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生態(tài)治河理念與設(shè)計(jì)思路探討

2008-05-26 11:02    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)生存環(huán)境的要求越來(lái)越高,對(duì)城市河道環(huán)境的期望值也越來(lái)越高。從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看,在城市河道的治理過(guò)程中,由于比較片面地強(qiáng)調(diào)防洪、排水,忽略了河道的其他功能,致使河道越挖越寬、越挖越深、越修越直,而河水越來(lái)越臭、越來(lái)越臟,同時(shí)由于市民環(huán)境意識(shí)不強(qiáng),河道管理力度不夠,致使河邊雜草叢生,垃圾成堆,城市河道成了臭水溝。當(dāng)自然界開始以不同方式對(duì)人類進(jìn)行報(bào)復(fù)時(shí),人們開始反思自己的行為,而作為水利工作者我們不禁自問(wèn):我們習(xí)以為常的做法中哪些是不正確的,是必須變革的?筆者結(jié)合多年的實(shí)踐談?wù)勆鷳B(tài)治河的理念,并就北京市涼水河治理的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討。

  一、什么是生態(tài)治河

  所謂生態(tài),就是指有生命的,適合生存的狀態(tài),這種狀態(tài)既要適合人類的生存,也必須保持動(dòng)物、植物的多樣性。人類與多種動(dòng)物、植物互相依存,才可能呈現(xiàn)一種生機(jī)勃勃的景象。而任何人造的生硬、呆板的環(huán)境,都不可能實(shí)現(xiàn)這種生物的多樣性,其生命力是有限的。對(duì)于河流來(lái)說(shuō),要提供這樣一種生態(tài)環(huán)境,其水流必須是清潔的,這是保證動(dòng)植物生存的基本條件;其流勢(shì)必須是自然的,蜿蜒曲折,既有淺灘,也有深潭,時(shí)快時(shí)慢,時(shí)動(dòng)時(shí)靜;河中要有供植物扎根的土壤,河岸要?jiǎng)?chuàng)造保持空氣、水分流通、交換的利于植物生長(zhǎng)的環(huán)境。同時(shí)這種多生物形態(tài)的河道必須能夠抵御洪水的沖刷,完全沒有防護(hù)功能的天然河道亦不能滿足要求。根據(jù)這些思想,我們必須對(duì)那些已變成臭水溝、垃圾場(chǎng)、排水渠的城市河道進(jìn)行第二次改造,使其回歸自然,重新發(fā)揮其在城市總體生態(tài)環(huán)境中不可替代的作用。隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷提高,城市污水治理步伐不斷加快,也為生態(tài)治河的實(shí)踐提供了基本保證。

  近年來(lái),北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院在生態(tài)治河的思想轉(zhuǎn)變和設(shè)計(jì)實(shí)踐中進(jìn)行了艱苦的探索,將昆玉河、長(zhǎng)河、清河、轉(zhuǎn)河等一項(xiàng)項(xiàng)治河成果呈交給廣大北京市民。但分析評(píng)價(jià)這些成果,總感到還存在一些不足,距生態(tài)治河的標(biāo)準(zhǔn)還有一定的距離。昆玉河是供水渠道,與河道的設(shè)計(jì)思路是不可能完全一致的,盡管我們已經(jīng)充分地挖掘了其景觀功能和旅游功能,但是在北京嚴(yán)重缺水的今天,還是更多地強(qiáng)調(diào)了渠道的防滲功能和供水功能,追求以最小的斷面通過(guò)最大的流量,采用了混凝土、石料對(duì)渠道全面進(jìn)行護(hù)砌,而整齊劃一的石欄桿更使渠道顯得單調(diào);蛟S待南水北調(diào)之水進(jìn)京,北京的水資源危機(jī)得到根本緩解之后,我們可以將這種人工運(yùn)河渠道改造得更加豐富多彩。清河治理中更多地貫徹了以人為本的思想,設(shè)計(jì)了鄰近水面的人行道,漂亮的橋梁和閘房,使原來(lái)沿河臟、亂、差的環(huán)境得到了徹底改觀,為沿河居民提供了一個(gè)很好的休閑場(chǎng)所,也與鄰河而過(guò)的五環(huán)路相得益彰。但清河治理中更多強(qiáng)調(diào)了防洪功能,所以河道筆直、順暢,混凝土護(hù)砌光滑、平整,特別是由于河水沒有徹底還清,不能經(jīng)常保持高水位蓄水,大量外露的混凝土護(hù)砌視覺效果差,容易形成熱島效應(yīng),其生態(tài)環(huán)境也必然是脆弱的?傮w上來(lái)說(shuō),仍然是一條人工渠道,而不是天然河道。轉(zhuǎn)河整治邁出了更大的步伐,在狹窄的空間更多地采用生態(tài)治河的方法,創(chuàng)造了一個(gè)更為豐富多彩的河道景觀,為市民創(chuàng)造了一個(gè)非常優(yōu)美的環(huán)境,受到了廣泛的好評(píng)。但其缺陷在于場(chǎng)地過(guò)于狹窄,周邊約束條件太多,承載的期望內(nèi)容過(guò)多、過(guò)高,因此,人工雕琢的痕跡較濃,還不是真正意義上的生態(tài)河道。而即將開工建設(shè)的涼水河,河道長(zhǎng),周邊場(chǎng)地更加開闊,為設(shè)計(jì)人員施展才華提供了更為廣闊的舞臺(tái),我們相信,涼水河的整治、改造會(huì)向生態(tài)治河的目標(biāo)大大地邁進(jìn)。

