河道生态修复(内容详细)课件

城市河道生态修复初探城市河道生态修复初探1医学精制城市河道生态修复初探1医学精制植被恢复城市河道形态多样性恢复生态修复实例护岸生态化ABCD目录CONTENT2医学精制植被恢复城市河道形态多样性恢复生态修复实例护岸生态化 ABC修复形态多样性13医学精制修复形态多样性13医学精制河道横断面结构河道横断面结构4医学精制河道横断面结构4医学精制河槽河槽河床最深部位谷底河床最深部位谷底5医学精制河槽河床最深部位谷底5医学精制滩地滩地 滩地位于滩地位于河道河道两边两边，部分，部分周期性周期性地被水淹没。由于水地被水淹没。由于水的横向冲刷力会使得的横向冲刷力会使得泥沙堆积形成自然堤。泥沙堆积形成自然堤。滩地具有滩地具有干湿变化干湿变化的不同状态，的不同状态，植物群落丰富植物群落丰富，水生、陆生和，水生、陆生和两栖动物也适合在滩地生存，因此其生物多样性高，生产能力强。同时两栖动物也适合在滩地生存，因此其生物多样性高，生产能力强。同时滩地又能起到滩地又能起到蓄水、滞洪、过滤蓄水、滞洪、过滤等作用，在防洪、净水方面意义重等作用，在防洪、净水方面意义重大。因此滩地具有非常重要的保护价值。大。因此滩地具有非常重要的保护价值。6医学精制滩地 滩地位于河道两边，部分周期性地被水淹没。由于水的缓冲带缓冲带缓冲带是指在河道一边缓冲带是指在河道一边或两边高地的一部分，或两边高地的一部分，构成构成高河滩高河滩和和周边环周边环境境的过渡的过渡它是生物迁徙的通道，它是生物迁徙的通道，也是容纳也是容纳城市公共活城市公共活动的场所动的场所。7医学精制缓冲带缓冲带是指在河道一边或两边高地的一部分，构成高河滩和周河道蜿蜒性河道蜿蜒性 蜿蜒性蜿蜒性是自然河是自然河道的重要特征，而渠道道的重要特征，而渠道化和化和裁弯取直裁弯取直工程彻底工程彻底改变了河道蜿蜒的基本改变了河道蜿蜒的基本形态使得生境的异质性形态使得生境的异质性降低，河道生态系统的降低，河道生态系统的结构与功能随之发生变结构与功能随之发生变化，生物群落多样性随化，生物群落多样性随之降低，生态系统退化。之降低，生态系统退化。8医学精制河道蜿蜒性 蜿蜒性是自然河道的重要特征，而渠道化和裁弯9医学精制9医学精制自然河道蜿蜒性的保护和恢复自然河道蜿蜒性的保护和恢复 蜿蜒性蜿蜒性使得河道使得河道拥有主流、支流、河湾、拥有主流、支流、河湾、心滩、跌水、深潭等心滩、跌水、深潭等丰丰富多样的生境富多样的生境。由此形成了丰富的滨水由此形成了丰富的滨水植被，为鱼类、鸟类和植被，为鱼类、鸟类和两栖动物、昆虫等提供两栖动物、昆虫等提供了了繁衍栖息的场所繁衍栖息的场所，也，也形成了丰富的景观类型形成了丰富的景观类型。曲流的形成能够减弱、曲流的形成能够减弱、消耗洪水的冲力消耗洪水的冲力，从而，从而保证河床形态的稳定，保证河床形态的稳定，减弱下游河段的压力。减弱下游河段的压力。10医学精制自然河道蜿蜒性的保护和恢复 蜿蜒性使得河道拥有主流、支 天然河道多是蜿蜒的，这种弯曲多具有天然河道多是蜿蜒的，这种弯曲多具有正弦模式的波长正弦模式的波长。Lepold Lepold 等通过大量对自然河流的测量，绘出河流等通过大量对自然河流的测量，绘出河流宽度宽度与河流与河流弯曲弯曲段半径段半径的关系，如图，并得出它们的关系为的关系，如图，并得出它们的关系为 L=10.9W L=10.9W1.011.01，其中，其中 L L 为弯曲段半径，为弯曲段半径，W W 为河流宽度。