為構(gòu)建暢通高效安全綠色交通運(yùn)輸系統(tǒng),推進(jìn)新形勢(shì)下航道整治工程向生態(tài)環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變,促進(jìn)航道建設(shè)對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)與保護(hù),在長(zhǎng)江三角洲地區(qū)高等級(jí)航道整治工程中,生態(tài)型護(hù)岸逐漸取代傳統(tǒng)的斜坡式或直立式硬質(zhì)護(hù)岸成為工程中較常用的結(jié)構(gòu)型式。結(jié)合江蘇近年來在京杭運(yùn)河、錫澄運(yùn)河、鹽河、通揚(yáng)運(yùn)河等地實(shí)施的航道生態(tài)型岸坡建設(shè)工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),本文總結(jié)討論了生態(tài)岸坡設(shè)計(jì)的關(guān)鍵路徑、常水位與植物選型等關(guān)鍵問題以供參考。
根據(jù)國(guó)內(nèi)近20年來生態(tài)型護(hù)岸建設(shè)的工程實(shí)踐,生態(tài)岸坡仍可歸納為植被型和綜合型兩大類。植被型生態(tài)岸坡是采用根系發(fā)達(dá)的植物和植物材料等對(duì)岸坡進(jìn)行固土防護(hù),例如木樁/樹枝、蘆葦、香根草、棕櫚纖維墊、三維土工網(wǎng)墊、生態(tài)袋等,這類結(jié)構(gòu)的生態(tài)景觀和消減船行波效果較好,但抗沖刷能力和護(hù)岸結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性較難保證。綜合型生態(tài)岸坡是在河寬受限或需要人工處理的岸坡中,綜合采用植物、天然或人工材料,在岸坡防護(hù)和生態(tài)保護(hù)之間謀求平衡。天然或人工材料包括仿木樁、板狀、格賓網(wǎng)箱、干砌或漿砌塊石、“蜂巢”擋墻、混凝土連鎖護(hù)面塊、箱式綠化擋土墻結(jié)構(gòu)、多孔連續(xù)綠化混凝土、階梯砂管式結(jié)構(gòu)、模袋混凝土結(jié)構(gòu)和透水性沉箱結(jié)構(gòu)等。
“娛悲舒憂”的基本意義為排遣悲傷,抒發(fā)憂思。這種情緒在陸游的作品中亦多有表現(xiàn)?!栋稀磪菈?mèng)予詩(shī)編〉》云:“君子之學(xué),蓋將堯舜其君民。若乃放逐憔悴,娛悲舒憂,為風(fēng)為騷,文人之不幸也。”[1](15冊(cè),P193)《謝參政啟》云:“學(xué)但慕于俚儒,娛憂紓悲于山巔水涯之旁,文不供于世用?!盵1](13冊(cè),P204)《通判夔州謝政府啟》云:“動(dòng)心忍性,庶幾或進(jìn)于豪分;娛憂紓悲,亦當(dāng)勉見于言語(yǔ)?!盵1](13冊(cè),P238)誠(chéng)如論者所言:“陸游結(jié)合自身的經(jīng)歷,清楚地認(rèn)識(shí)到詩(shī)騷類作品實(shí)產(chǎn)生于人之不幸,并將之推及到詩(shī)文創(chuàng)作的一般規(guī)律,思想淵源上繼承的是先秦以來中國(guó)士人以天下為己任的傳統(tǒng)?!盵11]
圖1 近年限制性航道護(hù)岸結(jié)構(gòu)演變趨勢(shì)示意圖
內(nèi)河限制性航道是指因水面狹窄、斷面系數(shù)較小而對(duì)船舶的航行有較明顯限制作用的航道,多集中于蘇南和浙北平原地區(qū)。該地區(qū)是國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和內(nèi)河水運(yùn)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一,航道沿線城鎮(zhèn)、廠企、橋梁密布,土地資源緊張;航道水位主要由節(jié)制閘控制,水位變幅小,常水位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),水流平緩,泥沙運(yùn)動(dòng)弱。