时间：2023-01-21 09:42:17
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇河道整治论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
桑干河属海河流域永定河水系，由上游源子河、恢河在朔城区马邑汇合后为桑干河，流经朔城区、山阴县、应县、怀仁县，在怀仁县古家坡附近进入大同市，经河北省汇入永定河。朔州市界以上流域面积8618km2，省界以上流域面积为17744km2，河道长度为241km，其中朔州段长为124km。在朔城区东榆林村建有一座中型水库，总库容为6500万m3，水库大坝控制流域面积3430km2。本段河道主要支流有两条即黄水河与浑河，分别于应县西朱庄、怀仁县新桥附近汇入桑干河。并在干流东榆林水库下游罗庄、黄水河入汇口下游西朱庄附近分别设有两个水文测站。本文仅对东榆林水库下游至怀仁县新桥（浑河入口）段进行初步分析，全长81.3km。
本流域地处内陆高原，属北温带较干燥的大陆性气候，干旱寒冷温差大，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，降水量年内分配很不均匀，年降雨量为300—500mm，多年平均降雨量为350—430mm之间。
桑干河朔州段河道，具有平原型河道特征，两岸平坦开阔，河床宽浅。河道两岸均有一级阶地分布，一级阶地高出河床1—2m，在安荣桥上游一带阶地高出河床3—8m，河宽约200—1500m，坡降约为0.6‰左右。河床组成物质主要是沙壤土，泥沙平均粒径0.2—0.7mm，中小水流河势变化迅速，走弯严重，主流摆动频繁。各河段河道特征见表1。干流沿线均为第四系冲积地层。
桑干河河道特征统计表（朔州段）表1
河段
距离(km)
平均坡降（‰）
主槽宽度B(m)
主槽深度H(m)
河宽(m)
河相关系√B/H
坝下—安荣桥
12
0.59
200
安荣桥—西小河
16
0.62
97
1.4
350
7.03
西小河—西朱庄桥
24
0.61
120
1.2
400
9.13
西朱庄桥—新桥
19
0.86
150
1.4
420
8.75
2水文特征分析
2.1历史洪水
桑干河洪涝灾害比较频繁，从明朝开始就有不少史料记载。据马邑县志记载：“明神宗万历三年（1575年）秋七月，马邑大雨四十日，坏城屋芦舍千余。”清光绪十八年（1892年），桑干河上游发生了一次长历时的降雨过程，致使河道出现范围很广的特大洪水，给我省北部地区造成了大范围的洪水灾害。
从海委审定的《永定河流域规划报告》看，400年来，1896年（清光绪二十二年）洪水为桑干河我省境内调查的首位洪水，据马邑县志记载，“六月桑干河道，四关一村为水淹，溺死男女老幼共三十七口”，尉家小堡该年调查值为5140m3/s。
本世纪的1922年、1949年、1952年、1959年、1963年、1967年均出现过较大的洪水，形成沿河两岸一定范围的洪涝灾害。
2.2水文特征及对河道影响
桑干河流域地处半干旱的黄土高原，大部分降雨集中于汛期，属于暴雨型径流过程，非汛期的河道径流主要为神头泉水（流量为4.5——6.5m3/s）及降雨补给，输沙量则基本集中于汛期洪水。由于河道洪枯相差十分悬殊，平原河道呈复式河槽形态。
根据罗庄及西朱庄水文站的多年统计资料表明，桑干河上游的水沙系列在近四十年内的变化很大，主要表现从七十年代以后径流量，输沙量大幅度减小，含沙量下降，详见表2，河道洪水发生频率降低。究其原因主要是：（1）六、七十年代在桑干河流域的上游干、支流兴建了一系列的中、小型水库和河道引水工程，随着工农业用水的逐渐增加，水库等水利设施对径流量的调蓄和拦截量也随之增加，以致在枯水期经常出现河道断流。拦蓄洪水的同时也拦蓄了大量的泥沙。（2）七十年代以后，特别是九十年代，流域的枯水年份所占比例明显增大。以西朱庄站为例，八十年代和九十年代的年平均径流量分别是六十年代的27%和14%。
桑干河上游两站分年代（10年）水沙统计表表2
年代
66—69
70—79
80—89
90—97
多年平均
径流量（亿m3/年）
罗庄站
3．584
2.387
1.605
1.367
2.037
西朱庄
3.954
1.734
1.086
0.544
1.512
输沙量（万吨/年）
罗庄站
2204
522
260
262
585
西朱庄
1892
301
214
151
435
由于河道径流量、含沙量减少，漫滩洪水出现的机率下降，导致河槽缩窄，平滩流量降低。河槽淘刷深约1.0—1.5m，呈现“V”字型枯水河槽。由于中、枯水所占比例相对增加，部分河段的曲率增大，致使洪水传播历时延长。
2.3水文分析
罗庄站采用1896年及1949年两次调查洪水，西朱庄站采用1896年及1922年两次调查洪水，加上两站全部实测洪水系列（还原后）分别进行各站洪峰频率计算，采用P-Ⅲ型分布适线，双权函数法计算统计参数。计算结果见表3。
桑干河洪峰流量特征值表表3单位：m3/s
站名
分析时段（年）
统计参数
洪峰均值
极值年洪峰流量
各频率洪峰流量
Cv
Cs/Cv
最大
最小
极值年
1%
2%
5%
10%
20%
洪峰
出现年份
洪峰
出现年份
罗庄
1952-1997
1.0
2
394
1270
1952
19.6
1986
65
1816
1541
1182
906
634
西朱庄
1958-1997
1.5
2
405
2000
1967
7.15
1986
280
2867
2321
1680
919
660
2.4各河段设计洪峰流量
东榆林水库至怀仁县新桥浑河入汇口共有两条较大支流汇入桑干河，即流域面积在2000km2以上的黄水河和浑河。黄水河入汇口距西朱庄水文站上游1.0km处，其影响可由西朱庄站的洪水系列反应。这样根据主要支流入汇情况将本河段的洪水计算分为二段即东榆林水库至西朱庄段，西朱庄至新桥段，这两段河道设计洪峰流量可由两水文站洪水资料系列分析而得。详见表4。
各河段设计洪峰流量成果表表4
分析河段
对应水文站
设计洪峰流量
备注
2%
5%
10%
东榆林水库—西朱庄段
罗庄站
1541
1182
906
黄水河入口
西朱庄—新桥段
西朱庄站
2321
1680
919
浑河入口
3河道特征分析
桑干河在东榆林水库至山阴县安荣村段的12km内两岸阶地较高；安荣村至怀仁新桥段长约69km为平原游荡型河流，河道形态及基本特征具有游荡性特征。
（1）河槽宽浅，河势散乱多变
本段河道属于平原游荡型河流，河道比降约0.8‰，河道宽阔，平均宽度400—700m，主槽宽浅，宽约100—200m，深约1.0m。河床主要由沙壤土组成，稳定性较差，在一般小流量尤其是中水流量下变化较大，河势变化十分散乱。河段内堤防工程基本上没有。
（2）主河段河床淤积严重
在河道的滩地里，两岸群众自60年代起就种植防护林带，主要有杨树、酸刺柳等，使主槽宽度缩窄，仅100—200m，因此当发生较大洪水时，洪水漫滩后，流速减缓，泥沙落淤，造成河滩内淤积严重。根据罗庄和西朱庄水文站实测资料，在近30年的时间里，河床平均淤高约1.0m，年平均淤积速度约3.0cm。尤其是薛家营水库引水段，由于在河道筑坝取水，主河槽淤积已满，形成了局部的悬河。
4存在问题及规划原则
4.1存在问题
根据以上分析，本段河道目前存在的主要问题有两点：一是河道摆动范围大，河势多变，河槽迁徙不定，危及两岸村庄及沿河耕地的安全；二是防洪标准低，由于本段河道一直没有进行过系统规划和堤防建设，个别地段修建的防护工程也因年久失修而破坏十分严重。目前的防洪标准不足五年一遇。
4.2治理目标
为沿河两岸村镇的人民生命财产安全和经济建设提供防洪保障，为合理开发滩涂，治理盐碱下湿地创造必要的条件；
将本河段的防洪能力由现在不足五年一遇的标准提高到二十年一遇，理顺并基本控制洪、中水河势。
4.3规划原则
河道现状为基础，根据本河段的治理目标，河床演变特点，因势利导，统筹规划，着眼长远；
充分利用天然节点和经多年加固的护岸、控导工程及堤防工程，稳定河势，节约投资；
保证主要引水工程的引水条件和主要建筑物的防洪安全；
提高河道防洪标准与控制河势相结合。
5规划治理思路
5.1稳定河势，理顺流路
桑干河朔州段洪水含沙量较高，河床质为易淘涮的沙壤土，形成了散乱多变，河槽频繁摆动，河床淤积抬高的游荡性河势。因此，为了确保防洪，应当在两岸建立防洪堤防。但桑干河的流路特点仍具有一般河流的流路规律，即“小水坐弯，大水趋直”，在沿途查勘中，更多更严重的情况是在中小流量下的坐湾，因此，对于本段河流，其治理不仅要防御稀遇的较大洪水，也要防止中小水流量造成的险情，要稳定河势，保证流路通畅。
5.2宽河固堤，为泥沙淤积留下较大的位置
桑干河河道在来沙较大的情况下，泥沙的淤积不可避免。根据黄河下游游荡型河道治理的措施，“宽河固堤”是治理游荡型河流较正确的方针，即维持较宽的堤距，以较大的河道面积来调节洪水和储存泥沙，以确保堤防的安全。滩地过流能力虽然不大，但其削峰和槽蓄的作用是明显的。
本文主要介绍在城市河道综合整治中的一些体会与思考，总结经验，扬长避短，为现代城市河道综合整治提出一些观点，发展水利事业。
[关键词]：河道综合整治；发展思路；工程布置；生态环境；改善水质
中图分类号：TV147+.1文献标识码： A 文章编号：
1前言
河流时刻影响着人类的生产和生活，它给人类带来了有利的一面，也带来了有害的一面。要想充分利用河流为人类造福，就必须对河道进行综合整治，改变河流不利的状态，让水害变为水利。因此，对城市河道进行综合整治提高堤防的防洪能力，改善水环境尤为重要，使水为人民生活更好的服务。
随着我国经济快速发展，人民生活水平不断的提高，国民对环境质量的要求也越来越高，特别是城市水环境改善更是关注的热点，传统的工程措施已经不能满足现代城市发展的需求。水是生命之源，河道又是水的载体，是水环境的核心，在城市河道综合综合整治中主要以防洪排涝、改善水环境及景观绿化为目的，采用加固河堤、河流生态恢复、净化水质、污水截流等办法，来达到预期目的。
