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随着科学进步,人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度,充分认识这种负面作用,积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿,维护水域生态系统的功能,是流域生态建设的重要任务之一。
近年来,各地在进行防洪工程建设和河流整治工程中,已经采取了一些新技术和新材料加强河流的生态建设。比如生态型护坡技术,堤防绿化措施等。但是这些技术经验还缺乏系统的总结,也迫切需要有关技术规范和技术导则的指导,使之更具科学性和规范化。
2生态化建设的建议
2.1有关防洪工程规划的原则。工程经济效益和环境效益分析方面应加强,权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的关系,即进行工程项目经济技术及生态环境效益评估,改变现行的单一经济技术评估指标体系。以往的治河工程着眼于河流本身,往往忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联系,忽视了河流周围的生物群落的存在,也常常忽视了整治后原有生物群落的恢复。因此,在进行防洪工程的规划时,应明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处于一个完整的生态系统中。建议按照“河流生态廊道”的范围,进行统一规划、设计和建设。在平时的设计当中除说明需进行常规的水文、地质的测量勘察外,还要补充加强相关范围的生态系统调查的要求,重点是生物群落(动物、植物)的历史与现状调查,对特定的生物群落与水体的相互依存的关系有明确的认识。
2.2堤线布置及堤型选择河流形态的多样化是生物物种多样化的前提之一,河流形态的规则化、均一化,会在不同程度上对生物多样性造成影响。因此,针对有关条款,建议补充或强调以下要点:在堤线布置原则中,补充说明应尽可能保留江河湖泊的自然形态,保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态,即保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩。在确定堤防间距时,遵循宜宽则宽的原则,要处理好行洪和生态保护要求与土地开发利用之间的矛盾,河槽和河漫滩不仅要能满足设计洪水行洪要求,还要保持一定的浅滩宽度和植被空间,为生物的生长发育提供栖息地,发挥河流的自净化功能。堤型的选择原则除满足工程渗透稳定和滑动稳定等安全条件外,还应结合生态保护或恢复技术要求,尽量采用当地材料和缓坡,为植被生长创造条件,保持河流的侧向联通性。
2.3河流断面设计。自然河流的纵、横断面也显示出多样性的变化,浅滩与深潭相间。因此设计规范中应提出河道尽量要做到河床的非平坦化,采用非规则断面。避免因规则断面而导致流场的均一化,增加与生物的亲和力,并有助于与自然风景相协调。与上述设计相对应,需要推广使用一些与非规则断面有关的水力学计算方法和配套的实用工具或计算机软件包。
2.4岸坡防护。在河流整治工程中,对生态系统冲击最大的因素是水陆交错带的岸坡防护结构。水陆交错带是水域中植物繁茂发育地,为动物的觅食、栖息、产卵、避难所,也是陆生、水生动植物的生活迁移区,至关重要。因此,岸坡防护工程的设计应从强调人与自然和谐的生态建设要求出发,采用与周围自然景观协调的结构形式,在满足工程安全的前提下,确保生态和景观的护岸形式多种多样。在典型的岸坡防护结构中,可尽量使用具有良好反滤和垫层结构的堆石,多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构,尽可能避免使用硬质不透水材料,如混凝土、浆砌块石等,为植物生长,及鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息与繁殖创造条件。
2.5景观建设。城市水域整治的景观建设中,可以强调注意保留江河湖泊天然的美学价值,避免将水流置于过多的亭台楼阁等混凝土与砌石形成的人工环境之中。水利工程设施要造成一种人与自然亲近的环境,现代的城市景观设计,应更多注重生物栖息地建设。水利工程还应为公众广泛参与和对儿童进行水环境保护教育创造良好条件。如水生态公园等。
