生態環境問題及生態協調河道整治分析

時間:2022-07-06 11:30:47

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生態環境問題及生態協調河道整治分析

摘要:本研究以某地區河道整治為工程實例,對河流形態、河道整治對河流生態環境影響進行探究,提出基于生態協調河道整治措施,最后簡單介紹了具有較好生態功能的河道整治材料,及其相應的適應性,并將其運用到此工程實例中,經過5a的河道整治發現,該河段濕地面積增加、綠化面積增加、動植物種群增多,鳥類能夠在此棲息,此時的辛普森多樣性指數和治理前對比提高5.2%。

關鍵詞:河道治理;生態環境;生態協調

1工程概況

新疆維吾爾自治區瑪納斯河(簡稱瑪河)流域位于天山北坡經濟開發區核心地帶,地理位置為東經84°58′~86°24′,北緯43°54′~45°01′,地處準噶爾盆地南緣,東至塔西河,西至巴音溝河,南至依連哈爾尕山,北至古爾班通古特沙漠。瑪河灌區是全國特大型灌區之一,灌區總耕地面積23.8萬hm2,年灌溉用水量16億m3。灌區內有石河子市、瑪納斯縣及所屬8個鄉、沙灣縣及所屬5個鄉、農八師及所屬14個大型農牧業團場,農六師的新湖總場和克拉瑪依市的小拐鄉。近幾年,由于人類活動范圍不斷增加,此河段河槽淤積萎縮現象較為嚴重,生態環境惡劣,生物多樣性銳減,原有的河道整治工程體系較簡單,基本無生態適應性,EEI(彈性度指數)值為39.06,EBI(環境承載指數)值為36.75,通過上述數據可以看出該河流段環境污染壓力較大,河流抗干擾能力較弱,生態恢復能力較差。

2河道整治和河流形態對生態環境影響分析

2.1河道整治對生態環境影響。2.1.1河流平面形態改變影響。傳統河道整治主要方式為利用工程控導方式改變河道的穩定邊界和河勢,在進行整治施工時多使用不透水的剛性施工材料。為了保證河道的航運、防洪需求,河道整治改變了河流自然形成的縱坡及平面形態,整治后將河道邊界固化、順直,導致河流邊界無法呈現自然發展,對河流生態系統造成一定程度影響。使用不透水的剛性施工材料進行河道整治增加了河堤的抗壓、抗洪、抗沖擊能力,使航運路線更加合理,但是從另一方面,傳統河道整治方式嚴重影響了河道的正常形態,限制了河道自然發展,河道自然水位降低,生物多樣性降低,河流自凈能力減弱。2.1.2河流漫灘效應改變影響。河流灘區附近一般聚集較多村莊、農田,所以在河道整治時為了避免洪水流入農田、村舍內,常需要修建堤圍。堤圍的修建改變了河流洪水沖擊下自然形成的漫灘特性,使灘槽水沙無法進行交換,特別是一些大型的水利工程對下游徑流控制比較嚴格,河流漫灘洪水出現的次數非常少,限制了河流自然生境,對河流的生物多樣性造成了很大的影響,生物種群銳減。2.1.3河流灘區整治的影響。隨著城市化進程加快,城市附近的河流整治為了適應城市發展,河道整治材料一般采用不透水的剛性施工材料使河道形態邊緣形態固化、不透水、規范化,將蜿蜒曲折的河流形態整治呈平直狀態,平緩的河岸邊坡被替代,間接破壞了遷徙鳥類的棲息地,生存條件被不斷破壞。另外由于近岸河流邊界被不透水剛性施工材料替代,河流自然通透邊界微循環被阻斷,削減了河流周邊地下水的側向補給,對河流周邊生態環境會造成一定程度影響,城市建立的盆景化景觀工程對河流自然洲渚、河岸邊灘生物多樣性造成較大影響,河流的生物多樣性逐漸減少,生物鏈逐漸單一。2.2河流形態對生態環境影響。河流形態是指河流自然形成的體貌特點,河流自然彎曲是河流沖擊形成的自然屬性,河流的曲折系數一般在1.32.9之間,一些學者研究表明,順直湍急的河流不利于河流內動植物生存,自然形成的彎曲河流更適宜河流內動植物生長。河流深槽和淺灘不斷交替出現是河流自然形成的形態特征,有利于保證河流一定生物多樣性,使多條生物鏈共存。研究表明河流自然狀態及生境和河流周邊生物多樣性關系密切,自然河流形成的環流、旋渦等為河流中多種物質交換傳遞提供動力支持,隨著季節變化河流進行周期性的淺灘深槽沖淤可以有效調節河流縱比降數值,為河流內生物生存、遷徙提供良好的環境條件。現代城市發展進步,不斷改變河流的原有狀態,限制河流的自然發展,使河流原有生境發生轉變,對河流生態環境造成較大影響。