2国内河道综合整治现状
过去我国许多城市都对市内河道进行了治理，然而多数采用的是传统的工程措施，单一的以防洪为目的。经整治后的城市河道呈渠道化，使河水的自然渗透能力下降，造成城市地下水位的补给不足。受人为影响，河道沿岸的植被减少，但生活污水排入量却逐年增加，特别是近年不断发展的住宅小区，对生活污水的截流治理不够重视，市政排水设施大多是雨污合流，污染物直接排入河内，导致河流城市段水污染加重，严重影响了城市景观。
经历了河道整治的误区以后，对于那些已经被大规模防洪排水工程破坏了的自然河道，许多城市已经充分认识到弊病和隐患所在，开始大力推广自然河道恢复、生态治理与工程措施的结合。
现在我国城市河道治理工作已经得到了社会广泛的关注，并得到了有关部门的重视。水环境是人类文明、生态文明的一面镜子。城市中河道，不但是防洪排涝的重要通道，也是城市景观建设的重要要素和城市生态系统的重要组成部分，直接影响着一个城市的经济社会发展和生态平衡，关系着广大市民的生存环境和生活品质。建设人与水和谐的河道生态系统，打造水生态良好、水景观优美、水文化丰富的亲水型城市已成为许多城市的发展目标。
3国外河道综合整治经验
世界上许多国家，特别是发达国家和地区，其城市河道同样经历了从污染到治理，再到生态恢复和建设的过程。他们在河道综合整治中走了不少弯路，也积累了丰富宝贵的经验。因此，借鉴吸收国外的先进经验和理念，结合我国以往治理河道的经验，寻求并逐步建立符合自身自然条件、经济条件和社会条件的河道建设模式，对于我国城市水利发展具有十分重要的意义。
国外在这方面的研究比国内起步要早，日本20年前就开始提出“新水”的概念，并且在生态护坡结构方面做了实践；荷兰也正在规划和建设21世纪的人与自然和谐的水环境。
英国对泰晤士河的治理，成立了专门委员会和泰晤士河水务局，对泰晤士河流域进行统一规划与管理，提出水污染控制政策法令、标准，给予充分的治理资金保障。并且，运用系统工程学的理论与方法，制定出更科学的水质标准，并对各种治理方案作出评价，筛选出最优的设计与控制方案，取得良好的治理效果。
法国为了加强塞纳河流域水资源管理工作，成立了直接隶属环境部的流域管理办事机构—流域水管局。流域水管局通过流域水资源环境的开发和保护提供技术咨询、调查和研究。采取生态综合治理，控制工业污染，控制城市雨污水排放，生活污水清洁处理，湿地恢复等措施，使河水水质有了持续改善，恢复了河道的自然生态环境。
4工程案例
在许多工程项目中，有成功之处，也有不足之处，河道综合整治工程也是一样。就以沿海城市广州市的赤岗涌、荔枝湾涌和象拔咀涌这三条典型河道综合整治为案例，分别进行分析论述各自整治后的风格特点，以最终形成的效果来思考将来我国城市河道综合整治中应该避免一些问题出现。
4.1赤岗涌
赤岗涌位于广州市海珠区内，在广州大桥与猎德大桥之间，西北转东南走向，贯通珠江前航道与黄埔涌，全长约2.1km。在赤岗涌穿越的区域内有历史悠久的赤岗塔，也有广州新地标广州塔，周边是高档的生活区，环境优美。曾经的赤岗涌河道狭窄，淤积严重，河道水流不畅，两岸的生活污水直接排入河道内，水质发黑发臭，严重影响了这一带的建设发展。
从2004年到2006年对赤岗涌进行综合整治，分期实施，使河道的堤岸生态环境发生了彻底改变。堤岸采用的是复式断面，岸墙在两排松木桩之间充填块石，顶面覆土种植喜水花草；在高程（珠基，下同）1.5m设有宽1.5m的亲水平台，上下岸坡比为1:3～1：6，岸坡种植生态植物、花草、建筑小品等供居民休憩。河道在不同区段选用不同的断面形式，布置变化多样，符合现代城市的创造力，见图片1-2。
图片1 图片2
经整治后的赤岗涌与周边现代化的环境融为一体，互为相应，体现出了这一区域的环境效果。但是此处只可远观，不可近赏。由于污水截流措施不够完善，沿河有污水排入河道，潮水退后，河底有一层层黑色淤泥，水质并没有大的改善，异味难闻。虽然有着优美的绿化环境，但是也无人在此行走前来观赏，浪费了精心营造的亲水环境。
4.2荔枝湾涌
荔枝湾涌位于广州市荔湾区境内，该区是广州的老城区—西关，有着典型的岭南水乡特色。历史上的荔枝湾是广州市历史悠久的风景名胜，素有“小秦淮”之称。
在清末民初荔枝湾是广州著名的旅游胜地，后来随着广州市区的不断发展，河道周边聚居了大量的居民和建起了工厂，逐步变成了臭河道。1992年因为污染严重将其封闭，2010年为迎接亚运重新挖开，建了水闸，采取雨污截流措施，将荔湾湖的湖水引入河道，水质变的清澈透底；岸墙用大理石贴面，河岸设置亲水平台、建筑小品和古老的荔枝树，变成古色古香、怀旧浓厚的城中河道，配合供游人乘搭的小舟，以及河道旁边的仿古建筑，曾经的荔枝湾从历史变成现实，还荔枝湾“一湾溪水绿，两岸荔枝红”的当年风光，为市民提供丰富的最具活力的城市滨水空间，见图片3-4。
图片3 图片4
荔枝湾涌经过综合整治之后给广州市又增加了一处亮点，会吸引不少外地来客到此一游，得到了广大居民的赞赏。美中不足的是河堤岸几乎全部采用的是人工修饰痕迹，过于工程化，没有体现出生态绿化的景象，缺少自然感。
4.3象拔咀涌
象拔咀涌位于广州市白云区金沙洲居住新城内，该区域依山傍水、交通便捷，具备建设大型居住新城的自然和人文条件。将区内的河道定位为在满足城市河流应有的防洪功能的基础，以生态、景观为表现的生态景观之河，充分发挥“水”的环境价值，体现出金沙洲河道绿色走廊独特风貌。
堤线布置根据规划区的范围，并考虑地形、河道走势、洪水流向、结合当地实际情况，景观要求，基本顺应原河道，尽可能地体现亲水性、经济性、自然性、及多样性的目的。
河道标准横断面选为梯形断面，梯形断面的基础处理相对其它形式断面难度较小，占地相对较多，绿化面积大是其优点。在景观水位0.7m以下为400mm厚的干砌石护坡，种有水生植物；在0.7m以上为500m厚编制土袋植草护坡，并种有低矮景观植物，坡度均为1:1.5。在堤岸上布置有休闲小路，种有景观树木，花草，突出生态自然，营造宁静怡人空间，强调环境整体效果，以大面积绿化为主，达到“出于人工，形如自然”的景观意境，见图片5-6。
图片5 图片6
象拔咀涌综合整治后虽然达到了水清岸绿的效果，水环境得到了彻底的改善，但是也有美中不足之处，由于受规划用地的限制，总体布置形式过于单一，河堤两岸缺乏一些休闲景观设施，不方便游人驻足长留。
通过以上三条河道综合整治后的思考，分析各自的特点，有优点也存在缺陷。赤岗涌堤岸环境优美，工程措施与生态绿化有效结合，但是最关键的水质没有得到彻底的改善，功亏一篑；荔枝湾涌堤岸两侧采用仿古风格，表现出了岭南文化，过多的人工痕迹失去了生态自然的感觉；象拔咀涌采用的是堤岸以绿化为主，水质清澈透底，感觉生态自然，由于缺乏建造供行人休憩的设施，形式单一。应吸取各自的成功之处，避免缺陷，使在城市河道综合整治过程中更加自然完美。
5结束语
城市河道综合整治工程应多总结经验，学习国外先进理念，符合城市发展，满足人们对环境改善的需求。河道综合整治在确保防洪安全的基础上，重要的是采取综合措施改善水环境，而改善水环境的核心是改善水质，还自然清澈的水给人类。其他堤岸绿化、景观配置、建筑小品等各种修饰都是围绕水而展开，这样才能把“水、岸、景”三者融合为一体。
因此，在城市河道综合整治过程中充分考虑河道与城市建设、生态环境、人文环境相协调，体现人与水协调、共益共存的治水新思维，做到断面结构型式变化多样、美观大方，保护环境和生态平衡，使传统的城市水利向新型的生态水利转变，为城市建设增添新亮点。
参考文献：
《广东省广州市江河流域（区域）综合规划报告》广州市水利水电勘察设计院编制 2000年
《广州市金沙洲象抜咀涌综合整治工程初步设计报告》 武汉市水利规划设计研究院 2007年
郭焕庭 《国外流域水污染治理经验及对我们的启示》 调查与研究 2008年
曲文辉 《国外城市典型河道的治理方式及其启示》 民生焦聚 2008年
日本河道治理中心编《护岸设计》刘云俊译 中国建筑工业出版社 2004年
个人简介：
姓名：罗文军，性别：男， 出生日期：1978年12月4日
学历：本科
职称：水利水电工程师
论文关键词：生态河道；生态系统；历史文化保护型河道；浙江省
浙江省濒临东海，水网密布，河道总长度为6万多km。独特的浙江水乡风貌为全省的经济社会发展发挥了重要的作用。但是，由于传统河道建设主要侧重于考虑工程的安全和人类需求，较少考虑河道建设对生态系统的影响，河道生态环境问题仍比较严重，河道环境质量现状仍不容乐观。笔者综合应用环境科学、生态水工学、美学等相关理论，试图研究出一套科学、合理的生态河道的构建体系，以指导浙江省历史文化型河道建设，改善城市的生态环境，传承河道水文化。
1现状分析
抽取浙江省文化历史保护型河道进行调研，其中包括杭州余杭塘河、古新河、沿山河、古荡新河；嘉兴杭州塘、平湖塘、苏州塘、长水塘、老环城河、九里溪；宁波西塘河；温州温瑞塘河、石坦河；以及衢州、台州、丽水等22条河道，了解河道水域面积、水系分布、水生态状况、人文水景观资源、驳岸情况。
通过调查与分析，目前问题主要表现为：(1)人文水景观资源虽然丰富，但没有得到有效保护和充分的开发利用。以水文化为主要特征的具有重要历史文化价值城镇大多时过境迁。如衢州的鹿溪渠，嘉兴的杭州塘，台州的始丰溪等，未形成一个完整的保护体系，缺乏对重要的历史文化资源加以整合利用。(2)河道水域生物群落单一，缺乏生物多样性。按照《欧盟水框架指令》河流生态要素的标准“对以上河道进行生态评估，评优河道只有2条。(3)景观工程方面，传统方式造价高。在随机调查的22条河道中，有19条河道在规划、设计和施工中所用的材料为现浇混凝土、浆砌或干砌石块、抛石等硬质不透水材料，施工及养护成本较高。(4)缺少生态河道建设的相关规范。加强河道生态建设，制定一个在河道建设中加强生态保护的技术规范是十分重要和必要的，规范应涉及面广泛、内容全面，符合科学性、操作性、经济性要求，并且满足工程建设的地方标准。
