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他山之石:德国的河流环境治理经验

http://www.chla.com.cn 2017-09-27 来源:今日头条青岛园林 作者: 发表评论(0)

  由于每年用在河道整治上的纳税人的钱都相当可观,流域治理修复已经成为德意志联邦政府的重要工作内容。十多年前,德国南部的巴登-符腾堡州启动了“巴登—符腾堡州多瑙河的整体规划”项目,其综合规划目标是恢复州内多瑙河流域受损河流生态系统的结构、功能和生态过程,合理利用水资源,减轻洪涝灾害损失,维护水生态系统健康,修复河流自然生态和自然景观。河流综合整治观念变得日益重要,是德国政府对现有河流修复技术中存在问题的反思。

德国的河流环境治理

  背景分析

  自19世纪以来,为了提高内河航运能力,德国在易北河、多瑙河以及莱茵河等主要河道进行了大规模改造,产生了一系列负面环境影响。天然河流形态被极大改变,蜿蜒曲折成为直线或折线型,河道横断面形状也规则化,许多生物赖以维持生存的自然形态和水生生境消失。河流的自然面积极大压缩,水文过程的可持续性遭到破坏,加之沿河流域的污染排放严重,因而造成河道淤积、自净能力下降、水质污染加剧、生物多样性下降、土地贫瘠化和河流生态系统服务功能下降等问题。失去正常河流功能的河道严重影响了沿河城乡居民的正常生产生活。

  存在的问题

  由于德国境内多瑙河的河道裁弯取直和渠化,这一段河道存在的问题是河道流程显著缩短,导致近年来河水在竖向上严重侵蚀,河流生态系统平衡破坏,河流水质恶化。河流整治目标设定包括恢复河流和河漫滩的物理及水文动力,河流再次弯曲化,重新确定自然水位和河流河谷的水位波动,以及改善动植物的栖息地条件等。

德国的河流环境治理

  亮点措施

  1.重塑浅滩深潭自然河流结构

  从多瑙河所在流域的整体性出发考虑,首先对河道水系的基准情况进行调研。通过详细的水文生态、河流水力学特性、生物多样性调查等,然后进行综合性的指标分析和计算,包括河道形态的确定、稳定性计算、生态需水量确定、河流河谷的水位波动,生态护岸的构建等,使河流的各组成要素接近自然河流的指标。基于这些资料,规划该段河流修复的构想是重塑一段约2.6km长的有凹岸和凸岸、浅滩和深潭、沙滩和沙洲的自然河湾,以涵养水源、降低河水流速、削弱洪水的破坏力,为各种生物提供必要的生存场所。浅滩跌水区的数字水文地形模型、浅滩跌水区的平面图与剖面图低流速的浅滩跌水区域与深潭静水区的结合能够满足河流防洪设计,同时也会较好地支持该地域的水域生态系统,尤其是鱼类的洄游。

  具有浅滩和深潭交替结构的自然河流状态

  2.建设巨石固床斜坡生态鱼道

  鱼道又称过鱼设施,是使洄游鱼类繁殖时能顺流或逆流通过河道中的水利设施总称。现代鱼道多是采用浆砌石或混凝土的构筑设施,如池堰式、池孔式、丹尼尔式、竖孔式等,在设计时主要针对1~2种主要经济鱼类的特征,而很少考虑其他水生生物、有机碎屑等在鱼道建设后能否在流域上下游输移和交换;也没有考虑鱼道与两岸环境之间的融洽性。混凝土构筑的鱼道此外,绝大多数鱼道的环境与自然环境相差甚远,而建造中使用的抗冻剂、早强剂等添加剂在水中的缓慢释放,对诱鱼效果和鱼类健康都有负面影响。近20年来,由于现代鱼道的运行效果有限,它的有效性和必要性受到质疑。生态鱼道正是对原有鱼道概念的拓展,它不仅应具有过鱼的功能,还有通过机质、泥沙和其他水生生物的功能,以及在横断面上恢复河流廊道(生态交错带)的功能。因此,生态鱼道是有效提高河流连接度与连通性,维持整个流域生态正常有序运行的手段。

  巨石固床鱼道施工过程

  针对已有问题,选取的设计构思是近自然式的巨石固床斜坡。它们与河岸景观修复融合,建立起“陆地—河岸带—河道”完整的断面生态模式,与河岸带的植被共同重构河流廊道,提高景观的连通。最终生态鱼道的形态是近1700块巨石沿着河水落差方向排列,犹如张开的渔网形状,每一块巨石都重达1.6t,而边长至少1.5m。近自然式的巨石固床斜坡

  启示与借鉴

  德国埃尔廷根-宾茨旺根段多瑙河河流修复工程以新的理念、先进的数字技术和量化方法研究、设计河流景观并进行施工,将水力学的研究、河流景观设计和景观建造等不同过程环环相扣,在保证多瑙河防洪安全的前提下,对恢复水质、维护和修复河流自然生态和自然景观具有良好的效果。为河流修复多学科之间的交叉提供了参考,也同样提醒着我们河流修复是一项系统工程,需要多方面协调共同完成,这样的治河才经得起时间的检验。现在的德国段多瑙河,融入自然的河流。

  观点

  在河流修复工程中,水力学研究、生态学研究、景观设计以及景观施工在不同的关注层面、不同的工程阶段发挥着各自的重要作用。只有各个专业有机结合才能整体性修复受损的河流,再现自然的、能自我调节的生态系统。然而通常来说,学科之间实质意义上的交叉还十分困难,造成了现有大部分的河流景观设计很难形成对河流生态环境的整体考虑和量化分析,仅停留在景观的一般美学意义上,而忽略了河流的自然性、生态性,使得河流的生态环境质量下降,河流的生物多样性降低。造成学科之间分离的主要原因就是缺乏有效的技术手段。

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编辑:guoai
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