與天然河流不同,內(nèi)河限制性航道是一個(gè)獨(dú)特的、有著廣泛影響的半自然生態(tài)系統(tǒng),要求其能夠維護(hù)景觀和區(qū)域尺度上生態(tài)過程的健康與安全,并高效持續(xù)地提供多種生態(tài)服務(wù)(如物種棲息、遺產(chǎn)保護(hù)、文化休閑等)。因而,限制性航道護(hù)岸結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)是采用柔性結(jié)構(gòu)局部取代傳統(tǒng)剛性硬質(zhì)護(hù)岸,降低剛性硬質(zhì)護(hù)岸高度,形成直立式硬質(zhì)結(jié)構(gòu)(一級(jí))+斜坡式柔性結(jié)構(gòu)(二級(jí))的組合型護(hù)岸結(jié)構(gòu),如圖1。
基于保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境的系統(tǒng)性和完整性,根據(jù)限制性航道水位特征、河岸帶植被生存環(huán)境、行洪與船行波動(dòng)力作用特點(diǎn),可將護(hù)岸防護(hù)區(qū)自河底向水面分為護(hù)底區(qū)、行船防護(hù)區(qū)、行洪防護(hù)區(qū),相應(yīng)地生態(tài)型護(hù)岸斷面結(jié)構(gòu)劃分為重防護(hù)區(qū)、親水區(qū)、景觀區(qū),提出護(hù)岸功能分區(qū)與護(hù)岸斷面結(jié)構(gòu)的匹配的模式—重防護(hù)區(qū)(剛性結(jié)構(gòu)為主)、親水區(qū)和景觀區(qū)(柔性護(hù)岸結(jié)構(gòu)為主)。就復(fù)合型而言,一級(jí)護(hù)岸位于重防護(hù)區(qū),以剛性結(jié)構(gòu)為主,在滿足護(hù)岸結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性需求的同時(shí)積極融入孔隙性設(shè)計(jì),以達(dá)到護(hù)岸結(jié)構(gòu)防撞抗沖與生態(tài)環(huán)境的和諧統(tǒng)一;二級(jí)護(hù)岸位于親水區(qū)和景觀區(qū),以柔性護(hù)岸結(jié)構(gòu)為主,保證結(jié)構(gòu)抗沖性和植被耐淹性,提高河岸的生態(tài)景觀。
為實(shí)現(xiàn)生態(tài)岸坡的工程經(jīng)濟(jì)性和生態(tài)景觀性,必須綜合考慮護(hù)岸材料、護(hù)岸結(jié)構(gòu)、消浪效果、一級(jí)護(hù)岸頂高程、植物的選型及管理、一級(jí)護(hù)岸平臺(tái)植物寬度等因素。具體設(shè)計(jì)思路應(yīng):(1)盡量采用自然的柔性材料,避免二次環(huán)境污染;(2)盡量減少剛性結(jié)構(gòu),增強(qiáng)護(hù)岸在視覺中的“軟效果”;(3)盡量了解水位變幅范圍,合理確定一級(jí)護(hù)岸頂高程,能夠滿足一級(jí)護(hù)岸長(zhǎng)時(shí)間淹沒在水里且不影響通航安全,同時(shí)一級(jí)護(hù)岸平臺(tái)的水深適宜植物生長(zhǎng);(4)選擇合適的植物,考慮與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)及生態(tài)平衡的問題,保證護(hù)岸平臺(tái)植物生長(zhǎng)良好。
國(guó)內(nèi)外很多生態(tài)護(hù)岸都曾遇到一個(gè)難題:護(hù)岸上種植的植物常年被水流淹沒和沖擊,造成很多植物不能正常生長(zhǎng),甚至無法存活,沒有達(dá)到預(yù)期的生態(tài)景觀效果。實(shí)際上,要實(shí)現(xiàn)生態(tài)護(hù)岸的生態(tài)景觀功能,關(guān)鍵是要確保護(hù)岸一級(jí)平臺(tái)上種植的水生植物順利成活并與自然環(huán)境融為一體,即確定合適的設(shè)計(jì)水位或一級(jí)平臺(tái)頂高程。在長(zhǎng)三角地區(qū)限制性航道護(hù)岸設(shè)計(jì)中,一般將該航道具有50%累積頻率的常水位作為確定一級(jí)護(hù)岸頂高程的依據(jù),盡量將硬質(zhì)結(jié)構(gòu)在一年大部分時(shí)間內(nèi)淹沒于水下,避免其對(duì)景觀的破壞,同時(shí)也要使得一級(jí)護(hù)岸平臺(tái)上的水深不宜過大,避免影響平臺(tái)上種植的植物生長(zhǎng)和船舶的航行安全,并根據(jù)水位的變化選擇適宜的時(shí)間段進(jìn)行植物的種植及管理。