2.6工程施工。在工程施工中,建议强调施工期对生物栖息地进行保护和恢复,避开动植物发育期进行施工。对特殊区域的物种,在施工期要采取其它辅助保护措施,如它处养育等。取料场开挖后应进行适当处理,以满足美观和环境方面的要求,要求合理设置排水、平整地形和改善有利于植被生长的条件。料场区应进行植被恢复,与周围景观相一致。
2.7工程管理。为降低施工环境对生态系统的冲击,保障工程效果的实现,并延长生态工程的寿命,宜强调加强前期的养护和后期的管理,包括维护、监测和评估,并积累数据和经验。
3结语
该地区山地的工程土质多为类土质边坡。包括残积土边坡、全风化和强风化软岩边坡等。类土质边坡具有类似于岩体中存在的软弱结构面,特别是由岩体边坡全~强风化而形成的类土质边坡,更保留了原岩的结构面,容易产生单面平面滑动、错落、崩塌等形式破坏。根据类土质路堑边坡的物质组成、成因机制和坡体结构特征,主要有坡残积土边坡、风化土边坡、崩滑流堆积物边坡三种形式。
2工程建设施工现状及环境保护措施
调查“山水怀柔”“生态怀柔”是怀柔的整个城市形象。流域全境山清水秀,植被丰茂,自然环境十分优越。
2.1敏感地带区内环境影响调查
对公路工程类土质边坡的构造进行分析。坡残积土边坡,在大气降雨等因素的作用下,在边坡开挖切削坡脚支撑并致使其接触带临空暴露的情况下,极易产生上覆坡积成因岩土层沿其接触带发生坍滑变形和破坏。风化土边坡,常见一些强烈风化软弱带,如果其产状倾向坡面,在边坡开挖切削坡脚支撑并致使其软弱带临空暴露的情况下,极易产生较大规模的滑动变形和破坏。在崩滑流堆积物边坡,禁止工程施工。其中残积土边坡和风化土边坡在受到植被破坏的影响下,水土流失现象明显。对现有怀河、雁栖河水系的河岸及其他基础设施进行调查,发现该水系建筑大多老化、破损严重,不能满足城市功能需求,水体流通循环、自净等功能受限。某些地段还存在着开采砂石,使得地形破坏,河道的行洪和堤防的安全甚为堪忧。
2.2对建筑工程施工环保措施进行调研
对金桥建筑集团第五项目部八龙桥雅苑工地的项目部环境保护组织机构、大气环保措施、噪声、水环境、环境及安全现场资料进行了调查。对北京市城建集团雁西湖国际会都工程项目部的绿色施工专项施工方案进行了调研活动。
2.3绿色防护措施
怀柔区2013年森林健康经营抚育面积84000亩,总投资2589.66万元。其中森林健康经营示范区工程面积3888亩,共有两处。怀柔区2014年APEC会议在怀柔区雁西湖举行,从2012年开始,投资约9亿元,实施三项重点绿化工程,打造生态新区。
3敏感地带区工程建设施工对环境影响控制因素研究
工程建设对大气环境的影响主要以道路施工、土方施工、建筑垃圾等扬尘为主。控制期主要在施工期内进行。运用期主要考虑建筑项目的供热方式是否有锅炉设施。大气环境考虑内容只做一般分析即可。
4工程项目建设对水土流失的影响分析
4.1扰动前土壤侵蚀模数
根据北京市水土流失现状遥感成果,怀柔区水土流失主要表现为水力侵蚀,主要分布在山区和丘陵区。依据《北京市水土保持公报》等资料,项目区所在地水土流失属轻度水力侵蚀,土壤侵蚀模数约为500t/(km2•年)以下。
4.2扰动后土壤侵蚀模数
工程施工期是产生水土流失的主要时段,特别是路基开挖回填等施工活动期间水土流失最为严重。工程扰动后的土壤侵蚀模数的确定,采用类比分析法和实地调查法相结合的方法,项目区水土流失属于中度侵蚀,项目所在区域的土壤侵蚀模数为1000t/(km2•年)。主体工程区是主要水土流失源。因此,必须制定切实可行的水土保持措施,有效防治水土流失。
5敏感地带区工程建设施工对生态环境影响分析
怀柔新城发展目标为:首都会议、休闲旅游基地,怀柔区的政治、经济、文化中心,以高新技术和现代服务为核心的生态友好型产业基地。在此基础上,敏感地带区工程施工对生物量的影响分析主要有:
1)对绿地的影响,绿地是保护动植物的栖息地,对绿地的影响,反映了对动植物的绿色生态系统的影响。
2)对城市生态的影响,主要包括对城市交通休闲娱乐的环境的影响。
3)对城市景观的影响,工程建设的外在美是对城市形象的宣传和展示,对城市景观影响是保护环境和提供休闲的基础上美感的要求。
6结论与建议
1生态、景观与水利工程融合的设计原则
1.1重视治理和开发水利工程在进行开发的过程中,要将景观建设和滨河区域开发作为一个有机融合点,并且以河道整治为基础,努力创造出合理的人居环境,使现代化城市特征能够更好的与生态景观相互融合,借此提高城市环境和生活质量。
