湖泊流域入湖河流河道生态修复技术指南

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内容摘要

附件5湖泊生态环境保护系列技术指南之五湖泊流域入湖河流河道生态修复技术指南(试行) 前言为贯彻落实党中央、国务院“让江河湖泊休养生息”和十八大及十八届三中全会关于“生态文明建设”的战略部署,加快对水质较好湖泊(含水库,下同)的保护,避免众多水质较好湖泊走“先污染、后治理”的老路,环境保护部、国家发展和改革委员会、财政部印发了《水质较好湖泊生态环境保护总体规划(2013-2020年)》(以下简称《规划》)。为推进《规划》实施,指导各地开展水质较好湖泊生态环境保护工作,在国家水体污染控制与治理重大专项湖泊富营养化控制与治理技术及综合示范主题等相关科研成果基础上,制定本指南。本指南的内容涵盖了河流生态环境调查与问题诊断,河流生态修复总体设计,河道形态保持、基底及岸坡修复,河道缓冲带构建,河道生态多样性修复,河道水质净化等方面,以及相关工程项目的维护与管理、投资估算方法等。本指南有助于指导各地开展入湖河流生态环境保护工作,改善入湖河流生境,提高河道自净能力,为维护湖泊及流域生态系统健康提供保障。本指南为指导性文件,各地可参考本指南提出的湖泊流域入湖河流河道生态修复共性保护措施及技术方法,根据本地湖泊及河流所处的自然、社会环境和河流生态环境特征,参考与之对应的保护措施和技术方法。本指南为首次发布。本指南由环境保护部污染防治司、规划财务司组织制订。本指南主要起草单位:中国环境科学研究院、中交上海航道勘察设计研究院有限公司、环境保护部南京环境科学研究所、中国科学院水生生物研究所。 i目录1总则........................................................................................................11.1适用范围.......................................................................................11.2规范性引用文件...........................................................................11.3术语和定义...................................................................................12河流生态环境调查与问题诊断.............................................................32.1河流概况.......................................................................................32.2河流生态环境调查.......................................................................52.3河流生态环境问题诊断...............................................................83河流生态修复总体设计.......................................................................103.1河道结构与功能定位.................................................................103.2河道生态修复总体理念.............................................................113.3河道生态修复原则与技术路线.................................................113.4河道生态修复工程总体设计要求.............................................134河道形态保持、基底及岸坡修复.......................................................204.1河道形态保持.............................................................................204.2污染基底修复工程设计.............................................................314.3岸坡生境修复技术.....................................................................335河道缓冲带构建技术...........................................................................465.1缓冲带构建及布置要求.............................................................465.2缓冲带植物配置及栽种技术要求.............................................506河道生态多样性修复...........................................................................53 ii6.1水生植物群落多样性修复技术.................................................536.2沉水植物优势种定植技术.........................................................546.3沉水植物模块化种植技术.........................................................546.4水生动物群落多样性修复技术.................................................567河道水质净化技术...............................................................................577.1原位净化技术.............................................................................577.2异位净化技术.............................................................................708维护与管理...........................................................................................