對(duì)照組血漿黏度(PV)、全血黏度、HCT(血細(xì)胞比容)以及ESR(血沉)等血液流變學(xué)指標(biāo)高于實(shí)驗(yàn)組。見表2。
在水生環(huán)境中,影響水生植物生長(zhǎng)的主要因子是水位和水流對(duì)植物的影響。水位是決定生物量、水生植物分布和物種結(jié)構(gòu)的重要因素。水位變動(dòng)對(duì)于植物群落的形態(tài)可塑性、生物量、物種多樣性、物種分布和群落演替也會(huì)產(chǎn)生影響,例如蘆葦幼苗在淹沒狀態(tài)下其節(jié)間距會(huì)增長(zhǎng)。在適度的水位波動(dòng)下,水生植物物種的多樣性能夠達(dá)到峰值,但水位波動(dòng)太大或太小都不利于提高植被的豐富度,可導(dǎo)致一些不耐淹或不耐旱植物種難以存活。
水體流動(dòng)有利于水環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、氧氣和二氧化碳的交換與供給??傮w來說,水體在流動(dòng)時(shí),水生植物的同化作用率增加,同時(shí)呼吸速率也會(huì)顯著增加。不過,水流過快時(shí),底泥的懸浮作用較顯著,使得沉水植物進(jìn)行光合作用的機(jī)會(huì)較少,不利于沉水植物的固著和成長(zhǎng),還會(huì)顯著影響水生植物在特定生境中的生長(zhǎng)或繁殖。水體流速的改變對(duì)沉水植物生物量以及群落組成都有很明顯的影響,較高的水體流速會(huì)從生理特性上限制某一區(qū)域沉水植物拓殖、生長(zhǎng)的能力。
根據(jù)對(duì)多瑙河的水流條件和水生植物成長(zhǎng)的關(guān)系,將植物適應(yīng)的水流流速分為四級(jí),并調(diào)查分析了51種植物(沼生植物和兩棲植物除外)的生長(zhǎng)情況,在各級(jí)水流條件下能夠生存的水生植物具體情況如下:(1)流速小于0.05m/s的凈水,幾乎所有水生植物都能較好的生長(zhǎng);(2)流速介于0.05~0.30m/s的低速水流,大部分水生植物都能生長(zhǎng),生長(zhǎng)較好的是異葉眼子菜、無根青萍、豬尾草、微萍、馬尿花、菹草、膨脹浮萍、濕柳蘚、水葫蘆等;(3)流速介于0.31~0.69m/s的中速水流,這類水流一般出現(xiàn)在內(nèi)河航道通航量較大的航段,在這類水流中只有部分耐淹水生植物能較好的生長(zhǎng),如蘆葦、毛莨屬、小眼子菜、薄網(wǎng)蘚、依樂藻、水馬齒水草等;(4)流速大于0.70cm/s的高速水流,只有極少部分耐濕耐淹植物能存活,主要以牛角蘚、水蘚和復(fù)邊蘚等蘚類植物為代表。
日糧脂肪消化依賴于胃腸道脂肪酶及胰腺脂肪酶活性。研究發(fā)現(xiàn),日糧中粗脂肪含量的增加可以提高體內(nèi)小腸消化酶中脂肪酶的活力。本試驗(yàn)中,TMR組母羊日糧粗脂肪含量高于放牧母羊,這也是引起TMR組母羊的十二指腸和空腸胰腺脂肪酶活性顯著高于NG組母羊,回腸脂肪酶活性趨于顯著高于NG組的主要原因。此外,本試驗(yàn)結(jié)果也指出,各部位脂肪酶活性從大到小排序依次為胰腺、回腸、空腸、十二指腸,提示脂肪在小腸后段被消化,與劉月琴等(2004)結(jié)果一致。
圖2 京杭運(yùn)河無錫段生態(tài)護(hù)岸段種植的蘆葦
