庆南fcvs鹿岛鹿角结果: 風景園林專業文獻綜述:景觀工程技術對水環境的影響研究

來源: 庆南fc对蔚山现代 作者:anne 發布時間:2019-05-15 論文字數:0字
論文編號: sb2019051511534126225 論文語言:- 論文類型:-
國內外研究綜述 1城市河道水環境景觀概念及基本理論 我們通常所說的城市河道是指天然形成或經人為開鑿而成,從城市穿插而過的河流段,一般包括市區和郊區河段兩部分(李偉峰等,2016)
國內外研究綜述
1城市河道水環境景觀概念及基本理論
我們通常所說的城市河道是指天然形成或經人為開鑿而成,從城市穿插而過的河流段,一般包括市區和郊區河段兩部分(李偉峰等,2016)。作為城市景觀的重要組成部分之一,城市河道除了具有防洪蓄水、提供運輸航道、供給水資源等基本功能外,還是城市居民休閑娛樂、旅游觀光的重要場所之一(陳興茹,2013)。
2城市河道水環境景觀工程技術發展概況
隨著經濟發展和城鎮居民生活水平的日益提高,人們對城市水環境的要求不斷提高(孟琳琳,2013)。這就要求我們在城鎮河道改造或治理過程中,應該因地制宜,采取多種景觀工程技術對河道進行全方面的設計,在確保不損害河道防洪蓄水、航運、供水等基本功能的基礎上使得河道盡量美觀,水生態環境不遭受破壞,從而達到人與自然和諧共生的理想狀態(錢克達和郭允福,2011)。
國外在河道生態治理方面的研究和實踐相對較早。早在1938年,德國著名學者Seifert(1938)即提出“近自然河溪整治”(Near Natural Torrent Control)的概念,他認為應該盡量使河流治理效果接近自然景觀的效果。在19世紀50年代德國學者又創立了“近自然河道治理工程學”,該學科為早期河流生態治理提供了重要的理論支撐(Laub& Palmer, 2009)。在19世紀60、70年代,Odum(1971)第一次提出生態工程(EcologicalEngineering Methods)的概念,他主張將生物學和生態學的有關原理、技術手段在解決環境問題過程中進行運用,從而達到人與自然和諧共生。19世紀90年代,有學者在生態工程的基礎上提出了生態護坡的概念,建議綜合采用植物、土木工程以及一些對環境危害較小的非生命植物材料對坡體進行穩定,從而達到穩固坡面、減少坡面水土流失、調節土壤水文的作用(梁開明等,2014)。在這之后,美國、日本、英國等發達國家均相繼開展了生態護岸工程技術的開發和應用研究。相比較之下,我國在生態護岸方面的研究起步相對較晚。董哲仁(2003)提出“生態水工學”(Eco-Hydraulic Engineering)的概念,他建議在利用水資源的同時需要注意不能夠破壞生態系統。此后,國內一些學者相繼開展了關于生態工程的理論和技術運用研究(鄭天柱等,2002;陳明曦等,2007)。全國不少省市地區也在城市河道生態綜合治理方面積累了許多寶貴的實踐經驗,其中比較有代表性的包括北京轉河(古高粱河的一部分)生態景觀設計(朱晨東,2003)、江蘇吳江東開發區龐山中心河生態護岸工程(王雪等,2008)、中山岐江公園親水護岸工程設計(俞孔堅等,2002)等。常見的城市河道水環境景觀工程技術有生態駁岸、跌水壩、種植水生植物、河床空間改造等。
生態駁岸亦稱生態護岸是指自然形成的河岸或者透水性較好的人造駁岸(孫鵬和王志芳,2000;叢國英,2009)。相比較于傳統的磚石或者混凝土人工駁岸,生態駁岸除具備穩固河岸、降低洪澇災害等基木功能之外,還能夠有效促進駁岸上土壤地下水層與河流的交換、增強水體的自凈作用、促進河流生物過程等多方面的作用(魏玉萍和李超,2014)。根據功能的不同,生態護岸又可以分成親水護岸、景觀護岸等(梁開明等,2014)。生態駁岸通常采用多種復合材料,如植物、木樁、石材、生態袋柔性護岸、干砌塊石等(張文杰,2011)。植物型護岸亦稱為自然原型護岸,是將植被種植于岸邊土壤基質上,通過植物根系來對土壤進行固定從而穩定坡岸,具有成本低、操作方便、且貼近自然等諸多優點,但也存在一些局限性,如易受到強降雨的沖刷作用,且所種植植被受外界干擾易死亡并腐爛,導致固土護岸效果急劇下降。植物型護岸技術較適合于那些水土流失不太嚴重的河段或湖泊(侯俊,2005)。而木樁護岸、石塊護岸是使用較廣的自然型護岸,該技術采用木材、石塊進行護底,并在木材、石塊上進行填土以種植植被,木樁或石塊之間存在較多間隙,這些間隙可以為所種植的植被提供比較好的棲息地和生存空間(孫鵬和王志芳,2000)。相比較于植物型護岸技術,木樁護岸、石塊護岸技術具有更強的抗沖刷能力,能夠適用于那些水流比較急且河岸曲線不規則的河段,但木樁護岸、石塊護岸技術所需成本相對較高,且技術實施工程量也要比植物型護岸技術更高。
3景觀工程技術對水環境的影響研究