2构建生态河道管理体系的措施
2．1保护性措施
由于城市发展、旅游开发等，大量河道被侵占，河渠硬化，其完整性和真实性不断遭到破坏。作为文化遗产的城镇河道不仅仅包括古城镇、古街巷、古建筑等物质文化遗产，也应该包括历史上因河道发展而形成的船闸、河埠头、桥梁、堰等水利设施。对于这些已有的历史人文景观，应作为古代水文化的载体，通过综合整治加以维护与保护。
在设计时要注重对传统村庄人文景观和自然风貌的保护，考虑具有场所特征的自然因素，根据当地实际情况，尽量使用当地材料和物种，体现河道治理的地方特色。如美国圣安东尼奥河改造注重历史文化资源的保护，将国家历史公园中的四个历史街区相互联系起来。在南段德埃斯帕达水坝附近，修复北美最古老的水渠，作为文化和教育场所。对于南部河段的4处建于18世纪的教会遗址，规划将教会遗址现有的道路系统与滨河步行道相连接，以避免局部过分突出。
2．2生物措施
在满足工程安全的前提下，利用生物措施，通过生态工程与生态恢复方法，可以控制水土流失和土壤侵蚀，促进整个河道生态系统的完善。主要措施有：(1)构建河道上中下游生境异质性。河流上中下游由多种异质性很强的生态因子描述的生境，形成了极为丰富的流域生境多样化条件，这种条件对于生物群落的性质、优势种和群落密度以及微生物的作用都产生重大影响。(2)营造水陆交错带的生物栖息地。在河道治理规划中，构建深潭和浅滩，营造多样性水域栖息地环境，使之具有不同的水深、流场和流速，适于不同生物发育和生长需求。(3)构建生态驳岸时，要考虑生物栖息地的要求，采用自然材质制成的柔性结构，或者采用新的结构型式，如石笼、鱼巢砖、生态砖等。岸坡砌护尽可能采用透气透水透孔的天然材料，使得植物生长，为鱼类、两栖类、昆虫、浮游生物和微生物等的栖息提供从水域到陆地的连续空间。
2．3低成本景观工程性措施
提倡“低成本”景观规划设计，研究如何权衡短期投资和长期收益，如何不以牺牲形式美感、功能使用、自然生态为代价。在设计时尽量避免使用高耗能、高污染的钢筋、水泥等硬体传统材料，采用透水性好，施工养护成本低的材料(包括植被、土壤、砖石等)。在节约资源、保护环境的前提下，改善河道的生态条件。
2．4制定生态河道建设的相关规范
对于历史文化型河道，地方要加强立法，各地都应该结合自身实际情况，制定切实可行的有效措施，将历史文化名城、名镇、名村的保护工作真正落到实处，以建立新型长效的生态河道管理体系。
3整治案例
3．1项目概况
浙江省江山市廿八都镇，位于浙、闽、赣三省交界处，处于仙霞岭腹地，由浔里、枫溪、花桥三个自然村构成。廿八都镇历史上是军事要冲，是商贸集镇，留有丰富的古建筑和多彩的传统文化，具有重要价值。穿镇而过的廿八都溪在境内流程10km，流域面积73km，承担沿河地区雨水排放以及地下水补充的功能(现状图见图l～3)。
3．2生态河道规划
组景序列是体现中国传统景观欣赏与表达模式的重要文化形式。本案延续“枫溪八景”这一文脉，借鉴传统中国画长卷做法，根据现状把枫溪沿河景观分成6部分：山光潭、珠波桥、百花涧、青溪坊、秋霞圃、枫影滩。分别以山、路、水、村居、田园、植物景观为名，构成全景山水长卷式的山水村居田园画卷，突出枫溪之美。具体措施如下：
3．2．1保护性措施廿八都古建筑种类多、数量大，其风格融浙、皖、闽、赣干一体，形成鲜明的地方特色。如枫溪村的水安亭桥，原为木结构跨桥，清康熙五年毁于洪水，同治三年建成石拱桥，桥上原有亭阁18问，现尚存14间，为县级重点保护文物；浔里村的清文昌阁，也是保留下来的重要古亭阁。除此之外，还有枫溪桥、河埠头等古建筑物，在枫溪河水道设计中都应给予保护，现对传统村庄人文景观和自然风貌特色。另外，从依存古镇空问构成来分析，枫溪如腰带，其急缓开合的动态恰和古镇人文景观耦合，构成古镇景观意象(规划图见图4～6)。
3．2．2景观工程与生物措施结合(1)构建上中下游的生境异质性，上游有潭，主静，文昌阁高耸潭西。下游为滩，主动，关帝庙动峙滩头。中间两弯是村落居处，缓急适中。由此，营造出水陆交错带的生物栖息地，丰富水域生物多样性。(2)在中游清溪坊两湾处，保护当地条石砌石驳岸，加砌水下种植池，种植水生植物。在岸坡防护工程上，选用具有良好反滤和垫层结构的条石块石和当地自然材质制成的柔性结构，为植物生长及鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息与繁殖创造条件。(3)在下游枫影滩处，利用具有透水性能的卵石、砾石等构成河床材料，为生物提供栖息地。
【关键词】河道曝气技术；河道污染控制；生态修复
1 引言
嘉兴市域内大小河流湖荡纵横相连，河道总长约1.38万km，水面积约268 km2，河道分布密度为3.5km/km2，总长959km，水面积42.22km2。
根据2010年嘉兴市环境保护监测站对遍布全市的64个地表水监测断面的水质监测结果，仅4个断面水质满足功能区类别要求（以河网常规断面评判），IV类及以上水质断面超过80%[1]。水监测断面水质的主要超标项目有溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮和总磷。由此可见，嘉兴市河道水质状况不容乐观，如何采取有效治理措施将这些被污染的水体治清，使之达到功能区类别要求是当前环境保护工作的一项迫切任务。本文将介绍一种在国外河道污染治理中广泛采用的治理技术——河道曝气技术。
2 河道曝气技术简介
2.1 河道曝气技术的发展
随着社会发展和生活水平的提高，世界各国的河流水质都面临着来自工业、农业、生活等方面的不同程度的污染。因此，从五六十年代起，英、德、美等发达国家就开始考虑解决日益严重的河道污染问题。其中，河道曝气技术作为一种投资少、见效快的河流污染治理技术，在很多国家被优先采用。
2.2 河道曝气技术的基本原理
河水中溶解氧的含量是反映水体污染状态的一个重要指标，是维持水中生物生存及保持河湖对污染物净化能力的重要因素， 当水中溶解氧
2.3 河道曝气技术应用与分类
根据国外的河道曝气实践[2]， 河道曝气一般应用在以下两种情况：第一种是在污水截流管道和污水处理厂建成之前， 为解决河道水体的有机污染问题而进行人工充氧； 第二种是在已经经过治理的河道中设立人工曝气装置作为对付突发性河道污染（如暴雨溢流、企业突发事故排放等）的应急措施。另外，在夏季，因水温较高，有机物降解速率和耗氧速率加快，也可能造成水体的溶解氧降低。以上两种情况发生后，进行河道曝气复氧是恢复河道的生态环境和自净能力的有效措施。
河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。固定式冲氧站是在需要曝气增氧的河段上安装的固定的曝气装置。当需要长期曝气复氧，且曝气河段有航运功能要求或有景观功能要求时采用固定式充氧站。移动式充氧平台就是在需要曝气增氧的河段上设置的不影响河道航运功能，并且可以自由移动的曝气增氧设施。国外报道较多的是曝气船。这种曝气形式的突出优点，是可以根据曝气河道水质改善的程度，机动灵活地调整曝气船的运行，从而达到经济、高效的目的。
2.4 国内外河道曝气技术治理河道的工程实践
由于河道曝气复氧工程的良好效果和相对较低的投资与运行成本费用， 成为一些发达国家在中小型污染河道乃至港湾和湖泊水体污染治理中经常采用的方法。虽然河道曝气在国外已经开展了20多年，在我国，尚未在河道大规模综合治理中应用过。部分欧美国家的成功经验和我国已经开展的一些试验结果表明：人工曝气复氧是治理河流污染的一种有效的工程措施[3]。
苏州河河道曝气复氧一期工程[4]，经治理后，苏州河生态系统逐步改善，随着水质的好转， 生态系统同步改善。水生生物种类和底栖动物生物量不断增加，水体的生物毒性下降， 水中开始有鱼；德国柏林teltow运河的纯氧曝气设施[5]，在水温25℃，水体溶解氧浓度为6.3mg/L 时，纯氧曝气仍可使水体溶解氧浓度提高1.5mg/L；釜山港湾曝气设施[6]治理效果显示，曝气能够有效地改善水萦江河口快艇区域的水质，可以增加DO、削减COD、改善透明度、消除臭味。
3.3.2 高效去氨氮原因分析
河道曝气复氧对消除水体黑臭、促进河道水生态系统健康发展具有良好效果，其原理是水体中的溶解氧与黑臭物质（如H2S、FeS等）之间发生了氧化还原反应，且具有反应速率快的特点。由于黑臭物质（还原物）的耗氧量是化学耗氧量的一部分，这部分物质的去除亦可降低水体的化学耗氧量。同时，河道充氧可以使处于厌氧状态的较松散的表层底泥转变为好氧状态的较密实的表层底泥， 因而可能减缓深层底泥中污染物向上复水体的扩散。水体曝气复氧有助于加快恢复黑臭状态的河道正常的水生态系统。
4讨论与建议
在“十五”、“十一五”期间整治的90条96段，长205公里的市区河道中，主要整治措施还是截污纳管、生活污水处理和底泥疏浚等传统措施。有关河道的截污纳管、沿河两岸的生活污水处理、河道的有关规划如景观设计、文化挖掘、旅游开发、土地开发等的力度都在加大，但通过水生态修复技术来改善水质的相关技术研究与应用还没有新的进展。
鉴此，本论文从环境保护角度出发结合该技术提出以下几点河道治理理念。
（1）在使用传统措施治理河道污染的基础上，为使河道的水质达到水体功能区要求，选择河道曝气水生态修复措施来进一步净化水体；
（2）加强水生态修复技术的相关技术研究与应用的投入；
（3）制定相关法律法规，在污染相对比较严重的工业园区内的河道，可以借鉴“流域管理与区域管理相结合”的模式，要求相关区域的企业在保证达标排污的基础上，通过签订相关合作公约，与政府部门共同治理流经园区内的河道。比如在园区内的河道上游安装固定式河道曝气装置，保证流经园区的水质污染物浓度不升高；
（4）据嘉兴市环境保护监测站常规地表水监测的数据显示，嘉兴市饮用水源地涵养区地表水溶解氧浓度常年低于5mg/L，对污染物的净化不利。在水源地涵养区安装河道曝气装置可以保持河道溶解氧的高水平，进一步净化涵养区的水质。同时，该装置亦可作为对付突发性河道污染事件（如暴雨溢流导致涵养区水质恶化等），恢复河道的生态环境和自净能力的有效措施。