  二、對(duì)現(xiàn)行防洪標(biāo)準(zhǔn)的看法

  北京市河道現(xiàn)行的防洪標(biāo)準(zhǔn)一般為20年一遇,洪水位不淹沒主要雨水管內(nèi)頂,50年一遇或100年一遇洪水校核,河堤及橋梁要高于該水位一定的距離。規(guī)劃部門對(duì)規(guī)劃洪水流量的確定,主要是選擇一定的水平年,根據(jù)下墊面的情況,選用一定的徑流系數(shù),采用多點(diǎn)匯流法進(jìn)行計(jì)算。該方法計(jì)算成果曾用歷史洪水進(jìn)行過(guò)復(fù)核,從20世紀(jì)90年代初確定采用該方法,至今已10多年了,因城市化進(jìn)程的影響,引起下墊面情況的變化,計(jì)算的同頻率洪水流量,均較原采用成果增加了許多,一般要增大30%~60%,有的甚至翻倍,并有逐年不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。為了保證排水通暢,要求河道斷面不斷擴(kuò)大,河底不斷挖深,規(guī)劃水位不得抬高。這對(duì)于寸土寸金的北京城市來(lái)說(shuō),難度相當(dāng)大。由于河邊建筑已經(jīng)建成,河道上口不可能無(wú)限加大,只能在減小糙率、變陡邊坡上做文章,因此,混凝土襯砌似乎成了河道治理的首選。緩坡改為陡坡或直墻,給城市河道的治理工作造成了很大的壓力和束縛,對(duì)生態(tài)治河理念也提出了很大的挑戰(zhàn)。根據(jù)多年治河工作的體會(huì),感到其中有一些問(wèn)題值得研究和商榷。

  1.水文系列及計(jì)算方法問(wèn)題

  目前采用的水文系列一般是到20世紀(jì)80年代的,近20多年的成果沒有計(jì)算進(jìn)去,而近20多年又多是干旱年份,雖較整個(gè)水文系列來(lái)說(shuō),時(shí)段比較短,但對(duì)整個(gè)水文成果是否會(huì)產(chǎn)生一定影響,應(yīng)通過(guò)多種方法驗(yàn)算來(lái)回答。北京目前出現(xiàn)多條河流整治二三十年,甚至40多年,從來(lái)沒有發(fā)生過(guò)較大的洪水,而目前防洪標(biāo)準(zhǔn)仍不達(dá)標(biāo),還要繼續(xù)擴(kuò)大、疏挖,人們不禁對(duì)洪水的理論計(jì)算值產(chǎn)生懷疑?磥(lái),洪水流量不僅與降雨有關(guān),還與流域內(nèi)地下水的飽和程度及對(duì)水資源的開發(fā)、利用程度有關(guān),而后兩項(xiàng)影響在水文計(jì)算中并沒有反映進(jìn)去。

  2.關(guān)于徑流系數(shù)問(wèn)題

  徑流系數(shù)的選取對(duì)洪水流量值的大小有非常大的影響,是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。而目前采用的建成區(qū)的徑流系數(shù)是一種半經(jīng)驗(yàn)取值,是否能比較準(zhǔn)確地反映真實(shí)的產(chǎn)流過(guò)程,值得商榷。因?yàn)檫^(guò)去通過(guò)歷史洪水驗(yàn)證的是以大面積農(nóng)田或小規(guī)模城鎮(zhèn)及散落的村莊為主的下墊面情況,現(xiàn)代化大都市為主的下墊面情況并沒有得到過(guò)有效驗(yàn)證,應(yīng)通過(guò)多種途徑進(jìn)一步測(cè)算、驗(yàn)證。

  3.多元化途徑消納城市洪水

  目前,越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到,城市雨水通過(guò)雨水管道收集后,全部、快速排人河道不是唯一的途徑,也不是一種完全可取的做法。通過(guò)多種方法,如綠地、透水路面人滲,小型集雨池、坑、塘收集,乃至大規(guī)模的濕地、滯洪區(qū)收集、滯蓄雨水,可明顯地削減洪峰,減少洪量,也可大大減輕河道的壓力,遏制河道斷面無(wú)限制擴(kuò)大的趨勢(shì),收集的雨水也成為寶貴的水資源。有關(guān)雨洪利用的初步法規(guī)已經(jīng)出臺(tái),預(yù)計(jì)今后若干年中,雨洪利用的力度會(huì)越來(lái)越大。