888.1维护与管理的总体原则.............................................................888.2主要修复工程的维护与管理.....................................................889投资估算...............................................................................................949.1投资估算的一般要求.................................................................949.2投资估算的主要方法..................................................................949.3投资估算的主要内容组成...............................................................969.4投资估算的编制步骤.................................................................969.5投资估算编制.............................................................................97附表1水质指标的测定..........................................................................99附表2沉积物样品理化性质的分析方法.............................................100附表4某建设项目投资估算表(概算指标法)...............................104 11总则1.1适用范围本指南适用于江河湖泊流域中小型河流河道的生态建设与修复工作。中小型河流原则上是指流域面积在200~3000km2的河流,同时可兼顾一些流域面积小于200km2的小型河流。1.2规范性引用文件本指南内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本指南。GB3838-2002地表水环境质量标准GB50707-2011河道整治设计规范HJ/T91-2002地表水和污水监测技术规范HJ2005-2010人工湿地污水处理工程技术规范HJ2009-2011生物接触氧化法污水处理工程技术规范SL196-97水文调查规范1.3术语和定义1.3.1横断面形态河槽中某处垂直于流向的断面形态。1.3.2纵断面形态沿河流中线或沿程各横断面上的河床最低点的剖面形态。 21.3.3河道缓冲带河道两侧由树木(乔、灌木)及其他植被组成的、为保持河道生态环境健康而划定的具有一定宽度范围且可一定程度上防止地表径流、废水排放、地下径流等所携带的养分、沉积物、有机质、杀虫剂及其他污染物进入河道的功能区域。1.3.4生态护岸指在具备岸坡防护基本功能的基础上,具有河水与土壤相互渗透、一定的植物生长条件和生态恢复功能以及一定程度上增强河道自净能力和自然景观效果的护岸结构形式。图1.1河道基底、岸坡带及缓冲带范围区分示意图 32河流生态环境调查与问题诊断2.1河流概况2.1.1自然概况(1)地理位置主要包括河流名称、位置(经纬度坐标)、流域范围与边界、流域面积等。(2)气候气象主要包括河流所处流域的年平均温度、最高温度及其出现的时间、最低温度及其出现的时间、平均风速、主导风向、平均日照时数、年平均降水量、年平均蒸发量、降水量年分布状况和蒸发量年分布状况等。(3)地形地貌主要包括地形地貌、土地利用类型与面积、土壤类型及面积、植被类型与面积。2.1.2社会经济概况(1)流域行政区划及人口主要包括流域行政区的划分及人口状况等。(2)流域经济水平主要包括人均GDP总量,各个产业GDP贡献比重、主导工业类型及相应规模、种植业种类与规模、畜禽养殖类型与规模等。 4(3)流域自然资源状况主要包括水资源、矿产资源、森林资源等。(4)流域自然资源保护状况主要包括是否设有保护区,保护区的建设时间、类型、级别与保护内容;自然森林、草地、湿地面积及近10年的变化趋势等。(5)流域污染物排放状况主要包括流域内的工业企业的污染物排放量、生活污水排放量、畜禽养殖和农田面源的污染物排放量等。2.1.3河流特征(1)河流形态特征主要包括河流形态(不同类型河段的长度、宽度、深度、河岸状况及其体现出来的河流沿程的岸线、横断面、纵断面等形态变化特征)、支流分布状况等。(2)河流水文特征主要包括水量大小、水位变化、汛期、水量季节变化、含沙量、结冰期、水能蕴藏量、通航水位等。(3)水系特征主要包括河流流向、流程、水系形态、流域面积、河道状况、河网密度等。(4)河流治理和资源利用现状主要包括水源地保护、水污染治理、河流工程、水利、水资源利用状况等。 52.2河流生态环境调查2.2.1河流水文调查河流水文调查频次为丰、平、枯三季各一次,指标包括水位、流速和流量。点位设置原则上沿河流自上而下每公里不少于一个点,河流总长小于3公里的,上、中、下游各设一个点。具体调查方法见《水文调查规范》(SL196-97)和《河流生态调查技术方法》(科学出版社,2011)章节4.3。2.2.2河流水质调查河流水质调查的点位及采样频次与河流水文调查一致。调查指标包括现场水质指标和实验室分析指标,现场水质指标包括水温、水深、pH、DO、Eh、透明度等,实验室分析指标包括营养盐、有机物和重金属等,具体调查方法见《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002),测定方法见附表1。2.2.3河流基底调查调查的指标包括河床形态特征、堤岸形态特征、底质类型和理化性质。其中河床和堤岸的形态特征调查一年一次,底质类型和理化性质的调查频次与点位与水文、水质调查一致。具体调查方法见《河流生态调查技术方法》章节4.2、4.4和6.2。沉积物样品理化性质的测定方法见附表2。 62.2.4河流生态调查调查对象包括河岸带植被、大型水生植物、鱼类、大型底栖动物和浮游生物。河岸带植被、大型水生植物和鱼类的调查时间选在植被和鱼类生长最旺盛的季节。大型底栖动物及浮游生物的调查点位和频次与河流水质调查一致。(1)河岸带植被宜选用踏查的方法了解河岸带植被的概况并进行植被健康评估。踏查法是沿河岸带行走,记录所看到的河岸带宽度、植被类型、优势物种、物种分布以及高度、盖度等生长和简单群落结构特征的一种调查方法。由于河岸带长度长,全河流的河岸带调查费时费力,花费巨大且无必要,因此踏查时可主要选择样区进行。踏查采用样带法或样线法进行,每样区可根据情况选择50m,或更长距离的样带(线),每个样区做3个重复调查,调查记录每样带内的树种、灌木、草本物种分布等特征。调查人员需要具有植被物种识别基础,否则应采集标本或拍照记录物种信息。踏查速度相对较快,应至少开展3组重复调查,以保证数据有统计学意义。由于河岸带受人类活动影响严重,因此河岸带调查时通常记录河岸带土地利用特征信息以及河岸带周围的土地利用以及人类活动情况。