参考文献：
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论文摘要：我国现有水库约8.6万座。这些水库的修建给防洪、灌溉、供水、供电等方面带来了巨大的经济效益，为经济的可持续发展、社会的稳定做出了巨大贡献。与此同时，由于片面追求水资源利用效益最大化，水库的修建也给生态系统带来了巨大的影响。文章通过对水库建设给生态环境带来的影响进行分析，提出了相应该的解决策略。
修建水库作为抗洪防灾和水资源开发利用的重要手段，一直是国民基础经济建设的重要组成部分。由于我国水资源分布时间、空间显著的不均匀性，水库的建设开发在我国经济建设过程中一直处于非常重要的地位。尤其近年来，我国水电开发迅速发展，在带来巨大社会效益和经济效益的同时，不科学的水库建设潜在的负面影响也逐步显露出来，如：河流枯竭、泥沙淤积、生态恶化、物种减少等。随着公众环保意识的日益提高，水库对生态的影响已受到越来越多的关注。因此，通过分析水库建设对生态环境的影响，能更好地协调处理好水库建设与生态环境保护的关系，建设生态健康水库，实现人与自然的和谐共处，实现社会的可持续发展。
一、水库对生态环境的影响
（一）修建水库对河流形态的影响
河流自身的健康也是需要用水来维护的，否则就不成其河流，一定的“河道内用水”才能保持河槽的相对稳定。水库拦蓄影响河道行水，以至不能满足河槽相对稳定的最低要求，并且坝库下泄的河水剥蚀下游河床与河岸，使靠近坝址下游的河道偏移、河床涮深、异常的淤积物聚集等会造成下游河道萎缩，降低其行洪能力。同时大坝蓄水对河流流量的调节，使河道流量的流动模式发生变化。筑坝使沿水流方向的河流非连续化，水面线由天然的连续状态变成为阶梯状，使河流片段化。河流片段化的形成或加剧，使流动的河流变成了相对静止的人工湖泊，流速、水深、水温结构及水流边界条件等都发生了重大的变化。
（二）水库建设对河流水文特性的影响
水库拦断江河后，对天然河流的水文情势产生了一定的影响。这种水文变化主要表现在河流流量、河流水位、地下水水位变化等。影响最大的是多年调节型水库，影响相对较小的是日调节型水库。水库水位的变化与天然江河大不相同，这取决于不同类型的调节方式，以防洪为主要目的的水库，其水位的变化在季节上与天然河流是相反的，水位变幅较大，汛期水库处于低水位运行；在汛末蓄水，水库处于高水位运行。与天然情况相比，增加了江河枯水期流量，减少了丰水期流量，尤其对洪峰流量有明显的削减作用，提高了下游防洪标准。同时，还可以提高下游工业生产和农业灌溉的用水保证率，增加水电站的保证出力。由于流域内的地表水与地下水有着密切的水力联系，河流水文条件的改变也会影响到地下水的水位、水质等。坝址上游水库蓄水使其周围地下水水位抬高，从而扩大了水库浸没范围，导致土地的盐碱化和沼泽化。同时，拦河筑坝也减少了坝库下游地区地下水的补给来源，致使地下水水位下降，大片原有地下水自流灌区失去自流条件，从而降低了下游地区的水资源利用率，对灌溉造成不利影响。
（三）水库建设对水质的影响
拦河筑坝改变了河流的水动力特性，河流因建坝而经历的化学、物理和生物变化会极大地改变原有水质状况，主要表现为水库水体盐度增高、水库水温分层、库中藻类繁殖加剧等。
1．盐度的变化。大坝拦水以后会形成面积广阔的水库，与天然河道相比，大大增加了曝晒于太阳下的水面面积。在干旱地区炎热气候条件下，库水的大量蒸发会导致水体盐度的上升。此外，坝址上游土地盐渍化会影响地下水的盐度，通过地下水与河流的水力交换，又会影响河流水体的盐度。
2．温度的变化。通常，从水库深处泄出的水，夏天比河水水温低，冬天比河水水温高;而从水库顶部附近出口放出的水，全年都比河水水温高。
3．藻类的变化。大坝在截留沉积物的同时也截留了营养物质。这些营养物质使得水库水体更易发生富营养化现象。在气温较高时，藻类可能会在营养丰富的水库中过度繁殖，使水体散发出难闻的气味。
二、解决当前水库环境问题的对策
（一）制定切实可行的水库流域环境整治规划，树立水库环境整治典范
中国大陆水库环境问题日益突出，对区域未来的可持续发展将产生重要影响。水环境治理的投入往往十分庞大，如太湖和滇池的治理已经投入数十亿元，但效果并不显著。日本琵琶湖的治理从1972年到1992年间，总投入高达152，485，000万日元；巴西圣保罗附近铁特河的环境恢复，10年间花费了40亿美元。由于水库水资源和水环境在中国可持续发展中占据重要的战略地位，现阶段从流域整体出发，同时将水库环境整治工作纳入地方环境保护工作的重心，树立若干区域性水库环境整治的典范，建立不同区域不同类型水库环境整治的模式，带动整个水库环境治理工作健康发展。
（二）重视科学研究，探索水库环境的技术难题
中国水库众多、分布广泛，水库环境问题具有多样性和区域差异性等特点，也存在不同于湖泊的自然属性，并深受人类活动的影响。在现阶段，要加强对水库环境问题的科学研究，开展对不同类型水库环境的综合研究，对水库环境在人类活动和气候变化协同驱动下的变化过程和机制、水库污染物类型和来源、环境沉积学和沉积物环境质量基准等方面的科学问题进行深入研究。面对日益增加的环境治理的需要，要加强水库环境工程治理技术的研究，建立系统科学的水库环境整治技术方案，强化方案的效益-成本分析，用最经济的投入获取最佳的环境治理效果。（三）加强水库流域的综合管理政策、法律和制度体系的建设
水库流域环境整治规划和水库科学研究成果转化依赖于实施水库流域的综合管理，应建立行之有效的政策、法律和制度体系，从制度上保障水库环境的根本改善。水库管理部门应负责建立协调水库流域地方政府、企业、研究机构和公众参与的信息沟通渠道，及时发现水库环境隐患和环境污染的累积效应，采取必要措施，积极地改善水库环境。
（四）实施水库环境宣传和科技服务战略
中国水库多分布在偏远山区或远离城镇，公众环境意识薄弱，因而加强水库环境的宣传教育工作显得尤其主要。地方政府和环境管理部门要让水库流域居民认识水库环境的重要性，并自觉地参与维护水库环境的行动，认真履行水库环境相关规划。管理部门要负责对水库及周边经济活动给予必要的科技支撑，让渔民了解正确的止富营养化的技术方法，科学地进行水产养殖；让农民了解水土流失的危害，有意识地采取措施减缓农业面源污染。同时，鉴于多数水库存在渔业养殖的事实，加强对养殖户的科学技术服务，科学地减少饵料投入，也可以减少水库营养盐的输入，有利于水库水环境改善。
三、结语
水库在发挥调蓄区域水资源、降低洪涝灾害、获得清洁能源等重要作用的同时，也对河流系统水文情势、形态、地貌、水质以及生态环境产生了不利影响。在当前形势下，我国需要对水库的生态影响进行深入研究，并把生态与民生理念纳入到法制规范中去，同时研究建立一套生态环境经济评价体系，把生态环境经济评价引入到项目评价体系中。对未来水库建设，要把生态环境保护和经济可持续发展统筹考虑，保证水库开发建设既能满足人类的社会需要，又起到了维护生态系统的稳定和生物多样性的生态平衡作用。
参考文献
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论文关键词：城市护岸发展历史发展趋势
纵观人类城市的发展史，城市多选址于滨水区。这是因为河流能为工农业生产提供便利并解决人们生活上对水的需求;而且滨水风光能让人们在精神生活上得到满足。然而，由于水患危害，又使人类不断地与洪水奋争。在这期间城市护岸的主要功能是控制河流、防御洪水的一个重要的方法。城市护岸景观也随城市护岸功能的发展而发生着变化，主要有如下三个典型时期:
第一18世纪60年代以前(与自然相和谐的护岸景观)
当人类诞生后，直到伏羲时代，人们“逐水草而居”，“择丘陵而处”，对洪水一直采取“躲避”的态度。到了神农时代，经济有所发展，为了避免洪水的侵害，人们开始采取主动的姿态，创造出了“潺”与“埋”的防洪方法。‘.潺”是“以柴木奎水”，“埋，，是奎土填筑。我们的祖先很早就开始利用植物、木和土石等天然材料进行护岸的建造。在我国，早在周代已有沟渠堤岸植树的制度。战国时，《管子》主张“大者为之堤，小者为之防，树以荆棘，以固其地，杂之以柏杨，以备决水”。国外也有类似的记载，早在公元前28世纪，欧洲凯尔特人和伊里利来人采用柳枝编织篱笆的技术来进行防护。秦汉以后，一直到宋元，由于人们对水的性质认识不断深人，护岸的材料使用也更加丰富。这时出现了使用树枝、林秸、石头等捆扎而成材料作为护岸的材料。这种手法在我们现代叫做“柴枕法”。到了明清，据记载的护岸有抛石、柳树护岸、山石护岸与条石护岸。尤其出众的是明代刘天和总结堤岸植柳经验，归纳为“植柳六法响。在材料应用上，由于块石取材方便与自然易融合，一直应用在护岸建造当中。
这一时期人类与自然和谐相处，城市护岸形式以自然形态为主，遵循自然河岸形式来进行的。材料也多采用自然的山石、植物等材料，因此护岸景观是以自然景观为主体，体现了天然弯曲的河道和丰富的植物群落，护岸表现为城市景观系统当中的一部分，具有良性的生态循环体系。
第二18世纪60年代—20世纪初期(人工化的护岸景观)
工业革命以后，工业化的急速发展和经济的迅速膨胀，使人们对自然的认识发生了重大的改变。人定胜天的思想成为这一时期人类处理城市生态问题的普遍观点，人类和自然之间的天平发生倾斜。这一时期人类对于城市护岸也采用了强制性的措施，利用高大硬质的防护堤遏制河水的侵扰，应用紧束河腰、裁直河道等措施来争取更多的城市用地化。造成城市的护岸景观环境遭到强烈的干扰，使其生态失衡、景色单调、亲水困难，同时蓄积了更大的洪水灾害和生态灾难。
第三20世纪早期至今(城市护岸的生态景观)
