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水利工程師論文發(fā)表堤防工程與生態(tài)環(huán)境保護

時間:2015年11月04日 分類:推薦論文 次數(shù):

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  摘 要:隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們對河道的治理提出了更高的要求,除了防洪保安之外,開始關注水域的生態(tài)系統(tǒng),以及河流的自然景觀。從堤防工程建設的需求出發(fā),參考國外經(jīng)驗和最新技術進展,針對我國目前的堤防工程建設,提出了建設現(xiàn)代化堤防工程,并應用到文安縣堤防工程的規(guī)劃建設中。

  關鍵詞:堤防工程 防洪 生態(tài) 景觀

  隨著人類文明的進步和社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,人們越來越意識到自然環(huán)境對人類社會發(fā)展的重要性,人類社會與自然是相互依賴、相互制約、相互共存的,人類保護自然,就是保護自己,善待好自然環(huán)境,就是善待人類自身。因此,要使社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展,建立人與自然和諧相處、同步發(fā)展的關系,既是當代人生存和發(fā)展的需要,又是人類延續(xù)和惠及子孫的大事。就水利行業(yè)而言,今后要堅持把人與自然和諧相處的理念作為指導各項水利工作的核心理念,推動治水事業(yè)再上一個新的臺階。人與自然和諧相處治水思想的貫徹,要求調(diào)整人類活動行為,減免對自然生態(tài)環(huán)境的不利影響。在水利工程的規(guī)劃、設計、施工和管理等各項工作中,需要遵循有關規(guī)范和技術導則,把水生態(tài)系統(tǒng)的保護和修復作為一個重要的目標落到實處。

  1998年大洪水后,為滿足堤防工程設計和施工的要求,我國先后頒布了《堤防工程設計規(guī)范》和《堤防工程施工規(guī)范》,這兩個規(guī)范技術重點是確保堤防安全,滿足防洪的需要。規(guī)范的頒布貫徹,對于指導我國的堤防工程建設起到了重大作用。但這兩個規(guī)范也存在著一定的局限性,主要是對于堤防工程的環(huán)境效應和生態(tài)補償重視不夠。在修建防洪堤時,我國只注重堤防本身的安全性與經(jīng)濟性,而不注重或不太注重修堤對生態(tài)環(huán)境的影響分析及采取相應的安全防護措施,對修建在堤體內(nèi)的建筑設施的規(guī)定也有待規(guī)范。

  1生態(tài)環(huán)境保護于堤防工程中的重要性

  河流作為一種重要的生態(tài)系統(tǒng),其生態(tài)系統(tǒng)健康越來越受到重視。要求人類在開發(fā)利用水資源、建設水利工程的同時,必須維系良好生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。

  隨著科學進步,人們認識到水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成不同程度的負面影響。這主要表現(xiàn)在以下兩個方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態(tài)直線化,河道橫斷面幾何規(guī)則化,河床材料的硬質(zhì)化。二是自然河流的非連續(xù)化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續(xù)化,筑堤引起側(cè)向的水流聯(lián)通性的破壞。從保護生態(tài)環(huán)境的高度,充分認識這種負面作用,積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態(tài)系統(tǒng)予以必要的補償,維護水域生態(tài)系統(tǒng)的功能,是流域生態(tài)建設的重要任務之一。

  從上世紀70年代開始,發(fā)達國家科技界和工程界針對水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的負面影響,提出了如何進行補償?shù)膯栴},在此基礎上產(chǎn)生了河流生態(tài)恢復的理論與工程實踐。如德國提出的“河流生態(tài)自然工程”,美國提出的“自然河道設計方法”,日、韓等國提出“與自然親近的治河工程”理念。與之相對應,一些發(fā)達國家在河道整治工程和堤防工程設計施工規(guī)范中增加了有關河流生態(tài)建設的內(nèi)容,或者頒布了專門的河流生態(tài)工程設計導則,如德國的《防洪堤》(DIN 19712),該標準有一個很大的特色,就是很注重修建防洪堤對生態(tài)環(huán)境的影響分析及采取相應的安全防護措施,同時對修建在堤體內(nèi)的建筑設施要求非常嚴格;英國的《河流恢復技術手冊》;美國的《防洪墻、堤防和土石壩景觀植被和管理導則》;美國陸軍工程師團出版的《河流管理-河流保護和恢復的概念和方法》和《河流恢復工程的水力設計》;澳大利亞水和河流委員會出版的《河流恢復》。這些方面的經(jīng)驗均值得我們借鑒。

  近年來,我國部分地區(qū)在進行防洪建設和河流整治工程中,已經(jīng)采取了一些新技術和新材料,嘗試河流的生態(tài)建設,比如采用生態(tài)型護坡技術,堤防綠化措施等。但是對很多問題的認識比較片面、模糊或高度不夠,缺乏系統(tǒng)的理論和應用技術指導,在設計和施工中缺乏標準和依據(jù),迫切需要有關技術規(guī)范和技術導則的支持,使河流整治工程建設更具科學性和規(guī)范化。