河岸带踏查记录表见附表3。具体调查方法见《河流生态调查技术方法》章节5.2。(2)大型水生植物大型水生植物是生态学范畴上的类群,不仅包括生活在河流河道中的植物,还包括在河岸带长期适应湿生生境的植物。通过大型水生 7植物的生长形态,一般可将其分为挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和沉水植物。样品采集、种类鉴定和数据分析的具体方法见《河流生态调查技术方法》章节8.3。(3)鱼类鱼类是河流生态系统中最重要的生物类群之一,作为生态系统中主要的捕食者,对整个河流生态系统的物质循环和能量流动起着重要作用。关于鱼类的种群组成、鱼类食性、鱼类的生长、渔获量的调查以及鱼类死亡的调查方法详见《湖泊生态安全调查与评估》章节2.3。(4)大型底栖动物河流底栖动物的概念属生态学范畴,可界定为生活史的全部或大部分时间生活于河流底部或其他基质上的水生无脊椎动物,主要包括扁形动物(涡虫)、环节动物(寡毛类)、线形动物(线虫)、软体动物、甲壳动物和各类水生昆虫等。关于采样点的规划,采样工具与设备,样品的保存与转运,实验室内底栖动物样品的处理以及参数计算见《河流生态调查技术方法》章节8.1。(5)浮游生物浮游生物是指在水中悬浮生活的生物,一般都很微小,要借助显微镜进行观察。一般来说,浮游生物分浮游植物和浮游动物两大类。前者主要为浮游藻类,后者主要包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类。关于浮游生物采样设备与工具,采样点的选择,样品采集的方法, 8样品的保存与固定,样品的定量检验,种类的鉴定与数据处理见《河流生态调查技术方法》章节7.1。2.3河流生态环境问题诊断2.3.1水质基于河流的水质调查结果,按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),对河流的水质现状进行评价。把握影响河流水质的主要污染物及来源,研究其时间和空间变化特征,从而对河流的水质状况进行诊断分析。2.3.2河道形态、基底及岸坡基于河道形态的调查结果,综合考虑防洪、排涝、灌溉、供水、航运、水力发电、文化景观、生态环境、河势控制和岸线利用等各项开发、利用和保护措施对于河道形态的要求,诊断河道形态存在的问题。根据河道基底的调查结果,分析河床基底的底质特性及其污染特征、河床的纵断面和横断面形态对河道生态环境的影响等等,诊断河道基底存在的问题。岸坡是河流水陆交错带的主要组成部分,基于岸坡的调查结果,判断其是否充分发挥了以下功能:(1)生物生息环境的功能:1)移动路径;2)生息、生育及繁殖空间;3)避难场所。(2)良好的河流景观。宜在此基础上,对其存在的问题进行诊断。 92.3.3河道缓冲带河道缓冲带的主要功能分为:(1)生态功能。增加物种种类的多样性;相邻地区之间物质和能量的交换;为陆地动植物提供栖息地及迁徙通道,为水生生物提供能量及食物,改善生存环境。(2)防护功能。过滤径流,吸收养分,改善河流水质;调节河流流量,降低洪、旱灾害机率;保护河岸,稳定河势。(3)社会功能。草木丛生的河道缓冲带与周围的景观结合,在河岸、滨水地带构建出一片绿色的风景,可为人类提供休闲和户外活动的场所。(4)经济功能。河道缓冲带处于水、陆交接处,水分充足,一些木质优良的树种,如云杉、冷杉、柏木等,具有可观的经济价值。基于河道缓冲带的调查结果,分析已有现状在哪些方面、何种程度上影响了其主要功能的发挥,从而判断河道缓冲带存在的问题。2.3.4生态多样性基于河流生态调查的结果,结合各类生物种群的生物多样性、丰富度、完整性等相关指数的计算,对河岸带植被、大型水生植物、鱼类、大型底栖动物和浮游生物的生态多样性和完整性进行评估,判断整个河流生态系统在生态多样性方面存在的问题以及面临的风险等等。 103河流生态修复总体设计3.1河道结构与功能定位本指南从河道治理及生态修复的角度,将河道结构划分为河道基底、河道岸坡带及河道缓冲带三部分,见图1.1。3.1.1河道基底河道基底作为河床土质类型及构成、污染状况、河床形态及其演变、河床稳定性等综合内容的一部分,具有水利、航运、环保、节能、生态等专业领域的综合功能。河道基底宜在生物生息环境的构建和污染基底的清除等方面体现生态及环保功能。3.1.2河道岸坡带河道岸坡是水陆交错带的重要区域,具有安全防护、生态、景观等综合功能。岸坡区域应在满足安全防护功能前提下,从生态环境改善角度构建良好的生物生息环境。生息环境主要包括移动路径、生育繁殖空间及避难场所等。3.1.3河道缓冲带河道缓冲带是陆地生态系统与水生生态系统的过渡带,是河道周边生态系统中各陆生物种的重要栖息地,也是河道中物质和能量的重要来源,直接影响整个河道的水质以及流域的生态景观价值。其主要功能宜从生态功能、防护功能、社会功能及经济功能等进行体现。生态功能主要包括物种的多样性、物质和能量的交换、栖息地及 11迁徙通道、生存环境等。防护功能主要包括过滤径流,吸收养分,改善河流水质;调节河流流量,降低洪、旱灾害机率;保护河岸,稳定河势等。社会功能主要包括河道缓冲带与周围的景观协调性,在滨水地带构建人类休闲、户外和亲水活动的场所等,体现人类与生俱来的亲水性。经济功能主要包括选择适宜的优良树种,体现经济价值。3.2河道生态修复总体理念宜把河流从上游至下游整体纳入生态修复范围,整体规划设计。遵从河流自身的功能与生态定位,保持自然河道现有良好的河岸及河床走向,确保河床的安定性与连续性,不宜恶化现有河流的流势、流态等水流特征。河道水质净化是河道生态修复的前提条件,应在流域实施污染源控制措施与对策(详见污染源控制相关技术指南)的基础上,实施河道的水质净化工程。河道生态修复规划应将维护管理纳入其中。3.3河道生态修复原则与技术路线河道基底、岸坡及缓冲带生态修复工程总体方案设计时,宜遵循如下原则:(1)河道生态治理和河道基本功能紧密结合的原则。应在保证河道防洪、航运、灌溉等基本功能的前提下,充分考虑生态环境、水 12质净化、亲水景观等需要,使河道资源可持续利用和生态环境健康紧密结合。(2)实用性和经济性为工程重要目标的原则。需适应河道所在地域的地貌、地形、形态、水文、周边区域发展等特点,注重与河道沿线的整体风貌相协调,以自然修复为主、人工修复为辅,把实用性和经济性作为工程的重要目标。(3)科学性和适应性为工程重要条件的原则。应全面考虑河道水文、水深、流速、断面和平面形态、河道底质、工程材料等多因素的综合影响,保障工程方案的科学合理性,并能适应河道的不同特征,创建健康的河道生境条件。(4)材料和工艺的创新原则。应尽可能采用新型的生态岸坡建筑材料,减少混凝土、浆砌块石等“硬质”材料的使用,促进材料和工艺的创新。(5)兼顾河道水质改善、突出河道自然属性的原则。应兼顾对河道水质的改善、减少入河污染物的作用,体现河道的自然属性,提高河道的自净和生态修复能力,促进河道生态系统的健康、良性发展。河道基底、岸坡及缓冲带修复工程是一项复杂的、综合性的工程,综合国内外相关工程的设计及实施经验,提出总体设计的技术路线框架见图3.1。 13图3.1总体技术路线框架图3.4河道生态修复工程总体设计要求常见河道整治工程中存在的主要问题:横断面和纵断面由于行洪、排涝、航运等整治建设要求,一般均采用几何形态规则化的梯形、矩形等断面型式。