玩知乎太少,以至于刚注意到有邀请我,在此感谢,并抱歉一直没有理睬。
至于刚提到防渗工程我最一开始以为的是拦河大坝的防渗,包括土石坝的坝身防渗以及各种坝型的坝基防渗。大概百度了一下2005年圆明园防渗工程事件,那是一个人工湖的防渗案例。在此,对于题主所问“防渗工程的最终目的到底是什么?他对自然生态究竟会不会造成恶劣的影响”,回答其实就几个字:防止过多漏水、不会。
人工湖不管是古代挖的还是近现代建的,业主方都不希望自己挖的一个蓄水池是个筛子,漏水严重以至于蓄水都蓄不满,古代能形成天然湖泊的湖底都是有稳定的水交换条件的而且能够把水蓄起来,这是一种很巧妙的平衡关系。而人工湖泊想要效仿天然湖泊在一个本没有蓄起水的地方挖出一个能攒住水的湖,那么防渗工程是必须要考虑的。
人工湖的位置一般选择在靠近天然河流的地方,人工湖内的水体需要天然河流的补充和更换。在人工湖的进口需修建节制闸,以控制天然河流对人工湖的补充,并配有格栅,尽量取河流表层清水,滤去泥沙;在湖水的出口渠,应控制其比降和长度,使其排沙顺畅不淤,并注意与天然河流下游的顺畅连接。所以说,“我们既需要补充地下水,又需要河道湖泊等自然水体为人类所用”,理论上人工湖的水体更换主要还是通过地表水的流动完成的
所谓流水不腐户枢不蠹,大片区域的死水是肯定会发臭的,所有人都有这样的常识,所以一点水都不漏是不可能的而且也是不正确的。因此特别是想要构建大型人工水面的人工湖一定不要采取抗渗混凝土面板的防渗型式,这样的完全硬化的措施只会造成阻隔水体和岸边生态的交换,湖水富营养过程的家具,最终水质恶化变臭。
此外,如果为了节省投资,有时会采用PE材料为基材的土工防渗膜,常见的有HDPE防渗膜、LDPE柔性防水膜、GCL膨润土防水毯等,施工期照片如图1所示,铺设防渗膜之前应需清除湖底积水、淤泥,并压实土壤,布设透气沟。防渗膜铺设由一段铺至另一端,相邻防渗膜应保持10cm的搭接重叠宽度,接缝处热合处理连接。铺设后在其底表面覆盖20~30cm的土层,以防止防渗膜的老化与破坏。土工防渗膜与湖岸边坡的相连要顺接自然,可保留自然坡面压实处理,或采用浆砌毛石、卵石、天然蛭石等材料自然堆叠,打造景观驳岸(如图2)。土工膜防渗方案施工简便,施工质量容易保证并易于监测,工程造价成本低,并且土工膜防渗效果好,对生态交换影响是不可避免的存在,所以要权衡选择。
图1 人工湖土工膜铺设
图2 景观驳岸效果
此外还有一种成本较高但是对生态影响很小的方法,就是采用天然粘土材料进行湖底防渗。粘土材料由于很低的渗透系数经常作为土石坝的心墙材料,这是学水利的人都应该熟知的基本常识,用在人工湖底防渗工程中,粘土防渗方案主要是采用级配较好的粘性土作为防渗材料,并在其上面铺设砂砾垫层、浆砌片石等作为保护层,以期达到较好的防渗效果。施工前,清除原有湖底的垃圾杂物、杂草树根,粘土的填筑采取分层施工的方法,每层35~50cm,压实度控制在93%左右,粘土填筑完成后再辅以砂砾石垫层和浆砌片石作为保护层,防止粘土层的破坏。粘土防渗方案对于就近拥有优质粘土的地区是很有利的,粘土防渗层基本不阻碍水体与周围生态系统的物质能量交换。但是此方案土方量较大,施工成本较高。
以上方案的选择是复杂的,并不是一个人拍脑壳就能决定的事情,需要经过严密的论证,比如该地区地层条件的好坏(比如砂卵石地层就漏水严重必须采取防渗措施),附近料场的情况,人工湖的位置重要性以及财力投入,等等许多不一而足。在人工湿地的建设中,一定要注意保持其生态系统的完整性,种植合适的陆生与水生植物,合理控制密度,营造动物的良好栖息地,以建设优秀的人工湿地系统。所以在一个优秀的人工湿地系统中,所谓的对生态系统产生恶劣影响是不会出现的,况且就本身来讲小型水面对于当地的小气候的调节是大有裨益的。
此外我还想顺带提一下关于外界对我们水利行业的一些不正确的看法。所谓隔行如隔山,大家互相不了解不要紧,能够从别人身上学习他人的专业知识的皮毛,以丰富自己的阅历,这是好事。可是外界特别是媒体方面对我们水利行业指手画脚无端指责,动辄以水利水电工程危害生态系统平衡和健康发展为由,站在所谓道德的制高点上引导其它外界人士对我们行业进行攻击和否定,这就是典型的缺德事了。我想,这是每一个水利水电人最难过的时刻。水利水电行业特别是大型工程,对周边生态造成的影响是不可避免的,但是也是没办法的事情,因为我们对资源的需求,在战略层面上是要大于这些负面影响的,这个也不是我们能够决定的,虽然有些时候我们自己都不愿意面对,比如西藏的雅鲁藏布江的水电开发(叹息)。可是有一些来自民间的指责,比如四川云南频繁地震是由于三峡造成的,这对于我们简直就是可笑可气的事了,还真把蝴蝶效应当回事了,像模像样的。同样的,我不知道为什么题主会问道人工湖的防渗会不会影响生态系统的健康,可能是因为大家都太在意这些了,我只能说我们作为水利工作者,可能比你们大家都更在意生态环境的保护。中国已经不是上世纪70年代的水利治理模式了,既然打造人工湿地系统(人工湖),我们的初衷都是为了更好的建设自然,靠人为的力量去构建更好的宜居环境。至少对于设计方,我们是这么想的。至于到了业主方怎么实施,最后实施成什么样,这也算是最后博弈的结果,这里面道道有点多,我只能呵呵了不便透露。这也是体制的事情,跟我们水利设计方无关。但是这样的事情已经越来越少了。因为国家对水利的投资逐年增多,特别是国内的大中型城市,为了给市民创造更宜居的生活空间,不惜斥入巨资投资建设生态。所以,题主基本可以放心。
最后,希望这个回答能够让大家满意。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:呵呵呵
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