为河流宽度。11医学精制 天然河道多是蜿蜒的，这种弯曲多具有正弦模式的波长。英国的英国的 skerne skerne 河河生态修复时，在其中的生态修复时，在其中的一段一段取缔了原有取直的取缔了原有取直的河道河道，按照原来走势新，按照原来走势新建了自然蜿蜒的河道（建了自然蜿蜒的河道（图图 3-7 3-7），并增加了湿），并增加了湿地、洼地、浅滩等自然地、洼地、浅滩等自然河道特征，增强河道生河道特征，增强河道生态性态性。12医学精制 英国的 skerne 河生态修复时，在其中的一段取缔增强河道蜿蜒性的构筑物增强河道蜿蜒性的构筑物-丁坝丁坝 河道生态修复时配置丁坝，可以形成河道生态修复时配置丁坝，可以形成缓流区域缓流区域，既为鱼类等水生动物，既为鱼类等水生动物提供停留、繁衍和避难的场所。提供停留、繁衍和避难的场所。减少水流对河岸的减少水流对河岸的冲击冲击。连续配置的丁坝容易产生连续配置的丁坝容易产生泥沙堆积泥沙堆积，泥沙堆积区为，泥沙堆积区为滨水植物滨水植物的生长的生长创造了条件。创造了条件。同时也有助于河床形成同时也有助于河床形成深潭浅滩深潭浅滩，并与周围植被景观相协调，形成，并与周围植被景观相协调，形成美丽的河道景观。美丽的河道景观。13医学精制增强河道蜿蜒性的构筑物-丁坝 河道生态修复桩式丁坝桩式丁坝 桩式丁坝是采用桩式丁坝是采用木桩木桩或钢筋混或钢筋混凝土桩作基础的垂直于岸线的丁坝。木凝土桩作基础的垂直于岸线的丁坝。木桩一般采用长桩一般采用长 3 35m5m、桩末端直径、桩末端直径 12 1215cm 15cm 的木料，以纵横断面约的木料，以纵横断面约 1m 1m 的的间隔数列打桩，有时在纵横向或成对角间隔数列打桩，有时在纵横向或成对角线方向上用线方向上用长木桩连接长木桩连接起来。钢筋混凝起来。钢筋混凝土桩可采用长土桩可采用长 l0m l0m 左右，断面为左右，断面为 25cm35cm 25cm35cm 的预制板桩，按照纵横的预制板桩，按照纵横 5m 5m 间隔间隔 1.5m 1.5m 接桩连成整体接桩连成整体。14医学精制桩式丁坝 桩式丁坝是采用木桩或钢筋混凝土桩作基础抛石丁坝抛石丁坝 抛石丁坝是用抛石丁坝是用毛石堆积毛石堆积或或在填土在填土表面用毛石干砌表面用毛石干砌而形成而形成的丁坝，具有减缓水流、的丁坝，具有减缓水流、改变水流方向、减轻河岸侵蚀改变水流方向、减轻河岸侵蚀的作用。的作用。15医学精制抛石丁坝 抛石丁坝是用毛石堆积或在填土表面用毛石干砌而混凝土块体丁坝混凝土块体丁坝 同抛石丁坝类似，但一同抛石丁坝类似，但一般在混凝土块体丁坝上覆盖般在混凝土块体丁坝上覆盖当地当地河床材料、表土和抛石河床材料、表土和抛石等等，促使泥沙堆积，创造出，促使泥沙堆积，创造出同自然河岸相同的环境，也同自然河岸相同的环境，也期待其在洪水暴发时能够为期待其在洪水暴发时能够为鱼类等提供避难所。鱼类等提供避难所。水面以上覆盖当地表并栽植水面以上覆盖当地表并栽植柳树柳树。16医学精制混凝土块体丁坝 同抛石丁坝类似，但一般在混凝土块体丁坝短丁坝短丁坝 “短丁坝短丁坝”是河道内小型的局部突出是河道内小型的局部突出构筑物，用于改善河道的蜿蜒性，在城市构筑物，用于改善河道的蜿蜒性，在城市河道中应用较多。