1.2坚持可持续发展原则在进行生态设计的过程中要积极考虑与自然生态的和谐程度,要重视生态环境的保护,使生态环境能够处于一个稳定的状态下,并使其得到发展,目前生态化的发展都以生物多样性为基础,要正确的处理好自然资源和开发建设之间的关系,重视科学规划,在布局、发展等方面进行拓展。
1.3坚持以人为本任何工程、景观、环境的服务对象都为人,在这一过程中要强调好人的参与性与亲和性,水利工程在功能应用上还要进一步拓展,并将娱乐、生态保护等多种因素相互结合,最大程度的发挥水利资源的优势。
1.4提高水利资源的优势性水利资源要想得到发挥就必须和生态性相互结合,并且根据不同方式的结合对水利工程利用中存在的问题进行互补,同时在优势项目的应用中要注重生态控制,尤其是景观建造上要积极靠近自然生态,减少人为建筑的应用。
2案例分析
平昌县,位于四川东北部、米仓山南麓,东接万(源)宣(汉),南抵达(县)渠(县),西邻仪(陇)营(山),北连通(江)巴(州)。全县幅员2229m2,辖44个街道办、乡镇,12个居委会,486个行政村,3960个村民小组,总人口105万人,其中农业人口86万人,耕地面积57.5万亩。平昌县境内水资源丰富,通、巴河天然落差33m,支流中50km2以上河流19条,境内河长341km,水能理论蕴藏量3.32万kW。县境降水,主源于太平洋暖气流夹带的大量水图1平昌景观改造图吉林水利生态、景观与水利工程融合的河道规划设计研究袁晓平2015年1月汽,在大巴山的阻滞和抬升作用下形成地形雨;年降水夏多,冬少,常出现冬春偏旱,夏秋偏涝现象。在本文中针对平昌县的滨河改造项目进行分析,改造位置西起规划的巴河二号桥,东至渭子溪,南至新光工业区沿岸滨河地段。就目前改造中所面临的问题主要有以下几个方面。(1)由于城市多为临河而建所以,两岸人口稠密,并且每有进行过区域规划,使滨河区域不能凸显城市特色,同时大部分建筑已经达到使用寿命,需要拆除。现有跨河桥梁以成为危桥,需要拆除。(2)滨河防洪堤采用花岗岩砌块堆砌。岸线形式与河道走向相同,但亲水性较差,并且景观效果易受到影响。(3)滨河区域植物缺少地方特色,驳岸与水面高差大,布置空间狭小。(4)河岸景观和城市环境相互脱节,不能形成统一整体,降低了整个城市的美观性。
3平昌县城城市水景规划
针对以上问题,我们要以整体景观规划为基础,以提高滨河景观实用性为主,形成了滨水游憩的设计形式,使整体景观结构朝着生态多样性和城市文化多样性的方向进行发展,首先将通河桥至巴河桥之间的城市区域相互连通形成城市的核心区域,并且结合城市的文化和生态特色进行休闲、生态、景观带的改造。并将通河大桥、巴河大桥以及巴河3号、4号桥相互连通形成鹰岩新貌、游船码头、梦回古街、春花烂漫园以及城市生态走廊五大特景观节。同时将滨河区域的防洪性和水利工程的休息、景观作用和城市水景相互结合。具体景观改造如下(见图1):鹰岩新貌:该区域位于河流三角州地带,将其作为城市的景观集中区域,并形成平昌新貌的主体设计思想。游船码头:该区域商业最为集中,通过景观改造对其进行区域整合,使其成为具有统一风格的商业街景区域。梦回古街:该区域凸显平昌县城的历史文化,将周边古街道进行重新规划,并且滨河景观相互融合。春花烂漫园:平昌县区域气候四季适宜。花成为了四季景观中最为重要的组成部分,进行这一部分的改造,可以使市民在进行游览的过程中,体现出花文化,并且让花文化进入到生活之中,使景观设计成为绿色健康的生活部分。城市生态走廊:这一区域人口稠密,可以进行规划和应用的绿地较少,所以在这一部分处理中,使用钢结构修建一条空中走廊,以提高景观的观赏性和空间利用效率。另外要着重体现出市民在休闲过程中的需求,建设城市生活广场,并将周边茶馆、酒吧、商铺等进行完善,同时通过景观小品、雕塑等设计体现出平昌地区的民俗文化。河堤景观在改造过程中还要加强堤防护岸的景观设计,可以保留原有的堤防形式。但是在其上部进行美化和包装,多使用彩绘、浮雕的形势将传统文化和地方特色应用到改造当中,对临河区域的栏杆界面和灯具进行布置,形成统一配套的景观特性,最大程度的提高视觉特性。使地方防护能够成为新的景观。(见图2)
4水利工程和景观融合的可行性
