为遵循“健康、安全、活力、发展”的城市生态可持续发展的基本理念。即城市生态系统的健康是可持续发展的必要条件和重要衡量标准;生态安全是指人类生产生活和健康不受生态破坏影响的保障程度,其中潜在的生态安全格局十分关键;健康、安全的生态城市是充满活力的,提高活力水平是城市生态可持续发展的目标;发展即城市生态可持续发展。
一、当前城市河湖概况
自20世纪80年代以来,随着城市化程度不断提高,各大城市城区河湖长期没有得到系统治理,导致河道过窄、淤积严重、防洪标准低、水生态环境急剧恶化等一系列问题,不少河湖都已处于不健康或亚健康状态,严重影响城市景观。也成为广大市民的一块“心病”。
二、河湖整治的必要性为遵循“健康、安全、活力、发展”的城市生态可持续发展的基本理念。
即城市生态系统的健康是可持续发展的必要条件和重要衡量标准;生态安全是指人类生产生活和健康不受生态破坏影响的保障程度,其中潜在的生态安全格局十分关键;健康、安全的生态城市是充满活力的,提高活力水平是城市生态可持续发展的目标;发展即城市生态可持续发展。
河湖整治有其必要性:
1)防洪排涝要求:年年暴雨洪水的危害,现状河道护岸护砌不完整,河道淤积,部分河道被侵占现象严重,影响了汛期排涝通畅,遇高潮暴雨时,极易积涝成灾。
2)水质环境日趋恶化:随着经济的快速发展,工业区不断扩大,污水未经处理直接排入附近河道,使河湖水质日趋恶化。
3)居民生活的要求:河道穿过居民区,居民生活水平的日益提高对生活环境提出了更高的要求,脏、乱、差的河道现状已远远不能满足居民对环境的要求,让居民生活在碧水绿茵的环境下已是目前各地政府逐渐重视的问题。为体现人与自然和谐共处的治水理念,河湖应充分体现山水城市和江南水乡的文化特点,与文明城市建设有机结合,为现代化城市生活创造轻松、舒适的环境,为市民和游客提供旅游观光、休闲健身的好场所。我们迫切需要实施“水利进城”的“亲水战略”,逐步提高城市生态系统健康水平,构建市域生态安全空间格局,激发城市生态系统活力,培育城市强劲的可持续发展能力。
三、河湖护岸形式的选用
根据华南、华东各城市及西方国家河道护岸成功案例,这里对一些河湖护岸形式有如下详叙。从护岸护坡形式来讲,有直立式、斜坡式及复式等河道护岸形式。前者又叫挡墙护岸,后两者也称开敞式护岸。首先讲讲直立式护岸。挡墙形式有历史悠久的干砌石和浆砌石重力式挡墙、混凝土成形的扶壁式及悬臂式挡墙、有日本用竹木制成的笼式挡墙、西方国家现在盛行的蜂巢挡墙等。造价最高的数混凝土挡墙,由于需配筋架模而使施工相对复杂,透水性及柔韧性最差,特别是地基不均匀沉降几乎是它的致命弱点。但它依靠墙身的重量及底板以上填土的重量来维持其平衡,使其自身厚度小,自重轻,从而达到高度大的优势。特别是抵抗冲刷能力墙,使用寿命也相对要长。
成本最低的该是干砌石墙,但其性能差些。综合性能最好的要数蜂巢挡墙了,全名叫作蜂巢格网挡墙,它源于欧洲的环保科技水土保持技术,作为一种新工艺、新技术、新材料已经开始广泛的应用各种建设项目上。直立式护岸在八、九十年代应用较为广泛,选用它进行河道护岸,有以下几方面优势:一是防洪防潮、控制河势、减少水土流失。由于暴雨、洪水来势凶猛,对河床及两岸冲刷特为严重,河道容易受到潮起潮落、流水走势、河道形状等因素的影响,造成河势不稳定。特别是在暴雨洪水期间,经常会引起内河河道排水不畅、水位雍高、退水缓慢,加大沿岸地区防汛排水压力,影响市民安全。直立式护岸是防洪防潮的有利屏障,可以有效控制河势,减免对河岸冲刷破坏,避免造成水土流失,减少河道淤积。二是减少工程占地与房屋拆迁,保护河道净宽。采用直立式护岸改造河道,两岸占地相对较少,减少拆迁,增加土地使用面积,从而降低占地拆迁成本,另一方面,它又能有效的保护河道宽度,制约违章建筑侵占。其次说说斜坡式护岸。其形式有天然护岸及护垫护岸,护垫护岸又分刚性结构护岸、半刚性结构护岸、柔性结构护岸。
