河道治理中生态水利技术的应用研究

2023-12-21李浩绵

大科技 2023年52期

李浩绵

（广东大禹水利建设有限公司，广东汕头 515000）

0 引言

城市发展建设，经济水平与生态环境之间产生了较大的矛盾，日益严重的环境污染严重影响了人类的生活。尤其是对于淡水资源来讲，水资源的污染，促使本就紧缺的水源面临更加严峻的挑战，因此治理河道成为环境治理中的首要内容。为达到更加有效的治理效果，应当在河道治理中引进生态水利技术，确保对河道水利环境起到有效的改善作用，落实可持续发展理念。则相关部门应当给予高度重视，形成更加强有力的治理效果。

1 生态水利技术以及其应用优势

以往在河道治理工作中，使用较为单一的治理方式，可能会对河道周围的自然环境产生一定的影响。而生态水利技术，则是建立在生态环境阿伯胡的基础上所构筑的全新河道治理技术，通过持续有效的生态治理手段，有助于实现高质量的河道治理。

在生态水利技术下，通过充分掌握河道的自然情况，包括水生物类别、地形地势等，对河道周围的生态植被等加以科学设置，确保河道周围形成良好的有机联合状态，打造全新的稳定生态环境。基于这样的条件，通过河道治理也能够为自然生物提供繁衍生息的环境[1]。

通过河道治理工程实现生态水利技术的引进，有助于改善河流水质环境，促使河道有机污染物受到净化，同时也能够促使河道拥有更加强大的自我净化能力。作为河道真菌的主要食物，有机物被氧化还原形成无机物，且河道中的藻类物质产生光合作用释放氧气，促使河道拥有良好的氧气占比，为生物生长提供生存条件。基于河道整体的良性循环，进一步解决了污染问题，水质环境加以改善并逐渐休养生息获得自净化能力，促使河道水源始终保持良好的清澈状态，对周围自然生态均会起到一定的积极影响。

2 河道治理方案

2.1 工程概况

为更好的研究河道治理中生态水利技术的实际应用，应当结合实际当中的河道治理方案进行切实分析。因此本文选择某城市内河为例，对该河流河道治理加以阐述，随后对其中的生态水利技术进行研究。该河流在闸口河道以下位置与平原相接，以堤防为主展开规划。由于该河道整体呈现出左高右低的现象，且其断面位置所设计的水位超出地面大约1m 的高度，经过实地测量其大约为1.3～1.52m 的平均高度，而最高点位则达到了3.56m，因此适宜修筑堤坝。

在该河道的整体段落上左侧从桥上开始地势逐渐提升，逐渐缩减了岸边保护范围，其中尤其是进入河岸下游部分，河道弯道位置出现严重的塌岸现象，在规划治理中提出了护岸建议。从河道闸口作为分界点，在上游位置的河岸两侧多为山地结构，应用较高的护岸加以保护，大多数断面均按照设计水位以上的参数修建岸边，均高为17～35m[2]。

2.2 流量与水位设计

在本次河道治理作业中，对洪水河槽的设计流量进行优化设计，根据当地的河道生态保护需求展开切实合理的控制，通过选择防洪标准下的洪水流量，以其对应水位作为河道的设计水位。在本次河道流量的中水河槽设计中，选择了平滩流量或是造床流量的方式选择水位进行设计。可根据河道的通航需求以及其他治理要求等，对枯水河槽的水位进行设计，确保最低水位具有差异性的保证率，进而确保其流量等同于设计流量。

2.3 规划实施

该河道治理工作中秉持着现上后下的原则，率先对上游加以治理，随后对下游展开针对性的优化治理。通过确定河道治理工程的重点，随后治理其余河道段落。在治理过程中，全面消除了生态风险之后，治理其他部分确保河道整体生态环境处于达标状态。完成堤防修筑之后随后展开标准化的建设。

3 河道治理方案中的生态水利技术

3.1 恢复河道生态

以本文中所提到的河道治理工程为例，在该工程中利用生态水利技术对河道环境展开治理，其中最为主要的就是恢复河道生态。通过生态水利技术实现河道防洪抗洪能力提升的同时，确保河道具有较高的经济价值，具有良好的生态效益表现。根据本文当中的河道治理方案，发现其相关工作人员在经过实地考察之后，对河道的水流量以及其周围地势环境等进行收集整合，随后合理设计河道岸线以及水流量，确保水流流量适应河道需求，在自然流动的基础上冲刷河道，便于河道拥有稳定的河流生态环境。

同时在本次河道治理中，生态水利技术充分结合了其周围的自然生态环境，促使该区域范围内拥有更多的生物多样性。结合该河道生态的实际情况，发现其在下游中端附近由于临近村庄，由于人为影响，导致河道水质受到影响，因此在本次河道治理中，也使用了相应的污水治理技术对河道加以治理。

结合本次治理案例，在生态水利技术中，相关人员选择了河道曝气技术治理污染水源，由人工将氧气与空气混合形成的净化物投放到河流当中，通过这一方式促使河道水体与空气之间呈现出高频率的交换特征，从而为微生物的生存提供了更加良好的环境，便于微生物对河流中的污染物加以处理，从而在一定程度上促使水源恶化情况有所减轻，水体基本恢复健康状态[3]。图1 为河道曝气技术原理。