自然河流呈现出的蜿蜒形态,急流、缓流、浅滩相间的格局,在河道或航道整治工程中往往被忽视,河道纵、横断面的几何规则化改变了河道深潭、浅滩交错的形态,导致河道生境的异质性降低,水域生态系统的结构与功能随之发生变化,特别是生物群落多样性将随之降低,生态系统走向退化。自然河道与河道整治的平面形态比较示意见图3.2,纵横断面形态比较示意见图3.3。 14图3.2河道平面形态示意图图3.3河道纵横断面示意图河道形态保持工程总体方案设计应从岸线形态、横断面形态、纵断面形态进行研究和布置,设计方案应处理好河道形态保持与河道水利、航运等基本功能需求的关系,重视河道形态的保持,体现河道平 15面、断面形态的自然属性,为河道水生态、水环境的健康及水生动植物的生长提供良好的条件。河道基底总体设计主要从河道纵、横断面形态上满足河道形态保持工程的总体要求。此外,当河道底泥内源负荷和污染风险较大时,宜通过环保疏浚的方法,有效清除河道底泥中的各种污染物,如营养盐、重金属、有毒有害有机物等,并对疏浚的底泥进行安全处置,改善河道基底环境。(1)河道岸坡总体设计应充分考虑河岸现状、设计标准、总体布置等内容,一般要求如下:①应对现状河岸及其护岸特征进行充分调查,分析现状岸坡的存在问题。②具有水利、航运等基本功能的河道,岸坡设计标准应满足相应的行业规范及标准规定。③岸坡的平面总体布置应根据河道断面、水深、地质、地形及周边环境等条件的变化进行分段布置。一般情况下,河道面宽条件较好的河段,可选用斜坡式;河道较狭窄的区段,可采用直立式;介于两者之间的河段,可采用复合式。并应根据河道水深、工程地质、岸线资源等综合因素,选用不同的组合型式。④生态护岸结构型式应根据自然条件、材料来源、使用要求和施工条件等因素,经技术经济比较确定。结构型式从构造上可分为直立式、斜坡式、下直上斜式、阶梯式、复合式、综合式等;从结构上可分为护坡式、重力式、悬臂式、高桩承台式、墙体式等。本指南仅根 16据生态护岸的构造型式分斜坡式、阶梯式、直立式、复合式及综合式。⑤岸坡带植被修复总体设计应主要考虑种类选择、布置、种植及景观等,应充分考虑工程河段的场所特性,因地制宜地进行布置。植被配置应符合原有的生态结构,充分利用乡土植物和当地优势物种,择优选取自维持效果及生态效果好的植被,减少人工维护需求。(2)河道缓冲带修复工程的总体设计应充分考虑缓冲带位置、植物种类、结构、布局及宽度等因素,以充分发挥其功能,一般要求如下:①应根据流域的水文、地形和环境特点选择合适的位置。缓冲带宜设置在下坡位置,与地表径流的方向垂直;对于长坡,可以沿等高线设置多道缓冲带以削减水流的能量。在溪流和沟谷边缘,宜全部设置缓冲带。②宜从缓冲带的净污效果、受纳水体的水质保护要求、非点源污染有效控制以及环境、经济和社会等角度对缓冲带的适宜宽度进行综合研究,科学界定缓冲带的宽度。③应根据实际情况进行乔、灌、草的合理搭配,宜采用以灌、草为主的植物在农田附近阻沙、滤污,宜布置根系发达的乔、灌木保护岸坡和滞水消能。④缓冲带的结构和布局应综合考虑去污效果、吸附能力、系统稳定性及流域的生物多样性。(3)河道基底、岸坡及缓冲带生态修复工程的工程测量及地质勘察一般应满足如下要求: 17①工程测量应为工程设计提供可靠的依据,在满足国家、地方及行业一般工程测量要求的基础上,在保持规划、设计、施工等阶段平面和高程控制一致的基础上,须符合河道基底与岸坡生境修复工程的要求,应至少包括地形测量和水深测量两项内容,一般要求如下:a.水域水深测量前应检查平面和高程控制点,校对基准面与水尺零点或自记水位计零点的关系。对水位随时间变化较大的河段,水深测量时须分段连续观测水位,且应与水位站和定位站校对时间,进行延时改正及结果修正。b.可采用断面测量法,断面间距研究阶段可为100~200m,设计阶段需加密至20~50m。水域范围内测点间距不宜大于2m,近岸处5m范围内点距应加密至0.5~1m。水深测量的深度误差限制不宜大于0.15m。c.凡是水中障碍物,即使不在测量断面位置,也需测出障碍物范围、标注物名。d.陆域地形测量研究阶段的测图比例不宜小于1:5000,设计阶段不宜小于1:1000。e.陆域地形测量范围不宜小于河道两岸沿线各30m宽度的横向范围。测量内容及要求除相关规范的常规内容及要求外,建(构)筑物(包括沿线道路、桥梁、房屋、管线、电杆、支流、鱼塘、水塘、沟渠、农用设施、垃圾池、厕所等)必须明确标示出位置及轮廓范围;房屋结构还应标示出层数;鱼塘、水塘、沟渠等水域范围内需有一定密度的测点高程值。 18f.陆域地形测量须对现有河道两岸的驳岸建设情况进行测量和标示,要注明驳岸的结构形式、分布长度和完好程度。应调查两岸沿线30m宽度范围内的沿河及跨河管线(如煤气管、水管、电缆、光缆等)的分布情况、概位、走向、数量等,并在图上进行明确标示。g.成图时应将水深测图与陆域地形测图拼绘,测点水深值放入平面图中。水深测量断面图横向、竖向宜采用正比例绘制在网格上。测图必须明确标示采用的平面坐标系及高程系统。②工程地质勘察的钻孔类型、平面布置、孔位布置、孔深布置、土样要求、土工试验分析等在满足国家、地方及行业工程勘察要求的基础上,宜查明或提供以下内容:a.查明场地地形、地貌(尤其是微地貌单元的划分),各层岩土的岩性、类型特征、深度、分布、工程特性和变化规律。查明沿线的暗浜、坑塘、低洼地带、古河道等的分布范围、埋深等。b.查明水文地质条件,地下水类型、埋藏条件、补给来源、腐蚀性及污染状况等。评价地下水质对建筑材料的腐蚀性。c.查明场地不良地质现象、特殊地质问题及古河道地下洞穴等,查明场地内有无地震液化土层、液化指数,并进行评价。d.查明场地内及其附近有无影响工程稳定性的不良地质现象;若有,对不良地质情况进行评价,提出预防和处理的建议措施。e.对工程地基土分布特征及工程地质条件提出评价;对拟建场地的稳定性和适宜性进行评价。查明场地土类型及类别、成因、性质及软弱土夹层。 19f.提供设计所需的各种物理力学指标及其他的技术参数,提出适宜的地基处理技术措施及合理的建议。g.对于河道基底修复或环保疏浚工程,底质勘察的有关要求还需满足《湖泊河流环保疏浚工程技术指南》的有关要求。必要时,应对工程范围内的土壤、水体、地下水等,按设计提出的要求进行化学取样分析。 204河道形态保持、基底及岸坡修复4.1河道形态保持4.1.1总体原则要求(1)河道形态保持工程主要包括河道平面形态(直观上指河道整治或规划确定的河道两侧岸线沿河道走向的平面形态,本指南称为河道岸线形态)、河道横断面形态及河道纵断面形态。(2)河道形态保持技术或工艺应符合下列总体原则:①应分析防洪、排涝、灌溉、供水、航运、水力发电、文化景观、生态环境、河势控制和岸线利用等各项开发、利用和保护措施对河道整治的要求,确定河道整治的主要任务。②协调好各项整治任务之间的关系,综合分析确定河道整治的范围。③符合整治河段的防洪标准、排涝标准、灌溉标准、航运标准等,并应符合经审批的相关规划;当整治设计具有两种或两种以上设计标准时,应协调各标准间的关系。(上述3条引自《河道整治设计规范》GB50707-2011)。④与岸线控制、岸线利用功能分区控制等要求相一致,并应符合经审批的岸线利用规划。⑤满足河道整治任务、标准、治导线制定、整治河宽、水深、比降、设计流量等河道整治工程总体布置要求,并满足河道整治设计相关规范、标准的规定。 