久治不愈的洪水灾害和人水相隔的痛苦，使人们不断的反思。经过200多年的思索终于顿悟:“天下至柔者莫过于水，而攻坚强者莫能胜之，以其无以易之。”之至理，继而寻求人与自然和谐相处的良方。这一时期在欧洲率先进行生态适应性护岸的研究和实践工作。1938年德国的Seifert首先提出了亲自然河溪治理的概念;20世纪50年代德国正式创立了近自然河道治理工程理论，提出河道的整治要植物化和生命化，从而使植物首先作为一种工程材料被重新应用到工程生物治理之中;20世纪70年代中期，德国开始了真正的河流治理生态工程实践，对河流进行了自然保护与创造的尝试，被称之为重新自然化。二战后，世界范围内的城市滨水区开发热潮，带动了城市滨水护岸景观的研究发展。20世纪70年代，瑞士、法国、奥地利、荷兰等国也在河道治理中开始运用生态工程技术;20世纪70年代末，瑞士Zurich州河川保护局建设部的ChristainGoldi将德国的Bittmann生物护岸法丰富发展为“近自然工法”，即拆除已建的混凝土护岸，改修成柳树和自然石护岸，给鱼类等提供生存空间，把直线形河道改修为具有深渊和浅滩的蛇形弯曲的自然河道，让河流保持自然状态，这种方法在瑞士被称为NaturanheWasserbau。到20世纪80年代，德国率先在世界提出了“近自然型河流”的概念，即河流规划与建设应以接近天然河流为标准。之后，德国开始在自身国内进行这一概念的落实一与实践。1985年丹麦开始实施的河流复原工程。恢复原来的弯曲河道形式，在冲积平原地带进行湿地再造等。1989年美国的Mitsch和Jorgensn式探讨了生态一程的概念并定义为“为了人类社会和其自然环境两方面利益而对人类社会和自然环境的设计”20世纪90年代以来，美国将兼顾生物生存的河道生态恢复作为水资源开发管理工作必须考虑的项目，采用了近自然工法使生态环境得以良好恢复，对河道的生态整治工程目前已经扩大到整个流域尺度的整体生态恢复。受这观念的影响旧本于20世纪90年代初开展了“创造多自然型河川计划”，仅在1991年，日本全国就有多处试验工程，在日本建设省第九次治水五年计划中，对于河流采用多自然型河流治理法，采用植物护岸、石头及木材护底的自然护岸，河段尽可能利用木桩、竹笼、卵石等天然材料来修建河堤，并将其命名为“生态河堤”。不得已使用混凝土的护岸，也按生态型护堤法进行覆造。为挽救城市河流的生态，日本政府采取了“放任自流”的办法，使流经城市河流两岸重新草木葱笼。堤坝不再用水泥板修造，而是改用天然石块铺砌，还给草木自然生长的空间。
一、工程概况
该堤防工程位于璧山县高峰镇场镇红水河河段，下游端起于高峰镇红水河河口，上游止于高峰镇孔雀桥处，设计河段全长1036m，拟建堤防沿河道右岸单面建设，堤线全长1012m。
本工程是高峰镇场镇防洪护岸工程，由高峰镇政府负责筹建和管理。该工程的建设，符合璧山县城镇总体规划和高峰镇场镇规划，具有显著的社会效益和经济效益。工程建成后使岸线变得平滑顺畅、岸坡稳固牢靠，对固化河道、稳定河势有积极作用，大大提高了场镇的防洪标准，将有效的保护河道两边场镇沿河商业门面、居户和企业等居民生命财产安全；改善和美化场镇周边环境，提升场镇的形象，促进地方经济的快速发展。
二、控制断面的选取
本工程下游末端有高峰红水河河口堰，该堰是高峰镇在红水河上的重要控制断面，在该堰下游附近仅有高峰红水河河口，高峰红水河河口位于高峰红水河河口堰下游30m，该桥对行洪影响很小，另外高峰红水河河口堰高较高为2.7m，因此高峰红水河河口回水对该堰行洪影响很小，故本次选取高峰红水河河口堰为控制断面。高峰红水河河口堰堰宽75m，堰高2.7m，堰顶厚度1.6m，由于此堰没有闸门，因此水流形态为堰流。
根据底坎的形状和厚度，堰流又可分为：
(1)＜0.67，为薄壁堰流；
(2)0.67＜＜2.5，为实用堰流，又可分为折线型和曲线型实用堰；
(3)2.5＜＜10时，为宽顶堰流；
(4) 10＜,为短渠水流。
其中， 为堰顶厚度， 为堰前水头(不包括堰前行近流速水头)，是从堰顶起算的水深。 由于高峰红水河河口堰顶厚度 =1.6m，根据堰流判断，此堰水流形态为实用堰流。根据高峰红水河河口堰的形状，为折线型实用堰，因此可作为控制断面进行水面线推求。
三、控制断面的选取及水位流量关系
利用实用堰流公式：Q=δsmB H03/2计算得到该断面的水位流量关系。
式中：Q――流量，单位m3/s；
B――堰宽；
――包括行近流速水头的堰前水头；即 =H+ ；
――行近流速；
m――自由溢流的流量系数；
δs――淹没系数，当下游水位影响堰的泄流能力时，堰流为淹没堰流，其影响用淹没系数表达；当下游水位不影响堰的泄流能力时，为自由堰流，此时δs=1.0；
g――重力加速度，m/s2。
折线型实用堰流量系数
由于高峰红水河河口堰下游坡为1：5，堰高1.6m，因此H 0.8m时，m取0.34；当0.8m＜H＜1.6m时，m取0.35；当1.6m＜H＜2.13m时，m取0.37；当H＞2.13m时m取0.38。
折线型实用堰淹没系数表
由于高峰红水河河口堰下游河底与堰顶高差为2.7m，因此当H＜2.7m时，δs=1.0。当堰上水头大于2.7m时，根据淹没系数表选取淹没系数。
经上述计算高峰红水河河口堰断面20年一遇洪峰流量683m3/s，相应的洪水位为368.1m。水位流量关系曲线见下表。
高峰红水河河口堰水位～流量关系线
四、设计洪水水面线基本参数的确定
1、天然河道糙率
根据现场踏测，河床由砂砾石和卵石组成，底坡尚均匀,床面不平整，两侧岸土、石壁相间，长有杂草树木，形状较整齐，查《水力计算手册》天然河道糙率表n 取0.038。工程前后河道糙率不变。
2、工程后河道糙率
工程后河道糙率根据《水工手册》，结合本工程河段整治情况分析，工程河段只整修了右岸，整治后左岸堤防按照3m计，建筑材料为浆砌条石，糙率n=0.022；而河底与右岸宽仍为天然河道，故整个断面按加权平均推算糙率为n=0.036。
3、洪峰流量
璧山县高峰镇堤坊工程的洪峰流量：P=5.0%、Q=683m3/s。
4、起始水位
本次洪水计算以高峰红水河河口堰为起始断面(桩号为K0+000)，经上述计算本断面P=5.0%、Q=683m3/s，对应的洪水水位为368.1m。
五、计算方法
水面线计算公式：
河道水面线推算采用一维数学模型，一维恒定流运动方程可写成：
求解时考虑河道局部水头损失后，对上式沿河道方向进行差分离散，为：
式中：Zu、Zd-上、下游断面水位，m；
Au、Ad -上、下游断面过水面积，m2；
ku、kd -上、下游断面流量模数，m3/s；
-局部水头损失，对渐变流， =1， =0；
Δs-上、下游断面间距，m；
Q-断面流量，m3/s；
g-重力加速度，取9.81m/s2。
六、设计洪水水面线计算
本次洪水水面线计算，以高峰红水河河口堰为起始断面(桩号为K0+000)为起始水位，计算工程河段水位。
具体计算方法为：根据上述计算公式，利用实测河道横断面资料、确定的河段糙率及其相应流量，按照上式从下游向上游逐段推算整个计算河段各断面的水位。工程河段工程前后各断面20年一遇洪水水面线计算成果见下表。
工程河段水面线推算成果表
七、沿程堤顶高程计算和确定
1、安全超高的确定
本工程主要建筑物级别为4级，根据《堤防工程设计规范》按不允许越浪的堤防工程确定安全加高值为0.6m。
2、堤顶超高的计算
堤顶超高=设计波浪爬高+设计风壅增长高度+安全加高,即Y=R+e+A。
设计波浪爬高按 计算，风浪要素采用莆田试验站法计算，其中平均波高按 计算，平均波周期按 计算，波长按 计算，设计风壅增长高度按 计算，由于该值很小，故在次忽略不计。
在本工程计算中：多年平均最大风速以18m/s计,风区长度以300m计，安全加高以0.6m计。经计算，设计波浪爬高为0.328m，则堤顶超高为0.928，
3、沿程堤顶高程的确定
1堤防工程生态技术必要性
随着科学进步，人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面：一是自然河流的人工渠道化，包括平面布置上的河流形态直线化，河道横断面几何规则化，河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化，包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化，筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度，充分认识这种负面作用，积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿，维护水域生态系统的功能，是流域生态建设的重要任务之一。
近年来，各地在进行防洪工程建设和河流整治工程中，已经采取了一些新技术和新材料加强河流的生态建设。比如生态型护坡技术，堤防绿化措施等。但是这些技术经验还缺乏系统的总结，也迫切需要有关技术规范和技术导则的指导，使之更具科学性和规范化。
2生态化建设的建议
2.1有关防洪工程规划的原则。工程经济效益和环境效益分析方面应加强，权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的关系，即进行工程项目经济技术及生态环境效益评估，改变现行的单一经济技术评估指标体系。以往的治河工程着眼于河流本身，往往忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联系，忽视了河流周围的生物群落的存在，也常常忽视了整治后原有生物群落的恢复。因此，在进行防洪工程的规划时，应明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处于一个完整的生态系统中。建议按照“河流生态廊道”的范围，进行统一规划、设计和建设。在平时的设计当中除说明需进行常规的水文、地质的测量勘察外，还要补充加强相关范围的生态系统调查的要求，重点是生物群落(动物、植物)的历史与现状调查，对特定的生物群落与水体的相互依存的关系有明确的认识。
