時間：2023-01-21 09:42:17
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇河道整治論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
桑干河屬海河流域永定河水系，由上游源子河、恢河在朔城區馬邑匯合后為桑干河，流經朔城區、山陰縣、應縣、懷仁縣，在懷仁縣古家坡附近進入大同市，經河北省匯入永定河。朔州市界以上流域面積8618km2，省界以上流域面積為17744km2，河道長度為241km，其中朔州段長為124km。在朔城區東榆林村建有一座中型水庫，總庫容為6500萬m3，水庫大壩控制流域面積3430km2。本段河道主要支流有兩條即黃水河與渾河，分別于應縣西朱莊、懷仁縣新橋附近匯入桑干河。并在干流東榆林水庫下游羅莊、黃水河入匯口下游西朱莊附近分別設有兩個水文測站。本文僅對東榆林水庫下游至懷仁縣新橋（渾河入口）段進行初步分析，全長81.3km。
本流域地處內陸高原，屬北溫帶較干燥的大陸性氣候，干旱寒冷溫差大，降雨量少，雨期集中，降雨主要集中在7—9月份，占全年降雨量的70%左右，降水量年內分配很不均勻，年降雨量為300—500mm，多年平均降雨量為350—430mm之間。
桑干河朔州段河道，具有平原型河道特征，兩岸平坦開闊，河床寬淺。河道兩岸均有一級階地分布，一級階地高出河床1—2m，在安榮橋上游一帶階地高出河床3—8m，河寬約200—1500m，坡降約為0.6‰左右。河床組成物質主要是沙壤土，泥沙平均粒徑0.2—0.7mm，中小水流河勢變化迅速，走彎嚴重，主流擺動頻繁。各河段河道特征見表1。干流沿線均為第四系沖積地層。
桑干河河道特征統計表（朔州段）表1
河段
距離(km)
平均坡降（‰）
主槽寬度B(m)
主槽深度H(m)
河寬(m)
河相關系√B/H
壩下—安榮橋
12
0.59
200
安榮橋—西小河
16
0.62
97
1.4
350
7.03
西小河—西朱莊橋
24
0.61
120
1.2
400
9.13
西朱莊橋—新橋
19
0.86
150
1.4
420
8.75
2水文特征分析
2.1歷史洪水
桑干河洪澇災害比較頻繁，從明朝開始就有不少史料記載。據馬邑縣志記載：“明神宗萬歷三年（1575年）秋七月，馬邑大雨四十日，壞城屋蘆舍千余?！鼻骞饩w十八年（1892年），桑干河上游發生了一次長歷時的降雨過程，致使河道出現范圍很廣的特大洪水，給我省北部地區造成了大范圍的洪水災害。
從海委審定的《永定河流域規劃報告》看，400年來，1896年（清光緒二十二年）洪水為桑干河我省境內調查的首位洪水，據馬邑縣志記載，“六月桑干河道，四關一村為水淹，溺死男女老幼共三十七口”，尉家小堡該年調查值為5140m3/s。
本世紀的1922年、1949年、1952年、1959年、1963年、1967年均出現過較大的洪水，形成沿河兩岸一定范圍的洪澇災害。
2.2水文特征及對河道影響
桑干河流域地處半干旱的黃土高原，大部分降雨集中于汛期，屬于暴雨型徑流過程，非汛期的河道徑流主要為神頭泉水（流量為4.5——6.5m3/s）及降雨補給，輸沙量則基本集中于汛期洪水。由于河道洪枯相差十分懸殊，平原河道呈復式河槽形態。
根據羅莊及西朱莊水文站的多年統計資料表明，桑干河上游的水沙系列在近四十年內的變化很大，主要表現從七十年代以后徑流量，輸沙量大幅度減小，含沙量下降，詳見表2，河道洪水發生頻率降低。究其原因主要是：（1）六、七十年代在桑干河流域的上游干、支流興建了一系列的中、小型水庫和河道引水工程，隨著工農業用水的逐漸增加，水庫等水利設施對徑流量的調蓄和攔截量也隨之增加，以致在枯水期經常出現河道斷流。攔蓄洪水的同時也攔蓄了大量的泥沙。（2）七十年代以后，特別是九十年代，流域的枯水年份所占比例明顯增大。以西朱莊站為例，八十年代和九十年代的年平均徑流量分別是六十年代的27%和14%。
桑干河上游兩站分年代（10年）水沙統計表表2
年代
66—69
70—79
80—89
90—97
多年平均
徑流量（億m3/年）
羅莊站
3．584
2.387
1.605
1.367
2.037
西朱莊
3.954
1.734
1.086
0.544
1.512
輸沙量（萬噸/年）
羅莊站
2204
522
260
262
585
西朱莊
1892
301
214
151
435
由于河道徑流量、含沙量減少，漫灘洪水出現的機率下降，導致河槽縮窄，平灘流量降低。河槽淘刷深約1.0—1.5m，呈現“V”字型枯水河槽。由于中、枯水所占比例相對增加，部分河段的曲率增大，致使洪水傳播歷時延長。
2.3水文分析
羅莊站采用1896年及1949年兩次調查洪水，西朱莊站采用1896年及1922年兩次調查洪水，加上兩站全部實測洪水系列（還原后）分別進行各站洪峰頻率計算，采用P-Ⅲ型分布適線，雙權函數法計算統計參數。計算結果見表3。
桑干河洪峰流量特征值表表3單位：m3/s
站名
分析時段（年）
統計參數
洪峰均值
極值年洪峰流量
各頻率洪峰流量
Cv
Cs/Cv
最大
最小
極值年
1%
2%
5%
10%
20%
洪峰
出現年份
洪峰
出現年份
羅莊
1952-1997
1.0
2
394
1270
1952
19.6
1986
65
1816
1541
1182
906
634
西朱莊
1958-1997
1.5
2
405
2000
1967
7.15
1986
280
2867
2321
1680
919
660
2.4各河段設計洪峰流量
東榆林水庫至懷仁縣新橋渾河入匯口共有兩條較大支流匯入桑干河，即流域面積在2000km2以上的黃水河和渾河。黃水河入匯口距西朱莊水文站上游1.0km處，其影響可由西朱莊站的洪水系列反應。這樣根據主要支流入匯情況將本河段的洪水計算分為二段即東榆林水庫至西朱莊段，西朱莊至新橋段，這兩段河道設計洪峰流量可由兩水文站洪水資料系列分析而得。詳見表4。
各河段設計洪峰流量成果表表4
分析河段
對應水文站
設計洪峰流量
備注
2%
5%
10%
東榆林水庫—西朱莊段
羅莊站
1541
1182
906
黃水河入口
西朱莊—新橋段
西朱莊站
2321
1680
919
渾河入口
3河道特征分析
桑干河在東榆林水庫至山陰縣安榮村段的12km內兩岸階地較高；安榮村至懷仁新橋段長約69km為平原游蕩型河流，河道形態及基本特征具有游蕩性特征。
（1）河槽寬淺，河勢散亂多變
本段河道屬于平原游蕩型河流，河道比降約0.8‰，河道寬闊，平均寬度400—700m，主槽寬淺，寬約100—200m，深約1.0m。河床主要由沙壤土組成，穩定性較差，在一般小流量尤其是中水流量下變化較大，河勢變化十分散亂。河段內堤防工程基本上沒有。
（2）主河段河床淤積嚴重
在河道的灘地里，兩岸群眾自60年代起就種植防護林帶，主要有楊樹、酸刺柳等，使主槽寬度縮窄，僅100—200m，因此當發生較大洪水時，洪水漫灘后，流速減緩，泥沙落淤，造成河灘內淤積嚴重。根據羅莊和西朱莊水文站實測資料，在近30年的時間里，河床平均淤高約1.0m，年平均淤積速度約3.0cm。尤其是薛家營水庫引水段，由于在河道筑壩取水，主河槽淤積已滿，形成了局部的懸河。
4存在問題及規劃原則
4.1存在問題
根據以上分析，本段河道目前存在的主要問題有兩點：一是河道擺動范圍大，河勢多變，河槽遷徙不定，危及兩岸村莊及沿河耕地的安全；二是防洪標準低，由于本段河道一直沒有進行過系統規劃和堤防建設，個別地段修建的防護工程也因年久失修而破壞十分嚴重。目前的防洪標準不足五年一遇。
4.2治理目標
為沿河兩岸村鎮的人民生命財產安全和經濟建設提供防洪保障，為合理開發灘涂，治理鹽堿下濕地創造必要的條件；
將本河段的防洪能力由現在不足五年一遇的標準提高到二十年一遇，理順并基本控制洪、中水河勢。
4.3規劃原則
河道現狀為基礎，根據本河段的治理目標，河床演變特點，因勢利導，統籌規劃，著眼長遠；
充分利用天然節點和經多年加固的護岸、控導工程及堤防工程，穩定河勢，節約投資；
保證主要引水工程的引水條件和主要建筑物的防洪安全；
提高河道防洪標準與控制河勢相結合。
5規劃治理思路
5.1穩定河勢，理順流路
桑干河朔州段洪水含沙量較高，河床質為易淘涮的沙壤土，形成了散亂多變，河槽頻繁擺動，河床淤積抬高的游蕩性河勢。因此，為了確保防洪，應當在兩岸建立防洪堤防。但桑干河的流路特點仍具有一般河流的流路規律，即“小水坐彎，大水趨直”，在沿途查勘中，更多更嚴重的情況是在中小流量下的坐灣，因此，對于本段河流，其治理不僅要防御稀遇的較大洪水，也要防止中小水流量造成的險情，要穩定河勢，保證流路通暢。
5.2寬河固堤，為泥沙淤積留下較大的位置
桑干河河道在來沙較大的情況下，泥沙的淤積不可避免。根據黃河下游游蕩型河道治理的措施，“寬河固堤”是治理游蕩型河流較正確的方針，即維持較寬的堤距，以較大的河道面積來調節洪水和儲存泥沙，以確保堤防的安全。灘地過流能力雖然不大，但其削峰和槽蓄的作用是明顯的。
本文主要介紹在城市河道綜合整治中的一些體會與思考，總結經驗，揚長避短，為現代城市河道綜合整治提出一些觀點，發展水利事業。
[關鍵詞]：河道綜合整治；發展思路；工程布置；生態環境；改善水質
中圖分類號：TV147+.1文獻標識碼： A 文章編號：
1前言
河流時刻影響著人類的生產和生活，它給人類帶來了有利的一面，也帶來了有害的一面。要想充分利用河流為人類造福，就必須對河道進行綜合整治，改變河流不利的狀態，讓水害變為水利。因此，對城市河道進行綜合整治提高堤防的防洪能力，改善水環境尤為重要，使水為人民生活更好的服務。
隨著我國經濟快速發展，人民生活水平不斷的提高，國民對環境質量的要求也越來越高，特別是城市水環境改善更是關注的熱點，傳統的工程措施已經不能滿足現代城市發展的需求。水是生命之源，河道又是水的載體，是水環境的核心，在城市河道綜合綜合整治中主要以防洪排澇、改善水環境及景觀綠化為目的，采用加固河堤、河流生態恢復、凈化水質、污水截流等辦法，來達到預期目的。
