浅论城市生态型河道的构建-以怀化舞水河为例

浅论城市生态型河道的构建—以怀化舞水河为例雷强怀化学院化学与化学工程系08制药一班摘要在分析现在城市河道建设存在的问题后，初步探讨了生态设计在城镇河道保护的运用，同时以怀化舞水为例，对舞水河进行生态型构建关键词生态城市河道舞水河前言城市河道是城市中自然因素最为密集、自然活动最为丰富的地域。同时，河道流域往往也是城市中最具活力、环境最优美、建筑密度最高、地价最高的区域。城市河道要达到这个目的，前提是要以优质的自然景观条件、良好的亲水性、清洁的水质来吸引市民。而大兴土木的水利工程，，工业废水、城镇生活污水的随意排放，使城市河流污染严重，影响了人民的生产和生活，阻碍了经济建设的发展。随着社会的进步，作为城市自然景观的穿城洞道，无疑成为城市建设中的一个新的眼球下程，城市河道的设计也为越来越多的政府所重视。城市河道的生态化建设则是现代城市河道建设的一个必须认真对待的重要课题。城市河流发展中存在的问河流污染严重，河流生态功能遭到破坏城市河道一般都具有防洪、排涝、生态不境景观等综合功能。随着改革开放不断深人，城市经济迅猛发展，河道两岸土地开发利用，城市化步伐加快，城市河道功能遭到损害:大量工业、生活污水不经处理直接排人河道，造成河水严重污染，水质恶化，河道生态环境遭到破坏。目前全国80%以上的城市河流受到污染，许多大江大河的城市段已达不到III类水水质标准。据全国2222个监测站的统计，在138个城市河段中，符合II、III类水质标准的仅占23%，超过V类水质的占到38%,能饮用的地面水已所剩无几。究其原因就是工业废水和城市污水未经任何处理排人河通。河流污染使鱼虾生物基本绝迹，而代之以适应污染的各类底栖微小生物类群，导致城市河流及其两岸的生物多样性下降，特别是一些对人类有益的或有潜在价值的物种消失。盲目填没河流、减少水面，导致生态系统和排水系统的破坏随着城市化步伐的加快，城市河流水面被人为侵占或缩窄，导致城市水面积急剧减少，天然调蓄功能严重萎缩，加重了内涝发生的机率。在城市建设中，为了多争一块土地，许多城市在分析现在城市河道建设存在的问题后，初步探讨了生态设计在城镇河道保护的运用，同时以怀化舞水为例，对舞水河进行生态型构建城市河道是城市中自然因素最为密集、自然活动最为丰富的地域。同时，河道流域往往也是城市中最具活力、环境最优美、建筑密度最高、地价最高的区域。城市河道要达到这个目的，前提是要以优质的自然景观条件、良好的亲水性、清洁的水质来吸引市民。而大兴土木的水利工程，，工业废水、城镇生活污水的随意排放，使城市河流污染严重，影响了人民的生产和生活，阻碍了经济建设的发展。随着社会的进步，作为城市自然景观的穿城洞道，无疑成为城市建设中的一个新的眼球下程，城市河道的设计也为越来越多的政府所重视。城市河道的生态化建设则是现代城市河道建设的一个必须认真对待的重要课题。河流污染严重，河流生态功能遭到破坏城市河道一般都具有防洪、排涝、生态不境景观等综合功能。随着改革开放不断深人，城市经济迅猛发展，河道两岸土地开发利用，城市化步伐加快，城市河道功能遭到损害:大量工业、生活污水不经处理直接排人河道，造成河水严重污染，水质恶化，河道生态环境遭到破坏。目前全国80%以上的城市河流受到污染，许多大江大河的城市段已达不到III类水水质标准。据全国2222个监测站的统计，在138个城市河段中，符合II、III类水质标准的仅占23%，超过V类水质的占到38%,能饮用的地面水已所剩无几。究其原因就是工业废水和城市污水未经任何处理排人河通。河流污染使鱼虾生物基本绝迹，而代之以适应污染的各类底栖微小生物类群，导致城市河流及其两岸的生物多样性下降，特别是一些对人类有益的或有潜在价值的物种消失。河流建设缺乏生态论证在城市河流建设中，沿用传统模式对河道进行拓宽、裁恋取直、石砌护坡、高筑河堤等，没有进行充分的生态论证，过分注贡经济功能，而忽视了其生态击求，导致河流生态系统的严贡破坏是城市河流中不容忽视的问题。