2.2堤线布置及堤型选择河流形态的多样化是生物物种多样化的前提之一，河流形态的规则化、均一化，会在不同程度上对生物多样性造成影响。因此，针对有关条款，建议补充或强调以下要点：在堤线布置原则中，补充说明应尽可能保留江河湖泊的自然形态，保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态，即保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩。在确定堤防间距时，遵循宜宽则宽的原则，要处理好行洪和生态保护要求与土地开发利用之间的矛盾，河槽和河漫滩不仅要能满足设计洪水行洪要求，还要保持一定的浅滩宽度和植被空间，为生物的生长发育提供栖息地，发挥河流的自净化功能。堤型的选择原则除满足工程渗透稳定和滑动稳定等安全条件外，还应结合生态保护或恢复技术要求，尽量采用当地材料和缓坡，为植被生长创造条件，保持河流的侧向联通性。
2.3河流断面设计。自然河流的纵、横断面也显示出多样性的变化，浅滩与深潭相间。因此设计规范中应提出河道尽量要做到河床的非平坦化，采用非规则断面。避免因规则断面而导致流场的均一化，增加与生物的亲和力，并有助于与自然风景相协调。与上述设计相对应，需要推广使用一些与非规则断面有关的水力学计算方法和配套的实用工具或计算机软件包。
2.4岸坡防护。在河流整治工程中，对生态系统冲击最大的因素是水陆交错带的岸坡防护结构。水陆交错带是水域中植物繁茂发育地，为动物的觅食、栖息、产卵、避难所，也是陆生、水生动植物的生活迁移区，至关重要。因此，岸坡防护工程的设计应从强调人与自然和谐的生态建设要求出发，采用与周围自然景观协调的结构形式，在满足工程安全的前提下，确保生态和景观的护岸形式多种多样。在典型的岸坡防护结构中，可尽量使用具有良好反滤和垫层结构的堆石，多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构，尽可能避免使用硬质不透水材料，如混凝土、浆砌块石等，为植物生长，及鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息与繁殖创造条件。
2.5景观建设。城市水域整治的景观建设中，可以强调注意保留江河湖泊天然的美学价值，避免将水流置于过多的亭台楼阁等混凝土与砌石形成的人工环境之中。水利工程设施要造成一种人与自然亲近的环境，现代的城市景观设计，应更多注重生物栖息地建设。水利工程还应为公众广泛参与和对儿童进行水环境保护教育创造良好条件。如水生态公园等。
2.6工程施工。在工程施工中，建议强调施工期对生物栖息地进行保护和恢复，避开动植物发育期进行施工。对特殊区域的物种，在施工期要采取其它辅助保护措施，如它处养育等。取料场开挖后应进行适当处理，以满足美观和环境方面的要求，要求合理设置排水、平整地形和改善有利于植被生长的条件。料场区应进行植被恢复，与周围景观相一致。
2.7工程管理。为降低施工环境对生态系统的冲击，保障工程效果的实现，并延长生态工程的寿命，宜强调加强前期的养护和后期的管理，包括维护、监测和评估，并积累数据和经验。
关键词：生态护坡；绿化形式；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
中图分类号: TU318文献标识码:A文章编号：2095-2104（2012）
0 前言
在城市建设生态、景观、文化发展的需求下，生态河道的坡岸绿化形式向多元化发展，并不再是单一要满足功能上需求，如何使河道达到行洪排涝、堤岸改造、水系整治、水质保护，又达到亲水近水、回归自然的效果，就要运用不同形式营造生态坡岸绿化设计，使河道真正成为城市的一道亮丽风景线。
1 生态河道坡岸绿化的形式
生态坡岸是指恢复河岸天然属性，其渗透性的自然河床与河岸基底，能够丰富河流地貌，达到充分保证河岸与河流水体之间的水分交换河调节功能，同时具有一定的抗洪强度。生态坡岸保持生物的多样性，即保持有效数量的动植物组群，保护各种类型及多种演替阶段的生态系统。营造一个健康的林草符合系统，有利于边坡生态正向演替，既能通过先锋植物发挥水土保持的生态护坡功能，还能使得绿化边坡长期生态系统的平衡，较快恢复河道天然景观。
1.1自然型坡岸绿化形式
自然型坡岸绿化形式即采用发达根系植物进行护坡，达到固土保沙，防止水土流失的效果，同时满足自然生态的需求。
1.2人工自然型坡岸绿化形式
人工自然型护岸绿化做法是在种植植被的同时，增加天然石材、木材护底的应用形式，如在坡脚设置各种种植包、采用石笼或木桩等护岸，斜坡种植植被，实行乔灌结合，固堤护岸。
1.3土工网植被坡岸形式
这种护坡方式主要利用活性植物并结合土工合成材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统，通过植物的生长对边坡进行加固的一门新技术。将植物根系深入土中，形成稳定的空间网垫。
1.4水泥生态植基坡岸形式
采用固体、液体和气体三相组成具有一定强度的多孔性材料。固土物质包括适合于植被生长的土壤、肥料、有机质和由低碱性的水泥、河沙组成的胶结材料等。在植基土体物质之间，由稻草秸秆等多孔材料组成间隙，以方便植物提供充足的水分和空气。
2 生态河道坡岸绿化的优点和设计原则
改善水域生态环境，保持水土、美化环境，是确保生态坡岸的河道基本功能原则和宗旨，在城市河道治理中，生态护岸已被多项工程所需求和采纳，并在大力推广之中。
传统硬质型坡岸形式主要考虑的是河道的行洪、排涝、蓄水、航运等基本功能，因此坡面比较光滑、坚硬，护岸结构都相对简单，虽然在一定时期内在稳定河道、防洪排涝、防止水土流失等方面发挥了巨大的作用，同时也给水域生态环境带来了许多不利的影响，原有的平衡关系被打破，水体的自净能力被削弱，各种水生植物也失去了一定的生存空间。硬质型的浆砌石和混凝土护岸固然也是一种景观，但它使河流景观明显附上了人工的烙印，丧失了自然色彩。
生态坡岸保留自然色彩同时，满足人们追求自然、渴望回归自然的愿望。它在强调安全性、稳定性、景观性的同时，兼顾生态性、自然性和亲水性的体现，其在治理水土污染、稳定坡岸、修复河道的生态环境；保护植物、提高生态系统生产力、改善空气的相对湿度、降低噪音、调节气候、美化环境等方面都有着巨大的作用。其主要设计原则为：
2.1满足河道功能和堤防的稳定要求，适当减少刚性结构，增加软环境，保护和恢复河流的自然形态，构建能透水、透气、生长植物的生态防护；
2.2形成生态化的旱涝调节系统和乡土生境，满足生态平衡要求，创造一个由大量乡土物种构成的景观基底，建立良性的河坡生态系统，由高大乔木、低矮灌木、花草、水草、动物盐滩地等组成河坡立体生态体系；
2.3进行水文分析，选用合适的植物，如乡土植物的应用，保持地域性的生态平衡，增加河道绿色，提高城市的绿地率，改善坡岸的栖息地质量，保护生物的多样性；
2.4合理利用土壤、植被和其他自然资源，充分利用日光、自然通风和降水，发挥自然的自身能动性，建立和发展良性循环的生态系统，体现自然元素和自然过程，减少人工环境；
2.5坡岸结合河道地形，形成丰富变化的坡岸绿化，考虑亲水性要求，创造可游、可赏、可听、可感的空间环境；
3 生态河道坡岸形式在工程中的应用
在生态坡岸绿化的应用中这些生态护岸形式已被大量工程应用和实施，通过进行科学、合理的设计，其充分改善了水域生态环境，改进河道亲水性，使河道景观成为优美、亲切、宜人且富有活力的绿色生态环境。
哈拉沁沟河道工程是的重点工程，位于呼和浩特东北角东河地段，东起东河退绿后1.5公里处，南至京包铁路，西起呼哈铁路，北到110国道。河道长度3.65公里，河道行洪断面基本间距150米，分设两岸内外堤，河道中间设置3道拦河跌水，3道跌水池，池中设置了1座季节冰场，1座池花园，3座池中湿地。哈拉沁沟作为呼和浩特市自然环境的一个重要组成部分，其景观设计旨在用最经济的途径，创造充满生机的，现代生态与文化游憩地，达到为城市增绿，净化水体和营造小气候的目的。
通过结合地形地貌、地质条件、材料特点、种植特色等控制，合理运用生态坡岸进行景观生态建设，满足了人们的审美要求，给人们提供了舒适的休闲娱乐空间的水域环境、提升城市形象、提高城市的绿色竞争力。
首先，将景观生态学的思想融入到环境设计当中，保护生物多样性。促进自然循环，构架城市生态走廊，以流畅几何线形，强化带状空间的纵深和扩展感； 其次， 运用自然型坡岸绿化处理方法，通过合理的植物配置，体现具有当地特色的河道绿化景观。因为河床大部分时间是枯水季，所以在不影响河道功能的前提下，河床的植物种类选择呼和浩特乡土植物，采用萱草、沙地柏、绿景天等绿化景观构成铺成流畅的线型，体现出线型组合的韵律感。不同颜色的植物分割出的富有层次、韵律变化的护坡景观。苜蓿是多年生草本植物，似三叶草，耐干旱，耐冷热，产量高而质优，又能改良土壤，在护坡及河底种植紫苜蓿、黄苜蓿，交错种植，打造丰富的景观形态。
最后，在有限的空间内通过植物的生态种植最大限度的改善环境质量，充分尊重本地区的自然生态环境，并与自然生态环境相结合，塑造出具有本土特色的文化景观，同时兼顾到区域本身内部的能量与生态循环，这是生态原则的本质体现。在植物选择上同时考虑交通与生态环境的密切联系，充分发挥植物自身的生态服务功能，降低粉尘与废气污染，形成良好的河道环境。
4 结束语
通过生态河道坡岸绿化形式的应用设计，把“以人为本、人水和谐、”的生态理念运用于城市河道建设，创建出与周围环境相协调的自然生态景观，将景观生态学的思想应用到河道坡岸绿化当中，模拟自然河道，保护生物多样性。促进自然循环，构架城市生态走廊，实现人与自然的对话，将自然生态作为河道坡岸设计的首要元素， “尊重自然、恢复自然”的理念，使护坡工程与周围环境融为一体，让人们感受生态美、艺术美，打造成一幅诗情画意的河道景观画卷。
参考文献：
[1] 邓卓智.生态护岸的一些做法.2003年全国城市水利学术研讨会论文汇集.
2] 季永兴,刘水芹等.城市河道整治中生态型护坡结构探讨.水土保持研究,2001.12.
[3]李海东，林杰等.生态护坡技术在河到边坡水土保持中的应用[J].南京林业大学学报（自然科学报）.2008年1月32卷第1期.
