些分項(xiàng)可以結(jié)合統(tǒng)計(jì)資料和一定的方法進(jìn)行計(jì)算

5、。1.2河道生態(tài)需水流量河流從源頭流出，最后匯入大的河流或入海，是一個(gè)很長的過程，對于區(qū)域來說，可截取一定的河段進(jìn)行分析，建立該河段一定吋段的水量平衡關(guān)系，也就是出水量等于入水量。入水量包含上游注入水量、區(qū)間徑流量、河面降水量、污廢水排入、灌溉回水等，出水量包含各種用水、水土保持需水流量、河面蒸發(fā)損失、河道滲漏損失和下游流出水量等。上游冇調(diào)蓄功能的河道從河口斷面開始進(jìn)行推求，上游沒有調(diào)蓄功能的河道應(yīng)從河源斷面開始推求，利用頭一個(gè)河段入U(xiǎn)斷面即下一個(gè)河段出U斷面的關(guān)系，一直推求到整個(gè)河道中泓斷面。由此可確定河道生態(tài)

6、需水流量，這個(gè)結(jié)果可作為生態(tài)河道日常過水?dāng)嗝嬖O(shè)計(jì)的依據(jù)。2生態(tài)河道形態(tài)設(shè)計(jì)2.1河道縱斷面設(shè)計(jì)按照河道自然形態(tài)，河道縱斷面應(yīng)該是蜿蜒曲折的，其中包含主流、支流、沼澤、急流、淺灘、深潭、沙洲等復(fù)雜多樣的形態(tài)，并為河濱植被、魚類產(chǎn)卵及鳥類、兩棲動(dòng)物棲身創(chuàng)造適宜的生境，另外還便于交換和補(bǔ)充地下水。但是人類活動(dòng)使河道的蜿蜒模式被改變了，如裁彎取直、河床改造成直線形態(tài)等。如何恢復(fù)河道自然的蜿蜒形態(tài)呢？一是根據(jù)河道歷史資料，再參照未改造的河段;二是依據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。由于自然河道由一系列深潭和淺灘交替構(gòu)成，所以可構(gòu)建深潭-

7、淺灘序列作為河道縱斷面形態(tài)。2.2河道橫斷面設(shè)計(jì)河道橫斷面是根據(jù)流量確定的，除了考慮施工方便，還要從生態(tài)和地貌角度出發(fā)，構(gòu)建多樣化形態(tài)，河面有窄有寬，水流有急有緩。但是橫斷面受到兩岸行政關(guān)系的制約，所以也要考慮這層關(guān)系。自然狀態(tài)下的橫斷面取決于地貌特征，兩側(cè)是不對稱的，但為了計(jì)算方便，可概化為復(fù)式梯形斷面，并以明渠均勻流形式進(jìn)行計(jì)算。有調(diào)控功能的河道，主河道斷面應(yīng)由生態(tài)需水流量來確定。沒有人工干預(yù)的河道，主河道斷面可由平攤流量與河相關(guān)系確定。行洪斷面應(yīng)由行洪流量確定。2.3生物棲息地設(shè)計(jì)為了便于魚、鳥、兩棲動(dòng)物棲

8、息，所以要?jiǎng)?chuàng)造條件滿足其棲息要求，一般從水流條件、河道底質(zhì)、掩蔽物等方面進(jìn)行考慮，設(shè)置樹墩、礫石群、遮蔽物等。3生態(tài)河道護(hù)岸設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)原則生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)應(yīng)遵從結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定、生態(tài)健康和場所地域協(xié)調(diào)的原則［2］。結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定主要從保持水土和防洪泄洪角度考慮，要求設(shè)計(jì)吋考慮水力穩(wěn)定性。在滿足護(hù)岸安全穩(wěn)定的前提下，盡量減少人為改造河岸，保證岸線的完整性，這就是生態(tài)健康。此外，