河道空间特征再造

河道空间特征再造知识点水生态修复技术何连军副教授1.河流断面设计2.浅滩和深潭河流结构设计3.多孔隙河岸结构设计4.河床深潭与浅滩设计一、河道生态修复设计技术水生态修复技术1.河流断面设计河流断面应设计有深潭和浅滩，断面上植物设计应注意层次，设计时应注意乔木、灌木和水生植物布置的位置和宽度，理想的河道断面图如右图所示。水生态修复技术河道剖面理想断面设计1.河流断面设计对于硬质化现象严重的河道断面，应以河道修复理想剖面为基础，加以改造。硬质化河道生态修复剖面如右图所示。水生态修复技术硬质化河道生态修复剖面2.浅滩和深潭河流结构设计深潭和浅滩是自然河道中常见的较复杂的生境，为浮游生物，鱼类等提供复杂的生活环境，躲避天敌，有利于河道生物多样性的丰富，对于河流生态修复有着重要意义。针对人工河道，应在沿河流方向剖面，塑造地形，形成近自然的深潭和浅滩，深浅变化明显。水生态修复技术沿河流方向生态修复剖面图水生态修复技术3.多孔隙河岸结构设计在河道近水区采用多孔隙结构材料，一方面多孔结构表面积较大，较大的空间可供植物生长，其次河岸疏松的结构为鱼类、微生物提供避难和觅食的场所，丰富河岸周边的物种群落。河道生态修复过程中，多采用植物护岸、植物木材和石料组合护岸、植物带和混凝土组合护岸、石笼和植物组合护岸，这些护岸与硬质化护岸不同，给河岸周边生物留下了充足的生存空间。水生态修复技术常见的河道护岸修复示意图水生态修复技术4.河床深潭与浅滩设计根据流体力学的一般规律，对蛇形河道构建深潭与浅滩共存的河床地形。河流弯道的外侧受河水冲刷，适宜设置结构较牢固的深潭结构，弯道内侧河水流速缓慢，易形成回旋的涡流，宜设置浅滩结构。河床深潭与浅滩设计如右图所示。水生态修复技术河床深潭与浅滩设计小结水生态修复技术河道生态修复设计技术1.河流断面设计2.浅滩和深潭河流结构设计3.多孔隙河岸结构设计4.河床深潭与浅滩设计1.桩式丁坝2.抛石丁坝3.混凝土块体丁坝4.短丁坝二、河床生态修复技术—丁坝设计水生态修复技术河床生态修复技术河床生态修复技术主要针对河道内部，在河床上构建构筑物，如丁字坝等，改变河道水力条件，进而形成深潭和浅滩交替的地形特点，恢复底栖动物，构建河流健康的食物链，形成河道食物网，丰富河道及周边的生物多样性。水生态修复技术河道蜿蜒性蜿蜒性是自然河道的重要特征，而渠道化和裁弯取直工程彻底改变了河道蜿蜒的基本形态使得生境的异质性降低，河道生态系统的结构与功能随之发生变化，生物群落的多样性随之降低，生态系统退化。水生态修复技术河道蜿蜒性蜿蜒性使得河道拥有主流、支流、河湾、心滩、跌水、深潭等丰富多样的生境。由此形成了丰富的滨水植被，为鱼类、鸟类和两栖动物、昆虫等提供了繁衍栖息的场所，也形成了丰富的景观类型。曲流的形成能够减弱、消耗洪水的冲力，从而保证河床形态的稳定，减弱下游河段的压力。水生态修复技术增强河道蜿蜒性的构筑物—丁坝河道生态修复时配置丁坝，可以形成缓流区域，既为鱼类等水生动物提供停留、繁衍和避难的场所。减少水流对河岸的冲击。连续配置的丁坝容易产生泥沙堆积，泥沙堆积区为滨水植物的生长创造了条件。同时也有助于河床形成深潭浅滩，并与周围植被景观相协调，形成美丽的河道景观。水生态修复技术1.桩式丁坝桩式丁坝是采用木桩或钢筋混凝土桩作基础的垂直于岸线的丁坝。木桩一般采用长3～5m、桩末端直径12～15cm的木料，以纵横断面约1m的间隔数列打桩，有时在纵横向或成对角线方向上用长木桩连接起来。钢筋混凝土桩可采用长l0m左右，断面为25cm×35cm的预制板桩，按照纵横5m间隔1.5m接桩连成整体。水生态修复技术2.抛石丁坝抛石丁坝是用毛石堆积或在填土表面用毛石干砌而形成的丁坝，具有减缓水流、改变水流方向、减轻河岸侵蚀的作用。水生态修复技术3.混凝土块体丁坝同抛石丁坝类似，但一般在混凝土块体丁坝上覆盖当地河床材料、表土和抛石等，促使泥沙堆积，创造出同自然河岸相同的环境，也期待其在洪水暴发时能够为鱼类等提供避难所。水面以上采用覆土并裁植柳树。水生态修复技术4.短丁坝“短丁坝”是河道内小型的局部突出的构筑物，用于改善河道的蜿埏性，在城市河道中应用较多。水生态修复技术小结河床生态修复技术—丁坝设计1.桩式丁坝2.抛石丁坝3.混凝土块体丁坝4.短丁坝水生态修复技术三、生态护岸1.植物护岸2.木材护岸3.连接混凝土块护岸水生态修复技术我国目前的河岸治理工程多采用混凝土或钢筋混凝土护岸，护岸方法阻隔了陆生生态系统和水生生态系统的有机联系。河岸生态修复应从人与自然和谐相处出发，在满足工程安全的前提下，应采用具有耐久性、抗侵蚀性、抗冲击性和亲水性的多种材料组合的护岸结构，最好为天然材料，如木桩、竹笼、卵石等，构建适于生物栖息与繁衍的生态环境。水生态修复技术生态护岸构建1.植物护岸

