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生態(tài)護岸設計
生態(tài)河堤也稱“多種生物共生、繁殖的治理法”,是指恢復后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護岸。它擁有滲透性的自然河床與河岸基底,豐富的河流地貌,可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能,同時具有一定的抗洪強度。生態(tài)河堤除了具有護堤抗洪等基本功能之外,對河流水文過程、生物過程還有如下促進作用:
(1)適合生物生存和繁衍
(2)增強水體自凈作用
(3)調(diào)節(jié)水量、滯洪補枯
一、設計原則
(1)符合工程設計技術要求
生態(tài)護岸是護岸工程的一種形式。它首先須滿足工程的穩(wěn)定性與安全性要求,在此前提下,兼顧生態(tài)環(huán)境效益與其他效益,切不可輕重倒置。生態(tài)護岸應滿足河道功能河堤防的穩(wěn)定要求,盡量減少剛性結(jié)構,增強護岸在視覺中的“軟效果”,美化工程環(huán)境;因此,應符合工程設計的相關技術要求。在滿足護岸工程穩(wěn)定與安全的前提下,盡量減少其人為改造,以保持天然河岸蜿蜒柔順的岸線特點,以及擁有可滲透性的自然河岸基底,以確保河岸土體與河流水體之間的水分交換和自動調(diào)節(jié)功能。
(2) 滿足生態(tài)環(huán)境修復需要
河流及其周邊環(huán)境本是一個相對和諧的生態(tài)系統(tǒng)。在河流生態(tài)系統(tǒng)中,食物鏈關系相當復雜,水和泥沙是灘岸和河道內(nèi)各種生物生存的基礎。生態(tài)護岸把河水、河岸、河灘植被連為一體,構成一個完整的河流生態(tài)系統(tǒng)。在生態(tài)護岸設計時,應通過水文分析確定水位變幅,選擇適合當?shù)厣L的、耐淹、成活率高和易于管理的植物物種。為了恢復和保持河流及其周邊環(huán)境的生物多樣性,生態(tài)護岸應盡量采用天然材料,避免含有大量添加劑的對水質(zhì)、水環(huán)境有不利影響的材料,盡量減少不必要的硬質(zhì)工程。此外,在岸坡上設置多孔質(zhì)構造,為水生生物創(chuàng)造安全適宜的生存與生長空間。
(3) 體現(xiàn)人水和諧理念
生態(tài)型河道應是親水型河道。因此,營造人水和諧的河流環(huán)境,必須考慮市民的親水要求??稍O計修建格式多樣、高低錯落、水陸交融的石階、棧橋、長廊、亭榭等親水平臺,使城市河流成為人們親近自然、享受自然的好去處。構建自然與美學結(jié)合的水景觀城市生態(tài)河道建設中的水景觀設計要遵循城市歷史文脈,并與提升城市品味和回歸自然相結(jié)合。河流灘岸的景觀效果,應按照自然與美學相結(jié)合的原則,進行河道形態(tài)與斷面的規(guī)劃設計,避免防洪工程建設的園林化傾向。
(4) 因地制宜,就地取材,節(jié)省投資。
城市生態(tài)河道建設,通常是以防洪為主的綜合治理工程,其效益不僅體現(xiàn)在防洪安全上,還要體現(xiàn)在社會公益性上。規(guī)劃建設時,要妥善協(xié)調(diào)好各有關方面的矛盾,處理好投資與利益的關系。注意就地取材,盡可能利用原有和當?shù)夭牧?,?jié)省土地資源,保護不可再生資源,降低工程造價,減少管理維護費用。
二、技術措施
生態(tài)護岸是年輕的河道護岸工程技術。近些年來,隨著科學技術的快速發(fā)展,許多新技術、新材料被用于國內(nèi)外河道生態(tài)護岸中。
1
自然生態(tài)環(huán)境設計:如擴大水面和綠地面積,設置不同
2
生物的生長區(qū)域,營造景觀生境,采取水質(zhì)、水環(huán)境保護措施等
3
濱水景觀設計:設置各種建筑物以構造濱水景觀,并與周圍環(huán)境相和諧。從景觀學角度講,濱水景觀應具有一定的連續(xù)性、多樣性、通透性和自然性
4
親水措施設計:如河流近岸的平臺、石階、棧橋、泳池、綠地等
5
孔隙結(jié)構設計:自然界中幾乎所有的高級生物都是依賴于孔隙、洞穴、屏蔽等區(qū)域而生息。因此,構造孔隙結(jié)構河岸,能很好的保護和促進河道生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展。在河岸結(jié)構設計中,通常選用圓木、卵石或其它天然材料,構造適宜生物生存的水下岸壁孔隙環(huán)境
護岸模式分類
1. 自然原型護岸模式
自然原型護岸模式,一般是指植被法。主要用于一些小河道、溪流的堤岸保護及一些局部沖刷的地方, 采用植物保護河堤主要用于小河、溪流的堤岸保護和一些局部沖蝕的地方,以保證自然堤岸特性。如種植柳樹、白楊等具有喜水特性的植物,由它們發(fā)達的根系穩(wěn)固土壤顆粒增加堤岸的穩(wěn)定性,加之柳枝柔韌,順應水流,可以降低流速,防止水土流失,增強抗洪、保護河堤的能力。這種方法從工程角度上來講比較簡單,當河岸較陡時,可輔助采用土工織物固坡,以達到結(jié)構穩(wěn)定的要求。固土植物可以選擇的主要有沙棘林、刺槐林、黃檀、池杉、龍須草、金銀花、油松、黃花、常青藤、蔓草等等,可以根據(jù)該地區(qū)的氣候選擇適宜的植物品種。
自然原型護岸
2. 自然型護岸模式
自然型護岸模式通常綜合應用“植被法”、“土壤生物工程法”和我國習慣使用的“結(jié)構措施法”,土壤生物工程法有很好的環(huán)境效益,在國外廣泛應用。通俗的講,土壤生物工程法是用喬木或灌木的發(fā)達根系纖維來固定岸坡,形成“植物加筋土”,即把植物當作結(jié)構的一部分,來增加土的抗剪強度,防止坡岸坍塌。這種方法一般都結(jié)合一些結(jié)構措施來應用,以使岸坡更加穩(wěn)固。
3. 工程自然型護岸模式
工程自然型護岸模式不僅種植植被,還采用天然石材、木材護底,如在坡腳設置各種種植包、采用石籠或木樁等護岸,斜坡種植植被,實行喬灌結(jié)合,固堤護岸。在此基礎上,再采用鋼筋混凝土等材料,確保大的抗洪能力,這類河道的護岸功能主要以防止岸坡沖刷為主,在材料選用上常常采用漿砌或干砌塊石、現(xiàn)澆混凝土和預制混凝土塊體等比較硬質(zhì)且安全系數(shù)相對較高的材質(zhì)[6];在結(jié)構型式上常用重力式漿砌塊石擋墻、工型鋼筋混凝土擋墻等直立式護岸結(jié)構。
具體的技術措施
1
固土植物護坡
2
網(wǎng)石籠結(jié)構生態(tài)護岸
3
土工材料復合種植枝術
4
植被型生態(tài)混凝土護坡
5
水泥生態(tài)種植基
6
多孔質(zhì)結(jié)構護岸
7
自然型護岸