一般有乱石护坡及粘土护坡,但其抗冲刷能力差,水土流失量大,乱石护坡容易滑移。为提高其抗冲能力,现在广泛应用土工织物、三维植被网进行护坡,表面再进行适当绿化,以达到城市景观和绿化生态相互协调。刚性及半刚性护垫护坡有混凝土层面护坡、混凝土预制品护坡及砼框架护坡,但其抵抗地基土不均匀沉降能力差,局部容易塌陷,造成整体破坏,透水性差,生态效应差,回收利用率低。蜂巢护垫与蜂巢挡墙类似。斜坡式护岸在现代都市中之所以应用越来越广,有其良好的特点:一是遵循“健康、安全、活力、发展”的城市生态可持续发展的基本理念。不改变原河道走向,蜿蜒曲折,局部布置迭水结构,加强景观视觉效果,努力营造自然的生态水环境。在护垫上覆土,种香根草、白三叶、高羊茅、日本结缕草等草种,基本可以保证四季常绿。护岸呈自然的曲线形,保持了天然的形态,减少了人工雕琢的痕迹。为防止水边泥沙在植物未扎根前流失,覆盖一层薄型土工织物,加强护坡稳定和抗冲能力。另外在水边设置天然石块,形成富于变化的自然水边形态。
二是能有效的改善水质,为水生物提供良好的栖息场所。满足周边亲水、近水的要求。改变原来河道狭窄、荒草萋萋的旧貌,河水经过沙石河床及两岸植被的过滤净化,能有效的改善水质,成为市民休闲观光的好去处。“美化、绿化、亮化”之后,使久居闹市的人们圆多年来与水亲密接触的梦想。但斜坡式护岸因要满足过流,而相对河面宽度加大,加之两岸放坡,故占地面积大。对于城市的部分繁华地带难以接受,而直立式护岸最大的缺点就是河岸河床材料的硬质化,影响河道的自然生态,与城市景观和绿化生态不协调。于是就产生了复式断面。所谓复式断面,就是将直立式护岸和斜坡式护岸有效结合,布置成二级亲水平台,局部地段进行台阶式护岸,增强其亲水性。沿岸进行立体绿化,局部地段扩大绿化范围,增加景观节点。
在两岸亲水平台以上斜坡种植草皮,即保护河岸不受冲刷,又绿化河道,保护生态,滨水行人道两侧种植香樟、垂柳、小叶榕、大椰王等江南特色花木,适当布置休息平台、花架花廊,从而达到排涝防洪、绿化、景观、休闲、旅游等多功能为一体的复合生态系统。
四、蜂巢挡墙与蜂巢护垫
蜂巢挡墙与蜂巢护垫是由六边型机编网线编织而成的蜂巢格网,内填石头的结构。两者在其性质上是一样的,区别就在于两者作用不同而导致两者的结构尺寸规格不同,蜂巢挡墙较厚,蜂巢护垫薄而宽。蜂巢格网采用的钢丝由锤炼过且经过热镀锌的软钢制成,由机器编成双绞、六边网型结构,其质量标准应符合BS-443,BS-1052标准的有关规定。蜂巢格网内填充了适当尺寸的毛石或刚从采石场所得的粗石。石块大小以不溜出网目为准,以1.5~2.0倍的网目为最佳。蜂巢格网防护工程技术具有以下特点:
一是采用防锈、防腐蚀性能较好的热镀锌钢丝,经涂塑后能有效提高钢丝的使用寿命达70年以上,满足了防护工程设计要求。
二是根据工程施工要求制作成网箱(网垫)半成品,按现场条件组装施工,灌装填充料操作简便,受气候影响小,适用于机械化施工。三是该型式充分发挥了其透水性好的优势,实现水与土体的自然交换,有利于植被生长,为保护和改善水质,绿化、美化环境创造条件,是一种较理想的“生态防护工程”型式。四是蜂巢格网结构整体性、柔韧性和稳定性好,在软基上实施蜂巢格网防护工程,可以发挥该技术的整体结构的优势,既节省了地基处理的费用,又保证了工程的安全、可靠。五是蜂巢格网结构抗冲刷能力强,破浪作用好,适用于风浪较大的河、湖堤及海堤的防护工程。因此它对于水道、运河、或是山区森林公路、铁路以致于都市地区是否能对保护做有效的改善,设计者在结构或材料上的选择,常优先采用实用性较广的蜂巢格网。如美国阿拉巴马州之乡村俱乐部河岸保护,加拿大魁北克省圣劳伦河旁公园的河岸保护,Valle D‘ Aosfa位于意大利Fontainemore郡Theikky附近蜂巢挡墙稳定斜坡范例等,国内的三峡库区滑坡治理、苏州东太湖固堤工程、苏州市水利局西塘河引水工程等,均应用了该技术,从而实现工程建筑与生态环境有机结合、人与自然和谐发展。