  綜合考慮以上因素,洪水流量有可能減小,對(duì)河道斷面、糙率的要求有可能降低,治河措施施展的余地可能會(huì)更大。

  三、關(guān)于涼水河治理的設(shè)計(jì)思路

  涼水河治理工程是北京市政府2004年為人民辦的56件實(shí)事之一,開工在即。在涼水河治理工程中如何體現(xiàn)生態(tài)治河的理念呢?我感到有如下一些思路可與同行們一起探討。

 。1)建設(shè)蜿蜒曲折的水流形態(tài)。改變幾十年來(lái)慣用的治河幾條大直線的做法,根據(jù)河勢(shì),制造豐富多變的河底線、河坡線,在有可能與河邊綠地相結(jié)合的地方,可修建蜿蜒曲折的水路、水塘,創(chuàng)造較為豐富的水環(huán)境,改變?cè)瓉?lái)呆板、單調(diào)的河道模式。

  (2)修建主槽與灘地相結(jié)合的斷面形式。涼水河平時(shí)只排泄處理后的城市污水,流量很小,只有汛期才可能發(fā)生較大流量的洪水,平時(shí)和汛期對(duì)河道斷面的需求差別很大。因此,有條件在河中修建主槽,平時(shí)保證少量水體在主槽內(nèi)流動(dòng);在灘地修建濕地或進(jìn)行綠化,甚至可以提供人們休憩的場(chǎng)所,充分發(fā)揮河道的多項(xiàng)功能。

 。3)不再大量使用現(xiàn)澆混凝土、混凝土板、漿砌石等阻斷水和空氣交換的硬質(zhì)護(hù)坡材料,改用干砌石、卵石籠、大塊石等更為通透的材料來(lái)防止水流的沖刷,并可在這些材料之間和表面覆土,促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。同時(shí),適當(dāng)開發(fā)利用“植物生長(zhǎng)砌塊”“火山巖植生材料”“土工籠”等近年來(lái)逐漸興起的新型材料。

 。4)開發(fā)采用植物護(hù)坡,可采用木樁與植物梢、棍相結(jié)合的護(hù)岸形式,或在坡面分層栽種柳條等當(dāng)?shù)赝辽参铮纬芍参餅橹鞯淖o(hù)坡工法。采用草坪草和野生草種相結(jié)合的做法,草坪草對(duì)管理要求高,需水量大,適宜在人群比較集中的場(chǎng)所栽種,野生草種生命力強(qiáng),適宜各種不同的河邊環(huán)境,可在普通河段采用。

 。5)前幾年,北京地區(qū)治河普遍采用修建節(jié)制閘或橡膠壩,在河道內(nèi)形成大面積水面的做法。但實(shí)踐證明,由于水量不足,水質(zhì)并沒有徹底改善,往往達(dá)不到設(shè)計(jì)的水位,即使水位達(dá)到了,由于水體不流動(dòng),很快造成水質(zhì)惡化,不能達(dá)到預(yù)想的效果,且增加了很多管理人員,增加防洪調(diào)度的難度。因此,在涼水河治理中建議放棄建節(jié)制閘,改為修建多處小型石材跌水的做法,這樣,既能在河道中形成深潭、淺灘等不同形態(tài)的變化,利于水生動(dòng)植物的生長(zhǎng),也能利用跌水形成多級(jí)曝氣,對(duì)凈化水體大有好處。

  四、結(jié)語(yǔ)

  只要思路放開了,具體的設(shè)計(jì)手法是多種多樣的。幾年來(lái)的治河實(shí)踐積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。歸納起來(lái),實(shí)現(xiàn)生態(tài)治河應(yīng)從幾方面共同努力:

 。1)不斷深化治河思想的轉(zhuǎn)變,對(duì)需要建成什么樣的城市河道要加強(qiáng)交流,不斷統(tǒng)一思想,逐漸形成一致的看法。

 。2)在設(shè)計(jì)上要有突破性改變,舍得放棄許多過(guò)去形成過(guò)共識(shí)的做法、想法,努力通過(guò)使用不同的材料,不同的手法來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)治河的目的。要不斷地學(xué)習(xí)、培訓(xùn)、交流,使較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念逐漸為大多數(shù)人所接受,形成一套新的設(shè)計(jì)工法。

 。3)建設(shè)生態(tài)河道是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要多部門、各行業(yè)共同努力,配合工作,需要全社會(huì)共同提高環(huán)境意識(shí),才能真正實(shí)現(xiàn)水清、岸綠、環(huán)境優(yōu)美的目標(biāo)。

延伸閱讀:生態(tài) 治河 理念
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