2國內河道綜合整治現狀
過去我國許多城市都對市內河道進行了治理，然而多數采用的是傳統的工程措施，單一的以防洪為目的。經整治后的城市河道呈渠道化，使河水的自然滲透能力下降，造成城市地下水位的補給不足。受人為影響，河道沿岸的植被減少，但生活污水排入量卻逐年增加，特別是近年不斷發展的住宅小區，對生活污水的截流治理不夠重視，市政排水設施大多是雨污合流，污染物直接排入河內，導致河流城市段水污染加重，嚴重影響了城市景觀。
經歷了河道整治的誤區以后，對于那些已經被大規模防洪排水工程破壞了的自然河道，許多城市已經充分認識到弊病和隱患所在，開始大力推廣自然河道恢復、生態治理與工程措施的結合。
現在我國城市河道治理工作已經得到了社會廣泛的關注，并得到了有關部門的重視。水環境是人類文明、生態文明的一面鏡子。城市中河道，不但是防洪排澇的重要通道，也是城市景觀建設的重要要素和城市生態系統的重要組成部分，直接影響著一個城市的經濟社會發展和生態平衡，關系著廣大市民的生存環境和生活品質。建設人與水和諧的河道生態系統，打造水生態良好、水景觀優美、水文化豐富的親水型城市已成為許多城市的發展目標。
3國外河道綜合整治經驗
世界上許多國家，特別是發達國家和地區，其城市河道同樣經歷了從污染到治理，再到生態恢復和建設的過程。他們在河道綜合整治中走了不少彎路，也積累了豐富寶貴的經驗。因此，借鑒吸收國外的先進經驗和理念，結合我國以往治理河道的經驗，尋求并逐步建立符合自身自然條件、經濟條件和社會條件的河道建設模式，對于我國城市水利發展具有十分重要的意義。
國外在這方面的研究比國內起步要早，日本20年前就開始提出“新水”的概念，并且在生態護坡結構方面做了實踐；荷蘭也正在規劃和建設21世紀的人與自然和諧的水環境。
英國對泰晤士河的治理，成立了專門委員會和泰晤士河水務局，對泰晤士河流域進行統一規劃與管理，提出水污染控制政策法令、標準，給予充分的治理資金保障。并且，運用系統工程學的理論與方法，制定出更科學的水質標準，并對各種治理方案作出評價，篩選出最優的設計與控制方案，取得良好的治理效果。
法國為了加強塞納河流域水資源管理工作，成立了直接隸屬環境部的流域管理辦事機構—流域水管局。流域水管局通過流域水資源環境的開發和保護提供技術咨詢、調查和研究。采取生態綜合治理，控制工業污染，控制城市雨污水排放，生活污水清潔處理，濕地恢復等措施，使河水水質有了持續改善，恢復了河道的自然生態環境。
4工程案例
在許多工程項目中，有成功之處，也有不足之處，河道綜合整治工程也是一樣。就以沿海城市廣州市的赤崗涌、荔枝灣涌和象拔咀涌這三條典型河道綜合整治為案例，分別進行分析論述各自整治后的風格特點，以最終形成的效果來思考將來我國城市河道綜合整治中應該避免一些問題出現。
4.1赤崗涌
赤崗涌位于廣州市海珠區內，在廣州大橋與獵德大橋之間，西北轉東南走向，貫通珠江前航道與黃埔涌，全長約2.1km。在赤崗涌穿越的區域內有歷史悠久的赤崗塔，也有廣州新地標廣州塔，周邊是高檔的生活區，環境優美。曾經的赤崗涌河道狹窄，淤積嚴重，河道水流不暢，兩岸的生活污水直接排入河道內，水質發黑發臭，嚴重影響了這一帶的建設發展。
從2004年到2006年對赤崗涌進行綜合整治，分期實施，使河道的堤岸生態環境發生了徹底改變。堤岸采用的是復式斷面，岸墻在兩排松木樁之間充填塊石，頂面覆土種植喜水花草；在高程（珠基，下同）1.5m設有寬1.5m的親水平臺，上下岸坡比為1:3～1：6，岸坡種植生態植物、花草、建筑小品等供居民休憩。河道在不同區段選用不同的斷面形式，布置變化多樣，符合現代城市的創造力，見圖片1-2。
圖片1 圖片2
經整治后的赤崗涌與周邊現代化的環境融為一體，互為相應，體現出了這一區域的環境效果。但是此處只可遠觀，不可近賞。由于污水截流措施不夠完善，沿河有污水排入河道，潮水退后，河底有一層層黑色淤泥，水質并沒有大的改善，異味難聞。雖然有著優美的綠化環境，但是也無人在此行走前來觀賞，浪費了精心營造的親水環境。
4.2荔枝灣涌
荔枝灣涌位于廣州市荔灣區境內，該區是廣州的老城區—西關，有著典型的嶺南水鄉特色。歷史上的荔枝灣是廣州市歷史悠久的風景名勝，素有“小秦淮”之稱。
在清末民初荔枝灣是廣州著名的旅游勝地，后來隨著廣州市區的不斷發展，河道周邊聚居了大量的居民和建起了工廠，逐步變成了臭河道。1992年因為污染嚴重將其封閉，2010年為迎接亞運重新挖開，建了水閘，采取雨污截流措施，將荔灣湖的湖水引入河道，水質變的清澈透底；岸墻用大理石貼面，河岸設置親水平臺、建筑小品和古老的荔枝樹，變成古色古香、懷舊濃厚的城中河道，配合供游人乘搭的小舟，以及河道旁邊的仿古建筑，曾經的荔枝灣從歷史變成現實，還荔枝灣“一灣溪水綠，兩岸荔枝紅”的當年風光，為市民提供豐富的最具活力的城市濱水空間，見圖片3-4。
圖片3 圖片4
荔枝灣涌經過綜合整治之后給廣州市又增加了一處亮點，會吸引不少外地來客到此一游，得到了廣大居民的贊賞。美中不足的是河堤岸幾乎全部采用的是人工修飾痕跡，過于工程化，沒有體現出生態綠化的景象，缺少自然感。
4.3象拔咀涌
象拔咀涌位于廣州市白云區金沙洲居住新城內，該區域依山傍水、交通便捷，具備建設大型居住新城的自然和人文條件。將區內的河道定位為在滿足城市河流應有的防洪功能的基礎，以生態、景觀為表現的生態景觀之河，充分發揮“水”的環境價值，體現出金沙洲河道綠色走廊獨特風貌。
堤線布置根據規劃區的范圍，并考慮地形、河道走勢、洪水流向、結合當地實際情況，景觀要求，基本順應原河道，盡可能地體現親水性、經濟性、自然性、及多樣性的目的。
河道標準橫斷面選為梯形斷面，梯形斷面的基礎處理相對其它形式斷面難度較小，占地相對較多，綠化面積大是其優點。在景觀水位0.7m以下為400mm厚的干砌石護坡，種有水生植物；在0.7m以上為500m厚編制土袋植草護坡，并種有低矮景觀植物，坡度均為1:1.5。在堤岸上布置有休閑小路，種有景觀樹木，花草，突出生態自然，營造寧靜怡人空間，強調環境整體效果，以大面積綠化為主，達到“出于人工，形如自然”的景觀意境，見圖片5-6。
圖片5 圖片6
象拔咀涌綜合整治后雖然達到了水清岸綠的效果，水環境得到了徹底的改善，但是也有美中不足之處，由于受規劃用地的限制，總體布置形式過于單一，河堤兩岸缺乏一些休閑景觀設施，不方便游人駐足長留。
通過以上三條河道綜合整治后的思考，分析各自的特點，有優點也存在缺陷。赤崗涌堤岸環境優美，工程措施與生態綠化有效結合，但是最關鍵的水質沒有得到徹底的改善，功虧一簣；荔枝灣涌堤岸兩側采用仿古風格，表現出了嶺南文化，過多的人工痕跡失去了生態自然的感覺；象拔咀涌采用的是堤岸以綠化為主，水質清澈透底，感覺生態自然，由于缺乏建造供行人休憩的設施，形式單一。應吸取各自的成功之處，避免缺陷，使在城市河道綜合整治過程中更加自然完美。
5結束語
城市河道綜合整治工程應多總結經驗，學習國外先進理念，符合城市發展，滿足人們對環境改善的需求。河道綜合整治在確保防洪安全的基礎上，重要的是采取綜合措施改善水環境，而改善水環境的核心是改善水質，還自然清澈的水給人類。其他堤岸綠化、景觀配置、建筑小品等各種修飾都是圍繞水而展開，這樣才能把“水、岸、景”三者融合為一體。
因此，在城市河道綜合整治過程中充分考慮河道與城市建設、生態環境、人文環境相協調，體現人與水協調、共益共存的治水新思維，做到斷面結構型式變化多樣、美觀大方，保護環境和生態平衡，使傳統的城市水利向新型的生態水利轉變，為城市建設增添新亮點。
參考文獻：
《廣東省廣州市江河流域（區域）綜合規劃報告》廣州市水利水電勘察設計院編制 2000年
《廣州市金沙洲象抜咀涌綜合整治工程初步設計報告》 武漢市水利規劃設計研究院 2007年
郭煥庭 《國外流域水污染治理經驗及對我們的啟示》 調查與研究 2008年
曲文輝 《國外城市典型河道的治理方式及其啟示》 民生焦聚 2008年
日本河道治理中心編《護岸設計》劉云俊譯 中國建筑工業出版社 2004年
個人簡介：
姓名：羅文軍，性別：男， 出生日期：1978年12月4日
學歷：本科
職稱：水利水電工程師
論文關鍵詞：生態河道；生態系統；歷史文化保護型河道；浙江省
浙江省瀕臨東海，水網密布，河道總長度為6萬多km。獨特的浙江水鄉風貌為全省的經濟社會發展發揮了重要的作用。但是，由于傳統河道建設主要側重于考慮工程的安全和人類需求，較少考慮河道建設對生態系統的影響，河道生態環境問題仍比較嚴重，河道環境質量現狀仍不容樂觀。筆者綜合應用環境科學、生態水工學、美學等相關理論，試圖研究出一套科學、合理的生態河道的構建體系，以指導浙江省歷史文化型河道建設，改善城市的生態環境，傳承河道水文化。
1現狀分析
抽取浙江省文化歷史保護型河道進行調研，其中包括杭州余杭塘河、古新河、沿山河、古蕩新河；嘉興杭州塘、平湖塘、蘇州塘、長水塘、老環城河、九里溪；寧波西塘河；溫州溫瑞塘河、石坦河；以及衢州、臺州、麗水等22條河道，了解河道水域面積、水系分布、水生態狀況、人文水景觀資源、駁岸情況。
通過調查與分析，目前問題主要表現為：(1)人文水景觀資源雖然豐富，但沒有得到有效保護和充分的開發利用。以水文化為主要特征的具有重要歷史文化價值城鎮大多時過境遷。如衢州的鹿溪渠，嘉興的杭州塘，臺州的始豐溪等，未形成一個完整的保護體系，缺乏對重要的歷史文化資源加以整合利用。(2)河道水域生物群落單一，缺乏生物多樣性。按照《歐盟水框架指令》河流生態要素的標準“對以上河道進行生態評估，評優河道只有2條。(3)景觀工程方面，傳統方式造價高。在隨機調查的22條河道中，有19條河道在規劃、設計和施工中所用的材料為現澆混凝土、漿砌或干砌石塊、拋石等硬質不透水材料，施工及養護成本較高。(4)缺少生態河道建設的相關規范。加強河道生態建設，制定一個在河道建設中加強生態保護的技術規范是十分重要和必要的，規范應涉及面廣泛、內容全面，符合科學性、操作性、經濟性要求，并且滿足工程建設的地方標準。
2構建生態河道管理體系的措施