关键词：长江航道；环境监测；环境保护
2016年1月5日，同志在重庆召开推动长江经济带发展座谈会时指出，推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑，走生态优先、绿色发展之路，使绿水青山产生巨大生态效益、经济效益、社会效益，使母亲河永葆生机活力[1]。长江航道整治作为推动长江经济带发展的重要动力，也是把“生态优先、绿色发展”做为核心理念予以落实，明确保护和修复长江生态环境在长江航道整治发展中的首要位置[2]。本文从环保效果的监测和检测方法入手，利用先进的监测、检测仪器和设备，以某航道整治工程为依托，对长江航道整治环保监测效果做一个深入的研究，可为今后的环保监测、检测工作提供帮助。
1实施方案
（1）水环境监测水环境监测主要是对施工水域的pH值、水质浊度等参数进行测定。监测方法是在各施工水域进行水质采样，每月采样1~2次，检测结果与标准进行比对、分析。水质检测采用的仪器包括水质浊度仪、pH值测定仪等[3]。（2）大气环境监测2019年9~11月分别在当涂与无为预制场设置2个监测点位，2019年12月以后在曹姑洲心滩护岸上设置1个监测点位。监测因子为：PM2.5、PM10。PM2.5、PM10在施工时间段进行连续监测，每个监测点每日记录1~2次数据。（3）声环境监测2019年9~11月分别在当涂与无为预制场设置2个监测点位，2019年12月以后在曹姑洲心滩护岸上设置1个监测点位，另采用手持式噪声测定仪对施工船舶，施工机械集中的区域进行不定期、不定点监测。在施工时间段进行连续监测，每个监测点每日记录1~2次数据。大气环境和声环境监测采用大气、噪声监测仪。
2结果与分析
2.1水环境数据分析
由表1可知，5个取样点的水体pH值在7.2~8.1之间，最大值为2019年9月23日在曹姑洲心滩测定值，最小值分别为2019年10月7日在心滩左缘护底带和2020年1月14日在曹姑洲测定值，所有数据均在6~9的地下水环境质量标准规定范围内[4-5]。水体浑浊度在3~7之间，目测结果显示，水质较清。
2.2大气环境数据分析
当涂预制场，无为预制场，曹姑洲心滩3个监测点大气环境监测数据分别如表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，大于环境质量空气标准规定要求[6]。提示预制场在进行拌和施工时，如果天气干燥，会产生轻微污染，应及时要求进行洒水降尘；其他工艺对大气无影响。此外，3个监测点PM2.5数值多数再35~75μg/m3之间，说明当地空气质量是良。
2.3声环境数据分析
当涂预制场，无为预制场，曹姑洲心滩三个监测点大气环境监测数据分别如表5所示。由表5可知，环境中监测的数据均低于70dB，小于建筑施工场界环境噪声排放界限[7]。说明当涂、无为预制场和曹姑洲心滩护岸现场施工中产生的噪声对环境没有影响。
3结语
（1）通过对现场抛石、抛框架水域水质pH值和混浊度的检测和分析，由于抛石施工对江底泥沙扰动，进行水上抛石时施工点附近水质会有少量混浊，但对取水口附近水质无影响。（2）通过对当涂、无为预制场和曹姑洲心滩护岸现场大气的监测和分析，预制场在进行拌和施工时，如果天气干燥，会产生轻微污染，应及时进行洒水降尘；其他工艺对大气无影响。（3）通过对当涂、无为预制场和曹姑洲心滩护岸现场噪声的监测和分析，施工中对噪声无影响。（4）施工现场环保数据的准确实时监测可为项目正常开展提供保障前提。因此，采用新技术、新工艺、新设备在现场施工监理过程中越来越值得重视。
参考文献：
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关键词：黑臭河道 污染 生物生态
中图分类号：X22 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2010)09-110-02
1、黑臭河道的表现及成因
随着城市化、工业化进程的不断加快，城市河道生态系统承受的压力也越来越大，脏、乱、差问题日益突出。在河道治理和管理过程中，由于过于强调防涝、泄洪作用，而忽视了生态、景观等其它功能，导致河道成了毫无生机与活力、缺乏美感的“臭水沟”，既有碍于城市景观、破坏城市形象，更影响了沿河居民的生活居住条件，直接威胁着人们的生存环境和身体健康。城市河道的综合治理，对于维护城市生态平衡、优化城市景观、改善人居环境具有重要意义。当前，城市河道污染主要表现为黑、臭等。所谓的黑臭河道是指河道特别是城市河道的水体经过污染源侵入，酸雨、初期雨水、大气中的扬尘、生活垃圾的侵入，长期积累在河底的淤泥及淤泥释放的有害物质没有及时处理：水体缺少必要的循环，溶解氧过低，缺少水生动物、植物生存的环境，水体逐渐失去自净能力，加上河道底泥长期未清，使底泥不断释放分解为N、P等营养物质，导致水体富营养化，水体颜色逐渐变绿，藻类疯长，最终导致“水华”现象，产生异味，容易发黑发臭。
对于黑臭河道的整治，首先要了解黑臭河道的成因，一般来讲，黑臭河道主要有以下一些原因造成：
1.1 生活废水进入河道
生活废水是指炊事、洗涤、沐浴等，伴随人的生活而向公共水域排放的污水。这些废中都含有大量的P元素，极容易导致水体的富营养化。如果不加处理和限制，是这些污水直接排入城市河流中，将会严重使河道污染，这是造成黑臭河道的原因之一。
1.2 初期雨水夹带的污染物质
降雨初期，大量地表上的污染物随着地表径流汇入雨水管网，进而携带雨水管网内沉积的污染物，最终排入水体，形成对河道的污染。
1.3 工业污水排放
工业污水是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水造成的污染主要有：有机需氧物质污染、化学毒物污染、无机固体悬浮物污染、金属污染、酸污染、碱污染、植物营养物质污染、热污染和病原体污染等。随着环保意识和环保执法力度的加强，工业污水直排入河道现象逐步减少，但仍存在零星、小规模企业偷排等现象，尤其是分散的食品加工、餐饮、洗衣等企业，无独立的污水处理系统，就近将生产废水排入城市雨水管网，形成对河道水质的冲击。
2、关于城市黑臭河道治理的一些措施
由于城市的现代化建设迅速发展和市政设施建设的滞后，生活污水和生产污水直接排入城市中或其周边的河流，造成河流水体的富营养化。因此，城市河流污染以及河流黑臭问题逐步提到日常工作中。近年来，我国一些城市进行城市黑臭河道的整治工作，并且取得了一定的效果。目前来讲，常见的处理方式我们可以分为物理法、化学法和生物生态，它们分别是根据污染源的不同而进行的治理方式。
2.1 物理法
2.1.1 人工增氧
有机污染严重的河流由于有机物分解耗氧。河流会变成缺氧或者无氧状态。致使河道自净能力下降，水质恶化，正常的水生生态系统遭到破话。通过在适当位置向河道水体进行人工曝气增氧，可以提高水中溶解氧，增强河道自净能力，消除黑臭现象。人工增氧的方式有多种，如曝气增氧、跌水增氧等等。
2.1.2 河道清淤
长期受到严重污染水体的底泥中沉积由大量的污染物。如N、P等，在一定条件下，这些污染物会从底泥中释放出来，造成水质恶化。通过实施清淤疏浚，可以将底泥中的污染物移出河道生态系统，能显著降低内源磷负荷。
2.1.3 引水补水
引水冲污和换水稀释是湖泊净化经常采用的措施，在湖泊富营养化治理中有应用实例。对污染较严重并且流动缓慢的河流尤其是长期缺乏补充水源的城市内河较为适用。此方法可以在短时间了将河道内的污染物浓度和总量降低，提高河道水体的溶解氧，恢复部分自净能力；并可以置换河道死水区、非主流区的重污染河水。但通过此方法，水体内的污染物仅转移到下游，并末得到有效降解。
2.2 化学处理
化学除藻是控制藻类生长的快速有效方法，在滇池治理中得到了应用。城市河道出现严重的水华现象时也可以将其作为应急除藻措施。这种方法操作简单，可以在短时间内取得明显的除藻效果，提高水体透明度。但此方法不能将N、P等营养物质清除出水体，不能从根本上解决水体富营养化。
2.3 生物生态技术
生物生态净化技术是现代处理城市河流污水的主要方式，由于成本低廉，环保效能好，符合现代社会可持续发展和生态环保的理念，因此比传统的截流和清淤方式更具有可行性。
生物生态水体修复技术主要思路是利用天然存在的微生物，主要目标是恢复和增加水体的自净能力。在科学的人为的干涉下，在一定的生存环境条件下，经过原位培育，增加微生物活性能力，通过微生物生命活动，将有机物转化为无机物，逐步恢复水生生态系统，恢复水体的自净功能。生物生态水体修复技术治理污染水体方法很多，如建造人工湿地、生物氧化塘、生物滤床、生物激活剂等，但其核心内容就是利用载体将有益微生物培育成优势群落，激活其活性能力。
由于水体污染成因不同，有害物质的成份也多样性，在治理污染水体的技术上采用单一的技术是很难治理污染的水体，必须有针对性的、采用综合性的技术。在具体的实践当中，根据水体的污染程度和水体所含化学元素的不同，配合一些化学处理方式，得到更好的效果。
同时，生物生态净化技术可以有效的使水体生物达到趋利避害，比如“水葫芦”的水生植物处理受富含有机污染的水体，取得了一些好的经验和效果。水葫芦，学名风眼莲。50多年前从南美的巴西引进来的，是外来物种。它喜欢高温湿润，在摄氏25～35度下生长最快，而且速度惊人，通常情况下在8个月内就能从10棵增至60万棵，是公认的生长最快的植物之一。在适宜的条件下，每5天就能繁殖新株，也能开花坚固产生种子而进行有性繁殖，一枝花大约结300粒种子。一公顷水面的水葫芦就能挤满200万株，重达300多吨。这种植物在水中有着特殊的属性，如果平时不加节制的生长，会过分繁殖而导致水资源的污染，但是由于水葫芦具有快速、极强、多效的净水能力，而且投资少，是一种比较经济的污水处理方式。
水葫芦的这种惊人的增殖速度造就了它超强的净化水质本领，它的吸污能力在所有的水草中是最强的，研究表明，水葫芦净化污水体系中约5平方米可处理1吨污水，庞大的须根不断地吸收水中的污染物。植物学家们总结了许多研究成果后认为：水葫芦在生长过程中需要大量的氮、磷等营养物质，在适宜条件下，一公顷水葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉。更令人称奇的是：水葫芦还对重金属离子，例如：汞、镉、铊、银、钴、锶、铅等应对自如，对农药和其他人工合成化合物等有极强的富集能力。它对石油废水中的有机污染物清除率可达95％以上，而且还会向四周环境分泌出杀菌因子，令腐生菌、大肠杆菌的数量大大降低，水葫芦发达的根系所分泌出的物质，可有效降解毒杀酚、灭蚊灵、氰等多种有机毒物。利用水葫芦净化污水可以说是一种成本低廉、节约能源、运转成本低、再生轻易、效益较高的简便易行方法。