21⑥宜从有利于河道生态环境健康的角度,进行河道生态治理的平面形态布置、断面形式设计,分析确定河道不同季节(或不同时段)适宜的生态径流量。4.1.2河段类型划分根据不同的划分原则,河道有不同的分类。一般情况下,主要有以下三类:根据河型、平面形态和河段特点,可分为顺直型、弯曲(蜿蜒)型、分汊型、游荡型等典型河段;根据河型动态分类,可分为稳定和不稳定型,或相对稳定和游荡型两类。然后,再按平面形态分为顺直、弯曲、分汊等类型;根据地区分类,可分为山区(包括高原)河流和平原河流两类。此外,根据河道流经的不同区段,也可分为城(镇)市区段、城(镇)郊区段、农村段(村落段、田野段)、重要保护区段(如:自然保护区、风景名胜区、山地森林区、自然文化遗产区、水源保护区等)及其他自然形态区段等。4.1.3形态保持技术重点(1)根据河型、平面形态和河段特点分类,不同类型河段生态治理的形态保持技术重点和相关要求总体如下:①顺直型河段从河道整治的角度,顺直型河段应在分析浅滩演变规律的基础上,进行必要的整治,稳定现有河势,并满足安全通过设计泄洪流量 22和航运相关要求。从河道生态保护角度,生态治理工程技术可侧重于河岸的生态化改造或保留稳定的自然岸坡,突出自然属性,并应充分保护河道浅滩所具有的生境条件。当有利于形成稳定的河槽时,也可采取必要的疏浚措施改善浅滩。②弯曲(蜿蜒)型河段从水利防洪角度,弯道水流所遇到的阻力比同样长度的顺直河段要大,将抬高弯道上游河段的水位,从而对宣泄洪水不利。此外,曲率半径过小的弯道,汛期水流不平顺,形成顶冲凹岸的现象,危及堤岸安全。从航运角度,河流过于弯曲,航道弯曲半径将不满足航行安全要求,且航行视线不利,弯道往往也形成不利航行安全的流势、流态。一般情况下,对适度的弯曲型河段宜维护、稳定现有的河型、河势,可根据情况采取如下措施:a.稳定现状,防止其向不利的方向发展。当河湾发展至适度弯曲时,采用防护工程或控导工程控制凹岸发展及改善弯道,防止弯道继续恶化。b.改变现状,使其向有利的方向发展。即因势利导,通过人工裁弯工程将迂回曲折的河道改变为有适度弯曲的连续河湾,从而稳定河势。从河道生态保护角度,弯曲(蜿蜒)型河段形态蜿蜒曲折,是自然河流的重要特征,河流的蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河湾、沼泽、急流和浅滩等丰富多样的生境。此外,由于弯曲河段的流速不 23同,在急流和缓流的不同生境条件下,可形成丰富多样的生物群落,如急流生物群落和缓流生物群落。生态治理工程应在满足河道水利防洪、航运等行业综合整治基础上,尽量顺应河道平面形态的蜿蜒特征,保持岸线和河槽的适度弯曲形态。平面形态布置在充分调查和论证基础上,可采用经验关系推算、模拟复制、模型研究等技术方法,确定适宜的布置方案。③分汊型河段从河道整治的角度,分汊型河段的整治技术措施一般主要有:汊道的稳定、改善与堵塞。其中,汊道的稳定与改善,目的在于调整汊道的水流条件及汊道间的分流比等,维持与创造有利河势,从而对防洪和航运有利,并与经济社会发展相适应;汊道的堵塞,往往是从汊道通航环境条件和对泄洪能力的影响等角度分析考虑,经技术经济充分论证确定后,有意淤废或堵塞一汊,常见的工程措施为修建锁坝。从河道生态保护角度,分汊型河道作为一种常见的天然河道形态,可形成较为丰富多样的生物群落,应侧重汊道生态流量的研究,保护河流生态环境,维持河流健康,科学开发和利用水资源。当条件允许时,亦可结合地形、水文条件等,因地制宜地布置浅滩湿地、江心洲湿地或生态岛等。目前,对于生态需水规律的研究及生态流量的计算方法尚不成熟,可在河道总体生态环境研究成果基础上,采用水文学方法、水力学方法、生物栖息地或生境模拟法,以及合适的模型研究方法等,提出汊道不同季节适宜的最小、最大生态流量要求。 24④游荡型河段从河道整治的角度,游荡型河段的整治应采取逐步缩小主流的游荡摆动范围、稳定河势及流路的工程措施,工程布局宜以坝护湾、以湾导流、保堤护滩。从河道生态保护角度,游荡型河道应充分利用水利工程逐步稳定下来的河势,采取必要的工程、生物等措施,发挥河漫滩及边滩丰富的生态价值,并利用部分滩地串沟,尤其是堤防临水侧堤脚附近的水沟,构筑生态水槽,提供良好的生物栖息条件。此外,尚可利用自然或人工放淤的边滩,构筑滩地小型的湿地环境,恢复或保持生物的多样性。(2)根据地区分类,不同类型河段生态治理的形态保持技术重点和相关要求可综合体现如下:①山区(包括高原)河流山区河流,尤其是中小型山区(包括高原)河流分布广泛,因山区地形和地质结构复杂、气候差异悬殊、自然条件恶劣,山区河流具有暴雨后洪峰出现时间短、洪峰流量大、河道坡降陡、洪水洪枯变幅大、洪水冲刷力强、河岸植被脆弱、水土流失严重等显著特点。山区性河流的规划整治宜首先满足河道水利防洪整治的需要,确定整治的重要河段和重点部位,一般以城镇、集镇、村庄、耕地面积集中成片的河段为重要河段,以易垮塌、易冲刷、决口损失较大的地段为重点部位。对河道的岸线、堤线进行上下游、左右岸统筹布置,河道转弯半径不宜太小,适度调整河势和流向,充分发挥天然河道的 25作用。此外,尚需处理好整条河道的平面、断面之间的关系,提高堤防护岸迎水面的防冲能力。从河道生态保护角度,应注重整治的整体效果,结合城镇建设、生态环境建设、农田改造项目,统筹规划,协调布置,互不干扰,分步分项逐步实施。生态治理技术形式主要可从如下方面重点体现:a.在流域内采取水土保持措施,退耕还林,封山育林,拦截地面径流,减少泥沙进入河道;b.进行河道整治,科学采取上堵、下排措施,修建堤防、护岸工程。上堵就是在河道上游修建一定的拦沙坝、谷坊坝等拦截泥沙;下排就是疏浚河道,清除阻水障碍,保持河道畅通;c.关键河段修建堤防或护岸工程,约束水流,保护岸坡稳定;适宜的水文、地质条件下可选择生态型护坡型式。②平原河流平原地区一般人口稠密,农业和经济发达,地形地势平坦,河道行洪排涝不畅,从而成为洪涝灾害的多发地。平原河流具有线状分布里程长、河道周边农田分布广、自然河流和人工运河交叉密布(包括行洪、排涝、灌溉等渠道)、水流受人工泵闸调控等显著特征。从河道整治的角度,平原河流以提高地区河道防洪、除涝标准为主,保障人民群众生命财产安全、改善农业生产环境、促进国民经济持续发展。水利工程的主要整治措施一般有:分洪道(灌渠)或人工运河开挖、河道疏浚、弯道裁弯取直、护岸堤防建设等,主要整治建 26筑物一般包括:防洪闸、水闸(节制闸)、船闸、泵站、防洪堤防、渠道等。从河道生态保护角度,排洪、除涝、设闸等措施可能导致污染转移、河道原有水文条件改变、水体流动性变差、纳污能力下降以及对地下水水质造成不利影响等情况。此外,人工运河、排洪渠或灌溉沟渠等挖填土方工程量较大,可能扰动和破坏原有地貌形态并侵占土地、林地、水塘、农田等。根据平原河流的相关特征,生态保护治理工程技术应注重如下:尽量保持河道岸线原有的自然形态,对改善行洪排涝条件的人工运河、排洪渠、裁弯取直河段以及灌溉渠等宜进行生态化改造或建设。结合堤防或护岸建设要求,河道两侧尽量留有一定宽度的缓冲带范围(一般不宜少于15m),改善河岸带生境条件。设闸的河道,根据河道洄游生物情况,宜设置洄游道,并提出泵闸工程的生态调度需求,改善河道的水文条件。