2．1保護性措施
由于城市發展、旅游開發等，大量河道被侵占，河渠硬化，其完整性和真實性不斷遭到破壞。作為文化遺產的城鎮河道不僅僅包括古城鎮、古街巷、古建筑等物質文化遺產，也應該包括歷史上因河道發展而形成的船閘、河埠頭、橋梁、堰等水利設施。對于這些已有的歷史人文景觀，應作為古代水文化的載體，通過綜合整治加以維護與保護。
在設計時要注重對傳統村莊人文景觀和自然風貌的保護，考慮具有場所特征的自然因素，根據當地實際情況，盡量使用當地材料和物種，體現河道治理的地方特色。如美國圣安東尼奧河改造注重歷史文化資源的保護，將國家歷史公園中的四個歷史街區相互聯系起來。在南段德埃斯帕達水壩附近，修復北美最古老的水渠，作為文化和教育場所。對于南部河段的4處建于18世紀的教會遺址，規劃將教會遺址現有的道路系統與濱河步行道相連接，以避免局部過分突出。
2．2生物措施
在滿足工程安全的前提下，利用生物措施，通過生態工程與生態恢復方法，可以控制水土流失和土壤侵蝕，促進整個河道生態系統的完善。主要措施有：(1)構建河道上中下游生境異質性。河流上中下游由多種異質性很強的生態因子描述的生境，形成了極為豐富的流域生境多樣化條件，這種條件對于生物群落的性質、優勢種和群落密度以及微生物的作用都產生重大影響。(2)營造水陸交錯帶的生物棲息地。在河道治理規劃中，構建深潭和淺灘，營造多樣性水域棲息地環境，使之具有不同的水深、流場和流速，適于不同生物發育和生長需求。(3)構建生態駁岸時，要考慮生物棲息地的要求，采用自然材質制成的柔性結構，或者采用新的結構型式，如石籠、魚巢磚、生態磚等。岸坡砌護盡可能采用透氣透水透孔的天然材料，使得植物生長，為魚類、兩棲類、昆蟲、浮游生物和微生物等的棲息提供從水域到陸地的連續空間。
2．3低成本景觀工程性措施
提倡“低成本”景觀規劃設計，研究如何權衡短期投資和長期收益，如何不以犧牲形式美感、功能使用、自然生態為代價。在設計時盡量避免使用高耗能、高污染的鋼筋、水泥等硬體傳統材料，采用透水性好，施工養護成本低的材料(包括植被、土壤、磚石等)。在節約資源、保護環境的前提下，改善河道的生態條件。
2．4制定生態河道建設的相關規范
對于歷史文化型河道，地方要加強立法，各地都應該結合自身實際情況，制定切實可行的有效措施，將歷史文化名城、名鎮、名村的保護工作真正落到實處，以建立新型長效的生態河道管理體系。
3整治案例
3．1項目概況
浙江省江山市廿八都鎮，位于浙、閩、贛三省交界處，處于仙霞嶺腹地，由潯里、楓溪、花橋三個自然村構成。廿八都鎮歷史上是軍事要沖，是商貿集鎮，留有豐富的古建筑和多彩的傳統文化，具有重要價值。穿鎮而過的廿八都溪在境內流程10km，流域面積73km，承擔沿河地區雨水排放以及地下水補充的功能(現狀圖見圖l～3)。
3．2生態河道規劃
組景序列是體現中國傳統景觀欣賞與表達模式的重要文化形式。本案延續“楓溪八景”這一文脈，借鑒傳統中國畫長卷做法，根據現狀把楓溪沿河景觀分成6部分：山光潭、珠波橋、百花澗、青溪坊、秋霞圃、楓影灘。分別以山、路、水、村居、田園、植物景觀為名，構成全景山水長卷式的山水村居田園畫卷，突出楓溪之美。具體措施如下：
3．2．1保護性措施廿八都古建筑種類多、數量大，其風格融浙、皖、閩、贛干一體，形成鮮明的地方特色。如楓溪村的水安亭橋，原為木結構跨橋，清康熙五年毀于洪水，同治三年建成石拱橋，橋上原有亭閣18問，現尚存14間，為縣級重點保護文物；潯里村的清文昌閣，也是保留下來的重要古亭閣。除此之外，還有楓溪橋、河埠頭等古建筑物，在楓溪河水道設計中都應給予保護，現對傳統村莊人文景觀和自然風貌特色。另外，從依存古鎮空問構成來分析，楓溪如腰帶，其急緩開合的動態恰和古鎮人文景觀耦合，構成古鎮景觀意象(規劃圖見圖4～6)。
3．2．2景觀工程與生物措施結合(1)構建上中下游的生境異質性，上游有潭，主靜，文昌閣高聳潭西。下游為灘，主動，關帝廟動峙灘頭。中間兩彎是村落居處，緩急適中。由此，營造出水陸交錯帶的生物棲息地，豐富水域生物多樣性。(2)在中游清溪坊兩灣處，保護當地條石砌石駁岸，加砌水下種植池，種植水生植物。在岸坡防護工程上，選用具有良好反濾和墊層結構的條石塊石和當地自然材質制成的柔性結構，為植物生長及魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息與繁殖創造條件。(3)在下游楓影灘處，利用具有透水性能的卵石、礫石等構成河床材料，為生物提供棲息地。
【關鍵詞】河道曝氣技術；河道污染控制；生態修復
1 引言
嘉興市域內大小河流湖蕩縱橫相連，河道總長約1.38萬km，水面積約268 km2，河道分布密度為3.5km/km2，總長959km，水面積42.22km2。
根據2010年嘉興市環境保護監測站對遍布全市的64個地表水監測斷面的水質監測結果，僅4個斷面水質滿足功能區類別要求（以河網常規斷面評判），IV類及以上水質斷面超過80%[1]。水監測斷面水質的主要超標項目有溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮和總磷。由此可見，嘉興市河道水質狀況不容樂觀，如何采取有效治理措施將這些被污染的水體治清，使之達到功能區類別要求是當前環境保護工作的一項迫切任務。本文將介紹一種在國外河道污染治理中廣泛采用的治理技術——河道曝氣技術。
2 河道曝氣技術簡介
2.1 河道曝氣技術的發展
隨著社會發展和生活水平的提高，世界各國的河流水質都面臨著來自工業、農業、生活等方面的不同程度的污染。因此，從五六十年代起，英、德、美等發達國家就開始考慮解決日益嚴重的河道污染問題。其中，河道曝氣技術作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術，在很多國家被優先采用。
2.2 河道曝氣技術的基本原理
河水中溶解氧的含量是反映水體污染狀態的一個重要指標，是維持水中生物生存及保持河湖對污染物凈化能力的重要因素， 當水中溶解氧
2.3 河道曝氣技術應用與分類
根據國外的河道曝氣實踐[2]， 河道曝氣一般應用在以下兩種情況：第一種是在污水截流管道和污水處理廠建成之前， 為解決河道水體的有機污染問題而進行人工充氧； 第二種是在已經經過治理的河道中設立人工曝氣裝置作為對付突發性河道污染（如暴雨溢流、企業突發事故排放等）的應急措施。另外，在夏季，因水溫較高，有機物降解速率和耗氧速率加快，也可能造成水體的溶解氧降低。以上兩種情況發生后，進行河道曝氣復氧是恢復河道的生態環境和自凈能力的有效措施。
河道曝氣復氧一般采用固定式充氧站和移動式充氧平臺兩種形式。固定式沖氧站是在需要曝氣增氧的河段上安裝的固定的曝氣裝置。當需要長期曝氣復氧，且曝氣河段有航運功能要求或有景觀功能要求時采用固定式充氧站。移動式充氧平臺就是在需要曝氣增氧的河段上設置的不影響河道航運功能，并且可以自由移動的曝氣增氧設施。國外報道較多的是曝氣船。這種曝氣形式的突出優點，是可以根據曝氣河道水質改善的程度，機動靈活地調整曝氣船的運行，從而達到經濟、高效的目的。
2.4 國內外河道曝氣技術治理河道的工程實踐
由于河道曝氣復氧工程的良好效果和相對較低的投資與運行成本費用， 成為一些發達國家在中小型污染河道乃至港灣和湖泊水體污染治理中經常采用的方法。雖然河道曝氣在國外已經開展了20多年，在我國，尚未在河道大規模綜合治理中應用過。部分歐美國家的成功經驗和我國已經開展的一些試驗結果表明：人工曝氣復氧是治理河流污染的一種有效的工程措施[3]。
蘇州河河道曝氣復氧一期工程[4]，經治理后，蘇州河生態系統逐步改善，隨著水質的好轉， 生態系統同步改善。水生生物種類和底棲動物生物量不斷增加，水體的生物毒性下降， 水中開始有魚；德國柏林teltow運河的純氧曝氣設施[5]，在水溫25℃，水體溶解氧濃度為6.3mg/L 時，純氧曝氣仍可使水體溶解氧濃度提高1.5mg/L；釜山港灣曝氣設施[6]治理效果顯示，曝氣能夠有效地改善水縈江河口快艇區域的水質，可以增加DO、削減COD、改善透明度、消除臭味。
3.3.2 高效去氨氮原因分析
河道曝氣復氧對消除水體黑臭、促進河道水生態系統健康發展具有良好效果，其原理是水體中的溶解氧與黑臭物質（如H2S、FeS等）之間發生了氧化還原反應，且具有反應速率快的特點。由于黑臭物質（還原物）的耗氧量是化學耗氧量的一部分，這部分物質的去除亦可降低水體的化學耗氧量。同時，河道充氧可以使處于厭氧狀態的較松散的表層底泥轉變為好氧狀態的較密實的表層底泥， 因而可能減緩深層底泥中污染物向上復水體的擴散。水體曝氣復氧有助于加快恢復黑臭狀態的河道正常的水生態系統。
4討論與建議
在“十五”、“十一五”期間整治的90條96段，長205公里的市區河道中，主要整治措施還是截污納管、生活污水處理和底泥疏浚等傳統措施。有關河道的截污納管、沿河兩岸的生活污水處理、河道的有關規劃如景觀設計、文化挖掘、旅游開發、土地開發等的力度都在加大，但通過水生態修復技術來改善水質的相關技術研究與應用還沒有新的進展。
鑒此，本論文從環境保護角度出發結合該技術提出以下幾點河道治理理念。
（1）在使用傳統措施治理河道污染的基礎上，為使河道的水質達到水體功能區要求，選擇河道曝氣水生態修復措施來進一步凈化水體；
（2）加強水生態修復技術的相關技術研究與應用的投入；
（3）制定相關法律法規，在污染相對比較嚴重的工業園區內的河道，可以借鑒“流域管理與區域管理相結合”的模式，要求相關區域的企業在保證達標排污的基礎上，通過簽訂相關合作公約，與政府部門共同治理流經園區內的河道。比如在園區內的河道上游安裝固定式河道曝氣裝置，保證流經園區的水質污染物濃度不升高；
（4）據嘉興市環境保護監測站常規地表水監測的數據顯示，嘉興市飲用水源地涵養區地表水溶解氧濃度常年低于5mg/L，對污染物的凈化不利。在水源地涵養區安裝河道曝氣裝置可以保持河道溶解氧的高水平，進一步凈化涵養區的水質。同時，該裝置亦可作為對付突發性河道污染事件（如暴雨溢流導致涵養區水質惡化等），恢復河道的生態環境和自凈能力的有效措施。