限制性航道一般情況下的水流流速大部分介于0.40~0.60m/s之間,屬于中速水流,同時(shí)一級(jí)護(hù)岸平臺(tái)水深在20cm以上的時(shí)間較多,所以護(hù)岸平臺(tái)上要選擇種植耐淹沒的水生植物。經(jīng)分析國(guó)內(nèi)護(hù)岸應(yīng)用較多的耐淹植物主要有:秋華柳、狗牙根、疏花水柏枝、小巴矛、水杉、卡開蘆和蘆葦?shù)?。其中蘆葦具有調(diào)節(jié)氣候、保持水土等多種效應(yīng),值得在該地區(qū)內(nèi)河航道治理中推廣應(yīng)用。
蘆葦?shù)母?、莖、葉在生長(zhǎng)過程能夠改良土壤,增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤中的養(yǎng)料,為細(xì)菌類微生物、昆蟲、魚類和鳥類等提供適宜的棲息生存環(huán)境。同時(shí),蘆葦還能吸收二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物,同時(shí)增加氧氣、凈化空氣和吸收噪聲等作用,具有強(qiáng)大的環(huán)境調(diào)節(jié)功能和生態(tài)效益。蘆葦可在湖濱、河口、河流沿岸和濱海灘涂等淺水濕地形成密集的群落,具有抗旱、抗高溫、深水耐寒和成活率高等特點(diǎn),是水面綠化、河道管理、凈化水質(zhì)和護(hù)土固堤的首選。
蘆葦既是一種喜水植物,又是一種較為耐旱的植物。一般地,35~45cm的水深能顯著提高蘆葦株高、生物量,是蘆葦生長(zhǎng)的適宜水位,最小15cm的水深即可確保蘆葦濕地不退化。同時(shí),當(dāng)遇到干旱時(shí),蘆葦一般通過個(gè)體變小、葉片數(shù)量和面積減少、生長(zhǎng)速率減緩等策略來降低蒸騰量抗旱,蘆葦幼苗在重度干旱(50天不澆水)條件下依然可以存活。
傳統(tǒng)的蘆葦栽種方式是進(jìn)行根狀莖移栽,既方便管理,又易于運(yùn)輸和成活。一般在葦芽萌發(fā)以前采集根狀莖,選擇黃褐色、土黃色、乳白色、莖上有兩個(gè)芽以上、生命力較強(qiáng)的根狀莖,長(zhǎng)度一般在30厘米左右。為保證蘆葦?shù)某苫盥试?0%以上,土坡疏松的地塊采用扦插的方法,土壤板結(jié)的地塊采取拉壟埋栽的方法。特別需注意的是,要加強(qiáng)蘆葦種植初期的管理,及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)土和補(bǔ)種,保證其成活率。圖2為京杭運(yùn)河無錫段生態(tài)護(hù)岸段不同階段蘆葦生長(zhǎng)情況的現(xiàn)場(chǎng)照片。2011年7月為蘆葦種植的初期,因船行波的作用一級(jí)平臺(tái)上回填土流失較嚴(yán)重,造成蘆葦成活率不高。在2012年12月進(jìn)行補(bǔ)土和補(bǔ)種后,到2013年7月已經(jīng)完全成活并達(dá)了防護(hù)效果,并能長(zhǎng)期維持下來。
綜上所述,高頻超聲頻率和低頻振動(dòng)頻率均會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響,在合理選取超聲頻率、振動(dòng)模態(tài)且低頻激勵(lì)電壓較大時(shí),損傷試樣的調(diào)制系數(shù)遠(yuǎn)大于參考試樣,非線性振動(dòng)聲調(diào)制方法能夠較易分辨試樣是否存在缺陷。
隨著綠色發(fā)展理念的深入落實(shí),內(nèi)河航道整治工程中生態(tài)型岸坡越來越受到重視。本文根據(jù)近年來江蘇實(shí)施航道生態(tài)型岸坡建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出了內(nèi)河限制性航道生態(tài)型岸坡設(shè)計(jì)的斷面功能分區(qū)與結(jié)構(gòu)匹配、常水位與植物選型等關(guān)鍵問題,并簡(jiǎn)要介紹了值得推廣應(yīng)用的蘆葦?shù)奶攸c(diǎn)與管理,為內(nèi)河航道生態(tài)治理尤其是制性航道生態(tài)岸坡建設(shè)提供參考。
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