疏浚工程、裁弯取直工程等应重点论证,减少对河道底栖生物生存环境的破坏,河道裁弯取直后对原有弯曲河段不应轻易填埋,而应通过技术经济和生态环保需求的充分论证,综合确定处理措施,宜最大限度保持原有弯曲河段的生境条件。进行护岸、堤防建设时,应在满足河岸稳定的基础上,尽量采用生态护坡形式。在条件允许时,应优先采用斜坡式结构。(3)根据河道流经的不同区段,不同类型河段生态治理的形态保持技术重点和相关要求总体如下: 27①城(镇)市区段河道由于城市(尤其是老城区)的建设基本成型,一般情况下城(镇)市区段河道的形态已基本固定,河道两侧或周边的用地基本受限,规模化改造河道的平面形态及布局难以实现。此外,城(镇)市区段河道两岸大部分建有各种型式的护岸,并以硬质护岸结构型式为主,且一般分布有大量不同类型的排水口。生态治理工程的形态保持重点一般可考虑:河道两侧沿线的护岸、堤防或防汛墙的生态化改造、景观绿化节点布置、河道局部形态改变等。治理中应注重河流生态景观建设与城市发展及历史文化背景的结合,重点关注城(镇)居民对河流景观功能的需求,通过修复使河流更具休闲游憩空间和良好的亲水性。此外,宜充分利用河道两侧的城市绿地或景观带,进行必要的水质净化工程布置,最大限度地提升城(镇)市区段河道的生态、人文、环境等品质。②城(镇)郊区段河道总体来说,城(镇)郊区段河道两岸用地相对较为宽裕,一般情况下尚保留着河道原有的岸线形态。随着城市的经济建设和发展,城(镇)郊区也逐步纳入城(镇)相关的规划发展范围,相关用地规划也逐步呈现。从河道生态保护角度,应首先将河道生态保护或治理的相关要求纳入城(镇)开发建设的总体规划内容中,从规划开始就体现河道生态保护的控制要求,将属于河道的水域和陆域,通过规划保护起来。 28河道形态保持工程的技术重点可体现在河道自然形态的保持、生境条件的改善、河道两侧缓冲带的建设,最大限度保留河道沿线的自然属性。当条件允许时,尚可结合河道的地形、地貌和水文条件等,进行局部形态的改变,适当增加河道的蜿蜒性,构筑必要的滩、洲、湿地等,提升河道的生物或生境多样性。③农村段河道农村段根据村落和农田的分布情况,又可细分为农村村落段和农村田野段。农村段河道周边主要为村落、耕地、农田、经济林、果园等,受农业生产发展的影响,农村段河道周边可能分布有一定的农业生产设施,如取、排水口,灌溉沟渠,闸涵以及堤防,田埂等,但河道总体形态一般保持着自然状态。一般来说,田野段的耕地保护要求较高。农村段河道形态保持不宜过多占用耕地,宜总体保持原有的河道形态,因地制宜布置局部适宜规模的湿地、生态沟槽等,改善河道生境条件,恢复生物多样性。村落段由于居民房屋、农村道路等一般临河而建,拆迁产生的社会问题较大,宜在符合区域建设整体规划的基础上,结合村落环境的综合治理要求,在有条件的情况下进行河道生态堤岸建设,并沿河设置必要的提倡环保的宣传、教育及提示性标志标牌,规范垃圾倾倒行为,保持或美化村落区河道沿岸的良好环境。必要时,可设置供村民休闲、散步的临河亲水步道或景观节点。农村段河道生态治理,尚应充分调查和研究农田面源污染入河情况,尤其对村落生活污水直排入河以及农灌渠的灌溉余水入河进行必 29要的沿岸分散处理。可充分利用现场的地形、地貌条件,结合水塘、池塘的分布,选取适宜的位置布置湿地或其他分散处理工程。在有条件时,可在农灌渠入河口布置河口小型湿地,或沿河岸坡脚布置与河道基本平行的生态沟槽,拦截并处理入河生活污水或灌溉余水。此外,农村段河道根据河岸的稳定情况,宜进行必要的岸坡防护,并宜首先采用生态化护坡及斜坡式结构型式。④重要保护区段及其他自然形态区段重要保护区段河道原则上位于自然保护区、风景名胜区、山地森林区、自然文化遗产区、水源保护区等,往往保持着自然的、原始的河道形态,其他自然形态区段的河道,一般也具有相同的自然或原始属性。对于重要保护区段及其他自然形态区段河道,以保持现状形态和生态环境为重,一般不应采取过多的人工干预措施,宜从河道来水、来沙等情况,分析河槽、河岸以及河床的稳定性,研究确定是否采取必要的工程措施,减少自然灾害,防止水土流失,增强重要保护区范围的保护能力。4.1.4断面形式设计对应于不同的河道平面形态,在满足河道水利、航运等行业规划断面的基础上,应充分考虑河道的生态保护需求,根据河道的水位、流量、流速、流态、泥沙等水文要素,结合河道的堤防、护岸及防汛道路等工程建设方案,合理确定河道的断面设计形式。河道断面形式总体可分为横断面形式、纵断面形式两大类。 30横断面形式根据河道断面的几何形态,主要可分为矩形、梯形、复合型等。矩形断面主要受河道两岸用地限制,一般布置于城(镇)市区段,河道生态系统恢复条件较差。梯形断面适用于河道面宽较宽、用地相对充裕的河段,一般布置于城(镇)郊区段、农村村落段等,河道生态系统恢复条件一般。复合型断面更加贴合河道的自然特征,适用于河道自然形态保持较好的河段,往往可体现河道浅滩、边滩、水槽、滩地串沟等河道自然特征,河道范围占地面积一般较大,生境条件较好,且易构建利于河道生态修复的平面形态和断面条件。此外,对于以水利、航运等整治工程为主的河道,顺直河段一般以对称型、几何尺度规则化为主;而对于现状自然属性显著的河道,可根据水流、泥沙及河床演变等特性,宜保留其自然的、不规则、不对称的河道复合断面形态。河道横断面形式设计,主要包括下列内容:(1)根据河道基本功能要求,确定河槽底宽及底高程。(2)根据河道地质和水文等条件,确定水下开挖或疏浚边坡。(3)确定水下平台、护岸、堤防、缓冲带等河道相关整治工程和生态工程各部位的竖向高程及横向尺度。(4)根据河道平面或岸线形态保持要求,确定深槽、浅滩、边滩、生态沟渠、支流、汊道、沙洲、水槽、生态沟渠及其他生态修复工程的断面布置范围及其相关尺度。(5)复式断面的主槽糙率和滩地糙率应分别确定。河道过水断 31面湿周上各部分糙率不同时,应求出断面的综合糙率,当沿河长方向的变化较大时,尚应分段确定糙率,从而进行必要的河道水力计算。河道纵断面布置应统筹协调好各项河道整治任务和相应专业规划的关系,宜根据相关水力计算、河床演变分析等河道整治工程研究结论,在不影响河道整治效果的基础上,适度形成深浅交替的浅滩和深槽,构建急流、缓流和滩槽等丰富多样的水流条件及多样化的生境条件。有条件时,尚可结合河道纵向的基底特征,进行局部水下微地形的改造,如构建局部砾石(抛石)河床、生态潜堤、人工鱼巢等,形成多样性的河床基底及流态,改善河道纵断面生境条件。4.2污染基底修复工程设计4.2.1污染基底修复工程设计要求(1)河道污染基底环保疏浚、底泥处理等要求,参照《湖泊河流环保疏浚工程技术指南》的有关规定执行。(2)河道疏浚、开挖设计应取得下列基础资料:①水深测量和地形测量资料;②勘察资料;③水文气象资料;④相关法规、规划、环保、防汛及引水灌溉等要求。(3)当河道水域断面形态沿河道纵向较为单一时,宜采用断面测量。当河道水域断面形态沿河道纵向复杂多变时,应采用水下地形测量。(4)河道疏浚、开挖工程地质勘察应按有关勘察规范要求执行,并符合环保疏浚的相关勘察要求。 324.2.2工程量计算规定疏浚、开挖边坡及工程量计算,应符合下列规定:(1)疏浚边坡应根据土质、河道水动力条件、疏浚开挖工艺及设备,结合护岸结构安全和河道基本功能要求综合分析确定。(2)采用疏浚船机水下疏浚工艺时,疏浚开挖工程的设计工程量应包括设计断面工程量、计算超深和计算超宽工程量、施工期回淤工程量。