河道中应用较多。17医学精制短丁坝 “短丁坝”是河道内小型的局部突出17医学精制河道连续性河道连续性 河道的非连续化将河道的非连续化将动水动水生境改变成了生境改变成了静水静水生境，物质循环和能量生境，物质循环和能量流动的通畅性削弱，生物群落多样性在不同程度上受到影响，也给洄流动的通畅性削弱，生物群落多样性在不同程度上受到影响，也给洄游鱼类造成了障碍。游鱼类造成了障碍。落差的设置落差的设置一方面可通过跌水增强河道的一方面可通过跌水增强河道的复氧能力复氧能力，促进生态，促进生态修复进程；修复进程；另一方面也形成了水流变化，有利于另一方面也形成了水流变化，有利于鱼类上溯鱼类上溯、保持生物的多样、保持生物的多样性，同时也形成河流跌水，丰富了视觉、听觉景观。性，同时也形成河流跌水，丰富了视觉、听觉景观。18医学精制河道连续性 河道的非连续化将动水生境改变成了静水生境，落差工程落差工程 在河床存在较在河床存在较大比降大比降的情况下，可依据地形人的情况下，可依据地形人工设置落差，形成阶梯状。工设置落差，形成阶梯状。落差工程是河流中的横向落差工程是河流中的横向构造物，它使河床坡度变构造物，它使河床坡度变缓，缓，降低河水流速降低河水流速。19医学精制落差工程 在河床存在较大比降的情况下，可依据地形人工设 首先，考虑到鱼类上溯的首先，考虑到鱼类上溯的需要，需要，将落差分段将落差分段，每段高度，每段高度控制在控制在 70cm 70cm 左右。左右。其次，在落差各级下方都其次，在落差各级下方都设有一个深约设有一个深约 80cm 80cm 的的鱼池鱼池，使鱼在跳跃时有足够的助跑距使鱼在跳跃时有足够的助跑距离，同时也成为鱼类的避难所。离，同时也成为鱼类的避难所。第三，在落差各级台壁中第三，在落差各级台壁中设置设置横洞横洞，在洪水时为鱼类提，在洪水时为鱼类提供栖息地和避难所。供栖息地和避难所。第四，在第四，在落差各级顶部落差各级顶部铺铺设设天然石块天然石块，由于其凹凸不平，由于其凹凸不平，使下泻的水流强弱也不尽相同，使下泻的水流强弱也不尽相同，从而使河水的形态丰富和生动。从而使河水的形态丰富和生动。20医学精制 首先，考虑到鱼类上溯的20医学精制鱼道鱼道 有些城市河道由于有些城市河道由于修闸建坝修闸建坝等破坏了等破坏了河道连续性，使得水生生物难以迂越，鱼河道连续性，使得水生生物难以迂越，鱼类很难类很难洄游产卵洄游产卵，导致河流生物群落破坏。，导致河流生物群落破坏。为此，需要在一些河道中修建为此，需要在一些河道中修建鱼道鱼道，阻止，阻止道路与水利工程对河道的隔断，创造促进道路与水利工程对河道的隔断，创造促进鱼类及其它水生生物在水体内运动、洄游鱼类及其它水生生物在水体内运动、洄游的水文与底质条件，确保洄游鱼类的繁殖的水文与底质条件，确保洄游鱼类的繁殖和栖息和栖息21医学精制鱼道 有些城市河道由于修闸建坝等破坏了河道连续性水池式鱼道水池式鱼道 水池式鱼道由一连串连接上水池式鱼道由一连串连接上下游的水池组成，各水池用短渠下游的水池组成，各水池用短渠连接，接近天然河道情况，利于连接，接近天然河道情况，利于鱼类通过，但抬高水头不大，一鱼类通过，但抬高水头不大，一般为般为 3 310m10m，且要有合适地形，且要有合适地形，否则开挖量很大。