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北方城市河道生态环境问题与对策

2009年第 5 期
[文章编号]1002-0624(2009)05-0053-02

东北水利水电

水环境

北方城市河道生态环境问题与对策

吴佳文 1,滕险峰 2,徐小勇 2
(1.阜 新 市 水 利 局 ,辽 宁 阜 新 123000;2.阜 新 市 引 白 工 作 办 公 室 ,辽 宁 阜 新 123000)

[摘 要]在充分分析北方城市河道现状的基础上,指出河流渠化、水体污染和淤积是当前影响

北方城市河道生态环境的主要问题,提出了改善城市河道生态环境的具体措施,对北方地区城

市河道治理有一定的借鉴意义。

[关键词]城市河道;生态环境;问题与对策;北方城市

[中图分类号]X171.4

[文献标识码]A

北方河流一般为季节性河流, 北方城市又大多水资 源匮乏, 城市河流作为城市系统中的一种自然地理因素, 为城市生态建设提供了基础条件,不仅为城市的生活和生 产提供就近水源,减弱城市热岛效应和洪涝灾害,还为城 市绿地的建设提供了基地,丰富城市景观和物种,为市民 创 造 文 体 娱 乐 与 自 然 休 闲 的 空 间 等 [1]。 目 前 ,城 市 河 流 生 态功能的建设已成为北方生态城市建设的重要内容。
1 北方城市河道现状
1.1 河道渠化破坏河流生态系统 天然的河流、湖泊、池塘是自然变迁和构造运动的产
物,随着社会的发展,人类的开发活动,特别是城市化的 发展建设,对河道裁弯取直,修建水库和其他水利设施, 以及开辟人工河道,改变天然水系的结构和功能。 丘陵区 城市河道比降大、水流含沙多、冲刷力强,人们长期过于 注重河道行洪、排涝等功能,因此河道断面形式单一,走 向笔直;由于主要考虑的是河道的行洪速度、河道冲刷、 水土保持等因素,河道护坡结构也比较坚硬,河道的部分 或全段采用现浇混凝土、 预制混凝土块体或浆砌石结构 进行护坡或护砌。 这种封闭式的护岸结构完全隔断了地 下水与土壤的联系,隔断了水中生物、微生物和植物的联 系,使河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境,破 坏了河道的自净能力。 同时造成水生植物无法在坚硬的 结构坡面上生长,切断了自然河流的生态链,导致了生态 环 境 的 恶 化 [2]。

1.2 城市河道水体污染严重 丘陵区城市河流介于天然河流和人工渠之间, 具有
其独特的水力特征,即河流普遍较浅,河道相对顺直,水 量小。 这些水力特征决定了丘陵区城市河流环境容量小、 生态系统脆弱。 城市化进程中,一方面人口向城区大量集 中,城区内中小企业高速发展,所产生的生活和工业污水 也随之增加;另一方面相应的污水处理能力的滞后,大量 污水直接排入城区河网, 给城市河道水生态环境带来严 重 影 响 。 环 境 公 报 公 布 的 数 字 , 全 国 2001 年 废 水 排 放 总 量 428.4 亿 t, 城 市 生 活 污 水 排 放 量 达 227.7 亿 t, 生 活 污 水 处 理 率 仅 为 18.5% , 有 80% 以 上 生 活 废 水 未 经 处 理 , 加 上中小企业的工业废水直接排入江河, 超过了河流的承 载能力, 严重损害了城市河流生态系统。 据统计, 中国 80%的 城 市 河 流 受 到 不 同 程 度 的 污 染 , 许 多 流 经 城 市 段 的 江河水质都劣于Ⅲ类水,河中生物基本绝迹,河流的生态 功 能 恶 化 [3]。 1.3 河道淤积,行洪能力减弱
对有通航要求的河道, 由于风浪和行船常年累月的 淘刷,使河堤遭受程度不同的坍塌破坏,从而造成河岸边 坡和堤顶面的水土流失,流失的泥沙在河床内淤积,导致 河 床 抬 高 [4]。此 外 不 恰 当 的 城 市 开 发 使 许 多 河 流 的 河 道 变 窄,河网被分割,城市建设中废物倾倒使河床越来越高, 甚至发生河道被填埋的现象。 所有这些都扰乱了河道正 常的自然状态,严重影响了河流本身所具有的泄洪功能, 加剧了城市洪涝灾害发生的频率和程度。 现在的城市河