參考文獻：
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論文摘要：我國現有水庫約8.6萬座。這些水庫的修建給防洪、灌溉、供水、供電等方面帶來了巨大的經濟效益，為經濟的可持續發展、社會的穩定做出了巨大貢獻。與此同時，由于片面追求水資源利用效益最大化，水庫的修建也給生態系統帶來了巨大的影響。文章通過對水庫建設給生態環境帶來的影響進行分析，提出了相應該的解決策略。
修建水庫作為抗洪防災和水資源開發利用的重要手段，一直是國民基礎經濟建設的重要組成部分。由于我國水資源分布時間、空間顯著的不均勻性，水庫的建設開發在我國經濟建設過程中一直處于非常重要的地位。尤其近年來，我國水電開發迅速發展，在帶來巨大社會效益和經濟效益的同時，不科學的水庫建設潛在的負面影響也逐步顯露出來，如：河流枯竭、泥沙淤積、生態惡化、物種減少等。隨著公眾環保意識的日益提高，水庫對生態的影響已受到越來越多的關注。因此，通過分析水庫建設對生態環境的影響，能更好地協調處理好水庫建設與生態環境保護的關系，建設生態健康水庫，實現人與自然的和諧共處，實現社會的可持續發展。
一、水庫對生態環境的影響
（一）修建水庫對河流形態的影響
河流自身的健康也是需要用水來維護的，否則就不成其河流，一定的“河道內用水”才能保持河槽的相對穩定。水庫攔蓄影響河道行水，以至不能滿足河槽相對穩定的最低要求，并且壩庫下泄的河水剝蝕下游河床與河岸，使靠近壩址下游的河道偏移、河床涮深、異常的淤積物聚集等會造成下游河道萎縮，降低其行洪能力。同時大壩蓄水對河流流量的調節，使河道流量的流動模式發生變化。筑壩使沿水流方向的河流非連續化，水面線由天然的連續狀態變成為階梯狀，使河流片段化。河流片段化的形成或加劇，使流動的河流變成了相對靜止的人工湖泊，流速、水深、水溫結構及水流邊界條件等都發生了重大的變化。
（二）水庫建設對河流水文特性的影響
水庫攔斷江河后，對天然河流的水文情勢產生了一定的影響。這種水文變化主要表現在河流流量、河流水位、地下水水位變化等。影響最大的是多年調節型水庫，影響相對較小的是日調節型水庫。水庫水位的變化與天然江河大不相同，這取決于不同類型的調節方式，以防洪為主要目的的水庫，其水位的變化在季節上與天然河流是相反的，水位變幅較大，汛期水庫處于低水位運行；在汛末蓄水，水庫處于高水位運行。與天然情況相比，增加了江河枯水期流量，減少了豐水期流量，尤其對洪峰流量有明顯的削減作用，提高了下游防洪標準。同時，還可以提高下游工業生產和農業灌溉的用水保證率，增加水電站的保證出力。由于流域內的地表水與地下水有著密切的水力聯系，河流水文條件的改變也會影響到地下水的水位、水質等。壩址上游水庫蓄水使其周圍地下水水位抬高，從而擴大了水庫浸沒范圍，導致土地的鹽堿化和沼澤化。同時，攔河筑壩也減少了壩庫下游地區地下水的補給來源，致使地下水水位下降，大片原有地下水自流灌區失去自流條件，從而降低了下游地區的水資源利用率，對灌溉造成不利影響。
（三）水庫建設對水質的影響
攔河筑壩改變了河流的水動力特性，河流因建壩而經歷的化學、物理和生物變化會極大地改變原有水質狀況，主要表現為水庫水體鹽度增高、水庫水溫分層、庫中藻類繁殖加劇等。
1．鹽度的變化。大壩攔水以后會形成面積廣闊的水庫，與天然河道相比，大大增加了曝曬于太陽下的水面面積。在干旱地區炎熱氣候條件下，庫水的大量蒸發會導致水體鹽度的上升。此外，壩址上游土地鹽漬化會影響地下水的鹽度，通過地下水與河流的水力交換，又會影響河流水體的鹽度。
2．溫度的變化。通常，從水庫深處泄出的水，夏天比河水水溫低，冬天比河水水溫高;而從水庫頂部附近出口放出的水，全年都比河水水溫高。
3．藻類的變化。大壩在截留沉積物的同時也截留了營養物質。這些營養物質使得水庫水體更易發生富營養化現象。在氣溫較高時，藻類可能會在營養豐富的水庫中過度繁殖，使水體散發出難聞的氣味。
二、解決當前水庫環境問題的對策
（一）制定切實可行的水庫流域環境整治規劃，樹立水庫環境整治典范
中國大陸水庫環境問題日益突出，對區域未來的可持續發展將產生重要影響。水環境治理的投入往往十分龐大，如太湖和滇池的治理已經投入數十億元，但效果并不顯著。日本琵琶湖的治理從1972年到1992年間，總投入高達152，485，000萬日元；巴西圣保羅附近鐵特河的環境恢復，10年間花費了40億美元。由于水庫水資源和水環境在中國可持續發展中占據重要的戰略地位，現階段從流域整體出發，同時將水庫環境整治工作納入地方環境保護工作的重心，樹立若干區域性水庫環境整治的典范，建立不同區域不同類型水庫環境整治的模式，帶動整個水庫環境治理工作健康發展。
（二）重視科學研究，探索水庫環境的技術難題
中國水庫眾多、分布廣泛，水庫環境問題具有多樣性和區域差異性等特點，也存在不同于湖泊的自然屬性，并深受人類活動的影響。在現階段，要加強對水庫環境問題的科學研究，開展對不同類型水庫環境的綜合研究，對水庫環境在人類活動和氣候變化協同驅動下的變化過程和機制、水庫污染物類型和來源、環境沉積學和沉積物環境質量基準等方面的科學問題進行深入研究。面對日益增加的環境治理的需要，要加強水庫環境工程治理技術的研究，建立系統科學的水庫環境整治技術方案，強化方案的效益-成本分析，用最經濟的投入獲取最佳的環境治理效果。（三）加強水庫流域的綜合管理政策、法律和制度體系的建設
水庫流域環境整治規劃和水庫科學研究成果轉化依賴于實施水庫流域的綜合管理，應建立行之有效的政策、法律和制度體系，從制度上保障水庫環境的根本改善。水庫管理部門應負責建立協調水庫流域地方政府、企業、研究機構和公眾參與的信息溝通渠道，及時發現水庫環境隱患和環境污染的累積效應，采取必要措施，積極地改善水庫環境。
（四）實施水庫環境宣傳和科技服務戰略
中國水庫多分布在偏遠山區或遠離城鎮，公眾環境意識薄弱，因而加強水庫環境的宣傳教育工作顯得尤其主要。地方政府和環境管理部門要讓水庫流域居民認識水庫環境的重要性，并自覺地參與維護水庫環境的行動，認真履行水庫環境相關規劃。管理部門要負責對水庫及周邊經濟活動給予必要的科技支撐，讓漁民了解正確的止富營養化的技術方法，科學地進行水產養殖；讓農民了解水土流失的危害，有意識地采取措施減緩農業面源污染。同時，鑒于多數水庫存在漁業養殖的事實，加強對養殖戶的科學技術服務，科學地減少餌料投入，也可以減少水庫營養鹽的輸入，有利于水庫水環境改善。
三、結語
水庫在發揮調蓄區域水資源、降低洪澇災害、獲得清潔能源等重要作用的同時，也對河流系統水文情勢、形態、地貌、水質以及生態環境產生了不利影響。在當前形勢下，我國需要對水庫的生態影響進行深入研究，并把生態與民生理念納入到法制規范中去，同時研究建立一套生態環境經濟評價體系，把生態環境經濟評價引入到項目評價體系中。對未來水庫建設，要把生態環境保護和經濟可持續發展統籌考慮，保證水庫開發建設既能滿足人類的社會需要，又起到了維護生態系統的穩定和生物多樣性的生態平衡作用。
參考文獻
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論文關鍵詞：城市護岸發展歷史發展趨勢
縱觀人類城市的發展史，城市多選址于濱水區。這是因為河流能為工農業生產提供便利并解決人們生活上對水的需求;而且濱水風光能讓人們在精神生活上得到滿足。然而，由于水患危害，又使人類不斷地與洪水奮爭。在這期間城市護岸的主要功能是控制河流、防御洪水的一個重要的方法。城市護岸景觀也隨城市護岸功能的發展而發生著變化，主要有如下三個典型時期:
第一18世紀60年代以前(與自然相和諧的護岸景觀)
當人類誕生后，直到伏羲時代，人們“逐水草而居”，“擇丘陵而處”，對洪水一直采取“躲避”的態度。到了神農時代，經濟有所發展，為了避免洪水的侵害，人們開始采取主動的姿態，創造出了“潺”與“埋”的防洪方法。‘.潺”是“以柴木奎水”，“埋，，是奎土填筑。我們的祖先很早就開始利用植物、木和土石等天然材料進行護岸的建造。在我國，早在周代已有溝渠堤岸植樹的制度。戰國時，《管子》主張“大者為之堤，小者為之防，樹以荊棘，以固其地，雜之以柏楊，以備決水”。國外也有類似的記載，早在公元前28世紀，歐洲凱爾特人和伊里利來人采用柳枝編織籬笆的技術來進行防護。秦漢以后，一直到宋元，由于人們對水的性質認識不斷深人，護岸的材料使用也更加豐富。這時出現了使用樹枝、林秸、石頭等捆扎而成材料作為護岸的材料。這種手法在我們現代叫做“柴枕法”。到了明清，據記載的護岸有拋石、柳樹護岸、山石護岸與條石護岸。尤其出眾的是明代劉天和總結堤岸植柳經驗，歸納為“植柳六法響。在材料應用上，由于塊石取材方便與自然易融合，一直應用在護岸建造當中。
這一時期人類與自然和諧相處，城市護岸形式以自然形態為主，遵循自然河岸形式來進行的。材料也多采用自然的山石、植物等材料，因此護岸景觀是以自然景觀為主體，體現了天然彎曲的河道和豐富的植物群落，護岸表現為城市景觀系統當中的一部分，具有良性的生態循環體系。
第二18世紀60年代—20世紀初期(人工化的護岸景觀)
工業革命以后，工業化的急速發展和經濟的迅速膨脹，使人們對自然的認識發生了重大的改變。人定勝天的思想成為這一時期人類處理城市生態問題的普遍觀點，人類和自然之間的天平發生傾斜。這一時期人類對于城市護岸也采用了強制性的措施，利用高大硬質的防護堤遏制河水的侵擾，應用緊束河腰、裁直河道等措施來爭取更多的城市用地化。造成城市的護岸景觀環境遭到強烈的干擾，使其生態失衡、景色單調、親水困難，同時蓄積了更大的洪水災害和生態災難。
第三20世紀早期至今(城市護岸的生態景觀)