否则开挖量很大。22医学精制水池式鱼道 水池式鱼道由一连串连接上下游的水池组成，各槽式鱼道槽式鱼道 在槽壁和槽底设有在槽壁和槽底设有间距较密的阻板和砥坎，间距较密的阻板和砥坎，水流流经阻板和砥坎时水流流经阻板和砥坎时遭到反向作用力，从而遭到反向作用力，从而降低流速降低流速。23医学精制槽式鱼道 在槽壁和槽底设有间距较密的阻板和砥坎，水流流梯级鱼道梯级鱼道 梯级鱼道是以水池梯级鱼道是以水池式鱼道为原形发展来的，式鱼道为原形发展来的，它由它由阶梯式底板阶梯式底板和和横横隔板隔板的水槽组成，形成的水槽组成，形成一系列梯级水池（图一系列梯级水池（图3-183-18）。）。为了过鱼，在隔板为了过鱼，在隔板上设上设孔孔。24医学精制梯级鱼道 梯级鱼道是以水池式鱼道为原形发展来的，它由阶河床生态化河床生态化 河床是河谷中平水期水流所占据的谷底部分。天然河床由于水流和泥沙的相河床是河谷中平水期水流所占据的谷底部分。天然河床由于水流和泥沙的相互作用，会产生不定期的冲刷和淤积，其纵剖面呈互作用，会产生不定期的冲刷和淤积，其纵剖面呈深槽与浅滩交替深槽与浅滩交替的结构，的结构，横剖面呈横剖面呈低洼的槽形结构低洼的槽形结构。25医学精制河床生态化 河床是河谷中平水期水流所占据的谷底部分。深槽和浅滩序列的重建深槽和浅滩序列的重建 一般在蜿蜒河道的一般在蜿蜒河道的凸岸凸岸由于泥沙淤积形成由于泥沙淤积形成浅滩浅滩，凹岸凹岸则受到冲则受到冲刷，形成刷，形成深潭深潭；在顺直；在顺直段会形成浅滩。段会形成浅滩。26医学精制深槽和浅滩序列的重建 一般在蜿蜒河道的凸岸由于泥沙淤积27医学精制27医学精制栖息地加强结构栖息地加强结构 树墩树墩由树根和部分树由树根和部分树干组成的结构物，具有可用干组成的结构物，具有可用于控导水流，也可为鱼类和于控导水流，也可为鱼类和其他水生生物提供栖息地，其他水生生物提供栖息地，为水生昆虫提供食物来源等为水生昆虫提供食物来源等功能。功能。28医学精制栖息地加强结构 树墩由树根和部分树干组成的结构物，具有 堰堰因靠近河岸区域的因靠近河岸区域的水位有所提高水位有所提高，增加了河，增加了河岸遮蔽，所形成的深槽有助岸遮蔽，所形成的深槽有助于鱼类等生物的滞留，在洪于鱼类等生物的滞留，在洪水期和枯水期为其提供了避水期和枯水期为其提供了避难所；难所；29医学精制 堰因靠近河岸区域的水位有所提高，增加了河岸遮蔽，所形 砾石群砾石群在河床安放砾石或砾石群可以在河床安放砾石或砾石群可以增加河道结构的复杂度增加河道结构的复杂度和水力条件的和水力条件的多样性，这对于包括水生昆虫、鱼类、两栖动物、哺乳动物和鸟类等生物的多度、多样性，这对于包括水生昆虫、鱼类、两栖动物、哺乳动物和鸟类等生物的多度、组成、水生生物群的分布具有积极影响。组成、水生生物群的分布具有积极影响。30医学精制 砾石群在河床安放砾石或砾石群可以增加河道结构的护岸生态化231医学精制护岸生态化231医学精制植物护岸植物护岸 自然河岸两侧生长着芦苇、柳树等植物，恢复河岸原有的自然河岸两侧生长着芦苇、柳树等植物，恢复河岸原有的植物群落植物群落是河岸生态是河岸生态修复的出发点。修复的出发点。