水利工程在城市建设中分类较多,从城市发展的角度上来看,水利工程和城市景观以及生态性相互融合建设是十分必要的,要根据城市水利工程中的生态为基础,并且集合常见的坝、堤防、护岸、水闸、水泵站等形式进行研究。在进行规划的过程中要注意如下几点问题。首先是水利工程在建设过程中会破坏原有的生态系统,其次是水利工程完成后的规划建设缓慢,难以形成景观、风景。另外是水利枢纽中景观元素得不到充分利用,景观形式得不到体现。尤其是城市建筑风格和水利枢纽景观不协调因素较多。以上几点都是未来水利工程建设过程中急需解决的问题。所以在景观、生态协调发展中要注意如下原则:一是功能优先原则,要在满足功能要求的前提下进行景观设计。二是整体性原则,要将水利工程与城市以及周围环境作为一个整体综合考虑。三是生态性原则,在进行景观设计时要充分考虑环境生态,要对生态进行恢复和重建。四是亲水性原则,水利工程景观是很好的亲水景观,要充分发挥水利工程的优势,打造亲水近水景观。
5水利工程与生态、景观中的设计特性
在水利工程的设计中要想将生态和景观融合,就要从以下两个方面入手。(1)以生态发展为基础。在滨河生态岸线的设计中要注意水利工程后期对生态环境的恢复,要将生态系统结构和功能性作为主要研究目标,保证设计出的景观小品能够最大程度的接近自然,并且恢复景观小品和植被种植中的生态景观设计,同时在水利工程中对生态的后续修复也要遵循以上几点。使自然景观能够被适当的保留和恢复,提高水利工程景观的观赏性。(2)在景观上,主要与城市的景观建设和休闲游憩功能相结合,打造亲水近水景观,主要有以下几点措施:一是结合城市周围的建筑、景观的建设情况综合考虑城市水利工程的建设,打造与城市景观协调一致的水利工程景观。二是在不妨碍水利工程功能要求的前提下,结合景观小品、休闲设施的建设打造具有休闲游憩、亲水近水功能的水利工程景观。三是对于水利工程建设区的景观美化建设,可以在建设区范围内建设相应的景观小品如廊架、座椅等,结合植物绿化进行景观建设,打造生态、景观水利枢纽区。
6结语
关键词:生态水利工程;设计;生态环境;水质污染
在社会进步的同时,由于人类活动的影响,造成生态环境受到了严重的破坏,尤其是水资源循环中存在明显的缺陷。在人类社会活动的影响下,生态环境在不同程度上发生改变,其中当属水利工程建设突出。水利工程建设很可能造成水资源分配不合理,甚至出现一系列生态环境问题,诸如河流出现断流、水生生物减少等问题,造成水体原本净化能力下降,同时污染地下水资源,难以有效维护水域食物链条的稳定。种种问题伴随着水利工程建设组建出现,在不同程度上危及着社会经济持续发展,迫切的需要进行完善和创新,推行更为环保的生态水利工程。
1水利工程建设中存在的问题
随着国民经济的健康持续发展,相应的带动了我国科技水平的发展,但是这种快速的经济发展成效是以牺牲环境获得的,经过大量的实践证明这种现象变得愈加突出,受到了社会各界的广泛关注。我国水利工程建设不仅需要满足人们用水需求,还需要满足水利供电和运输需求。但是水利工程建设中对周围生态环境造成了严重的破坏,面临着严峻的问题,有待改善[1]。
1.1生态水利工程建设标准不明确
我国是一个国土面积较大的国家,所以地域性问题尤为突出,在生态水利工程建设方面,需要充分考量地域差异问题进行完善和调整,为后续生态水利工程建设打下坚实的基础。生态水利工程建设需要结合生态学和工程学规律开展活动,不仅需要满足水利工程建设初衷,还需要能够承受严峻的自然环境的侵蚀,诸如风暴、干旱以及洪水等因素,结合河流地貌,确保生态水利工程具有实践性。
1.2生态水利工程缺少生态环境保护认知
由于生态水利工程建设起步较晚,生态工作人员以及水利工程建设人员之间的沟通合作机会较少,在不同程度上影响到生态系统的运作。当前我国多数水利工程设计方案主要是考虑到工程的安全性和经济性,很少会将生态环境因素纳入其中,重视程度普遍偏低。生态水利工程建设方面,由于起步较晚,所以相应的环境评价管理体系不健全,存在严重的缺陷,实践经验基础较为薄弱,以至于生态水利工程设计工作滞后[2]。
1.3生态水利工程同水利工程整合不充分
当前我国生态水利工程同水利工程整合力度不足,促使两者的整合应在传统水利工程基础上开展工作。所以,在当前水利工程建设的主要工作内容就是同生态水利工程进行整合,综合考量客观影响因素,做好生态水利工程设计规划。在原有水利工程建设基础上进行有机整合,不仅需要起到发电、防洪以及排水等功能,还需要保护生态环境不会受到影响和破坏。
2生态水利工程设计原则
2.1现代生态水利工程建设经济性和安全性原则