久治不愈的洪水災害和人水相隔的痛苦，使人們不斷的反思。經過200多年的思索終于頓悟:“天下至柔者莫過于水，而攻堅強者莫能勝之，以其無以易之。”之至理，繼而尋求人與自然和諧相處的良方。這一時期在歐洲率先進行生態適應性護岸的研究和實踐工作。1938年德國的Seifert首先提出了親自然河溪治理的概念;20世紀50年代德國正式創立了近自然河道治理工程理論，提出河道的整治要植物化和生命化，從而使植物首先作為一種工程材料被重新應用到工程生物治理之中;20世紀70年代中期，德國開始了真正的河流治理生態工程實踐，對河流進行了自然保護與創造的嘗試，被稱之為重新自然化。二戰后，世界范圍內的城市濱水區開發熱潮，帶動了城市濱水護岸景觀的研究發展。20世紀70年代，瑞士、法國、奧地利、荷蘭等國也在河道治理中開始運用生態工程技術;20世紀70年代末，瑞士Zurich州河川保護局建設部的ChristainGoldi將德國的Bittmann生物護岸法豐富發展為“近自然工法”，即拆除已建的混凝土護岸，改修成柳樹和自然石護岸，給魚類等提供生存空間，把直線形河道改修為具有深淵和淺灘的蛇形彎曲的自然河道，讓河流保持自然狀態，這種方法在瑞士被稱為NaturanheWasserbau。到20世紀80年代，德國率先在世界提出了“近自然型河流”的概念，即河流規劃與建設應以接近天然河流為標準。之后，德國開始在自身國內進行這一概念的落實一與實踐。1985年丹麥開始實施的河流復原工程。恢復原來的彎曲河道形式，在沖積平原地帶進行濕地再造等。1989年美國的Mitsch和Jorgensn式探討了生態一程的概念并定義為“為了人類社會和其自然環境兩方面利益而對人類社會和自然環境的設計”20世紀90年代以來，美國將兼顧生物生存的河道生態恢復作為水資源開發管理工作必須考慮的項目，采用了近自然工法使生態環境得以良好恢復，對河道的生態整治工程目前已經擴大到整個流域尺度的整體生態恢復。受這觀念的影響舊本于20世紀90年代初開展了“創造多自然型河川計劃”，僅在1991年，日本全國就有多處試驗工程，在日本建設省第九次治水五年計劃中，對于河流采用多自然型河流治理法，采用植物護岸、石頭及木材護底的自然護岸，河段盡可能利用木樁、竹籠、卵石等天然材料來修建河堤，并將其命名為“生態河堤”。不得已使用混凝土的護岸，也按生態型護堤法進行覆造。為挽救城市河流的生態，日本政府采取了“放任自流”的辦法，使流經城市河流兩岸重新草木蔥籠。堤壩不再用水泥板修造，而是改用天然石塊鋪砌，還給草木自然生長的空間。
一、工程概況
該堤防工程位于璧山縣高峰鎮場鎮紅水河河段，下游端起于高峰鎮紅水河河口，上游止于高峰鎮孔雀橋處，設計河段全長1036m，擬建堤防沿河道右岸單面建設，堤線全長1012m。
本工程是高峰鎮場鎮防洪護岸工程，由高峰鎮政府負責籌建和管理。該工程的建設，符合璧山縣城鎮總體規劃和高峰鎮場鎮規劃，具有顯著的社會效益和經濟效益。工程建成后使岸線變得平滑順暢、岸坡穩固牢靠，對固化河道、穩定河勢有積極作用，大大提高了場鎮的防洪標準，將有效的保護河道兩邊場鎮沿河商業門面、居戶和企業等居民生命財產安全；改善和美化場鎮周邊環境，提升場鎮的形象，促進地方經濟的快速發展。
二、控制斷面的選取
本工程下游末端有高峰紅水河河口堰，該堰是高峰鎮在紅水河上的重要控制斷面，在該堰下游附近僅有高峰紅水河河口，高峰紅水河河口位于高峰紅水河河口堰下游30m，該橋對行洪影響很小，另外高峰紅水河河口堰高較高為2.7m，因此高峰紅水河河口回水對該堰行洪影響很小，故本次選取高峰紅水河河口堰為控制斷面。高峰紅水河河口堰堰寬75m，堰高2.7m，堰頂厚度1.6m，由于此堰沒有閘門，因此水流形態為堰流。
根據底坎的形狀和厚度，堰流又可分為：
(1)＜0.67，為薄壁堰流；
(2)0.67＜＜2.5，為實用堰流，又可分為折線型和曲線型實用堰；
(3)2.5＜＜10時，為寬頂堰流；
(4) 10＜,為短渠水流。
其中， 為堰頂厚度， 為堰前水頭(不包括堰前行近流速水頭)，是從堰頂起算的水深。 由于高峰紅水河河口堰頂厚度 =1.6m，根據堰流判斷，此堰水流形態為實用堰流。根據高峰紅水河河口堰的形狀，為折線型實用堰，因此可作為控制斷面進行水面線推求。
三、控制斷面的選取及水位流量關系
利用實用堰流公式：Q=δsmB H03/2計算得到該斷面的水位流量關系。
式中：Q――流量，單位m3/s；
B――堰寬；
――包括行近流速水頭的堰前水頭；即 =H+ ；
――行近流速；
m――自由溢流的流量系數；
δs――淹沒系數，當下游水位影響堰的泄流能力時，堰流為淹沒堰流，其影響用淹沒系數表達；當下游水位不影響堰的泄流能力時，為自由堰流，此時δs=1.0；
g――重力加速度，m/s2。
折線型實用堰流量系數
由于高峰紅水河河口堰下游坡為1：5，堰高1.6m，因此H 0.8m時，m取0.34；當0.8m＜H＜1.6m時，m取0.35；當1.6m＜H＜2.13m時，m取0.37；當H＞2.13m時m取0.38。
折線型實用堰淹沒系數表
由于高峰紅水河河口堰下游河底與堰頂高差為2.7m，因此當H＜2.7m時，δs=1.0。當堰上水頭大于2.7m時，根據淹沒系數表選取淹沒系數。
經上述計算高峰紅水河河口堰斷面20年一遇洪峰流量683m3/s，相應的洪水位為368.1m。水位流量關系曲線見下表。
高峰紅水河河口堰水位～流量關系線
四、設計洪水水面線基本參數的確定
1、天然河道糙率
根據現場踏測，河床由砂礫石和卵石組成，底坡尚均勻,床面不平整，兩側岸土、石壁相間，長有雜草樹木，形狀較整齊，查《水力計算手冊》天然河道糙率表n 取0.038。工程前后河道糙率不變。
2、工程后河道糙率
工程后河道糙率根據《水工手冊》，結合本工程河段整治情況分析，工程河段只整修了右岸，整治后左岸堤防按照3m計，建筑材料為漿砌條石，糙率n=0.022；而河底與右岸寬仍為天然河道，故整個斷面按加權平均推算糙率為n=0.036。
3、洪峰流量
璧山縣高峰鎮堤坊工程的洪峰流量：P=5.0%、Q=683m3/s。
4、起始水位
本次洪水計算以高峰紅水河河口堰為起始斷面(樁號為K0+000)，經上述計算本斷面P=5.0%、Q=683m3/s，對應的洪水水位為368.1m。
五、計算方法
水面線計算公式：
河道水面線推算采用一維數學模型，一維恒定流運動方程可寫成：
求解時考慮河道局部水頭損失后，對上式沿河道方向進行差分離散，為：
式中：Zu、Zd-上、下游斷面水位，m；
Au、Ad -上、下游斷面過水面積，m2；
ku、kd -上、下游斷面流量模數，m3/s；
-局部水頭損失，對漸變流， =1， =0；
Δs-上、下游斷面間距，m；
Q-斷面流量，m3/s；
g-重力加速度，取9.81m/s2。
六、設計洪水水面線計算
本次洪水水面線計算，以高峰紅水河河口堰為起始斷面(樁號為K0+000)為起始水位，計算工程河段水位。
具體計算方法為：根據上述計算公式，利用實測河道橫斷面資料、確定的河段糙率及其相應流量，按照上式從下游向上游逐段推算整個計算河段各斷面的水位。工程河段工程前后各斷面20年一遇洪水水面線計算成果見下表。
工程河段水面線推算成果表
七、沿程堤頂高程計算和確定
1、安全超高的確定
本工程主要建筑物級別為4級，根據《堤防工程設計規范》按不允許越浪的堤防工程確定安全加高值為0.6m。
2、堤頂超高的計算
堤頂超高=設計波浪爬高+設計風壅增長高度+安全加高,即Y=R+e+A。
設計波浪爬高按 計算，風浪要素采用莆田試驗站法計算，其中平均波高按 計算，平均波周期按 計算，波長按 計算，設計風壅增長高度按 計算，由于該值很小，故在次忽略不計。
在本工程計算中：多年平均最大風速以18m/s計,風區長度以300m計，安全加高以0.6m計。經計算，設計波浪爬高為0.328m，則堤頂超高為0.928，
3、沿程堤頂高程的確定
1堤防工程生態技術必要性
隨著科學進步，人們認識到水利工程對于河流生態系統可能造成不同程度的負面影響。這主要表現在以下兩個方面：一是自然河流的人工渠道化，包括平面布置上的河流形態直線化，河道橫斷面幾何規則化，河床材料的硬質化。二是自然河流的非連續化，包括筑壩導致順水流方向的河流非連續化，筑堤引起側向的水流聯通性的破壞。從保護生態環境的高度，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系統予以必要的補償，維護水域生態系統的功能，是流域生態建設的重要任務之一。
近年來，各地在進行防洪工程建設和河流整治工程中，已經采取了一些新技術和新材料加強河流的生態建設。比如生態型護坡技術，堤防綠化措施等。但是這些技術經驗還缺乏系統的總結，也迫切需要有關技術規范和技術導則的指導，使之更具科學性和規范化。
2生態化建設的建議
2.1有關防洪工程規劃的原則。工程經濟效益和環境效益分析方面應加強，權衡滿足人的需求的經濟效益與環境效益之間的關系，即進行工程項目經濟技術及生態環境效益評估，改變現行的單一經濟技術評估指標體系。以往的治河工程著眼于河流本身，往往忽略了河流湖泊與岸上生態系統的有機聯系，忽視了河流周圍的生物群落的存在，也常常忽視了整治后原有生物群落的恢復。因此，在進行防洪工程的規劃時，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系統中。建議按照“河流生態廊道”的范圍，進行統一規劃、設計和建設。在平時的設計當中除說明需進行常規的水文、地質的測量勘察外，還要補充加強相關范圍的生態系統調查的要求，重點是生物群落(動物、植物)的歷史與現狀調查，對特定的生物群落與水體的相互依存的關系有明確的認識。
2.2堤線布置及堤型選擇河流形態的多樣化是生物物種多樣化的前提之一，河流形態的規則化、均一化，會在不同程度上對生物多樣性造成影響。因此，針對有關條款，建議補充或強調以下要點：在堤線布置原則中，補充說明應盡可能保留江河湖泊的自然形態，保留或恢復其蜿蜒性或分汊散亂狀態，即保留或恢復濕地、河灣、急流和淺灘。在確定堤防間距時，遵循宜寬則寬的原則，要處理好行洪和生態保護要求與土地開發利用之間的矛盾，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，為生物的生長發育提供棲息地，發揮河流的自凈化功能。堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩定和滑動穩定等安全條件外，還應結合生態保護或恢復技術要求，盡量采用當地材料和緩坡，為植被生長創造條件，保持河流的側向聯通性。