如渠道化的河道破坏了河流形态多样性，减少自然河流中的浅滩与湿地生态系统，浅滩和湿地是水生植物生长的卞要场所，是尤脊椎动物和鱼类的栖息地，栖息地的破坏或丧失使尤脊椎动物和鱼类数量减少、物种多样性降低。此外，有些城市在河流上修建蓄水供水工程等水利设施。水利设施的修建改变河流的水力学特性，影响河道内水生生物栖息和迁移，降低生物多样性，如大坝建成后阻隔鱼类等水生生物迁徙，影响鱼类繁殖，进而十扰其生长发育过程。有些城市河流的河道、河岸采用混凝土、浆砌块石等护坡，形成的硬质化断面使得植物难以生长，进而影响到鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息。事实上，石砌护坡仅是增加表面上的美观作用，对于地表径流携带的污染物没有任何拦截去除作用。由于河岸土壤和河道水体中有大量的生物种类，包括植物、浮游动物和大量微生物，其中岸坡植物可防止河岸冲刷，有利于鱼类产卵、栖息，河道中水生植物具有吸附降解污染物的作用，生长过盛的水生植物可被浮游动物取食，其种群数量稳态维持良好;此外，水生植物可以通过光合作用向水体补充氧气，增加水体溶解氧，为土壤根区微生物生长提供良好条件，使分解污染物的微生物活性增加，因此河流本身具有自净功能。水泥石块衬砌之后，割裂水体与土壤的关系，使水体与土壤及其生物环境分离，河流自净能力随之丧失。城市生态型河道构建的内涵及原则生态水利规划和设计考虑水文学、生态学、景观学、社会学、经济学、农学和植物学等多学科的协同实施;不同的川水部门川水量的协调分配，以恢复河适、湖泊及其牛态交错带牛态系统为最终日标，制定具有指泞意义的宏观水资源、环境利川和保护的基本战略措施和政策。设计有利于提高水体自净能力的河岸和湖岸的植被种植和水牛动物放养，提高水体自净和自我修复能力“人与自然和谐相处”的城市河流综合治理与生态建设理念我国以往的城市河流治理理念主要是以保护城市居民生命和财产安全为目标，严重缺乏考虑城市居民对河流的情感需求。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，现代城市河流的综合治理与生态建设应当在满足保护人民生命财产安全的基础上充分体现“人与自然和谐相处”的理念，充分满足人们回归自然、亲近河水的情感需求。河岸带空间的设计应以安全性、开放性和舒适性为原则，突出河流的自然景态，尽可能满足城市居民的日常休闲要求和提升城市的景观品质，以促进城市的经济发展。恢复城市河流生物多样性和自然景观生动性河岸带空间属于水陆交汇地带，在野生河流中，原本具有很高的生物多样性和形态各异的自然地形，由此形成了丰富多变的自然景观和季相特点。但是，如今从我国城市河流治理的结果看，河滨空间自然地形被整平，植被单一化、人工化和草坪化。生态结构和自然景观被大大地简单化，致使城市河流在很大程度上失去了作为城市系统的生态廊道、保存河流生物多样性、自然保留地的价值和满足城市居民丰富多彩的休闲活动的绿色休闲通道的功能。城市河流综合治理与生态建设中不能将城市河流河岸地带的生态建设简单地视为“绿化”和“美化”，将河道的治理简单地视为“渠化”处理。而要从整体上保护和恢复原有的自然生态结构和天然景观，避免过多的人工化。从而实现城市河流生物多样性和自然景观生动性的面貌。3.3生态方案设计原则原则具体应用功能性原则依据湿地生态过程规律.恢复与重建具有自组织、自我维持、良性循环的湿地生态系统•注重生态系统的功能•突出强调其净水作适应性原则充分考虑当地的地理位置、气候特点和目标定位等因素，因地制宜地选择植物种类，并进行利学合理的配置协调性原则生态功能与景观特色结合，塑造城市形象，提升文化内涵；考虑生态交错带的特点，建设缓冲带，减少对周围环境的影响经济性原则充分利用当地自然资源与乡土植物，尽量减少后期的养管费用做到事半功倍的效果城市生态型河道构建的主要方法河道的生态设计并不是简单的保护河流自然环境，而是在采取必要的防洪抗旱措施的同时，将人类对河流环境的干扰降低到最小，与自然共存。