柳树柳树是用作植物护岸良好的材料，其生态功能主要表现为：成活后的是用作植物护岸良好的材料，其生态功能主要表现为：成活后的柳枝根部柳枝根部舒展且致密，能舒展且致密，能压稳河岸压稳河岸，加之其枝条柔韧、顺应水流，符合河道行洪功，加之其枝条柔韧、顺应水流，符合河道行洪功能；繁茂的枝条为昆虫提供生息场所，浸入水中的柳枝、根系为鱼类产卵、避难、觅能；繁茂的枝条为昆虫提供生息场所，浸入水中的柳枝、根系为鱼类产卵、避难、觅食提供了场所。食提供了场所。32医学精制植物护岸 自然河岸两侧生长着芦苇、柳树等植物，恢活枝护岸活枝护岸-梢料排护岸梢料排护岸 梢料排护岸是应用活枝组成的梢料排护岸是应用活枝组成的排体结构排体结构。梢。梢料排可以截留洪水期间的泥沙，为插条生根创料排可以截留洪水期间的泥沙，为插条生根创造条件，造条件，插条发芽后插条发芽后会恢复河岸植被和河边生会恢复河岸植被和河边生境，最终形成自然景观并为小型动物提供栖息境，最终形成自然景观并为小型动物提供栖息地地。33医学精制活枝护岸-梢料排护岸 梢料排护岸是应用活枝组成活枝护岸活枝护岸-梢料层护岸梢料层护岸34医学精制活枝护岸-梢料层护岸34医学精制35医学精制35医学精制活枝护岸活枝护岸-梢料捆护岸梢料捆护岸36医学精制活枝护岸-梢料捆护岸36医学精制活枝护岸活枝护岸-栅栏护岸栅栏护岸37医学精制活枝护岸-栅栏护岸37医学精制抛石护岸抛石护岸 块石孔隙块石孔隙可为鱼类和可为鱼类和其他野生动物提供多样性的其他野生动物提供多样性的栖息地栖息地环境，活枝条生长环境，活枝条生长后形成的植被既可消散能量、后形成的植被既可消散能量、减缓流速、促进携营养物的减缓流速、促进携营养物的泥沙淤积，也可为野生动物泥沙淤积，也可为野生动物提供产卵环境、遮荫和落叶提供产卵环境、遮荫和落叶食物，同时形成天然景观，食物，同时形成天然景观，提升岸坡美学价值。提升岸坡美学价值。38医学精制抛石护岸 块石孔隙可为鱼类和其他野生动物提供多样性的栖石笼护岸石笼护岸 石笼护岸石笼护岸是用是用镀锌、喷塑铁丝网笼镀锌、喷塑铁丝网笼或用竹子编的竹笼装或用竹子编的竹笼装碎石垒成台阶状护岸碎石垒成台阶状护岸或做成砌体的挡土墙，或做成砌体的挡土墙，并结合植物、碎石以并结合植物、碎石以增强其稳定性和生态增强其稳定性和生态性。石笼尤其适用于性。石笼尤其适用于碎石来源广泛而缺少碎石来源广泛而缺少大块石头的地区。大块石头的地区。39医学精制石笼护岸 石笼护岸是用镀锌、喷塑铁丝网笼或用竹子编的竹 石笼护岸石笼护岸-石笼挡土墙石笼挡土墙40医学精制 石笼护岸-石笼挡土墙40医学精制石笼护岸石笼护岸-石笼垫护岸石笼垫护岸41医学精制石笼护岸-石笼垫护岸41医学精制石笼护岸石笼护岸-石笼净水复合护岸石笼净水复合护岸 内部装入内部装入碎石碎石，并同时在迎水面装入具有，并同时在迎水面装入具有净水作用的球状填料净水作用的球状填料（球状填料（球状填料可根据水体的污染状况进行选择，如水体以有机污染为主，则可选用生物活性炭可根据水体的污染状况进行选择，如水体以有机污染为主，则可选用生物活性炭填料；如水体以富营养化污染为主，则可选用由铁屑和黏合剂合成的球形净水材填料；如水体以富营养化污染为主，则可选用由铁屑和黏合剂合成的球形净水材料）。料）。42医学精制石笼护岸-石笼净水复合护岸 内部装入碎石，连接块体护岸连接块体护岸43医学精制连接块体护岸43医学精制连接块体护岸连接块体护岸-植被型生态混凝土构件植被型生态混凝土构件 由粗骨料、混有由粗骨料、混有高炉炉渣高炉炉渣和硅灰的水泥、适量的细料组和硅灰的水泥、适量的细料组成的多成的多孔隙混凝土孔隙混凝土是植被型生是植被型生态混凝土的骨架。