生態水利在河道治理中的應用

一.生態水利工程的設計原則
　　
　　1.提高河流形態的空間異質性原則：
　　
　　一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。
　　
　　2.景觀尺度及整體性原則 河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
　　
　　二.河道治理
　　
　　1.河道治理方案
　　
　　下面就以拉古河為例。拉古閘以下河道漸進入平原，采用的是以堤防為主的規劃方案。由于河道右岸地形低于左岸，大多數斷面的設計水位要高出地面1m以上，平均高0.53~1.30m，最高達到3.44m，宜修筑堤防。但在該河段中，左岸中華寺北橋以上地勢漸高，岸邊保護范圍漸窄，尤其是中華寺北橋到八家子溝，正是王濱溝上下游大彎道塌岸十分嚴重的地方，規劃采用護岸方案。拉古閘以上基本上采用護岸方案，河道兩岸多為山地，岸邊較高，除個別斷面外，大多數斷面的岸邊高程都在設計水位以上，平均高17~43cm，最大高差為4.32m，無需修堤，主要是要解決岸灘的穩定問題。該河段保護的土地和村莊主要分布在右岸沿河一帶，左岸只有小甸村至松崗堡河口2.6km的河段上分布有村莊，其余7.3km左右河段岸邊在山根下或接近山根，不需要布置任何工程，規劃為無工程河段。
　　
　　2.設計流量和設計水位
　　
　　整治洪水河槽的設計流量，需根據保護地區的重要性，選取相當其防洪標準的洪水流量，其相應的水位即為設計水位；整治中水河槽的設計流量可采用造床流量或平灘流量，其相應的水位即為設計水位；整治枯水河槽的設計水位可根據通航等級或其他整治要求，采用不同保證率的最低水位，其相應的流量即設計流量。
　　
　　3.規劃實施建議 拉古河河道治理工程本著先下游后上游、先重點后一般、先消險后達標的原則，先治理城市段再治理農村段，干支流同步分段、分區依次治理，堤防整修完成后再進行堤防標準化建設。具體規劃如下：李石開發區規劃治理拉古河撫順開發區范圍內左右岸堤防共長18.82km，護岸長18.08km.撫順縣實施規劃為治理拉古閘下游撫順縣范圍內，左右岸堤防共長15.0km，護岸長15.7km；治理拉古閘至淺溝水庫段，左右岸護岸長11.95km；對于右岸拉古閘以上、左岸中華寺北橋以上的護岸工程，一定要根據水流和塌岸的實際情況、以及投資的可能，本著先出險先安排，不出險暫不安排的原則，分清輕重緩急逐步實施。沈陽市實施規劃為治理拉古河岸堤防共長1.58km，護岸長4.7km.
　　
　　三.目前治理水污染的主要技術方法
　　
　　1.配水、調水方法 配水、調水對某一城市、區域是一個較為理想的方法，見效快，成本底，但是配水、調水不是真正解決污染水體的方法，只是將污染水體從某一區域轉移到另一區域，是上游向下游的轉移。如果大家都采用此方法，可以說是污染水體的循環，是一種“惡性循環”，無法從根本上解決問題。由于水源的關系，這種方法不一定適應“斷頭浜”的治理。
　　
　　2.SPR污水凈化技術 SPR污水處理系統首先采用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出，形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒，再選用高效經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來，然后采用微觀物理吸附法將污水中的各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體，依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理，在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離。清水經過罐體內自我形成的致密的懸浮泥層過濾之后，達到三級處理的水準，可實現出水回用。污泥則在濃縮室內高度濃縮，定期靠壓力排出。由于污泥含水率低，且脫水性能良好，可以直接送入機械脫水裝置，經脫水之后的污泥餅可用來制造人行道地磚，免除了二次污染
　　
　　四.生態水利在河道治理中的應用
　　
　　1.構建水生植被 種植沉水植物菹草、黑藻、伊樂藻、金魚藻、苦草等和浮葉植物睡蓮，以吸收和轉化水和底泥中的氮、磷、鉀等營養物，降低水體N、P、K及必需微量元素的含量與周轉速率，抑制浮游植物生長；為多種多樣的水生生物提供良好的生存環境；提高水體生物多樣性；提高水體自凈能力；為水體供氧。
　　
　　2.構建水生動物種群 適當提高鰱、螺、鯽的種群數量，以消費浮游生物（特別是浮游植物）、有機碎屑、腐碎、巨大的微生物生物量，以及搖蚊和水蚯蚓等底棲動物，維護生態平衡，凈化水體。
　　
　　3.種植水生花卉 作為城市河道，從景觀的角度出發，在主要景點、橋的兩側，栽種了優質睡蓮（選用瑪珊姑娘、洛桑、日出、佛琴娜莉斯、大白睡蓮等品種），加之原有的10多叢白睡蓮，美化了水面。
　　
　　五.結束語
　　
　　生態河道的設計需要各方面因素的配合，設計者要拓寬思路，結合生態學、工程學、水利學的知識，相互補充，才能形成一套有效的設計方法。河道的生態化治理是一個可持續發展的系統工程，要通過設計、施工、養護等一系列措施模擬一個生物生長的適宜環境，為各類水生、陸生和兩棲類動物、植物以及微生物提供棲息、繁衍和避難的場所，并且，除采取工程和植被措施外，還必須有選擇的放養水生動物及微生物，恢復生物的多樣性，重建生物系統的生態鏈。