3基于生態協調的河道整治

3.1基于生態協調的河道整治規劃原則。為了保證河流內生物多樣性,遵循城市可持續發展,河道整治應遵循以下幾點原則:全面規劃、因勢利導、因地制宜、綜合利用、遠近結合、分期實施等。在河道整治時應從大局著手,充分了解河流自然形成狀態、演變規律,根據河流的具體演變規律及已存生物特點,提出適宜的河道整治方案,通過控制點、線、面,制定最小河流干預工程體系。使用生態工程施工材料,實現河道整治的生態治理。在進行河流整治規劃時還應注意:要尊重河流自然形成狀態,整治時要充分保證河流的各種調節能力,保證河流整治可持續發展,保證河流本身的生物多樣性,實現河流和周圍生態環境和諧發展。3.2生態協調河道整治理念和方法。3.2.1生態協調河道整治理念。與城市較近的河道在進行整治時,要首先了解河流和城市發展的相容性和制約性,在進行河道整治時要充分了解環境承載力、環境容量、河流生態耗水量,綜合考慮以上因素,基于生態協調要求,制定滿足以上條件的河道整治方案,實現城市建設、環境效益、經濟效益的協調統一。3.2.2綜合治理模式建立,滿足生態協調。基于生態協調下建立河道整治方案需要3個主要環節:(1)工程規劃設計,調查分析需要整治的河流特性和生存現狀,確定河流整治要求,根據要求制定綜合治理方案,分清河道整治主次,確定符合生態協調的河道整治技術,由專業技術人員進行工程設計,最終確定河道整治的基礎路線,生態施工方式,生態施工材料、河道生態治理技術。(2)施工技術,在進行河道整治施工技術選擇時,要選擇對河道生態多樣性干擾最小的施工技術,建立健全施工全過程環境監測管理。(3)工程管理,在整個施工階段,要保證切實有效且持續的環境監管,實施動態環境評估,實時保證生態效應影響在可控范圍內。3.2.3研發新型施工材料,建立生態河道整治施工體系。為了保證河流整治效果,維持河流生境、周邊生態環境、生物多樣性,新型生態施工材料是保證河道整治和生態協調原則相統一施工的基礎,所以應選擇透水性較好、有一定穩定抗沖擊性、綠色無污染的新型施工材料。與城市較近的河道整治,要建立一套完整的、科學合理的、可持續發展的河道整治施工體系,該體系的實現應根據河道的自然特點,分河段、分時段、分流速逐步實現河道整治,河道整治要和生態恢復、工程治理有機結合,保證治理河段形成完整的河道治理體系和環境監管體系,該體系的實施具有一定彈性,既能保證河道的防洪、航運、協調水資源作用,又能維持河流的生物多樣性和自我修復功能,保證河流生境不被破壞。

4基于上述整治原則工程實例分析

河道生態整治常用工程材料特性見表1,結合上文提到河道整治應基于的生態協調原則,對此整治河段防洪設計、生態恢復進行了系統的評估,然后提出了基于生態協調要求的一體化整治方案:在臨近城市河段需修建生態型堤防,在一般河堤段鋪設抗沖生物毯防護材料,在險工段采用植生型格賓網籠和丁壩護根,河岸的迎水坡和背水坡按照生物群落規劃種植抵抗力較強、易存活灌木和植被,沙荒灘區分區多層次進行植被種群恢復,植被恢復面積達到17km2,另外在河漫灘位置修建兩個大型濕地保護區,提高了生物多樣性、動物棲息面積及生態系統的再恢復能力。經過5a的河道整治和生態恢復,現該河段濕地面積增加、綠化面積增加、動植物種群增多,鳥類能夠在此棲息,此時的辛普森多樣性指數與治理前對比提高5.2%。5結語(1)河流自然形成狀態、演變和河流生境及生物多樣性關系密切,所以河道整治時必須適當維護。(2)河道整治應在生態協調基礎上合理掌控河道邊界干擾的“適宜度”,采用生態施工措施,保證河流本身的生物多樣性,實現城市建設、環境效益、經濟效益的協調統一。

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作者:吳文新 單位:新疆瑪納斯河流域管理局