2.3河流斷面設計。自然河流的縱、橫斷面也顯示出多樣性的變化，淺灘與深潭相間。因此設計規范中應提出河道盡量要做到河床的非平坦化，采用非規則斷面。避免因規則斷面而導致流場的均一化，增加與生物的親和力，并有助于與自然風景相協調。與上述設計相對應，需要推廣使用一些與非規則斷面有關的水力學計算方法和配套的實用工具或計算機軟件包。
2.4岸坡防護。在河流整治工程中，對生態系統沖擊最大的因素是水陸交錯帶的岸坡防護結構。水陸交錯帶是水域中植物繁茂發育地，為動物的覓食、棲息、產卵、避難所，也是陸生、水生動植物的生活遷移區，至關重要。因此，岸坡防護工程的設計應從強調人與自然和諧的生態建設要求出發，采用與周圍自然景觀協調的結構形式，在滿足工程安全的前提下，確保生態和景觀的護岸形式多種多樣。在典型的岸坡防護結構中，可盡量使用具有良好反濾和墊層結構的堆石，多孔混凝土構件和自然材質制成的柔性結構，盡可能避免使用硬質不透水材料，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造條件。
2.5景觀建設。城市水域整治的景觀建設中，可以強調注意保留江河湖泊天然的美學價值，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境之中。水利工程設施要造成一種人與自然親近的環境，現代的城市景觀設計，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境保護教育創造良好條件。如水生態公園等。
2.6工程施工。在工程施工中，建議強調施工期對生物棲息地進行保護和恢復，避開動植物發育期進行施工。對特殊區域的物種，在施工期要采取其它輔助保護措施，如它處養育等。取料場開挖后應進行適當處理，以滿足美觀和環境方面的要求，要求合理設置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。料場區應進行植被恢復，與周圍景觀相一致。
2.7工程管理。為降低施工環境對生態系統的沖擊，保障工程效果的實現，并延長生態工程的壽命，宜強調加強前期的養護和后期的管理，包括維護、監測和評估，并積累數據和經驗。
關鍵詞：生態護坡；綠化形式；城市河道
Abstract: with the development of economy and the promote of the society , the demand of the city to the river course environment has become more and more higher ,the stream banks not only achieve the basic function of the rivers, but also improve the river environment, to provide a kind and pleasant leisure space and ecological space for people, achieve the harmonious development of the man and nature. Based on the design of ecological landscape bank, this paper explores the different forms and the application of the riverbank green-planting.
Keywords: ecological slope protection; greening form; city river
中圖分類號: TU318文獻標識碼:A文章編號：2095-2104（2012）
0 前言
在城市建設生態、景觀、文化發展的需求下，生態河道的坡岸綠化形式向多元化發展，并不再是單一要滿足功能上需求，如何使河道達到行洪排澇、堤岸改造、水系整治、水質保護，又達到親水近水、回歸自然的效果，就要運用不同形式營造生態坡岸綠化設計，使河道真正成為城市的一道亮麗風景線。
1 生態河道坡岸綠化的形式
生態坡岸是指恢復河岸天然屬性，其滲透性的自然河床與河岸基底，能夠豐富河流地貌，達到充分保證河岸與河流水體之間的水分交換河調節功能，同時具有一定的抗洪強度。生態坡岸保持生物的多樣性，即保持有效數量的動植物組群，保護各種類型及多種演替階段的生態系統。營造一個健康的林草符合系統，有利于邊坡生態正向演替，既能通過先鋒植物發揮水土保持的生態護坡功能，還能使得綠化邊坡長期生態系統的平衡，較快恢復河道天然景觀。
1.1自然型坡岸綠化形式
自然型坡岸綠化形式即采用發達根系植物進行護坡，達到固土保沙，防止水土流失的效果，同時滿足自然生態的需求。
1.2人工自然型坡岸綠化形式
人工自然型護岸綠化做法是在種植植被的同時，增加天然石材、木材護底的應用形式，如在坡腳設置各種種植包、采用石籠或木樁等護岸，斜坡種植植被，實行喬灌結合，固堤護岸。
1.3土工網植被坡岸形式
這種護坡方式主要利用活性植物并結合土工合成材料，在坡面構建一個具有自身生長能力的防護系統，通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術。將植物根系深入土中，形成穩定的空間網墊。
1.4水泥生態植基坡岸形式
采用固體、液體和氣體三相組成具有一定強度的多孔性材料。固土物質包括適合于植被生長的土壤、肥料、有機質和由低堿性的水泥、河沙組成的膠結材料等。在植基土體物質之間，由稻草秸稈等多孔材料組成間隙，以方便植物提供充足的水分和空氣。
2 生態河道坡岸綠化的優點和設計原則
改善水域生態環境，保持水土、美化環境，是確保生態坡岸的河道基本功能原則和宗旨，在城市河道治理中，生態護岸已被多項工程所需求和采納，并在大力推廣之中。
傳統硬質型坡岸形式主要考慮的是河道的行洪、排澇、蓄水、航運等基本功能，因此坡面比較光滑、堅硬，護岸結構都相對簡單，雖然在一定時期內在穩定河道、防洪排澇、防止水土流失等方面發揮了巨大的作用，同時也給水域生態環境帶來了許多不利的影響，原有的平衡關系被打破，水體的自凈能力被削弱，各種水生植物也失去了一定的生存空間。硬質型的漿砌石和混凝土護岸固然也是一種景觀，但它使河流景觀明顯附上了人工的烙印，喪失了自然色彩。
生態坡岸保留自然色彩同時，滿足人們追求自然、渴望回歸自然的愿望。它在強調安全性、穩定性、景觀性的同時，兼顧生態性、自然性和親水性的體現，其在治理水土污染、穩定坡岸、修復河道的生態環境；保護植物、提高生態系統生產力、改善空氣的相對濕度、降低噪音、調節氣候、美化環境等方面都有著巨大的作用。其主要設計原則為：
2.1滿足河道功能和堤防的穩定要求，適當減少剛性結構，增加軟環境，保護和恢復河流的自然形態，構建能透水、透氣、生長植物的生態防護；
2.2形成生態化的旱澇調節系統和鄉土生境，滿足生態平衡要求，創造一個由大量鄉土物種構成的景觀基底，建立良性的河坡生態系統，由高大喬木、低矮灌木、花草、水草、動物鹽灘地等組成河坡立體生態體系；
2.3進行水文分析，選用合適的植物，如鄉土植物的應用，保持地域性的生態平衡，增加河道綠色，提高城市的綠地率，改善坡岸的棲息地質量，保護生物的多樣性；
2.4合理利用土壤、植被和其他自然資源，充分利用日光、自然通風和降水，發揮自然的自身能動性，建立和發展良性循環的生態系統，體現自然元素和自然過程，減少人工環境；
2.5坡岸結合河道地形，形成豐富變化的坡岸綠化，考慮親水性要求，創造可游、可賞、可聽、可感的空間環境；
3 生態河道坡岸形式在工程中的應用
在生態坡岸綠化的應用中這些生態護岸形式已被大量工程應用和實施，通過進行科學、合理的設計，其充分改善了水域生態環境，改進河道親水性，使河道景觀成為優美、親切、宜人且富有活力的綠色生態環境。
哈拉沁溝河道工程是的重點工程，位于呼和浩特東北角東河地段，東起東河退綠后1.5公里處，南至京包鐵路，西起呼哈鐵路，北到110國道。河道長度3.65公里，河道行洪斷面基本間距150米，分設兩岸內外堤，河道中間設置3道攔河跌水，3道跌水池，池中設置了1座季節冰場，1座池花園，3座池中濕地。哈拉沁溝作為呼和浩特市自然環境的一個重要組成部分，其景觀設計旨在用最經濟的途徑，創造充滿生機的，現代生態與文化游憩地，達到為城市增綠，凈化水體和營造小氣候的目的。
通過結合地形地貌、地質條件、材料特點、種植特色等控制，合理運用生態坡岸進行景觀生態建設，滿足了人們的審美要求，給人們提供了舒適的休閑娛樂空間的水域環境、提升城市形象、提高城市的綠色競爭力。
首先，將景觀生態學的思想融入到環境設計當中，保護生物多樣性。促進自然循環，構架城市生態走廊，以流暢幾何線形，強化帶狀空間的縱深和擴展感； 其次， 運用自然型坡岸綠化處理方法，通過合理的植物配置，體現具有當地特色的河道綠化景觀。因為河床大部分時間是枯水季，所以在不影響河道功能的前提下，河床的植物種類選擇呼和浩特鄉土植物，采用萱草、沙地柏、綠景天等綠化景觀構成鋪成流暢的線型，體現出線型組合的韻律感。不同顏色的植物分割出的富有層次、韻律變化的護坡景觀。苜蓿是多年生草本植物，似三葉草，耐干旱，耐冷熱，產量高而質優，又能改良土壤，在護坡及河底種植紫苜蓿、黃苜蓿，交錯種植，打造豐富的景觀形態。
最后，在有限的空間內通過植物的生態種植最大限度的改善環境質量，充分尊重本地區的自然生態環境，并與自然生態環境相結合，塑造出具有本土特色的文化景觀，同時兼顧到區域本身內部的能量與生態循環，這是生態原則的本質體現。在植物選擇上同時考慮交通與生態環境的密切聯系，充分發揮植物自身的生態服務功能，降低粉塵與廢氣污染，形成良好的河道環境。
4 結束語