生态水利工程在设计方面,需要遵循相应经济性和安全性原则,其原有工程自身特性导致生态水利工程建设难度较大,在原有水利工程建设基础上实现生态水利工程设计,谋求长远发展,创在更大经济效益。生态水利工程建设需要统一规划和设计,满足生态水利工程的安全性和经济性原则,谋求生态环境同人类社会和谐发展[3]。
2.2生态水利工程设计满足水体生态系统净化原则
生态水利工程建设需要因地制宜,结合实际水文条件,综合各方面影响因素科学合理的设计工程,如果对环境的了解程度偏低,那么很可能出现河槽断面。所以为了保证生态水利工程设计合理,需要对实际地势情况以及水文条件进行调查和分析,灵活部署施工活动。与此同时,生态水利工程建设需要结合生态系统特点,有目的开展调查活动。传统水利工程设计过于侧重在河流控制方面,以至于存在较大局限性,所以在生态水利工程设计方面需要树立正确的科学观念,结合生态环境发展规律,有意识的进行规划和设计。与此同时,在生态水利工程建设方面,需要深入分析河流属性,对河流水量以及周围水文特征进行综合考量,保证生态水利工程建设的自然特点[4]。
2.3生态水利工程设计整体性原则
在水利工程涉及方面,需要从整体角度出发,基于生态系统结构,结合其发展规律客观分析其中存在的生态因素,进一步提出科学合理的生态系统修复方法,并非是简单的水文系统修复。生态系统本身可能会伴随着其他水文环境的变换而变换,所以应从整体角度进行考虑,从生态系统有机环境角度着手,对于其中存在的问题有针对性的进行解决。只有这样,生态水利工程设计才能更为科学合理,充分发挥其原有作用。总的说来,生态水利工程建设更符合可持续发展战略,对于人类社会可持续发展有着较为深远的影响,整合传统水利工程和生态水利工程,在满足水力发电、抗洪以及泄流等功能的同时,降低对生态环境的破坏,改善生态环境,创造更大的环保效益。
3结论
综上所述,生态水利工程设计规划受到影响因素较多,主要是基于生态系统整体角度进行设计,以传统水利工程为基础,力求在实现水利工程抗洪、发电以及泄水等功能的同时,降低对生态环境的影响。与此同时,需要充分考量水文特征以及自然发展规律,有针对性的进行设计规划,对于其中存在的问题及时进行解决,推动生态水利工程建设。
作者:谢琼花 单位:云南省红河州泸西县旧城镇水利管理站
参考文献
[1]霍凤双,王鸿飞.生态水利工程设计中亟待解决的问题和应对措施[J].黑龙江水利科技,2011,12(02):111-112.
[2]姚南翔.关于生态水利工程设计的若干问题探讨[J].黑龙江科技信息,2011,22(26):243.
1.1解决旱涝灾害
水资源作为人类生存和发展的根本,具有不可替代的作用,但是对于我国而言,由于不同气候条件的影响,水资源的空间分布极不均匀,南方水资源丰富,在雨季常常出现洪涝灾害,而北方水资源相对不足,常见干旱,这两种情况都在很大程度上影响了农业生产的正常进行,影响着人们的日常生产和生活。而水利工程的建设,可以有效解决我国水资源分布不均的问题,解决旱涝灾害,促进经济的持续健康发展,如南水北调工程,就是其中的代表性工程。
1.2改善局部生态环境
在经济发展的带动下,人们的生活水平不断提高,人口数量不断增加,对于资源和能源的需求也在不断提高,现有的资源已经无法满足人们的生产和生活需求。而通过水利工程的兴建,不仅可以有效消除旱涝灾害,还可以对局部区域的生态环境进行改善,增加空气湿度,促进植被生长,为经济的发展提供良好的环境支持。
1.3优化水文环境
水利工程的建设,能够对水污染情况进行及时有效的治理,对河流的水质进行优化。以黄河为例,由于上游黄土高原的土地沙化现象日益严重,河流在经过时,会携带大量的泥沙,产生泥沙的淤积和拥堵现象,而通过兴修水利工程,利用蓄水、排水等操作,可以大大增加下游的水流速度,对泥沙进行排泄,保证河道的畅通。
2水利工程对生态环境的不利影响
水利工程对于生态环境的影响不仅有好的一面,也有不好的一面,需要相关人员的充分重视。其对于生态环境的不利影响主要表现在以下几个方面。
2.1污染
