小型水利工程规划设计中生态水利设计思路渗透思考_雷鸣.pdf
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1、LOW CARBON WORLD 2023/6小型水利工程规划设计中生态水利设计思路渗透思考雷鸣,肖曾(荆州市水利水电勘测设计院,湖北 荆州 434020)【摘要】小型水利工程规划设计中,生态水利设计思路的渗透思考具有重要意义。通过分析小型水利工程中存在的防洪排涝能力较弱和湖水水质有待提升等主要问题,提出了生态护坡与缓冲带设计、小型湿地与生态廊道设计、入湖通道与底泥修复、截流沟与浮床设计等生态水利设计策略。同时,对效益进行了深入分析,强调了生态水利设计对于实现可持续发展具有重要作用。【关键词】小型水利工程;生态水利;环境保护【中图分类号】TV212【文献标识码】A【文章编号】2095-2066
2、(2023)06-0067-03图1生态护坡0引言淤泥湖位于湖北省公安县,该湖与多处村庄相连,水面面积为 18 km2,水深为 3 m,湖水容积量能够达到 3 100 万 m3。目前,淤泥湖存在多种生态问题,如堤防的安全性问题、河渠的淤积问题、水质问题等,这严重影响了当地水利工程的正常运行,制约了当地的整体发展。因此,要积极运用生态水利思维开展水生态环境修复工程,以确保淤泥湖整体水利工程与环境保护工作的协调开展。1主要问题分析1.1水利工程的防洪排涝能力较弱目前,淤泥湖有长 150 m 左右的堤防。然而,堤防普遍存在欠高问题,且欠高 0.6 m 左右。同时,堤坡的稳定程度不高,坡度较为陡峭,且
3、一部分临近湖的堤防存在严重淘刷现象,导致其已经不能满足防洪的实际需求。此外,淤泥湖承纳了周边 6 处排渠,但是,位于淤泥湖入口的河渠存在严重的河道淤积问题,导致该位置的洪涝灾害触发概率迅速提高,对当地居民的人身安全造成极大威胁。1.2湖水水质有待提升目前,淤泥湖的湖水水质无法满足水功能区的水质标准,还需要进一步管控入河的污染物。同时,从河渠流入淤泥湖的水中,悬浮物的含量过高,受到入湖后流速降低的影响,悬浮物在入口位置大量堆积,不但不利于排洪,还会导致湖中污染物的排放量增加。并且,周围村庄的生活污水直接排放入湖中,当地缺少针对淤泥湖的污水收集系统与污水处理设备。除此之外,当地村户的厕所改造工程尚
4、未完成,厕所废水、人类排泄物、禽畜粪便等直接排放于湖中,导致淤泥湖的水质遭到了进一步的污染1。近年来,当地对自然生态系统开发过度,导致淤泥湖中的生物多样性受到了破坏,鱼类种类逐渐减少,水生态系统受到了较大的影响,一部分湖体缺少水草的覆盖,不利于水质的自然调节。2生态水利设计策略2.1生态护坡与缓冲带设计建设长度为 40.15 km 的生态护坡。其中,在连通淤泥湖的孟溪两岸各设置长度为 20 km 的主排渠生态护坡(图 1),淤泥湖临水一侧设置长度为 0.15 km的湖堤。考虑多方面的需求设置生态护坡,如生态功能、生态景观、环境亲水性、施工效率、工程所用成本、工程质量等。依照水利治理经验,通过修
5、建护坡与镇脚等方式,处理不符合要求的堤防。其中,镇脚为 C20强度的混凝土固脚脚槽,护坡由草皮与联锁式植生块组成。淤泥湖临水一侧边坡的坡比为 1:2,在日常水位的下方,设计联锁式植生块护坡,在日常水位的上方,设计草皮护坡。靠湖泊边界设计生态缓冲带,长度为 135 km,总低碳技术67DOI:10.16844/10-1007/tk.2023.06.038LOW CARBON WORLD 2023/6图2小型湿地图3底泥处理过程面积达到了 41 万 m2。在设计的过程中,于淤泥湖内侧浅滩位置设计种植胸径为 0.1 m 的水杉,植株的行距为 4 m2。2.2小型湿地与生态廊道设计在小型湿地的设计方面
6、,借鉴国外先进的前置库技术理念,使淤泥湖中的沉淀物、垃圾、泥沙等在小型湿地前置库中完成沉降,能够有效除磷、除氮,改善入湖水质。在本工程中,于湖中水质最差的区域设置了面积为 350 m2的小型湿地,如图 2 所示。为了避免人工湿地占地过大出现淤积问题,选用位于河渠下游且河道滩地面积较大的区域,开展人工湿地设计。为了确保湿地中的水流不产生堵塞,在湿地的上游处设置沉淀池,沉淀池方向与水流流向相反,并朝着上游的方向延伸 50 m。通过设计沉淀池,可以降低悬浮颗粒、有机物等物质在水中的占比,以满足水质标准,延长湿地的使用年限。湿地由15 m2 m 的小块湿地按照 34 的排列方式组成。为了确保排洪不受影
7、响,湿地的深度设计为 1 m。小块湿地有垂直潜流型、表面流型、水平潜流型等,其互相连接组成整体小型湿地。采用浆砌石砌筑湿地的外部,小块湿地之间也用同样的砌筑方式分隔。在湿地的周围,利用土工布进行防渗处理,湿地的前方与后方设置出水管道,管道规格为 300,并设置网格直径为 10 mm 的过滤网。此外,垂直潜流型的湿地设置在高于出水管的位置,水平潜流型与表面流型湿地设置在低于出水管的位置3。在小块湿地的具体设置方面,垂直潜流型与水平潜流型湿地的坡降设置值为 1%,基质为砾石,厚度为 200 mm;表面流型湿地的坡降设置值为 0.5%,基质为厚粗砂(厚度为 100 mm)与后植被土(厚度为300 m
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