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水环境
道已经全部没有了通航功能。

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2009 年第 5 期
表 1 国内外常用生态护坡类型

2 城市河道生态环境改善措施
随着城市的不断发展, 人们对水环境提出了越来越 高的要求,即不仅要求与周围环境相协调的河道景观,而 且要求河水清澈见底、鱼虾洄游、水草茂盛的自然生态景 观。 因此,城市河网水系的建设应在协调城市发展与河流 生态保护关系的基础上, 尽量维护河道原有的自然地貌 和水文特征。 2.1 河道断面采用生态设计
任何与生态自然循环过程相协调, 尽量使其对环境 的破坏影响降到最小的设计形式都称为生态设计。 城区 中一片草地、一块林地、一座山丘、一个岛屿都可能是一 个自然生态系统,在可能的条件下,河道整治应尽量不扰 动自然生态系统,包括生物种群、群落和它们的生境。 一 些地区在长期的河道治理中,尤其是城市,将断面全部采 用标准断面,即河口同宽,坡比一致,断面单一均同,使原 来的自然河道变成了人工渠道。 一些地区在河道中拦河 筑堰,壅高水位,不合理地形成人工景观,破坏了原有河 流生态系统,影响其净化能力和生物多样性。 这是城市建 设应重视的问题,在城市河道综合整治中,应采取多种工 程和管理措施,恢复河道断面的自然形状。
(1)河道断面。 在满足安全行洪断面的条件下,宜宽 则宽,宜弯则弯,避免长距离一条直线,避免河口同宽、河 底同深。 滨河地区亦可高低错落、小有起伏。 在已经被渠 化的河道中恢复弯道,恢复滩地和岛屿,变均匀断面为宽 窄不一、深浅变化的适合多种动、植物生存的河道。
(2)河道堤防。 改变堤顶同高、边坡均同的河堤设计 方式。 在满足水利规范要求的堤身宽度、高度、边坡范围 内,充分利用天然堤防、自然地形、小丘陵地貌等条件,形 成为地形堤防, 亦可将防洪堤暗藏在绵延起伏的高尔夫 地形中,满足城市的景观要求。 2.2 护坡工程采用生态设计
生态护坡是近年来在国内外都大力提倡和推行的一 种生态型护岸结构形式。 这种生态型护坡是在满足防洪 标准要求的基础上,重点构筑能透水透气、生长植物的生 态防护平台; 同时通过栽种花草和乔灌木等形成河岸的 生态体系。 城市河道护坡工程建设要结合自身特点,采用 生态护坡型技术治理河道坡面。
当前国内外采用的各种生态护坡技术主要有植物护 坡 、土 工 材 料 绿 化 网 、植 被 型 生 态 混 凝 土 护 坡 等 , [2,5] 见 表 1。 2.3 河岸布置植被缓冲带
河岸植被缓冲带是指利用永久性植被拦截污染物或 有害物质的条状带、受保护的土地,包括缓冲湿地、草地 和 林 带 [6],是 美 国 针 对 农 业 非 点 源 污 染 造 成 河 湖 水 体 富 营
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类型