水利工程对于周边环境的污染一般都集中在施工过程中,其主要污染包括:(1)水污染:水利工程施工过程中排放的污水、废水以及施工人员生活中排放的污水,是导致水污染的主要原因,由于施工条件、施工环境、资金等因素的限制,这些污水往往没有经过处理直接排放到环境中,不仅能会污染地表水环境,同时还可能渗透到地下,污染地下水环境。例如,在对水利工程中的水坝进行施工时,如果混凝土的浇筑处理不当,就可能出现大量的废水和污水,这些污水排入河流中,会引起河流水质的变化。又如,在对工程设备的使用过程中,或多或少都会出现一定的废油,如果这些废油排放到河流中,不仅会造成水域环境的污染,还可能影响下游居民的健康。(2)空气污染:空气污染一般是在对施工材料进行运输,或者对地基进行平整的过程中,产生的灰尘或者部分废弃物,又或者是工程设备在运行过程中产生的废气、扬尘等,会对周边的环境造成一定的影响
2.2对局部气候的影响
水利工程的建设,会在一定程度上改变局部的气候环境条件,这些改变在气温和降水方面表现的尤为显著。(1)气温:在水利工程建设完成后,由于水库和大坝的蓄水功能,会大大增加水体面积,改变空气中的能量交换方式,从而引起气温的变化。一般来说,水深在7m以上的大型水库,与陆地相比,在冬季的平均气温要高出1.8-2.9℃。而在夏季则具有降温的作用,可以降低局部区域约1-4℃的温度,同时,对于地区的年平均气温也有着较大的影响。(2)降水:水利工程对于降水的影响主要表现在三个方面:首先,水面强烈的蒸发作用,会造成空气湿度的增大,从而为降水的增加提供基础保障;其次,气流在进入水域范围后,由于风速的增加和流线辐射,会产生下沉运动,从而减少降水;然后,在暖季,水面温度会低于陆地温度,其大气层的结构也更加稳定,对流不易产生,同样会在一定程度上抑制降水。而对于我国而言,降水多集中在暖季,因此水利工程的将是会减少周边区域的将降水量。而对于干旱地区,决定降水的主要因素,在于空气的湿度或者水汽来源,因此水域相对于陆地具有更好的降水条件,会使得区域降水增加。
2.3对土地的影响
水利工程的建设对于周边土地的影响是十分巨大的,表现出来的问题包括水土流失、地貌改变、土地盐碱化、河道冲刷等。在对水利工程进行建设的过程中,需要进行大量的土石方工程,而在开挖土石方的过程中,不仅会造成地形地貌的改变,还会对地面的植被造成破坏,进而引发水土流失现象;同时,水库蓄水后,库区周围的地下水面会有所提高,将大量的盐碱带到地面,造成严重的土地盐碱化问题等。
2.4对水质的影响
在水利工程完工后,会在大坝上游形成宽阔的水域环境,造成库区水动力条件的变化,不仅水深大大增加,而且水流的速度也会变得缓慢。在这种环境下,库区水体的水质和水环境会出现较大的改变,引发水体富营养化、泥沙含量增加、重金属沉降等问题。同时,受库区水质以及大坝下游河道水量变化的影响,下游的水体水质也会发生变化,影响水体的自净能力。通常情况下,如果河道水体自身的水质条件较好,则水利工程的建设虽然会对河道水体的水质造成一定的影响,但是这个影响并不明显;而如果河道水体的水质条件较差,或者有污染源的排入,水利工程自身的调蓄作用所造成的河道水量减少,会极大的加剧水污染的程度。
3应对措施
经过大量的调查分析发现,水利工程对于生态环境的影响是不可避免的,因此在建设过程中应该充分考虑工程的生态效益,分析水利工程对于生态环境可能造成的近期和远期影响,并采取相应的措施,确保有利影响的充分发挥,对不利影响进行改善。同时,要建立相应的环境监测部门,对环境进行跟踪评价,尽可能减少水利工程对于生态环境的破坏。
4结语
水利工程是一项浩大的土木工程,工程建设涉及道路修建、场地平整、取土采料、大坝基础、岸坡开挖、弃土弃渣堆放、移民安置等项目。具有土石方量巨大、占地范围较广、施工周期较长、弃渣量多、点线布置等特点。例如北京市永定河生态治理工程,河段治理长度M.2km,土方开挖455.6万m3,回填种植土148万m3,绿化面积278万m2,整个工程区域面积达608hm2,充分体现了上述水利工程的各项特点。因此,在土石方量巨大,施工范围广的情况下,水土流失在水利工程中变得不可避免,且具有以下几个特点:
1.1水土流失以点状、线状分布
水利工程场内外的施工道路线路长,道路布设多沿江河两岸布置,施工中土石方易滚落至下游,占压植被,甚至滚落入河,破坏沿线植被,形成边坡,造成水土流失。同时,大坝、料场、渣场及生产生活等设施呈点状布设,大坝坝基、岸坡开挖、场地平整、料场开采、弃渣堆弃均将扰动原地貌,破坏占压植被,形成面,引发水土流失。
1.2破坏占压植被,经扰动后增加植被恢复难度
水利工程占用林草地大,工程占地不仅破坏了原有植被,而且改变了其利用现状,而且水利工程中有大量的永久占地,永久占地被硬化或建筑物占压,难以恢复植被,使原有水土保持功能损失。同时,经施工扰动后的地表被压实,且多为土石混合,使土壤肥力下降,增加植被恢复难度。