施工期回淤工程量应根据回淤强度和施工工期,经研究确定。采用人工或机械干地开挖时,可根据设计要求确定超深、超宽工程量。(3)疏浚、开挖工程的计算超深、计算超宽尺度应根据河道条件、施工工艺、施工设备及设计边坡等因素分析确定。(4)疏浚、开挖的允许超深、允许超宽不应影响护岸、临河建筑物的安全,不宜超过计算超深、计算超宽的2倍。4.2.3工艺设计要求疏浚、开挖工艺设计,应满足下列要求:(1)河道疏浚、开挖工艺应根据地形条件、水域水深及宽度条件、泥土处理条件、水上交通条件、陆上交通条件,经论证确定。一般有干地开挖工艺、水力疏浚工艺、挖泥船挖泥-泥驳运泥-吹泥船吹泥的“挖、运、吹”工艺、绞吸船直接绞吹工艺、环保疏浚工艺等。(2)河道疏浚工艺应根据工期、质量和环境要求,考虑水下地形、土质、水流、水位、水域宽度、通航条件等因素,结合疏浚土处理方式以及疏浚设备性能等合理确定。 33(3)当场地条件允许并经验算能保证边坡稳定时,可采用干地放坡开挖方式,开挖边坡应根据土质、地下水位、开挖深度等因素确定,当开挖厚度超过4.0m时应多级放坡。一般情况下,淤泥质土层的开挖边坡不宜陡于1:3,其他土层的开挖边坡不宜陡于1:2;多级开挖的坡间平台宽度不应小于1.5m。(4)应对施工的安全性和措施进行详细的研究和设计,并充分考虑暴雨、渗流、卸土、堆土的不利影响。当开挖底边线与周边已有建筑物和设施的净距小于等于4倍开挖深度且开挖坡面暴露时间较长时,应对开挖坡面采取合理有效的防护措施。(5)遇沙性土、粉性土,应采取合理的降水措施。施工期间边坡的整体稳定、渗透稳定、开挖及降水对周边已有建筑物和设施的影响等应符合相关规范要求,防止滑坡、流沙、管涌等危害周边已有建筑物和设施安全的灾害发生。4.3岸坡生境修复技术4.3.1岸坡生境修复设计要求(1)岸坡生境修复工程设计需确定生态护岸工程的设计要求、稳定计算、结构型式等内容,并应满足相关规范的规定。(2)生态护岸的设计一般包括结构材料的自然性、结构的软质化及岸坡自然形态的保持等要求,并宜符合下列规定:①宜采用自然属性较强的材料作为主体结构,结合适宜生态护岸结构采用的块石、生态混凝土、植草砌块、石笼、土工合成材料等, 34构筑可以抵抗水流淘刷侵蚀的结构,同时适合植物的生长和自然演替。在水位变动区范围内,应充分考虑反滤层结构的稳定性,并可通过设置小型挡墙、块石堤、人工预制块体等构筑物加强防护,并构造适宜水生植物生长的水流条件。②宜选用利于生态系统稳定的斜坡式结构,结构构造为水体与土体、水体和生物、生物和土体的相互涵养创造良好条件,创造适合生物生存和繁衍的岸坡带环境。③宜顺应河道的自然岸坡断面形态,不宜进行过多的人工干预而改变原有河流岸坡断面形态。(3)生态护岸工程结构设计除满足生态效果的设计要求外,尚应满足护岸设计的稳定安全要求,宜遵循如下原则:①结构及构造设计应适应河道及周边环境条件,具有可实施性,并满足稳定安全及河道管理的相关要求。②宜使用效果好、质量及技术可靠的材料。③宜根据环境、景观、生物生长、养护等要求,结合土壤、气候、水文条件和植物适应性等因素,从自然恢复和人工种植两方面综合进行植物设计。④宜减少后续的养护管理工作量。(4)生态护岸应按持久状况、短暂状况和偶然(地震)状况设计,并应符合下列规定:①对持久状况,结构使用期应按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。 35②对短暂状况,施工期和使用期临时承受某种特殊荷载时,应按承载能力极限状态设计,必要时尚应按正常使用极限状态设计。③对偶然(地震)状况,使用期遭受地震作用时,应按承载能力极限状态设计。(5)生态护岸承载能力极限状态设计应考虑下列三种作用组合:①持久组合应为持久状况下的永久作用与可变作用组合。一般情况下,应采用设计高水位、设计低水位、极端低水位或历史最低水位、设计最高通航水位、设计最低通航水位与相应地下水位的不利水位组合。②短暂组合应为短暂状态下的永久作用与可变作用组合。使用期应采用设计高水位、设计低水位与相应地下水位的不利水位组合。施工期应考虑施工期暴雨组合。当采用围堰和降水施工时,尚应考虑施工期围堰内水位和降水后的地下水位的不利水位组合。当短暂组合稳定性不满足要求时,应首先考虑从施工上采取措施。③地震组合应包括地震作用,地震作用和计算水位应按现行有关行业标准的规定执行。(6)生态护岸设计的稳定安全要求,尚应进行下列规定内容的计算分析:①斜坡式护岸宜按现行有关行业标准的规定,计算或验算护面结构的稳定重量或厚度、护面结构的强度、岸坡整体稳定性等。②直立式结构护岸宜按现行有关行业标准的规定,计算或验算抗滑稳定性、抗倾稳定性、基床和地基承载力、整体稳定性、构件内力 36及强度、构件的裂缝宽度、地基沉降、位移等。③设有桩基的护岸,应计算桩基内力和桩基承载力,确定桩基规格和桩长。④当护岸邻近已有建筑物和设施时,护岸设计应考虑护岸建成投入运行后对周边已有建筑物和设施的影响,不应影响其结构安全。⑤当护岸邻近已有建筑物和设施时,护岸设计应考虑护岸施工对周边已有建筑物和设施的影响,包括挤土、震动,以及基槽开挖的影响,不应影响周边已有建筑物和设施的结构安全。⑥护岸墙后基槽回填设计应根据护岸结构尺度及对护岸整体稳定、渗透稳定、结构内力和变形的控制要求,结合回填土料来源、回填作业条件、绿化种植需要等因素,对回填土料、干密度、回填时机、排水要求、回填方法、施工顺序、回填速率和变形观测等提出要求。⑦护岸结构型式应根据河道断面型式、沿线岸坡挡土高度、工程地质等自然条件、施工条件、邻近建筑物和设施等环境条件,以及工期、防汛、生态、环境协调等要求,遵循技术可靠、经济合理的原则,经论证确定。4.3.2生态护岸构造型式(1)生态护岸结构型式应根据自然条件、材料来源、使用要求和施工条件等因素,经技术经济比较确定。(2)结构型式从构造上可分为直立式、斜坡式、下直上斜式、阶梯式、复合式、综合式等;从结构分类上可分为护坡式、重力式、悬臂式、高桩承台式、墙体式等。本指南仅从生态护岸构造型式上分 37斜坡式或阶梯式、直立式、复合式及综合式。(3)典型的护岸结构构造型式及设计技术理念可参照下列要求:①仿自然护坡的斜坡式或阶梯式结构型式一般可采用木桩和特制的植物机床组成可抵挡水流、波浪冲刷及植物生存空间的结构,基本保持原有河道岸坡形态,保持相对稳定的原河道生态环境,并满足岸坡防护的要求。结构型式示意见图4.1。图4.1仿自然护坡的斜坡式或阶梯式结构型式示意图②抛石防护的斜坡式结构型式一般利用自然的卵石或块石,自然抛置成具有防护效果的结构层,抛石结构层可以直接在岸坡上形成,亦可在岸坡和其之间形成一定宽度的水域。利用抛石的自然缝隙保持水体与土体的相互涵养,并为生物提供生存的空间,同时满足岸坡防护要求。结构型式示意见图4.2。 38图4.2抛石防护的斜坡式结构型式示意图③植草砌块、生态混凝土、石笼基床等阶梯式结构型式利用植草空心砌块、生态混凝土(球、块、砖)、石笼基床等作为护面材料,错缝砌筑,形成斜坡或阶梯状,利用结构体抵抗水流或船行波对岸坡的冲刷,利用结构体本身及空心筒内的土壤为生物提供友好的生存空间,并满足水土相互涵养的需求,优化传统重力式护岸墙壁隔绝水土相互涵养的硬质界面。结构型式示意见图4.3。 