3、成本费用比较
综合以上分析看来，生物生态技术在运行费用上占有明显的优势，而且成本低廉，易于操作。更重要的是，这种方式能够使城市环境更加优化，从而实现整个自然系统的有效循环。因此，生物生态净化方式在处理城市黑臭河道中应加强应用。
同时，我们应该注意到，各种有效的处理方式只是建立在治理的层面上，因此应加强污染源的控制，从源头上解决污染才是真正的治理之道。
参考文献：
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关键词：正交网络 数学模型 河势 Hermite函数 边界层 SIMPLER算法
1 河势贴体网格
河道平面二维数学模型网格生成方法研究中两个关键问题是：(1)网格与河道拟合的贴体问题；(2)二维网格、控制方程和数值方法三者之间的匹配问题。目前，常用的河道二维正交网格生成方法是边界拟合坐标系方法，即河道Thompson法[1]，它主要是通过物理平面(天然河道平面)与变换平面(数模计算平面)之间Poisson方程边值问题数值解实现二维正交网格的生成。
式中：x，y为物理平面网格坐标；ξ，η为变换平面网格坐标；D为物理平面区域。
河道Thompson法存在的主要问题有：(1)二维网络主要考虑与河道岸线的拟合，多数情况下与河道的河势或主流线之间的拟合不理想；(2)复杂洲、滩及岸线河道边界、非恒定流动岸和数值求解引起的动边界等情况下，网格与河道岸线之间的拟合同样会出现实际偏离；(3)控制方程变换引起的数值求解困难和数值诱发耗散问题；(4)对于常见的宽、窄相间的河道平面形态，二维网格不均匀间距可能导致的数值计算精度问题；(5)与河道一维断面数学模型的嵌套和联合存在接口困难等等。
为了尽可能地避免河道Thompson法的上述问题和困难，本文提出了河势贴体河道平面二维正交网格生成方法。采用这一网格生成方法及相应的河道二维数学模型，不仅可以进行天然河道大多数边界条件下的水深平均平面二维水流、泥沙及温排和污排等计算分析及应用研究，而且还为长河段河道二维及一、二维嵌套数学模型的研究和应用提供了新思路。
2 网格生成方法
张瑞瑾教授[2]认为：河道水流的流态(或河势)具有很广的含义，一切标志河道水流总体倾向的现象，都被纳入这一概念之中。将河流动力学中基本和核心的河势概念，引入到河道二维网格生成方法及其河道二维数学模型的研究之中，具有更加坚实的理论依据和物理基础。
河势贴体网格生成方法的总体思想为：放弃传统的网格生成方法中严格要求网格与河道岸线相拟合的思路，采用Hermite三次插值函数[3]，生成河道沿程纵向与河势或主流线相拟合的河势拟合线(曲线)，并使得河宽方向横向网格线(直线)与网格控制断面相吻合，从而构造出平面二维正交四边形网格。由此生成的二维网格，一方面避开了河道复杂和变动的洲、滩及河岸岸线，另一方面体现了控制河道水流运动的河势概念。
2.1 Hermite插值函数
Hermite插值函数不仅要求插值节点上的函数值相等，而且还要求节点处一阶甚至高阶导数相等。两个插值节点情况下的Hermite三次插值函数可表述如下[3]：
需要满足的节点条件为
函数表达式为
系数表达式为
式中：H3(x)，H3′(x)为Hermite三次插值函数及其导数；α，β为插值系数；x，y，m分别为插值节点的坐标、函数和一阶导数。
2.2 网格生成步骤
河势贴体河道平面二维正交四边形网格生成方法包括如下三个步骤。
2.2.1 确定网格控制断面和节点
选取研究河段的进出口断面、河段内水位/水文站点或测流断面、河势控制断面以及需要重点研究河段的控制断面等作为网格控制断面；在所选取的网格控制断面上确定网格控制节点，这些节点可以任意选取在控制断面的左右岸、深泓点、主流点、中心点等处，所选择的网格控制节点即为数学上Hermite三次插值函数的计算节点。
2.2.2 生成河势拟合曲线
利用上述Hermite三次插值函数，可以生成一条既通过网格控制节点，又垂直于网格控制断面的河道纵向网格控制曲线。通过多次调整网格控制断面和节点，使得所生成的网格控制曲线与研究河段的河势或主流线相拟合，将最终生成的河道纵向网格控制曲线确定为河势拟合曲线。这一步是河势贴体网格生成方法的关键和核心。
2.2.3 构造平面二维网格
选取和调整纵向和横向网格间距，构造由平行于河势拟合曲线的曲线簇和垂直于河势拟合曲线的直线簇(包括网格控制断面)的河势贴体平面二维正交四边形网格。
3 河道二维数学模型
河势贴体河道平面二维正交四边形网格生成方法与边界层坐标系下水深平均流体力学控制方程[4]以及合适的数值方法(如SIMPLER算法[5])之间联合使用，可以建立河道二维数学模型。本文给出了河道二维水流泥沙数学模型的控制方程和数值方法。
3.1 二维水流泥沙控制方程
采用边界层坐标系下简化的河道二维浅水控制方程和泥沙对流扩散方程[4，6]
式中：x，y，t为边界层坐标系下平面二维坐标和时间坐标；R为x轴沿程曲率半径；U，V为流速分量；h，Z为水深和水位；g，n，vt为重力加速度常数、河道糙率和紊动粘性系数；S为含沙量；S为水流挟沙力；εs为泥沙扩散系数；α为泥沙恢复饱和系数；ω为泥沙沉速。
上述控制方程中二阶导数项进行了适当的简化和合并；当R∞时，上述控制方程可转换为直角坐标系下水深平均平面二维水流泥沙控制方程；有关定解条件和参、系数函数或方程(如水流挟沙力公式等)与直角坐标系下二维水沙数模基本一致[7，8]。
3.2 数值求解方法
图1 葛洲坝枢纽至磨盘溪河段河势图(1997年9月河道地形)
图2 葛洲坝枢纽至磨盘溪河段河道二维水沙数模河势贴体正交四边形网格
图3 葛洲坝枢纽至磨盘溪河段二维水沙数模计算的流速等值线
二维水流控制方程的数值离散和迭代求解基于SIMPLER[5]算法，泥沙对流扩散方程的数值离散和迭代求解基于有限控制容积法[5]，离散方程迭代求解方法具体包括以三对角追赶法(TDNA法)为核心的逐行法和高斯塞德尔点迭代法，并配合块修正和欠松驰修正技术等。计算过程中采用了动边界模拟技术，具体处理措施包括：每次迭代根据二维网格节点的计算水深值，均要判断和区分水域和陆域节点；对于陆域节点采用边界隔墙法[5]处理，并让陆域节点始终保持一个较小的富余水深等。
4 应用实例
河势贴体网格生成的主要目的是为河道平面二维数学模型的研究提供二维计算网格及离散节点。作为应用实例，本文给出了葛洲坝枢纽至磨盘溪近坝河段(图1)二维网格生成的具体过程及二维水流泥沙数学模型研究的部分成果。该项研究的主要目的是分析论证葛洲坝下游壅水工程措施(如胭脂坝左汊布设潜坝)的壅水效果及其对防洪和航运的影响，而采用壅水工程措施的主要目的是为了解决三峡工程运用初期枯水位时葛洲坝下游引航道通航水深不足问题。
依据上述河势贴体网格生成方法及步骤，首先选取B0(坝轴线)，Y34(庙咀)，Y37(宜昌)，Y39，Y41(宝塔河)，Y44，Y46，Y49和Y50(磨盘溪)共9个河段河势控制或水文/水位断面作为网格控制断面，选取9个断面的中点作为网格控制节点；然后，由Hermite三次插值函数生成了本河段的河势拟合曲线AB(图1)；最后，通过确定纵向x，横向y的网格间距，构成本河段河道平面二维计算网格(图2)。
最终生成的二维计算网格节点数为137×41，河势方向(x方向)网格间距为100～200m，断面方向(y方向)网格间距为50m。
采用生成的河势贴体河道平面二维正交网格，利用上述的河道二维水流泥沙数学模型，即可进行葛洲坝枢纽至磨盘溪近坝河段的二维水流泥沙数模计算分析研究。计算程序为自编“HELIU11”程序，有关研究内容及成果请详见长江科学院“九五”三峡工程泥沙问题研究子题分报告：“葛洲坝枢纽下游近坝段整治二维水流泥沙数学模型研究”。本文仅给出了宜昌流量13500m3/s时该河段二维数模计算的流速等值线(图3)和1993年11月1日至1997年8月31日冲淤验证计算中的冲刷部位等值线(图4)。
5 讨 论
本文提出的河势贴体河道平面二维正交网格生成方法具有如下几个主要特点：
(1)引入河流动力学的河势概念，凸现了河道二维数学模型研究中的主要矛盾，避开了河道岸线拟合这一复杂但相对次要的矛盾；
(2)生成的二维正交网格与边界层坐标系下河道水深平均流体力学控制方程及相应合适的数值方法(如SIMPLER算法)三者之间匹配较好；
(3)网格保留了河道一维断面形式，为长河段河道二维以及河道一、二维嵌套数学模型的嵌套和联合提供了便利的二维网格和一、二维接口条件；
(4)生成的二维网格具有河宽方向上分布均匀，河势方向上可调整性大，操作上简便易行等优点；
(5)该网格生成方法不适用于强弯及鹅头型分汊等平面形态的少数河段。
参考文献
[1] 吴江航，韩庆书.计算流体力学的理论、方法及应用[M].北京：科学出版社，1988.
[2] 张瑞瑾.河道水流运动的基本特性[A].张瑞瑾论文集[C].北京：中国水利水电出版社，1996.
[3] 李庆扬，王能超，易大义.数值分析[M].武汉：华中工学院出版社，1982.
[4] 吴望一.流体力学[M].北京：北京大学出版社，1982.
[5] [美]S.V.帕坦卡.传热与流体流动的数值计算[M].北京：科学出版社，1980.
[6] DONGYAOHUA. The generat in gmethod of river regime-fitted or river main stream-fitted or thogonal grid and its applications[A].Lee J.H.，Jayawardena A. W.＆Wang Z. Y.. Proceedings of the 2nd International Symposium on Environmental Hydraulics[C]. Netherlands：A. A. Balkema Rotterdam Brookfield，1999.