河道的生态设计要求在河道治理设计中结含当地的自然人文条件，因势利导地疏导和蓄滞洪水，合理利用当地材料，保护节约自然资本，借助自然的生态过程和自净能力达到整个河道生态系统的可持续发展性。控污和截污国内大部分河流饱受污染之苦，污水直接入河是主要原因，水质为V类，甚至略V类，致使水生动植物几乎灭绝，完全丧失自然河流的特征。我们不赞成治河不治污，所谓两岸绿草青青，小品琳琅满目，建筑雕梁画栋，结果是河水臭不可闻，沿岸居民不敢开窗，哪里还谈的上修复多自然型河流。成功的经验是控制污染源头，同时在两岸修建截污管线，将污水送到处理厂，经过处理后再入河f221。欧洲的莱茵河1979年被称为欧洲最脏的水体，有100米的河段完全无氧，几十种生物灭绝，经过十几年治理，有80%的污水被截断，大麻哈鱼又回到莱茵河。生物治污，恢复河水自净能力要想达到生物治污和恢复河水自净能力的效果必须对城市河流或放大到流域加强生态和景观协同的规划。种植（养殖）水生动植物。水生植被由生长在水体浅水区和周围滩地上的沉水植物群落、浮叶植物群落、漂浮植物群落、挺水植物群落及湿生植物群落组成，俗称水草。水生植被有重要的生态功能，水草茂盛则水体生态稳定;缺乏水草水体生态脆弱。水生植物不仅是初级生产力的主要组成部分，而且在美化水体景观、净化水质、保持营养平衡和生态平衡方面具有显著功效。利用水中微生物修复。生物处理技术是利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解，从而使水体得到净化的技术。这种技术处理效果好，成本低，不形成二次污染，还可以与绿化环境及景观改善相结合，适用于我国江河湖库大范围的污水治理。3.3河流人工修复技术河道曝气技术是指人工向水体中连续或间歇充入空气（或纯氧），加速水体复氧，提高水体的溶解氧，使水体得以净化，从而改善河流的水质。河道曝气技术已在英国的泰晤士河、美国的HOMEWOOD运河、北京的清河和上海的上澳塘等河流上得以应用，且效果显著。河道规划。在进行河道规划时，要以全局的眼光对整个流域进行整体规划。根据河段的功能需求不同，有针对性地采取治理措施，全方位综合整治，恢复和提高河道的综合功能。由于城市河流完全被人工化，人工与自然比例失调，破坏了原有的生态平衡，因此，在保证防洪和排涝安全的前提下，河道整治工作还要使河流恢复其天然形状。总之，我国城市河流综合治理与生态建设正在向保护和恢复生物多样性及恢复水生态良性循环实施。城市生态型河道构建在怀化舞水诃治理中的应用舞水河概况舞水，发源于贵州，汁入沉江，是贯穿怀化5个县市区的一条自然型河流，是怀化人民的母亲河、生命河。舞水河畔建设的下业园是怀化市政重点建设项日，位于怀化市南郊中方镇。下业园区一写路位于怀化下业园区的酉侧，紧临舞水河畔。一写路为南一七走向，起于下业园区最一七端，通过东向规划道路接怀黔公路，路线沿舞水河东岸行走，南接五号路。设计思想及目标本次治理是在采取必要的防洪措施提高防洪能力的同时，改变过去渠化设计而注重多自然河流建设，充分利用河流本身的自净能力，通过河水的多变流态，依靠沉淀作用和生物活动使水质得到净化，实现人水和谐的自然发展。设计规划将藉河城区段卞要分为上游生态过滤区、中游生态景观区和下游生态净水然分区进行具体设计。上游生态过渡区该段可分为2个一级区域，即A区、B区、C区和D区（图1）:①A区水环境相对稳定，有一定深度的水域，可对其实施坡面生态工程日的是实现水土保持和涵养水源，净化水质的双重功效。采用具有环保功效的植物品种。如会吸收特定金属及化学物质的植物、能分泌出杀死病原体的渗出液的植物。通过植物自身茎叶将空气输送到根部，给微物生提供额外氧的植物。由于它紧邻1#生态绿地与河堤，在考虑生态功能的同时，兼顾其景观性植物配置为河堤坡上种植莺尾、德国莺尾,营草、鱼腥草、芦钓一和沿阶草等护坡，减少水土流失;浅水中种植水葱、小香蒲、睡莲、荷花、特菜、萍逢草和白睡莲等，同时可放养少量鱼类和水藻。