1.3土石方量大、弃渣多,人为水土流失严重
水利工程的特点决定了工程本身会产生大量的土石方挖运。例如北京市通州区运潮减河治理工程,其土方开挖量为303.54万m3,土方回填量为28.42万m3,弃渣量为123.73万m3。大量的土石方挖填、堆弃不仅形成面,为水土流失创造条件,而且松散堆猹体成为人为水土流失的重要源头。
1.4工程项目多,水土流失形式多样
水利工程项目涉及道路、场地平整、土方开挖回填等众多施工项目,因工程施工可能引发的水土流失形式多样,主要表现为由水力和重力作用引发的滅蚀、面蚀、沟蚀、山洪侵蚀、崩塌、滑坡,甚至可能引发石洪、泥流。
1.5水土流失重点时段为施工前期
水利工程在“三通一平”等工程施工期为土石方挖填的高峰期,在项目施工的同时,水土保持措施尚未实施或未完全发挥固土保水的功能,地表面,是水土流失的重点时段。
2水利工程水土保持生态修复的几项技术
我国水利工程水土保持建设主要以工程措施为主,措施布设先是满足主体工程的要求,对不稳定边坡、堆体、场地等扰动区多采用工程治理,导致水土资源保护、生态措施没有得到有效落实,防治模式难以满足我国生态环境建设形成的要求。按照生态修复理论,水利工程水土保持生态修复应注重保护、转变观念、重视改良、合理配置重建结构。下面通过北京市永定河生态治理工程这一案例,分析几种主要的生态修复方法和措施:
2.1保护表层种植土,确保生态修复植物重建旳土壤资源
土壤是生态修复措施必不可少的重要资源,土壤资源的数量、质量同生态修复的效果密切相关。在水利工程“三通一平”等工程施工时,表层种植土往往同开挖弃渣堆至渣场,或被回填掩埋,因开挖、回填施工具有不可逆转性,在后期迹地生态修复植被重建时,短缺的表层种植土成为重要制约因素,直接影响到植物措施实施的质量,甚至能否实施也是个问题。因此,开展表层种植土收集储存是水利工程实施水土保持生态修复的重要前提。永定河是北京的母亲河,历史悠久,河道经过长时间逐渐形成了许多大大小小的沙坑,由于坑壁陡峭,大部分卵砾石地表,部分地段分布有杂填土,因此,在河道主体工程施工之前,特别区分了杂填土和原有种植土,将杂填土运弃后,留下了原有种植土,为后期绿化工程做好了准备。
2.2减少生态植被的破坏,维护其原有生态系统
在水利工程施工中,减少对现有生态植被的破坏,维护其有生态系统是最有效的生态修复途径。水利工程施工扰动面大,原地表植被被扰动破坏后,将散失其生态功能,被施工地所取代,不仅造成水土流失,而且增加植被重建难度。水利工程施工虽然在征地红线范围内进行,但并非红线范围内可以随意进行施工扰动。施工中应避开植被良好区,控制施工占地,提高场地重复利用效率》在永定河河道治理过程中,由于工程的三家店水库段属于植被良好的地段,为了避开施工临时占地对现有植被的破坏,于是将施工临时占地往下游移动了800m,同时对土方开挖回填重新平衡,避免因施工临时占地位置变化造成工程投资的增加。
2.3转变治理模式观念,采用新型生态修复技术
边坡遍布水利工程施工现场,根据所处位置和其重要性多采用喷锚等工程措施防护,此类工程措施虽然保证边坡的永久稳定,但改变了土地利用类型,降水难以渗人,隔离了原边坡的水汽微循环系统,生态系统难以自我恢复。随着科学技术的发展,喷混凝土、植生槽等新型技术巳成为开发建设项目生态修复的主要技术方法,并取得良好的效果。永定河河道生态治理采用了新型的护岸材料,主要以连柴柳枝与各种柔性护岸相互结合,柳枝可用作护岸中的栅栏、筑堤的材料,也可以当作附生海苔的材料使用,这些枝条也被称作“柳木"或“枝柴”,可形成连柴栅栏植物护岸的形式。加工连柴栅栏需要长度约为1.5?3.0m、直径10?25mm的枝条,并需要应用活木桩(长度约为0.8m)、死木桩(长度约为0.7?0.9m)和粗麻绳若干(直径5?30mm)对连柴栅栏进行锚固。这种新型的生态护岸,可促进地表水和地下水的交换,滞洪补枯、调节水位,恢复河中动植物的生长,利用动植物自身的功能净化水体。这种护岸既能稳定河床,又能种植芦苇、菖蒲、鸢尾等高等级的水生植物和水柳等根系较为发达的树种等水边植物,形成自然的水陆过渡带,使河岸趋于自然形态,从而更好地形成河流生物链,同时,水边植物可以削减波浪对河道冲刷影响。
2.4综合恢复,重视土壤改良和植物配置
