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消浪技术对于湖泊治理的重要性及其主要措施

2017-09-30

波浪是造成湖滩侵蚀的主要动力因素,由于波浪和湖流的共同作用,尤其在近岸破碎波浪掀沙和湖流输沙情况下,部分侵蚀泥沙向外扩散运移,造成湖滩前缘的不断掏刷后退,威胁着植物生长和堤岸安全。因此,有必要采取消浪措施消减波浪的掏刷和促进堤前浅滩的形成。

 

湖泊岸坡被波浪侵蚀严重

由于围湖造田、供水、通航和防洪等需求,大部分湖泊原有的自然岸线都被改造成直立硬质护岸,导致湖泊波浪、水体透明度、水位和水深等与水生植物生长密切相关的条件发生了根本性改变,水陆交错带已经消失或正在消失,水生植物也逐渐消亡,造成湖泊湖滨带生态系统的缺失,破坏了湖泊的生态平衡,威胁着湖泊的生态健康。而消浪工程正是湖滨带水生植物恢复的关键保障措施。

消浪技术是湖泊整治的一项重要措施,更是湖泊开展生态修复的重要保障。目前国内外工程中常用的消浪措施主要以单一的消浪形式为主,包括建造实体坝(堤)消浪、透空坝(堤、桩)消浪和浮式防波堤等。 

实体坝(堤)消浪技术

实体坝消浪主要是指石坝消浪。石坝消浪技术具有消浪效果好、使用年限长、结构稳定性好等特点,石坝的结构形式、石坝与湖堤的距离、石坝的高度以及堤顶宽度等将直接影响到石坝的造价和消浪效果。

 

石坝消浪的缺点是投资较大,施工比较复杂,对湖泊水动力影响和景观影响较大,不能保持水面完整,同时也影响了湖滨区的生态交换。随着人们在工程中对生态和谐性的要求越来越高,单一的实体防波堤应用越来越少。但是也可以对石坝消浪加以改造,适当采用,能够比较便捷的打造亲水平台,为人民提供休闲娱乐的平台,满足人们的亲水需求。在一些特殊地质条件下,实体坝消浪技术仍然有其独特的优势。

桩式消浪技术

桩式消浪技术结构简单、易于施工和成本较低,适用于水深相对较小的水域。在水深、波浪较小的内河、湖泊的近岸水域,可采用经济实用的木桩;在湖泊和水库等开阔水域,采用小直径混凝土桩。

 

桩式离岸堤既可有效消减作用于滩地上的波浪,又能在较大范围内改变波浪形态,使其由破波转变为浅水推进波,改善了滩上的水流波浪等动力条件,从而达到保护湖滩免受波浪掏刷的目的。

但是桩式消浪也存在一定的缺陷,波浪大小、桩间距及堤身高度等对其消浪效果影响比较大。

植物消浪技术

 

植物消浪技术因为其生态性和经济性在河流和湖泊消浪工程中得到推广应用。湖泊水域水面上风浪对湖滩和堤岸长年累月的冲刷和掏刷,使得湖滩侵蚀严重和堤岸安全系数降低。

但防浪林沿波浪传播方向应具有相当的宽度,才可以起到预期的防浪护岸效果,具体宽度数值应根据当地湖泊风暴潮的试验确定。

虽然植物消浪的应用非常多,但是利用植物消浪也有其局限性存在。植物消浪本身受地理位置、风浪大小、水深、植物生长期等影响。植物消浪适用于湖滩条件比较好、湖滩呈向湖心的斜坡的地方,植物生长立地条件不够的需要先对湖滩进行基底改造,然后再种植植物实现消浪。

生态浮岛消浪技术

生态浮岛消浪技术对水体交换影响比较小,并且安装简便,可以模块化安装,造价低,施工方便,不仅本身能够起到消浪的效果,还能为动物和植物提供栖息地,对改善生态环境效果显著,被广泛应用于湖泊治理中。

不过生态浮岛消浪技术结构形式多样,生态浮岛消浪的结构形式是影响消浪效果的重要因素,并且各种类型的生态浮岛的消浪效果也有一定的差异。

 

浮田型生态浮岛消浪护坡

如用于消浪的生态浮岛对浮岛结构的整体性和抗风浪性要求非常高,现有用于城市河道治理中的人工浮岛在设计之初,并未考虑大风浪的影响,利用塑料铆钉连接,风浪较大,浮岛散架现象非常普遍,且其种植率不到浮体的30%,浪费了大量的空间,使得消浪效果并不明显。不过也有环保公司为了使结构更加稳定、抗风浪能力更好创新性采用新型特殊材料,如圣恩生态中心的浮田型生态浮岛,是植物在水中生长的优质载体,成型浮田型生态浮岛的植物根系盘根错节,相互牵拉,且采用刚性连接,种植率在80%以上,形成茂密的植物带,抗风浪可达45CM

结论

消浪工程缓解了波浪对植物的破坏作用,保护了植物生长。但现有的各种消浪技术仍存在一定的问题:消浪效果不足,无法为植物生长提供立地条件;消浪过于彻底,隔断了消浪区和湖泊的水体交流;消浪工程后期维护和运行工作量大等。并且目前仍没有形成系统的针对湖泊水生植物生长的消浪技术。      

随着人类生活水准的提高,湖滨带的消浪工程,应考虑其生态、景观的和谐性,利用浮田型浮岛构建湖滨生态带的消浪措应用越来越广泛。

 

来源:河道治理500

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