图1 河道曝气技术原理

除了在本次工程中所应用到的污水治理技术之外，在不同原因造成的河流水质污染中，还可以应用众多不同的治理技术。如曝气复氧技术，该技术的应用，主要是形成氧化还原反应，从而促使河道中受污染水体能够更加快速的让黑臭物质变质。该技术常见应用于河道水体严重恶化的情况，促使河道生态自然恢复速率显著提升，最终直到河道恢复正常状态。或是由于河道毗邻工厂而向河流倾倒大量的化工物质所造成的河道污染情况，则可以应用絮凝处理技术加以处理。通过凝结黑臭水体中的杂质并进行过滤打捞，从而在一定程度上降低河道有害物质，随后逐渐展开生态修复治理，通过培养微生物群体，重建河道水生生态环境。

3.2 种植水生植物

河道治理工程中，为了充分改善河道水源环境，获得更加健康的水质状态，则可以通过在河道中种植水生植物的方式，不仅能够起到一定的污染治理作用，同时也能够在为河道创造良好的自然生态环境，促使河道生态逐步恢复。因此，在种植水生植物之前，要求相关工作人员全面细致规划所种植的品种分类。要求因地制宜，选择适宜当地气候环境以及生态特征的水生植物，才能够起到有效作用。不仅需要种植单类植物，同时也应当合理搭配植物，促使植物之间相互协调，在不同阶段中借助于其生长状态对河道水质环境起到一定的改善作用，维护河道生态系统稳定，图2 为一般河流植被生态断面。

图2 河流植被生态断面

基于这样的要求，在本次河道治理案例当中，相关工作人员对河道环境进行调查研究，分别选择了金鱼藻、苦草、黑藻、伊乐藻以及浮叶植物睡莲等作为水生植物加以种植，通过合理搭配，借助于沉水植物的特性，促使其能够对河道水底的营养物加以吸收转化，促使水体中必要微量元素以及氮磷钾等含量有所降低，并遏制其转换速率，从而避免在河道中生长大量的浮游植物。借助于水生植被的种植，促使河道水质环境更加适应多样水生植物的生长，提升水体生物多样性，确保水体获得更加良好的自净能力[4]。

除了种植沉水植物之外，在本次河道治理中，同样选择了一定的水生花卉加以种植。这是由于该河道其属于城市内河，不仅肩负着调节城市生态环境的重任，同时也应当满足景观要求。因此在该河道的上游位置，靠近桥梁以及城市中心的位置，选择了大白睡莲、洛桑、日出等不同品种的优质水莲加以种植，并且加之在原有河流基础上的白睡莲，促使水面具有良好的美观表现。

3.3 全面清理淤障

生态水利技术中，最为重要的内容之一就是对河道的淤积物进行清理，科学展开清淤清障工作，不仅能够促使河道生态环境得到改善，促使河道水质更加清澈，同时也能够为好走位居民营造更加健康舒适的生活环境。但是结合一般河道治理中的河道清淤清障工作而言，其难度较大，由于河流线路相对较长，任务量较为兼具，在清理过程中可能会遇到众多不定因素影响而造成困难。即使在清理完成后仍旧会产生大量的淤泥污染物质等。因此，展开切有效的清淤作业，则应当充分展现出生态水利技术的应用价值。要求相关工作人员在清理作业之前对水下的淤泥进行采样分析，检验其成分，进而选择针对性的处理措施实现一次性的有效清理[5]。

进一步优化完善清淤清障工作，促使河道生态环境得到改善。基于本次工程实际，在展开清淤作业之前，合理规划了作业时间、强度以及频率等，通过每周实施一次的清淤作业，利用设备打捞以及药物净化的方式，在避免损害自然水体环境的基础上，达到了最大化的工作效率。首先使用泥浆泵冲挖河道，在河道周围设置好排水渠，按照0.8m 深度以及0.5m 的底部宽度进行设置，确保将河道清淤区的废水及时排出。分段施工，启动高压泵对地面进行冲洗，形成水潭，随后下放泥浆泵对底部泥浆进行抽送，将其运输到排泥去使用泥浆车运输。基于完整的工艺流程顺利展开了清淤清障作业，具有良好的治理成效。图3 为本次清淤施工流程。

图3 清淤施工流程

3.4 建设生态河堤

为了充分调节河道水体中的水分与空气比重，应当在河道治理中运用生态水利技术建设生态河堤。要求相关工作人员充分掌握河道资料数据，要求其充分分析河道水流产生的势能以及自然环境的影响，从而科学布置中心线，确保河道设计科学合理。且在河道治理中设计河道河堤时，考虑到城市内河的性质，则要求河道河堤除了具备功能性之外，也应当具备良好的观赏性，因此应从美观角度进行设计，通过在河道两侧设置浅滩的方式，达到较为良好的审美表现，并促使潜水区域有效扩展，维持更加广阔的空间供给水生生物的存活。

在生态河堤建设中，护岸材料的选择同样至关重要。考虑到该河道所处位置，在设计中，应当尽可能从周围自然环境中取材，既能够因地制宜对周围生态环境起到一定的保护作用，同时也能够促使河道充分结合周边环境。并以多元化的方式对河堤护岸表面加以处理，借助于混凝土材料的稳定性以及耐磨性，能够有效抵挡河流冲刷。但是考虑到其中在河道治理中加以应用可能会损害原有的自然生态系统且美观性不足，因此则可在关键护岸位置合理应用，并适当进行添色或是雕刻处理。河堤护岸混凝土结构设计如图4 所示。