形式

应用范围

植物护坡

种植根系发达植物固土,采 用水力喷播植草技术植草

行洪流 速 超 过 3 m/s 的 迎水坡面和防洪重点地 段不宜采用

土工材料 绿化网

土工网垫固土种植基,土工 格栅固土种植基,土工网垫 抗雨水冲刷,但不能用于 固土种植基,土工格栅固土 堤防的迎水坡面 种植基

植被型 由多孔混凝土,保水材料, 生态混凝土 难溶性肥料和表层土组成

由适合于植被生长的土壤、 水泥生态种 肥料、有机质及由低碱性的 具有较好的抗冲刷和固
植基 水泥,河砂组成的胶结成孔 坡性能,还能美化环境
材料,并含有保水剂

土壤固化剂

以水泥元体掺入某种特殊 的激发元素后制成的高性 能土壤固化剂

固化河底,使底土层表面 结壳,从而达到固土保沙 作用,并使底层利于水物 繁衍生殖

养化,在大量研究的基础上提出的生态技术措施。 植被缓 冲带不仅可用于城镇河道,也可用于农村沟渠,是保护水 质和恢复环境、改善环境的有效方法,同时也是城镇景观 的组成部分。 其生态效应表现在两个方面:一是对地表径 流可以起到滞缓作用,调节入河(水体)的洪峰流量,当大 量从城镇、农田产生的地表径流流经岸边植被缓冲带时, 径流的速度将会大大降低,导致大量的径流就地入渗;二 是可以降低径流中污染物的含量, 截留径流中的有机污 染 物 [7]。 由 于 大 量 人 口 集 中 在 城 镇 , 产 生 了 许 多 生 活 垃 圾,若得不到及时有效清理,则会因暴雨冲刷直接随地表 或地下径流流失,进入水体,形成新的非点源污染,导致 水体富营养化。 河岸植被缓冲带的建立,可有效吸收径流 中有机成分,从而减少进入水体中污染物的含量。 研究表 明, 植被缓冲带可大大减少水体中的氮磷含量, 能滞留 89%的 氮 、41%的 磷 。

3结语

随着城市水利向环境水利和生态水利转化, 在北方 城市中心河道治理中, 必须考虑河道生态环境的建设,这 不仅是人们随着生活水平提高对自身生存环境质量提出 的要求,也是城市可持续发展的保证;河道生态环境的建 设与保护包括河道断面恢复整治、生态护坡以及河岸植被 缓冲带建设等内容,应根据区域的实际情况,统筹规划,综 合治理;城市河道建设不仅要发挥水利工程的功效,而且 还要融入城市园林景观、 生态和建筑艺术等诸多内容,以 充分发挥河流的综合功能,尤其是生态环境功能。

[参 考 文 献]

[1] 汪美球,刘荣芳,蔡渝平.城镇学[M].北京:科学普及 出 版 社 ,1988:210,272-274.
[2] 季永兴,刘水芹,张勇,等.城镇河道整治中生态型护 (下转第 63 页)