态混凝土的骨架。44医学精制连接块体护岸-植被型生态混凝土构件 由粗骨料、混连接块体护岸连接块体护岸-多孔质护岸多孔质护岸 多孔质护岸形式主要有用多孔质护岸形式主要有用混凝土预制件混凝土预制件构成的各种带有孔状的适合动植物生存构成的各种带有孔状的适合动植物生存的护岸结构，如不规则鱼巢结构、盒式结构、自然石连接等结构形式。的护岸结构，如不规则鱼巢结构、盒式结构、自然石连接等结构形式。45医学精制连接块体护岸-多孔质护岸 多孔质护岸形式主要有用46医学精制46医学精制防洪与亲水的协调防洪与亲水的协调 对于一些窄深的矩对于一些窄深的矩形断面河道，由于空间形断面河道，由于空间限制，无法减缓边坡。限制，无法减缓边坡。47医学精制防洪与亲水的协调 对于一些窄深的矩形断面河道，由于空间复式设计复式设计 设置设置复式分层游廊复式分层游廊，以满足低水位和高水位的以满足低水位和高水位的亲水活动，同时对护岸进亲水活动，同时对护岸进行修饰和垂直绿化，增强行修饰和垂直绿化，增强景观性和生态性。景观性和生态性。48医学精制复式设计48医学精制分层游廊分层游廊49医学精制分层游廊49医学精制植被恢复350医学精制植被恢复350医学精制滨水植物群落滨水植物群落 按照近水程度和受水按照近水程度和受水淹频率的从高到低可以归淹频率的从高到低可以归纳为沉水植物群落、挺水纳为沉水植物群落、挺水和浮叶植物群落、耐湿草和浮叶植物群落、耐湿草本群落、耐湿乔灌群落等本群落、耐湿乔灌群落等几种群落。几种群落。51医学精制滨水植物群落 按照近水程度和受水淹频率的从高到低可以归水际湿生植被带、开敞植被带、疏林草地带、密林带等不同形态的绿地。水际湿生植被带、开敞植被带、疏林草地带、密林带等不同形态的绿地。52医学精制水际湿生植被带、开敞植被带、疏林草地带、密林带等不同形态的绿实例研究453医学精制实例研究453医学精制北京转河（恢复明河）北京转河（恢复明河）概况概况 转河是北京环城转河是北京环城水系种重要的一段，水系种重要的一段，它于它于 1975-1982 1975-1982 年年间由于种种原因被填间由于种种原因被填埋，成为一条暗沟（埋，成为一条暗沟（图图 6-1 6-1）。）。54医学精制北京转河（恢复明河）概况54医学精制1 1、变暗沟为明河、变暗沟为明河暗沟改变了河道的自然暗沟改变了河道的自然属性，不仅无法体现河属性，不仅无法体现河流应有的景观，对于河流应有的景观，对于河流生态更是一种极大的流生态更是一种极大的破坏破坏河流应有的生河流应有的生态过程无法正常进行，态过程无法正常进行，水质恶化、水环境质量水质恶化、水环境质量低下。低下。恢复河道自然属性恢复河道自然属性2.2.恢复形态多样性恢复形态多样性道设计了道设计了 4 4 个大弯及个大弯及更多小弯，恢复河道平更多小弯，恢复河道平面形态多样性。面形态多样性。55医学精制1、变暗沟为明河暗沟改变了河道的自然属性，不仅无法体现河流应生态护岸生态护岸56医学精制生态护岸56医学精制57医学精制57医学精制植物种植植物种植58医学精制植物种植58医学精制谢谢59医学精制谢谢59医学精制