  2現(xiàn)代化堤防工程

  隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們對水利工程建設有了新的要求,在考慮水利設施安全經(jīng)濟的同時,著重提出了生態(tài)景觀的需求。城市現(xiàn)代化防洪堤工程應與生態(tài)與環(huán)境保護相結(jié)合,防洪安全的同時考慮改善城市生態(tài)環(huán)境及城市居民的休閑。有這樣要求的堤防工程區(qū)別于以往的僅以防洪安全考慮的堤防工程,符合人與自然的和諧發(fā)展,稱其為現(xiàn)代化堤防工程。

  城市建設的不同方面對河道有著不同的要求。這些要求在許多方面存在著矛盾,特別是防洪與生態(tài)、景觀、用地的矛盾尤為突出。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們對河道的治理提出了更高的要求,除了防洪保安之外,開始關注水域的生態(tài)系統(tǒng),以及河流的自然景觀。因此,治理河道不僅要滿足防洪要求,還要能夠滿足人們對親水和景觀方面的要求。

  2.1規(guī)劃原則

  1)堤防工程規(guī)劃設計中,應進行工程經(jīng)濟效益和環(huán)境效益分析,權(quán)衡滿足人的需求的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益之間的關系,即進行工程項目經(jīng)濟技術及生態(tài)環(huán)境效益評估,改變現(xiàn)行的單一經(jīng)濟技術評估指標體系。

  2)在進行堤防工程的規(guī)劃時,應明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個完整的生態(tài)系統(tǒng)中,按照“河流生態(tài)廊道”的范圍,進行統(tǒng)一規(guī)劃、設計和建設。

  3)在進行工程勘察時,除常規(guī)的水文、地質(zhì)的測量勘察外,還要補充相關范圍的生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查,重點是生物群落的歷史與現(xiàn)狀調(diào)查。

  2.2設計原則

  1)在堤線布置時,應盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài),保留或恢復其蜿蜒性或分汊散亂狀態(tài),即保留或恢復濕地、河灣、急流和淺灘。

  2)堤防間距的確定,應遵循宜寬則寬的原則,要處理好行洪和生態(tài)保護要求與土地開發(fā)利用之間的矛盾,河槽和河漫灘不僅要能滿足設計洪水行洪要求,還要保持一定的淺灘寬度和植被空間,為生物的生長發(fā)育提供棲息地,發(fā)揮河流的自凈化功能。

  3)堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩(wěn)定和滑動穩(wěn)定等安全條件外,還應結(jié)合生態(tài)保護或恢復技術要求,盡量采用當?shù)夭牧虾途徠拢瑸橹脖簧L創(chuàng)造條件,保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。

  4)河流斷面設計時,應按照自然河道縱、橫斷面的多樣性變化特征,盡量避免河床的平坦化,采用非規(guī)則斷面,淺灘與深潭相間。有助于增加與生物的親和力及與自然風景相協(xié)調(diào)。

  5)岸坡防護工程的設計應強調(diào)人與自然和諧的生態(tài)建設,采用與周圍自然景觀協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)形式,在滿足工程安全的前提下,確保生態(tài)和景觀的護岸形式多樣性。在典型的岸坡防護結(jié)構(gòu)中,應盡量使用具有良好反濾和墊層結(jié)構(gòu)的堆石及多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu),盡可能避免使用硬質(zhì)不透水材料,如混凝土、漿砌塊石等,為植物生長,及魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息與繁殖創(chuàng)造條件。

  6)在城市水域整治的景觀建設中,應強調(diào)保留江河湖泊天然的美學價值,應更多注重生物棲息地建設,避免將水流置于過多的亭臺樓閣等混凝土與砌石形成的人工環(huán)境之中。水利工程設施要造成一種人與自然親近的環(huán)境,現(xiàn)代的城市景觀設計,應更多注重生物棲息地建設。水利工程還應為公眾廣泛參與和對兒童進行水環(huán)境保護教育創(chuàng)造良好條件。如水生態(tài)公園、河流小型博物館等。

  7)工程施工時,應強調(diào)施工期對生物棲息地進行保護和恢復,避開動植物發(fā)育期進行施工。對特殊區(qū)域的物種,在施工期要采取相應的輔助保護措施。采料場開挖后應進行適當處理,以滿足美觀和環(huán)境方面的要求,應合理設置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。料場區(qū)應進行植被恢復,與周圍景觀相一致。

  8)為降低施工環(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)的沖擊,保障工程效果的實現(xiàn),并延長生態(tài)工程的壽命,應加強生態(tài)工程的前期養(yǎng)護和后期管理,包括維護、監(jiān)測和評估,并積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