通過生態河道坡岸綠化形式的應用設計，把“以人為本、人水和諧、”的生態理念運用于城市河道建設，創建出與周圍環境相協調的自然生態景觀，將景觀生態學的思想應用到河道坡岸綠化當中，模擬自然河道，保護生物多樣性。促進自然循環，構架城市生態走廊，實現人與自然的對話，將自然生態作為河道坡岸設計的首要元素， “尊重自然、恢復自然”的理念，使護坡工程與周圍環境融為一體，讓人們感受生態美、藝術美，打造成一幅詩情畫意的河道景觀畫卷。
參考文獻：
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關鍵詞：長江航道；環境監測；環境保護
2016年1月5日，同志在重慶召開推動長江經濟帶發展座談會時指出，推動長江經濟帶發展必須從中華民族長遠利益考慮，走生態優先、綠色發展之路，使綠水青山產生巨大生態效益、經濟效益、社會效益，使母親河永葆生機活力[1]。長江航道整治作為推動長江經濟帶發展的重要動力，也是把“生態優先、綠色發展”做為核心理念予以落實，明確保護和修復長江生態環境在長江航道整治發展中的首要位置[2]。本文從環保效果的監測和檢測方法入手，利用先進的監測、檢測儀器和設備，以某航道整治工程為依托，對長江航道整治環保監測效果做一個深入的研究，可為今后的環保監測、檢測工作提供幫助。
1實施方案
（1）水環境監測水環境監測主要是對施工水域的pH值、水質濁度等參數進行測定。監測方法是在各施工水域進行水質采樣，每月采樣1~2次，檢測結果與標準進行比對、分析。水質檢測采用的儀器包括水質濁度儀、pH值測定儀等[3]。（2）大氣環境監測2019年9~11月分別在當涂與無為預制場設置2個監測點位，2019年12月以后在曹姑洲心灘護岸上設置1個監測點位。監測因子為：PM2.5、PM10。PM2.5、PM10在施工時間段進行連續監測，每個監測點每日記錄1~2次數據。（3）聲環境監測2019年9~11月分別在當涂與無為預制場設置2個監測點位，2019年12月以后在曹姑洲心灘護岸上設置1個監測點位，另采用手持式噪聲測定儀對施工船舶，施工機械集中的區域進行不定期、不定點監測。在施工時間段進行連續監測，每個監測點每日記錄1~2次數據。大氣環境和聲環境監測采用大氣、噪聲監測儀。
2結果與分析
2.1水環境數據分析
由表1可知，5個取樣點的水體pH值在7.2~8.1之間，最大值為2019年9月23日在曹姑洲心灘測定值，最小值分別為2019年10月7日在心灘左緣護底帶和2020年1月14日在曹姑洲測定值，所有數據均在6~9的地下水環境質量標準規定范圍內[4-5]。水體渾濁度在3~7之間，目測結果顯示，水質較清。
2.2大氣環境數據分析
當涂預制場，無為預制場，曹姑洲心灘3個監測點大氣環境監測數據分別如表2，表3，表4所示。由表可知，存在若干天PM2.5大于75μg/m3，PM10大于150μg/m3，大于環境質量空氣標準規定要求[6]。提示預制場在進行拌和施工時，如果天氣干燥，會產生輕微污染，應及時要求進行灑水降塵；其他工藝對大氣無影響。此外，3個監測點PM2.5數值多數再35~75μg/m3之間，說明當地空氣質量是良。
2.3聲環境數據分析
當涂預制場，無為預制場，曹姑洲心灘三個監測點大氣環境監測數據分別如表5所示。由表5可知，環境中監測的數據均低于70dB，小于建筑施工場界環境噪聲排放界限[7]。說明當涂、無為預制場和曹姑洲心灘護岸現場施工中產生的噪聲對環境沒有影響。
3結語
（1）通過對現場拋石、拋框架水域水質pH值和混濁度的檢測和分析，由于拋石施工對江底泥沙擾動，進行水上拋石時施工點附近水質會有少量混濁，但對取水口附近水質無影響。（2）通過對當涂、無為預制場和曹姑洲心灘護岸現場大氣的監測和分析，預制場在進行拌和施工時，如果天氣干燥，會產生輕微污染，應及時進行灑水降塵；其他工藝對大氣無影響。（3）通過對當涂、無為預制場和曹姑洲心灘護岸現場噪聲的監測和分析，施工中對噪聲無影響。（4）施工現場環保數據的準確實時監測可為項目正常開展提供保障前提。因此，采用新技術、新工藝、新設備在現場施工監理過程中越來越值得重視。
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關鍵詞：黑臭河道 污染 生物生態
中圖分類號：X22 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2010)09-110-02
1、黑臭河道的表現及成因
隨著城市化、工業化進程的不斷加快，城市河道生態系統承受的壓力也越來越大，臟、亂、差問題日益突出。在河道治理和管理過程中，由于過于強調防澇、泄洪作用，而忽視了生態、景觀等其它功能，導致河道成了毫無生機與活力、缺乏美感的“臭水溝”，既有礙于城市景觀、破壞城市形象，更影響了沿河居民的生活居住條件，直接威脅著人們的生存環境和身體健康。城市河道的綜合治理，對于維護城市生態平衡、優化城市景觀、改善人居環境具有重要意義。當前，城市河道污染主要表現為黑、臭等。所謂的黑臭河道是指河道特別是城市河道的水體經過污染源侵入，酸雨、初期雨水、大氣中的揚塵、生活垃圾的侵入，長期積累在河底的淤泥及淤泥釋放的有害物質沒有及時處理：水體缺少必要的循環，溶解氧過低，缺少水生動物、植物生存的環境，水體逐漸失去自凈能力，加上河道底泥長期未清，使底泥不斷釋放分解為N、P等營養物質，導致水體富營養化，水體顏色逐漸變綠，藻類瘋長，最終導致“水華”現象，產生異味，容易發黑發臭。
對于黑臭河道的整治，首先要了解黑臭河道的成因，一般來講，黑臭河道主要有以下一些原因造成：
1.1 生活廢水進入河道
生活廢水是指炊事、洗滌、沐浴等，伴隨人的生活而向公共水域排放的污水。這些廢中都含有大量的P元素，極容易導致水體的富營養化。如果不加處理和限制，是這些污水直接排入城市河流中，將會嚴重使河道污染，這是造成黑臭河道的原因之一。
1.2 初期雨水夾帶的污染物質
降雨初期，大量地表上的污染物隨著地表徑流匯入雨水管網，進而攜帶雨水管網內沉積的污染物，最終排入水體，形成對河道的污染。
1.3 工業污水排放
工業污水是指工業生產過程中產生的廢水和廢液，其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物。工業廢水造成的污染主要有：有機需氧物質污染、化學毒物污染、無機固體懸浮物污染、金屬污染、酸污染、堿污染、植物營養物質污染、熱污染和病原體污染等。隨著環保意識和環保執法力度的加強，工業污水直排入河道現象逐步減少，但仍存在零星、小規模企業偷排等現象，尤其是分散的食品加工、餐飲、洗衣等企業，無獨立的污水處理系統，就近將生產廢水排入城市雨水管網，形成對河道水質的沖擊。
2、關于城市黑臭河道治理的一些措施
由于城市的現代化建設迅速發展和市政設施建設的滯后，生活污水和生產污水直接排入城市中或其周邊的河流，造成河流水體的富營養化。因此，城市河流污染以及河流黑臭問題逐步提到日常工作中。近年來，我國一些城市進行城市黑臭河道的整治工作，并且取得了一定的效果。目前來講，常見的處理方式我們可以分為物理法、化學法和生物生態，它們分別是根據污染源的不同而進行的治理方式。
2.1 物理法
2.1.1 人工增氧
有機污染嚴重的河流由于有機物分解耗氧。河流會變成缺氧或者無氧狀態。致使河道自凈能力下降，水質惡化，正常的水生生態系統遭到破話。通過在適當位置向河道水體進行人工曝氣增氧，可以提高水中溶解氧，增強河道自凈能力，消除黑臭現象。人工增氧的方式有多種，如曝氣增氧、跌水增氧等等。
2.1.2 河道清淤
長期受到嚴重污染水體的底泥中沉積由大量的污染物。如N、P等，在一定條件下，這些污染物會從底泥中釋放出來，造成水質惡化。通過實施清淤疏浚，可以將底泥中的污染物移出河道生態系統，能顯著降低內源磷負荷。
2.1.3 引水補水
引水沖污和換水稀釋是湖泊凈化經常采用的措施，在湖泊富營養化治理中有應用實例。對污染較嚴重并且流動緩慢的河流尤其是長期缺乏補充水源的城市內河較為適用。此方法可以在短時間了將河道內的污染物濃度和總量降低，提高河道水體的溶解氧，恢復部分自凈能力；并可以置換河道死水區、非主流區的重污染河水。但通過此方法，水體內的污染物僅轉移到下游，并末得到有效降解。
2.2 化學處理
化學除藻是控制藻類生長的快速有效方法，在滇池治理中得到了應用。城市河道出現嚴重的水華現象時也可以將其作為應急除藻措施。這種方法操作簡單，可以在短時間內取得明顯的除藻效果，提高水體透明度。但此方法不能將N、P等營養物質清除出水體，不能從根本上解決水體富營養化。
2.3 生物生態技術
生物生態凈化技術是現代處理城市河流污水的主要方式，由于成本低廉，環保效能好，符合現代社會可持續發展和生態環保的理念，因此比傳統的截流和清淤方式更具有可行性。
生物生態水體修復技術主要思路是利用天然存在的微生物，主要目標是恢復和增加水體的自凈能力。在科學的人為的干涉下，在一定的生存環境條件下，經過原位培育，增加微生物活性能力，通過微生物生命活動，將有機物轉化為無機物，逐步恢復水生生態系統，恢復水體的自凈功能。生物生態水體修復技術治理污染水體方法很多，如建造人工濕地、生物氧化塘、生物濾床、生物激活劑等，但其核心內容就是利用載體將有益微生物培育成優勢群落，激活其活性能力。
由于水體污染成因不同，有害物質的成份也多樣性，在治理污染水體的技術上采用單一的技術是很難治理污染的水體，必須有針對性的、采用綜合性的技術。在具體的實踐當中，根據水體的污染程度和水體所含化學元素的不同，配合一些化學處理方式，得到更好的效果。
同時，生物生態凈化技術可以有效的使水體生物達到趨利避害，比如“水葫蘆”的水生植物處理受富含有機污染的水體，取得了一些好的經驗和效果。水葫蘆，學名風眼蓮。50多年前從南美的巴西引進來的，是外來物種。它喜歡高溫濕潤，在攝氏25～35度下生長最快，而且速度驚人，通常情況下在8個月內就能從10棵增至60萬棵，是公認的生長最快的植物之一。在適宜的條件下，每5天就能繁殖新株，也能開花堅固產生種子而進行有性繁殖，一枝花大約結300粒種子。一公頃水面的水葫蘆就能擠滿200萬株，重達300多噸。這種植物在水中有著特殊的屬性，如果平時不加節制的生長，會過分繁殖而導致水資源的污染，但是由于水葫蘆具有快速、極強、多效的凈水能力，而且投資少，是一種比較經濟的污水處理方式。