在传统的水利工程水土保持建设中,人工植物措施类型和植物物种单一,缺乏多样性,同时,土地经施工扰动后,土壤板结,肥力降低,有机质减少,直接恢复植被将影响其生长效果,以至植被恢复后生态效益低下,易退化。如在水利工程网格梁植草护坡施工时,在网格梁完成施工后,未经土壤改良便散播单一草籽,其边坡生态效果极差。因此,实际施工中,应在网格梁内先进行除杂整治,然后覆盖种植土30?40cm,选择狗牙根、紫花苜蓿、三角梅、黄花槐等进行草、灌配置,效果会非常好。要注意的是,在植被重建前,应对施工迹地进行除杂清理,所有植物根系、种籽需建植在肥沃的种植土上,以保证植物生长效果。
2.5用于水利工程生态修复的植物物种
在水利工程水土保持生态修复植物物种的选择上,应遵循以下原则:植物物种应适合项目区的自然环境,同当地物种不互克;耐贫瘠、耐干旱、抗逆;速生、管理粗放,应优先考虑能固氮的物种;生态效益明显,兼具景观观赏性;在不同区域的建植时,应考虑植物根系对工程的影响。永定河河道生态治理工程的植物景观设计理念是形成以溪流湿地为主的生态景观带,故此在地被植物材质的选择上,主要选择了适合沙质土壤条件的地被植物,如紫花地丁、二月兰、麦冬等,这些地被具有耐瘠薄、生命力强等多种特点,便于后斯粗放式的养护管理。在植物材质的应用上,以混播为主,打造大色块的大地景观效果,形成单一色调,多种材质。同时,将河道根据三年一遇洪水线划分成多个区域,根据植物的特点合理布置,力求体现自然生态的设计理念。护坡覆土较厚,土壤条件干燥,故此以各种旱生草本组合搭配灌木,形成大面积单一色块的地被植物效果。三年一遇洪水线以上覆土相对较厚,且离水面有一定的距离,相对来说比较干旱,故此种植主要以灌乔为主。乔灌下较阴处,种植耐阴的单一品种,如麦冬、二月兰、白三叶等。在阳光充足的地方种植各种旱生草本组合,形成缀花草坪。三年一遇洪水线以内土壤条件比较湿润,种植以各种湿生组合为主,局部种植单一开花植物品种,如马蔺、鸢尾、花叶芒等。湿生组合以开红花植物为主,主要为红蓼、红花酔架草、沼生柳叶菜按2:1:1的比例混播。湖岸线高程1.5m内搭配多种挺水及浮水植物,丰富水面景观,形成了门城湖、莲石湖、宛平湖、晓月湖等几个重要湖面景观。主要的植物品种有荷花、荇菜、再力花、梭鱼草、凤眼莲等。
3结论及建议
1.1资金投入不足,生态工程质量总体偏低由于林业生态工程建设是一项见效时间慢的工作,工作量比较大,要覆盖的面积也很广,对资金的需求自然是非常大的。但是国家的资金投入总量有限,不足以弥补林业生态工程建设的大缺口,特别是对于新疆、青海这样的边远地区,投入工作更难切实做好,这就导致了林业生态工程建设的进程缓慢。再者,一些地区为了响应国家“退耕还林”的号召,会在没有切实做好对本地区的实际情况做好调查的基础上盲目地进行林木的种植,林木的质量的不到保证,还会增加建设的成本。
1.2职能主体与实际不符林业生态工程建设是一项带有公益色彩的建设,政府在林业生态工程的投资建设中起主导作用,处于投资的主体地位。但是,从我国近年来的林业生态工程建设实际情况看来,我国林业生态工程的投资建设主体主要是集体,政府投资所占的比重很小,这就导致了职能主体与实际不相符合。
2增加林业生态工程建设经济活力的具体措施
2.1提高经济活力是根本,加大资金投入是手段提高林业生态工程建设的经济活力能从根本上解决投入力度不足的问题。新的经济活力能为林业生态工程建设提供资金支持,国家加大对林业生态工程建设的资金投入力度可以弥补林业生态工程建设的大缺口,使其能顺利正常的运行。加大资金投入在一定程度上也缓解了工程建设者和工程设计者之间的矛盾,既能达到生态效益,又能产生经济效益。
2.2加大执法力度党和国家要切实做好生态环境保护的工作,加大执法和监管力度,对非法开采森林资源的行为要严加惩治,从立法工作方面减少乱砍滥伐等现象的发生。
2.3提高造林的质量要切实结合当地的实际情况,根据本地的土壤特性和地理特征,合理选择适应本地土壤的树木,避免盲目造林,要严格按照设计规划实施,还要提高造林水平,切实提高造林质量。同时要协调树木种类的比率,提供多样化的树木类型,综合各种树木的优点,提高森林的稳定性,提高森林的防护能力和抵御病虫害的能力。
2.4增加经济林的种植比例在林业生态工程建设中提高经济林的种植比重,既能将林业生态工程建设落到实处,又能提高经济效益。特别是近年来经济发展迅速,对经济林的市场需求很大,这可以在一定程度上缓解经济林、用材林供不应求的趋势,推动林业生态工程建设的发展。
3小结