自然河岸两侧生长着芦苇、柳树等植物，恢复河道两侧原有的植物群落是河岸生态修复的出发点。一般种植柳枝、芦苇、菖蒲等，国外多白杨树、榛树等。柳树是用作植物护岸良好的材料，成活后的柳枝根部舒展且致密，能压稳河岸，加之其枝条柔韧、顺应水流，符合河道行洪功能。繁茂的枝条为昆虫提供生息场所，浸入水中的柳枝、根系为鱼类产卵、避难、觅食提供了场所。水生态修复技术插柳驳岸在河岸插栽柳树幼苗，恢复城市近自然河道柳树群落，种植方法包括插栽和铺盖柳树幼苗两种。构建方法如右图所示。插栽柳树幼苗示意图铺盖柳树幼苗示意图水生态修复技术柳树栅栏驳岸为防止水土流失，将木桩成排打入地下，岸边利用柳条编制栅栏状，可有效防止河岸受水流侵蚀。构建方法如右图所示。柳树栅栏工程示意图水生态修复技术捆柴驳岸将萌芽力强的嫩柳条捆成柴，利用木桩固定在河岸坡脚，可有效防止水土流失。构建方法如右图所示。捆柴驳岸工程示意图水生态修复技术活枝护岸-梢料排护岸梢料排护岸是应用活枝组成的排体结构。梢料排可以截留洪水期间的泥沙，为插条生根创造条件，插条发芽后会恢复河岸植被和河边生境，最终形成自然景观并为小型动物提供栖息地。水生态修复技术梢料排护岸采用圆木等固定河岸坡脚，在柳树根系发达前起零时保护河岸的作用，防止水土流失，构造图如右图所示。木材驳岸工程示意图2.木材护岸水生态修复技术3.连接混凝土块护岸采用混凝土砌块确保护岸强度，混凝土砌块相互连接，增加护岸的稳定性，同时，混凝土中间有裂纹，可供植物生长，表面覆土，或者覆盖生态袋种植植物。其构造图如右图所示。连接混凝土工程示意图水生态修复技术小结生态护岸1.植物护岸2.木材护岸3.连接混凝土块护岸水生态修复技术4.抛石护岸5.石笼护岸6.不同材料组合护岸7.景观护岸三、生态护岸水生态修复技术4.石笼护岸石笼护岸是用镀锌、喷塑铁丝网笼或用竹子编的竹笼装碎石垒成台阶状护岸或做成砌体的挡土墙，并结合植物、碎石以增强其稳定性和生态性。石笼尤其适用于碎石来源广泛而缺少大块石头的地区。水生态修复技术石笼护岸4.石笼护岸

坡度控制在1:0.5或1:1，填料粒径小，空间密集，施工后不能立刻显现其生态效益，当泥沙逐渐淤积，水生植物生长之后，石笼护岸的生态效益逐渐体现。构造图如下图所示。石笼护岸工程示意图水生态修复技术根据河流的水流冲刷能力，放置不同的石块，插入柳树，恢复近自然的河岸生态系统，增强河流的自净能力。构造图如右图所示。5.抛石护岸抛石护岸工程示意图水生态修复技术5.抛石护岸块石孔隙可为鱼类和其他野生动物提供多样性的栖息地环境，活枝条生长后形成的植被既可消散能量、减缓流速、促进携带营养物的泥沙淤积，也可为野生动物提供产卵环境、遮荫和落叶食物，同时形成天然景观，提升岸坡美学价值。水生态修复技术抛石护岸6.不同材料组合护岸

①铺设石笼护岸：利用桶式沉排沉底，铁丝石笼放在1:2的护坡底层，松木和柳条工程放在1:2护坡。

②箱式石笼驳岸：利用巨石沉底，护坡坡度设计为1:2～1:4，以箱式石笼固定护坡。

③垫石笼驳岸：利用巨石沉底，巨石下设置垫石笼结构，砌石护坡设置坡度为1:1～1:5之间，水面以上护坡设置坡度为1:5，采用垫石笼结构，上层铺草皮，下层设置防砂层。水生态修复技术6.不同材料组合护岸

④盛土石笼丁坝护岸：在设计河床高程以上设置护脚工程，岸边设置抛石，加固河岸，抛石以上的河岸采用防砂板和大型连接混凝土块体，设计坡度为1:2