水葫蘆的這種驚人的增殖速度造就了它超強的凈化水質本領，它的吸污能力在所有的水草中是最強的，研究表明，水葫蘆凈化污水體系中約5平方米可處理1噸污水，龐大的須根不斷地吸收水中的污染物。植物學家們總結了許多研究成果后認為：水葫蘆在生長過程中需要大量的氮、磷等營養物質，在適宜條件下，一公頃水葫蘆能將800人排放的氮、磷元素當天吸收掉。更令人稱奇的是：水葫蘆還對重金屬離子，例如：汞、鎘、鉈、銀、鈷、鍶、鉛等應對自如，對農藥和其他人工合成化合物等有極強的富集能力。它對石油廢水中的有機污染物清除率可達95％以上，而且還會向四周環境分泌出殺菌因子，令腐生菌、大腸桿菌的數量大大降低，水葫蘆發達的根系所分泌出的物質，可有效降解毒殺酚、滅蚊靈、氰等多種有機毒物。利用水葫蘆凈化污水可以說是一種成本低廉、節約能源、運轉成本低、再生輕易、效益較高的簡便易行方法。
3、成本費用比較
綜合以上分析看來，生物生態技術在運行費用上占有明顯的優勢，而且成本低廉，易于操作。更重要的是，這種方式能夠使城市環境更加優化，從而實現整個自然系統的有效循環。因此，生物生態凈化方式在處理城市黑臭河道中應加強應用。
同時，我們應該注意到，各種有效的處理方式只是建立在治理的層面上，因此應加強污染源的控制，從源頭上解決污染才是真正的治理之道。
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關鍵詞：正交網絡 數學模型 河勢 Hermite函數 邊界層 SIMPLER算法
1 河勢貼體網格
河道平面二維數學模型網格生成方法研究中兩個關鍵問題是：(1)網格與河道擬合的貼體問題；(2)二維網格、控制方程和數值方法三者之間的匹配問題。目前，常用的河道二維正交網格生成方法是邊界擬合坐標系方法，即河道Thompson法[1]，它主要是通過物理平面(天然河道平面)與變換平面(數模計算平面)之間Poisson方程邊值問題數值解實現二維正交網格的生成。
式中：x，y為物理平面網格坐標；ξ，η為變換平面網格坐標；D為物理平面區域。
河道Thompson法存在的主要問題有：(1)二維網絡主要考慮與河道岸線的擬合，多數情況下與河道的河勢或主流線之間的擬合不理想；(2)復雜洲、灘及岸線河道邊界、非恒定流動岸和數值求解引起的動邊界等情況下，網格與河道岸線之間的擬合同樣會出現實際偏離；(3)控制方程變換引起的數值求解困難和數值誘發耗散問題；(4)對于常見的寬、窄相間的河道平面形態，二維網格不均勻間距可能導致的數值計算精度問題；(5)與河道一維斷面數學模型的嵌套和聯合存在接口困難等等。
為了盡可能地避免河道Thompson法的上述問題和困難，本文提出了河勢貼體河道平面二維正交網格生成方法。采用這一網格生成方法及相應的河道二維數學模型，不僅可以進行天然河道大多數邊界條件下的水深平均平面二維水流、泥沙及溫排和污排等計算分析及應用研究，而且還為長河段河道二維及一、二維嵌套數學模型的研究和應用提供了新思路。
2 網格生成方法
張瑞瑾教授[2]認為：河道水流的流態(或河勢)具有很廣的含義，一切標志河道水流總體傾向的現象，都被納入這一概念之中。將河流動力學中基本和核心的河勢概念，引入到河道二維網格生成方法及其河道二維數學模型的研究之中，具有更加堅實的理論依據和物理基礎。
河勢貼體網格生成方法的總體思想為：放棄傳統的網格生成方法中嚴格要求網格與河道岸線相擬合的思路，采用Hermite三次插值函數[3]，生成河道沿程縱向與河勢或主流線相擬合的河勢擬合線(曲線)，并使得河寬方向橫向網格線(直線)與網格控制斷面相吻合，從而構造出平面二維正交四邊形網格。由此生成的二維網格，一方面避開了河道復雜和變動的洲、灘及河岸岸線，另一方面體現了控制河道水流運動的河勢概念。
2.1 Hermite插值函數
Hermite插值函數不僅要求插值節點上的函數值相等，而且還要求節點處一階甚至高階導數相等。兩個插值節點情況下的Hermite三次插值函數可表述如下[3]：
需要滿足的節點條件為
函數表達式為
系數表達式為
式中：H3(x)，H3′(x)為Hermite三次插值函數及其導數；α，β為插值系數；x，y，m分別為插值節點的坐標、函數和一階導數。
2.2 網格生成步驟
河勢貼體河道平面二維正交四邊形網格生成方法包括如下三個步驟。
2.2.1 確定網格控制斷面和節點
選取研究河段的進出口斷面、河段內水位/水文站點或測流斷面、河勢控制斷面以及需要重點研究河段的控制斷面等作為網格控制斷面；在所選取的網格控制斷面上確定網格控制節點，這些節點可以任意選取在控制斷面的左右岸、深泓點、主流點、中心點等處，所選擇的網格控制節點即為數學上Hermite三次插值函數的計算節點。
2.2.2 生成河勢擬合曲線
利用上述Hermite三次插值函數，可以生成一條既通過網格控制節點，又垂直于網格控制斷面的河道縱向網格控制曲線。通過多次調整網格控制斷面和節點，使得所生成的網格控制曲線與研究河段的河勢或主流線相擬合，將最終生成的河道縱向網格控制曲線確定為河勢擬合曲線。這一步是河勢貼體網格生成方法的關鍵和核心。
2.2.3 構造平面二維網格
選取和調整縱向和橫向網格間距，構造由平行于河勢擬合曲線的曲線簇和垂直于河勢擬合曲線的直線簇(包括網格控制斷面)的河勢貼體平面二維正交四邊形網格。
3 河道二維數學模型
河勢貼體河道平面二維正交四邊形網格生成方法與邊界層坐標系下水深平均流體力學控制方程[4]以及合適的數值方法(如SIMPLER算法[5])之間聯合使用，可以建立河道二維數學模型。本文給出了河道二維水流泥沙數學模型的控制方程和數值方法。
3.1 二維水流泥沙控制方程
采用邊界層坐標系下簡化的河道二維淺水控制方程和泥沙對流擴散方程[4，6]
式中：x，y，t為邊界層坐標系下平面二維坐標和時間坐標；R為x軸沿程曲率半徑；U，V為流速分量；h，Z為水深和水位；g，n，vt為重力加速度常數、河道糙率和紊動粘性系數；S為含沙量；S為水流挾沙力；εs為泥沙擴散系數；α為泥沙恢復飽和系數；ω為泥沙沉速。
上述控制方程中二階導數項進行了適當的簡化和合并；當R∞時，上述控制方程可轉換為直角坐標系下水深平均平面二維水流泥沙控制方程；有關定解條件和參、系數函數或方程(如水流挾沙力公式等)與直角坐標系下二維水沙數?；疽恢耓7，8]。
3.2 數值求解方法
圖1 葛洲壩樞紐至磨盤溪河段河勢圖(1997年9月河道地形)
圖2 葛洲壩樞紐至磨盤溪河段河道二維水沙數模河勢貼體正交四邊形網格
圖3 葛洲壩樞紐至磨盤溪河段二維水沙數模計算的流速等值線
二維水流控制方程的數值離散和迭代求解基于SIMPLER[5]算法，泥沙對流擴散方程的數值離散和迭代求解基于有限控制容積法[5]，離散方程迭代求解方法具體包括以三對角追趕法(TDNA法)為核心的逐行法和高斯塞德爾點迭代法，并配合塊修正和欠松馳修正技術等。計算過程中采用了動邊界模擬技術，具體處理措施包括：每次迭代根據二維網格節點的計算水深值，均要判斷和區分水域和陸域節點；對于陸域節點采用邊界隔墻法[5]處理，并讓陸域節點始終保持一個較小的富余水深等。
4 應用實例
河勢貼體網格生成的主要目的是為河道平面二維數學模型的研究提供二維計算網格及離散節點。作為應用實例，本文給出了葛洲壩樞紐至磨盤溪近壩河段(圖1)二維網格生成的具體過程及二維水流泥沙數學模型研究的部分成果。該項研究的主要目的是分析論證葛洲壩下游壅水工程措施(如胭脂壩左汊布設潛壩)的壅水效果及其對防洪和航運的影響，而采用壅水工程措施的主要目的是為了解決三峽工程運用初期枯水位時葛洲壩下游引航道通航水深不足問題。
依據上述河勢貼體網格生成方法及步驟，首先選取B0(壩軸線)，Y34(廟咀)，Y37(宜昌)，Y39，Y41(寶塔河)，Y44，Y46，Y49和Y50(磨盤溪)共9個河段河勢控制或水文/水位斷面作為網格控制斷面，選取9個斷面的中點作為網格控制節點；然后，由Hermite三次插值函數生成了本河段的河勢擬合曲線AB(圖1)；最后，通過確定縱向x，橫向y的網格間距，構成本河段河道平面二維計算網格(圖2)。
最終生成的二維計算網格節點數為137×41，河勢方向(x方向)網格間距為100～200m，斷面方向(y方向)網格間距為50m。
采用生成的河勢貼體河道平面二維正交網格，利用上述的河道二維水流泥沙數學模型，即可進行葛洲壩樞紐至磨盤溪近壩河段的二維水流泥沙數模計算分析研究。計算程序為自編“HELIU11”程序，有關研究內容及成果請詳見長江科學院“九五”三峽工程泥沙問題研究子題分報告：“葛洲壩樞紐下游近壩段整治二維水流泥沙數學模型研究”。本文僅給出了宜昌流量13500m3/s時該河段二維數模計算的流速等值線(圖3)和1993年11月1日至1997年8月31日沖淤驗證計算中的沖刷部位等值線(圖4)。
5 討 論
本文提出的河勢貼體河道平面二維正交網格生成方法具有如下幾個主要特點：
(1)引入河流動力學的河勢概念，凸現了河道二維數學模型研究中的主要矛盾，避開了河道岸線擬合這一復雜但相對次要的矛盾；
(2)生成的二維正交網格與邊界層坐標系下河道水深平均流體力學控制方程及相應合適的數值方法(如SIMPLER算法)三者之間匹配較好；
(3)網格保留了河道一維斷面形式，為長河段河道二維以及河道一、二維嵌套數學模型的嵌套和聯合提供了便利的二維網格和一、二維接口條件；
(4)生成的二維網格具有河寬方向上分布均勻，河勢方向上可調整性大，操作上簡便易行等優點；
(5)該網格生成方法不適用于強彎及鵝頭型分汊等平面形態的少數河段。
參考文獻
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