巖土工程師輔導資料:河流面源污染控制技術(2)
因此,國內外很多工程技術人員開始研究生態護岸技術,提出多種不同結構形式的生態型護岸技術,通過固土護岸、增大土壤的滲透系數、重建和恢復水陸生態系統,盡可能地減少水土流失,提高岸坡抗沖刷、抗侵蝕能力,對降雨徑流進行攔阻和消納。
(1)植草護坡技術。植草護坡技術常用于河道岸坡的保護,國內很多河道治理中都使用了這一技術。如吉林省西部嫩江流域治理工程中,以當地的牛毛草、早熟禾、翦股穎等8種草本植物為護坡植物,河柳等灌木為迎水坡腳防浪林的植物護坡技術。這一技術主要是利用植物地上部分形成堤防迎水坡面軟覆蓋,減少坡面的裸露面積和外營力與坡面土壤的直接接觸面積,起消能護坡作用。利用植物根系與坡面土壤的結合,改善土壤結構,增加坡面表層土壤團粒體,有效提高了迎水坡面的抗蝕性,減少坡面土壤流失,從而保護岸坡和減少面源污染。
(2)三維植被網護岸技術。三維植被網技術最初用于山坡用公路路坡的保護,現在也被用于河道岸坡的防護。它是以熱塑性樹脂為原料,經擠出、拉伸焊接、收縮等一系列工藝制成的兩層或多層表面呈凸凹不平網袋狀的層狀結構孔網。網底層為一個高模量基礎層,采用雙向拉伸技術,具有一定的彈性和強度,可防止植被網變形,并能有效防止水土流失。網表面為一個起泡層,蓬松的網袋內有較大的容土空間,植草覆蓋率高,這種三維結構保證草籽更好地與土壤結合。根據岸坡地形地貌、土質和區域氣候等特點,在岸坡表面覆蓋一層三維植被網,并按一定的組合與間距種植多種植物,通過植物的生長達到根系加筋、莖葉防沖蝕的目的。并可在坡面形成茂密的植被覆蓋,在表土層形成盤根錯節的根系,有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕,增加土體的抗剪強度,大幅度提高岸坡的穩定性和抗沖刷能力。
(3)防護林護岸技術。在河岸帶種植樹木或竹子,形成河岸防護林,其作用主要體現在3個方面:一是莖、葉的覆蓋和柵欄作用,既避免雨滴、風力對土壤表面的直接侵蝕,又減緩了水流流速,減少了對土壤的沖刷;二是樹木根系發達,穿扎力強,增加了土壤抗侵蝕的強度,減少了河岸的崩塌量和沖刷量;三是根、莖、葉的生長對土壤具有改良作用,增加了土壤有機質的含量,改善了土壤結構,增強了土壤的透水性,增強了土壤的抗侵蝕能力。暴雨徑流經過防護林區時,在其阻滯作用下,流速大為減慢,減小了水流對土壤表層的沖刷,減少了水土流失。
(4)植被型生態混凝土護坡技術。植被型生態混凝土是日本首先提出的,并在河道護坡方面進行了應用。近幾年,我國也開始進行植被型生態混凝土的研究。植被型生態混凝土由多孔混凝土、保水材料、難溶性肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、適量的細摻和料組成,是植被型生態混凝土的骨架;保水材料以有機質保水劑為主,并摻入無機保水劑混合使用,為植物提供必需的水分;表層土多鋪設在多孔混凝土表面,形成植被發芽空間,減少土中水分蒸發,提供植被發芽初期的養分和阻止草生長初期混凝土表面過熱。
經驗表明,很多植被草都能在植被型生態混凝土上很好生長,紫羊毛、無芒雀麥還表現出了較好的耐堿性、耐旱性。應用中還發現植被型生態混凝土具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖功能,由于草根的錨固作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、混凝土形成一體,更加提高了堤防邊坡的穩定性。
3.2末端集中控制
少量經源頭分散控制措施作用后仍存在的徑流會匯流成一股,集中進入水體,因此,需要在匯流口實施面源污染的末端集中控制,進一步減少進入河流的污染物量。末端技術以人工濕地為主。
在降雨徑流的入河匯流口,多數以雨簸箕的形式出現,可以根據周邊的環境,利用雨水入河口的小部分土地構建小型的人工濕地,在入河口底部通過堆積碎石、插種植物的方式攔截入河雨水中的污染物質,即在匯流口附近鋪上碎石,使污水在流入河道前先經過碎石床,利用碎石上的生物膜對水體進行凈化,對進入河中的徑流作最后的過濾凈化處理。濕地構建時考慮其美化景觀功能,以各種觀葉、觀花的濕地植物為主,使建造的小型人工濕地與周邊的環境相協調。
4、結語
由于目前我國城市面源污染治理技術尚未形成標準,國家應加大城市面源污染控制研究的力度,給予足夠的重視和投入。一方面依靠科研部門,研究和探索更加生態環保、可操作性強的面源污染控制技術;另一方面重視法規、政策、管理和教育等非技術性措施的建設,達到技術性措施和非技術措施的協調與互補,使城市面源污染逐步得到控制。
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