景觀工程技術涉及融合生物學、景觀生態學、環境科學、水利科學等多學科。因此,景觀工程技術對水環境影響的評價方法也應該是多學科融合。目前,主要的評價方法包括定性指標綜合評價法、對比試驗法、物理模型研究和數值模擬研究等。
定性指標綜合評價法通過對經過景觀工程技術改造的河段進行直觀觀察,并選擇一系列定性指標如植被群落結構、景觀效果、水文條件、水質等對景觀工程技術對水環境的影響進行綜合評價。呂晶等(2010)選取植物成活率、植物多樣性、植被覆蓋度、植物抗旱性、動物多樣性、植物綠期、坡岸抗滑性、建造成本等20多個指標,從工程效果、生態效果和社會經濟效果三個方面對北京市郊區河溪生態護坡工程進行了系統、全面的綜合分析,為該地區河流可持續發展生態系統構建提供了重要的理論指導。陳小華等(2006)對上海浦東新區機場鎮河流生態護坡坡岸植物群落結構(生物量)、土壤抗蝕指標(土壤含水量、抗剪強度和密實度等)進行定期觀測,對相關結果進行了綜合評價后指出該地區河流生態護坡技術產生了良好的生態效益,是一次成功的技術推廣案例。王兵等(2014)采用野外調查、人工模擬降雨試驗、專家-層次分析相結合的研究方法對北京市永定河生態護岸防洪安全效果(洪水沖刷狀況等)、生態效果(植被覆蓋度和岸坡抗蝕性)、社會經濟效果(投入成本、文化美學功能和休閑娛樂功能)進行了系統性綜合評價。王菁菁(2016)針對浙江省杭州市不同類型的河道生態護岸工程措施,采用問卷調查及專家打分相結合的方法,從河道生態護岸工程措施的功能結構(包括結構穩定性、抗沖刷能力等)、生態效果(如水質凈化能力、水土保持能力、棲息地供給等)、景觀效果(包括視覺效果、綠化植物色彩層次、植物生長狀況等)及經濟效益(包括投入、產出、運行管理成本等)四個方面進行了系統的分析,提出了適合該地區河段的生態護岸模式,為今后的河流綜合治理提供一定的借鑒意義。
所謂的對比試驗法就是對比分析經景觀工程技術改造前后或者是否經景觀工程技術改造以及不同景觀工程技術對河流生態系統影響的差異。劉瑛等(2007)對比研究了北京市懷柔區懷九河所采取的四渡河段拋石+植物、漿砌石+大塊石+植物兩種生態護岸對護岸近水邊和游客休閑觀光區溫度及相對濕度的影響的差異,研究結果表明不同類型生態護岸對游客休閑觀光區溫度及相對濕度的影響差異比較明顯,這需要在今后的生態護坡技術應用實踐中予以考慮。王艷穎等(2007)通過對比分析江蘇省宜興市大浦鎮林莊港木柵欄礫石籠生態護岸建設前后水體中CODMn、TN和TP及底棲動物種類、數量的差異,研究結果表明木柵欄礫石籠生態護岸能夠顯著降低水體中CODMn、TN和TP的濃度,但對底棲動物的影響不明顯,這說明該類型生態護岸技術能夠有效改善林莊港河段生態環境。鄧卓智和吳東敏(2009)分析北京奧林匹克公園水系所采用的不同類型生態護岸技術如植物護岸、卵石緩坡護岸、山石護岸、覆土石籠護岸、塊石護岸、生態磚護岸、生態袋護岸和偽木樁護岸對水質的凈化效果及對水系景觀效果的影響,結果表明生態護岸的過濾,北京奧林匹克公園水體中污染物(如NH3-N、TN和TP)降低約50%,說明生態護岸能夠顯著改善水質;同時水生植物的合理搭配可以起到美化水系景觀的作用。
物理模型研究在景觀工程技術對河流水文條件方面的影響方面具有廣泛的應用。蘇淑珍等(2015)應用VFSMOD模型模擬了東一支溝小流域沙棘-灌草復合植被帶對溝道含沙水流中徑流量和泥沙的攔截及消減效果,研究結果顯示沙棘-灌草混合植被帶對徑流中泥沙含量具有一定的攔截效應,但這種作用受到內柔性壩的壩長、種植方式、種植密度等多因素的影響。李浩等(2016)運用HEC-RAS軟件模擬研究了沙棘柔性壩對不同水沙條件的響應,結果顯示能夠顯著降低水流速度;同時沙棘植物具有較強的阻滯效果,從而迫使水流中的懸移質沉降,進而降低水體中的含沙量。
運用一些計算機手段可以實現對景觀工程技術對復雜條件下護坡坡體穩定性、水文條件的數值模擬研究,為景觀工程技術對水環境的影響研究提供了一種新的可供選擇的方法。Darby(1999)運用數值模擬方法研究了植被生態護岸對河流水體流速及河流蓄水防洪能力的影響,研究結果顯示對生態護岸植被與河流洪水高度具有密切的聯系且它們之間的關系受植被種植密度的影響。河流Fischer et al. (2001)運用3D數值模擬方法研究了沉水植被對明渠的影響,研究表明沉水植被可以對明渠起到良好的穩定作用,同時還能一定程度上提高明渠的蓄水防洪能力。
4小結
綜合國內外研究可以看出,國內外學者對河流景觀工程技術理論和應用實踐以及景觀工程技術對坡體穩定性及生態環境的影響開展了較多研究,但相關研究大多集中于某一種單一技術,但不同技術之間的對比研究還相對較少。因此開展不同景觀工程技術如生態駁岸、跌水壩、種植水生植物、河床空間改造等對城市河道生態系統的影響就顯得非常有必要。目前國內外學者對生態護岸綜合效應的定量化研究也較少,故在實際研究工作中要進一步加強。
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