②B区。B区为河内沙洲湿地，沙洲高度不超过1#生态绿地的高度，沙洲高处种植枉柳、紫穗槐等一些耐水湿的灌木和草类，低处及浅水区选择花营蒲、黄营蒲、水葱、香蒲、特菜、萍逢草、芦苇丁‘屈菜、长苞香蒲、花蔺等混植、丛植或片植;离堤岸较近的水体中种植睡莲、荷花、特菜、萍逢草、白睡莲等，增加景观效果;沙洲间静水区少量种植浮萍、茨藻和放养少量藻类及鱼类。③C区。该区为主河道湿地，小型沙洲及其周围浅水区可选择花营蒲、黄营蒲、水葱、香蒲游菜、萍逢草、芦苇、千屈菜、长苞香蒲、花蔺等混植、丛植或片植。考虑到防洪需要，水生植物种植密度应稀植与密植相结合，生态作用与防洪要求相结合。④D区为生态打'坡区，在离顺坝4-5m处的土质河堤坡上部平缓处，沿顺坝方向行植水杉到顺坝1/3处，堤坝坡面种植莺尾、德国莺尾,营草、鱼腥草、芦钓-沿阶草及枉柳、紫穗槐等耐水湿的灌木等护坡;同时突出景观，使生态功能与景观效果相结合。通过此段河道设计，尽量使水流线路曲折化，水流通过此段时速度减慢，从而延长河水流经此段的时间，使水体与生物体之间得到充分接触，达到净水日的。河内沙洲的高度不超过1#生态绿地，从而在洪水较大时不影响防洪，剖面效果见图2。垠坝剖面图选取处圈I垠坝剖面图选取处圈I上游生态过谨医200m标准段平面图些生态绿地DD区:最观生取护坡区B区:威洲規地净水依［主河道程地「■［主河道程地「■i・■厶亠A区：净木贵观区图1上游生态过滤区20（治标准段平面图D区;直观生态葫坡区$区:沙洲湿地净忒区D区;直观生态葫坡区$区:沙洲湿地净忒区堤圳悬岸图2上游生态过滤区20｛治标准段剖面图在护坡的地方采用生态混凝土技术。1989年日本研制出一种生态混凝土材料。使用这种混凝土建造净水渠，污水在其中停留一定时间即可去除水中40%〜50%的B0，长时间停留可去除80%—9o%。国内于1997年开始研究该项技术。2001年，同济大学研制出一套生态混凝土污水处理装置，并在上海进行了现场试验，结果表明，SS、COD、BOD5、总磷、总氮、氨氮的去除率分别为98．8%、57．0%、82．3%、78．1%、24．9%、15．4%。中游生态景观区水位线变化较大在设计时应进行分区规划。在浅水区放置大量巨石和石子，形成浅滩，浅滩由于水流急，故河床多为利于附着藻类生长的石子。特别是在水流湍急的浅滩中，由于细沙被水流冲走，河床上的砾石悬摆浮搁，空隙很大，成为水生昆虫及藻类等多种生物的栖息地，而这又吸引了大量鱼类。在河道中间设置人工岛，岛上种植大量植物，岛周围种植护坡草，吸引大量昆虫、鸟类等的到来。形成河流生态的多样性，为河流的生态恢护提供良好的生态环境，同时人工岛也可以成为河道景观设计中的一道亮丽风景，为市民的平时休闲提供一个好地方。在适当的地方建立亲水平台，拉近人与水的距离，使人与水产生互动。让人真正置身于自然。滨水场、滨水道路以及小品的设计中在条件允许的情况卜，尽量:用人然物品来代替。如河滩上的石头和岩石，尽可能保持原样，这样更容易和以自然为基调的河流风光协调一致，并且由于人然物品木身的特征更能展示地方自然特色、此水段由于水体相对封闭，生态系统脆弱，易受周围环境的影响，强化保护措施，禁止生活污水、工业废水的排放，避免水体富营养化。同时适量放养食澡、食水草及食水体底层有机腐殖物质的鱼类,如鲢鱼、鲤鱼、泥鳅、黄鳝、虾等。当水藻、水草大爆发,威胁其它生物生存,破坏生态系统平衡时,应用人工或机械的方法加以清除。当河道底部淤积较多底泥时应进行人工清淤,恢复土壤自身的生态治理功能。设置曝气装置,增加水体的含氧量,促进有益细菌及其它微生物的活动，增强其对污染物的吸附、氧化、分解和还原的作用。⑥及时清除大型水生植物残体，使湿地生态系统能量与物质的输入与输出达到平衡［10］。⑦在水体中增加对人畜环境没有影响，不会对水体产生二次污染，不影响水生生物生存的化学净水剂，如ET—CaR净水剂。下游生态净水区此段设计模式和上游生态过滤区基本相同，尽恢复井保留原有河流