  3工程實例

  文安縣位于河北平原中部,北與霸州市接壤,西靠雄縣,南臨任丘市、大城縣,東接天津市靜海縣。全縣總面積1028平方公里,其中近860平方公里土地處于海河流域的主要蓄滯洪區(qū)文安洼內(nèi),地勢低洼封閉,最低地面高程僅有3.6米(大沽),歷史上承受著清南地區(qū)5100多平方公里的瀝水及大清河、子牙河的決口洪水。八十余年來,大清河、子牙河兩河決口十五次,文安洼積水達三十七年之久。千里堤是大清河系的主要防洪屏障,擔負著保衛(wèi)清南地區(qū)、華北油田、天津市和津浦、京九鐵路防洪安全的任務。近年來,文安縣在大力加強市政工程建設的同時,堅持把發(fā)展水利工程建設,特別是把堤防工程建設與城市景觀、環(huán)境建設相結(jié)合,努力提高城市防洪減災能力,促進城市生態(tài)景觀建設的發(fā)展。

  目前,文安縣正在籌建新防洪堤38.5公里,配套完善了河堤休閑娛樂場、生態(tài)風景帶等公益項目,增強防洪堤的實用性和觀賞性。該工程不僅能夠減輕洪水對縣城的威脅,而且擴展了市民休閑娛樂空間,成為扮靚城市的一盞明燈。

  文安縣城現(xiàn)代化堤防工程的實施具有重大意義:

  1)建設新的堤防工程,加固現(xiàn)有堤防工程將徹底改變城鎮(zhèn)建設受防洪堤影響而存在的封閉和畸形狀態(tài),為新城區(qū)的規(guī)劃、建設提供廣闊的發(fā)展空間,相應的城區(qū)排水、市政道路建設問題也將得到很好的改善。

  2)堤防工程的興建可以為本縣的項目建設提供可靠的防洪安全保證,使城區(qū)防洪標準提高到百年一遇,堤防工程增加的安全區(qū)域也為興建工業(yè)園區(qū),搞好項目建設提供了廣闊空間。

  3)現(xiàn)代化堤防工程的建設,以人與自然和諧為核心理念,將縣城防洪安全與城區(qū)生態(tài)景觀環(huán)境相結(jié)合,通過詳細合理的堤線、水系、園林規(guī)劃,建設文安縣成為一個生態(tài)優(yōu)美、環(huán)境和諧的美麗城區(qū),為生態(tài)文安建設起到示范作用。

  4結(jié)論

  現(xiàn)代水利的突出特征是人與自然和諧相處,保持人類的生產(chǎn)活動與自然規(guī)律之間的平衡與協(xié)調(diào)。應力求使每一項水利工程盡可能成為生態(tài)工程、水資源保護工程,進而實現(xiàn)人與自然的和諧相處。恢復和維系良好的生態(tài)系統(tǒng),以水資源的可持續(xù)利用支持經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展,是水利工作的基礎性目標,把水利工程建設成“生態(tài)工程”,使水利工程一方面要滿足水生態(tài)環(huán)境建設與保護要求,使水利工程發(fā)揮生態(tài)效益和環(huán)境美化功能;另一方面是指水利工程要滿足水資源合理配置的各項要求,充分發(fā)揮工程效益。在工程規(guī)劃、建設、管理的全過程充分重視每一項水利水電工程的生態(tài)環(huán)境影響問題,才能興利除弊,把水利工程對生態(tài)環(huán)境的不利影響降到最低程度,以水資源的可持續(xù)利用保障經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

  現(xiàn)代化堤防工程提出了防洪安全與生態(tài)環(huán)境保護并重,這是我國以往工程較為忽視的問題。隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,具有了一定的反哺生態(tài)環(huán)境的經(jīng)濟基礎,為現(xiàn)代化堤防工程的開展提供了保障。現(xiàn)代化堤防工程符合科學發(fā)展觀及人與自然和諧相處的發(fā)展要求,勢必是將來防洪工程的主要發(fā)展方向,也對其他水利工程建設有一定的借鑒意義。

  參考文獻

  [1]中華人民共和國標準,堤防工程設計規(guī)范(GB50286-98),中國水利水電出版社,1999.

  中華人民共和國標準,堤防工程施工規(guī)范(SL260-98),中國水利水電出版社,1999.

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  全國建筑科學類中文核心刊物 創(chuàng)刊于1985年,是國內(nèi)外公開發(fā)行的技術性刊物。本刊是面向全國給水排水和環(huán)境工程界的專業(yè)性科技期刊,是中國建筑類核心期刊和中國科技論文統(tǒng)計源期刊,具有較高的理論導向性和較強的工程實踐性,在國內(nèi)享有盛譽,被稱為中國水行業(yè)的“首席雜志”。