2009年第 5 期

东北水利水电

计算机应用

于集成和传送它们的核心商业价值的真正平台。 Visual Studio .NET 和 XML Web 服 务 提 供 简 单 、 灵
活、基于标准的模型,允许开发人员从新的和现有的代码 汇编应用程序, 而与平台、 编程语言或对象模型无关。 Microsoft.NET 是 Microsoft XML Web services 平 台 ,XML Web services 允 许 应 用 程 序 通 过 Internet 进 行 通 讯 和 共 享 数据, 而不管所采用的是哪种操作系统、 设备或编程语 言 。Microsoft .NET 平 台 提 供 创 建 XML Web services 并 将 这些服务集成在一起之所需。
(3)数据库。 水质信息管理系统所采用的后台数据库 为 商 业 化 的 Microsoft SQL2000 数 据 库 ; 是 一 个 真 正 以 数 据库管理为核心的信息管理平台;具有数据运算、图形图 像处理、数据采集及处理等强大功能。
(4)B/S 架构。 水质信息管理系统采用 B/S 结构,所 有系统管理及升级只在服务器进行, 各个客户端无需进 行任何设定改变, 在产品的升级和更新时不会影响用户 的数据资料。
(5)Map 技 术 。 水 质 信 息 管 理 系 统 利 用 Map 技 术 ,完 成 了 空 间 数 据 库 建 设 , 统 一 建 立 了 基 于 服 务 器 ( 采 用 SQL 数据库平台) 的空间地理数据库, 实现各种应用系统共 享,并根据具体业务要求进行更细化分层,同时分别列出 不同的工程属性。
4实施
(1)统 一 规 划 ,分 步 实 现 。 在 统 一 实 施 规 划 的 前 提 下 , 分步骤实现规划中的业务过程或应用。
(2)理念先导,宣传铺垫。 管理软件中蕴含着先进的 管理理念和实用高效的工作方法, 但同时它的实施必然 与客户旧有系统发生冲突,所以必须先进行理念的培训, 同时在组织内部做好实施新系统的宣传工作。
(3)流程结合,突出重点。 管理软件必须与客户的实 际业务流程相结合,同时考虑实现中最重要的部分,先期 取得突破口,使大家认识到系统的价值。
(4)新旧相伴,以点带面。 以不耽误客户实际业务运 行为原则,在其他系统依然使用的情况下(不管是久远还

是暂时)开始实施某些业务过程或应用,这样可减小改革 时的文化和技术风险, 但是由于必须开发和维护与其他 系统的接口,系统的内在集成性仅得到部分体现;先在局 内的某些部分(如某一个分局)实施一些模块,并在以后 推广到其他分局, 这样在先前实施中的教训有助于其他 部门顺利运行系统。
(5)制度同行,价值兑现。 由于管理软件将取代旧系 统的部分或全部功能, 这样可能会引起新旧系统及其使 用者之间的矛盾, 所以必须协助客户建立新系统的使用 制度,以制度来保证系统的正常使用,使系统的价值得到 最大程度的体现。
(6)持续改善,随需应便。 管理软件的实施过程只是 一个系统的导入和初步融合过程, 要使系统在客户整体 中发挥更大的功效, 客户必须根据未来的实际业务运作 流程,不断调整系统流程或运作流程,使二者能够更好地 融合。
5安全
“ 水 质 信 息 管 理 系 统 ” 是 基 于 Internet/Intranet 运 行 的 平台,大量的办公信息与知识流都是通过网络进行传输, 整个网络系统的安全性将直接影响到“信息管理平台”的 安全性。 虽然在“水质信息管理系统”内部已经采取多种 措施极大地加强了安全性, 如完善的权限设置、 帐号认 证、数据传输加密等,但这些手段只是在软件的层面做到 防止数据信息的泄密和恶意破坏, 整个网络硬件系统的 安全性不属于信息平台所包含的范畴, 需要专门的网络 安全解决方案。 建议征求专业的网络安全解决方案提供 商,请其根据实际情况、选择适当的网络安全产品、打造 性价比极优的网络安全解决方案。
[收稿日期] 2008-11-14 [作者简介] 李明文(1968-),男,辽宁省锦州市北镇县人,高级工 程师,主要从事辽宁省水文信息网以及辽宁省水文办公自动化 系统的开发管理工作。

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坡 结 构 探 讨 [J].水 土 保 持 研 究 ,2001,8(4):25-29. [3] 杨 士 弘.城 镇 生 态 环 境 学 [M].北 京 :科 学 出 版 社 ,2003:
103-133. [4] 桑宝良.上海市平原河网地区的水土流失及其防治[J].
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环 境 污 染 与 防 治 ,2002,24(4). [7] 陈伯杰,陈利顶,马克明,等.景观生态学原理及应用
[M].北 京 :科 学 出 版 社 ,2003:96-97.
[收稿日期] 2009-01-19 [作者简介] 吴佳文(1976-),男,辽宁阜新市人,工程师,现主要 从事水利工程规划设计工作。

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