39阶数根据构造确定图4.3植草砌块、生态混凝土、石笼基床等阶梯式结构型式示意图④直立堤岸生态化改造型式 40一般情况下,生态护岸不宜采用直立式结构。当不可避免时,宜根据河道特征条件,在直立式墙壁前构造有利于水深植物生长的基础。通过采用袋装生态复合土、生态石笼、植物基床等,在岸边营造小型的抬升式、水沟式或悬挂式断面,创造局部适合水生植物生长的物理基础,恢复沿岸挺水植物,优化直立式护岸的岸边生态环境。结构型式示意见图4.4、图4.5。图4.4直立护岸墙前抬升式结构示意图图4.5直立护岸墙前水沟式、悬挂式结构示意图此外,对于不可避免采用直立式结构的护岸,可从护岸结构材料类型上采用新型砌块结构,提高护岸墙身的透空率和植物根系的生长空间,见图4.6。 41图4.6新型砌块挡墙结构示意图⑤复合式结构型式一般可分为下直上斜型、斜直斜式。在河道宽度受到限制的情况下,宜利用圆木桩、钢板桩或板式墙体等形成下部直立的防护结构,并可设置供水土相互交换和涵养的空隙,上部斜坡区域则采用仿自然护坡结构。当有条件改善直立式挡墙的高度,宜考虑斜直斜式结构,并宜通过开孔透水提升直立挡墙段的透水性,提供生态环境价值。结构型式示意见图4.7、图4.8。图4.7下直上斜式护岸结构示意图图4.8斜直斜式护岸结构示意图⑥综合式结构型式护岸结构主体一般由三部分组成:防护带、生态湿地(或水槽) 42带、仿自然岸坡带。防护带结构设计宜采用利于生物栖息的小型抛石堤、连排木桩等,结构顶高程一般在常水位以上30cm左右,尚应根据河道实际水位变幅进行综合分析确定。生态湿地(或水槽)带须适应挺水植物、浮水/叶植物、亲水湿生植物的生长演替,提供生物栖息、产卵和繁殖的空间。仿自然岸坡带可由植物形成具有一定防护作用的自然型岸坡,营造水域到陆域的斜坡过渡环境,且满足水陆生态系统的自然衔接要求。结构型式示意见图4.9。图4.9综合式护岸结构示意图(4)生态护岸的构造尺度、竖向设计高程、建筑材料使用要求及相关验收标准等应符合现行有关行业规范、标准的规定。4.3.3岸坡带植被修复设计(1)岸坡带植被修复设计宜遵循如下原则:①生态学原则,主要包括生态演替规律、生物多样性规律、生态位原则等。在植物生态恢复的过程中宜根据生态系统自身的演替规律分步骤分阶段进行恢复,并根据生态位和生物多样性的原则构建生态 43系统结构和生物群落,达到水文、植被、生物的自然演替。②景观性原则,在岸坡带生态修复过程中,自然美和人文景观宜和谐统一,营造一个舒适、优美的景观环境。③亲水性原则,岸坡带的植物修复宜体现人们亲水的要求,以满足人们亲水和赏景的要求。④稳定性原则,岸坡带的植物修复应结合岸坡防护工程(如生态护岸)综合考虑,适应河道滨岸带的水流条件,在通航河道上尚应考虑船行波对植物的破坏影响,从而确保植物修复后的稳定性。一般情况下,适宜植物稳定生长的流速不宜超过0.4m/s,船行波波高不宜超过0.3m。(2)河道岸坡带修复范围宜为设计高、低水位之间的岸边水域。设计高水位之上至河水影响完全消失为止的地带应进行适宜的植物修复,一般宜保证有3~5m的宽度范围。(3)植物栽种时间一般宜满足下列要求:①一般陆生植物、球宿根植物的最佳种植时间为植物休眠期。②水生湿地植物种植的最佳时间一般是春夏或初夏,设计时应考虑各种配置植物的生长旺季以及越冬时的苗情,防止在栽种后出现因植株生长未恢复或越冬植物弱小而不能正常越冬的情况出现。③耐水性差的种类宜在生长期种植,耐寒性强的种类一般可在休眠期种植,耐寒性差的种类不宜在休眠期种植。④低温或高海拔地区宜在生长期种植。(4)水生植物根据其生活方式和形态特征可分为沉水植物、浮 44水/叶植物、挺水植物和湿生植物。河道有通航、行洪排涝的要求时,一般不宜在河道岸坡带修复沉水植物和浮水/叶植物。岸坡带水生植物选择主要面向挺水植物和湿生植物。(5)水生植物的栽种水深一般宜满足下列要求:①水深>110cm时,除部分荷花品种外,不适宜其他挺水植物布置;②水深80~110cm时,适宜布置的植物有荷花等;③水深50~80cm时,适宜布置的植物有芦苇、香蒲、水葱等;④水深20~50cm时,适宜布置的植物有芦苇、香蒲、水葱、黄菖蒲、旱伞草、梭鱼草等;⑤水深<20cm时,适宜生长的植物较多,除上述植物外还有千屈菜、长根草、薏苡等。种栽水深示意见图4.10。图4.10岸坡带植物栽种水深要求示意图(6)植物种植方式选择宜满足下列要求:①挺水植物一般可以采用裸根幼苗移植、收割大苗的移植以及盆栽移植方法栽种,一般选择前两种。②浮叶植物可采用先放浅水进行栽种,再逐渐加深的方法,如睡莲、荇菜、菱、中华萍逢草等。水深80~110cm水深50~80cm水深>110cm水深20~50cm水深<20cm 45③浮水植物(漂浮植物)一般采用打捞引种法,并注意控制生长范围,如大薸、槐叶萍和浮萍。(7)植物种植密度的确定宜满足下列要求:①植物种植的设计密度根据植物类型、生长特性、成活率等要求,按有关标准确定。②一般情况下,若时间充裕,湿地植物施工密度可以适当小于设计密度。③分生能力强的植物一般可以稀植。种植密度从分蘖特性大致可分三类:一类是不分蘖,如慈姑;第二类是一年只分蘖一次,如玉蝉花、黄花鸢尾、德国鸢尾等;第三类是生长期内不断分蘖,如再力花、水葱等。针对不同的差别,种植密度可有小范围的调整。(8)植物品种的选择宜满足下列要求:①岸坡带水生、湿生植物宜选择项目所在地区的适宜品种。一般情况下,岸坡带水深变化范围在0~60cm,可选择芦苇、千屈菜、黄菖蒲、水葱、香蒲等植物。②陆缘植物主要为乔、灌木,可根据河道所在地区的盐碱情况、土壤、地下水及项目建设要求,宜首先选择当地成熟品种,并考虑植物的耐水湿性,如杉科、杨柳科等物种。③岸坡带的野生植被也可达到良好的护坡和生态效果,宜进行利用和自然恢复,维持野生植被的自然演替状态。 465河道缓冲带构建技术5.1缓冲带构建及布置要求5.1.1缓冲带构建原则河道缓冲带构建宜遵循下列原则:(1)分类治理的原则,河道缓冲带的不同区段应根据地质、水文、土壤、植被及土地利用状况的差别,实行分类治理。(2)“因地制宜、整体优化”的原则,河道缓冲带生态环境功能应考虑土地利用、经济投入等因素,因地、因类优化组合,合理有效地确定其功能及其适用的恢复措施。(3)“解决突出问题,重要功能优先”的原则,河道缓冲带宜充分考虑河流的主要环境功能和使用功能,突出解决主要问题,如:平原河岸带,以工农业用水、旅游、渔业为主的河流,应重点考虑生态功能的修复;山区河道则宜重点考虑水土保持的功能修复。(4)“可操作性、实用性、可持续发展”的原则,河道缓冲带的功能区确定宜充分考虑缓冲带修复工程的可实施性、实用性以及技术、经济的合理性,是否利于当地经济、环境的可持续发展。(5)便于管理的原则,河道缓冲带各功能区边界分类和确定时,应综合考虑土地的行政隶属关系和流域界线,便于地方管理。(6)充分结合河道蓝线及相关用地规划的原则,河道缓冲带布置应满足河道蓝线及陆域建筑物控制线规划的有关要求。当没有相关规划要求时,应充分结合地方有关用地规划,从土地综合利用、减少 47征地拆迁和耕地及农用地侵占、满足环境需求、经济可行和便于实施等方面综合考虑,进行缓冲带总体布置。5.1.2河道缓冲带构建技术河道缓冲带构建技术应充分考虑缓

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