认识科学思维在河道整治中的应用论文_许晨风

认识科学思维在河道整治中的应用论文_许晨风

深圳市广汇源水利勘测设计有限公司惠州分公司 516003

摘要:河道整治是个复杂的系统工程,涉及防洪排涝、水环境治理、园林景观建设、路网桥梁的交错衔接、社会问题协调等方面问题。本文从认识学之反思维技巧角度,为河道治理提供新思路。

关键词:河道整治;反思维;设计修辞;元思维

“流水不腐,户枢不蠹,动也。”,佐藤信夫在《修辞感觉中》反向研究修辞反面,最终提炼出修辞感觉,认知科学将这种研究技巧称为反思维。应用反思维,即从河道整治概念的相反面,不采用常规手段而达到治理目的。本文以惠州金山河整治工程为例,探讨这一项人类高阶思维技巧在河道整治中的应用。

现代认知科学是二十世纪后期兴起的一门前沿学科,来源于神经科学、心理学、语言学、计算机科学、哲学等领域。认知思维分为三类,分别是反思维、元思维和空思维。无论最初的裁弯取直、硬底化,还是生态护坡,都是为了恢复河流生态功能,满足防洪标准这一整治目的,也是河道元整治,即指对河道整治概念的思考,也就是河道整治的根本。

1.金山河项目背景和一期工程任务

金山河位于广东省东江流域中下游的惠州市,是西枝江左岸的一级支流,东江二级支流。该河发源于惠州西北侧的激流坑山塘,总集雨面积20.78km2。干流自西向东总长约7km,向东流入金山湖(西枝江老河道)。干流在中游自南向北分流(南山中学门前),经横江沥支流汇入西枝江。

金山河两岸历史上是有名的洪泛区,沿江地带平坦低洼,现位于惠州大堤保护范围以内。它是惠州市中心区洪水的主要下泄通道,也是市中心区工业、生活污水的受纳水体。整治前,金山河岸墙老旧破损,水体黑臭,水环境恶劣,严重影响沿线居民正常生产生活和身心健康。惠州市于2011年启动了金山河小流域和水环境综合整治工程一期,如今一期工程已顺利竣工,二期工程规建中。

该工程应用“防洪排涝、截污治污、生态修复、景观美化”的总体工程理念对金山河进行综合整治。提高河道防洪排涝的同时,通过完善两岸截污管网、生态补水及景观美化等措施,彻底解决这一城市河道的脏、乱、差和水污染现状。

整条河整治没有进行大规模拆迁,河道基本保持原走向,防洪排涝截污补水、生态景观有机结合,同步实施,既维护河流生态系统的完整性和连续性,又为城市景观规划的延续性提供了有利保障。

2.反思维探讨金山河治理

河畅水清、岸绿景美、人悦是金山河的治河目标。但是受到约束条件限制,采用常规思维解决金山河整治问题就如同“泥沼洗澡愈洗愈脏”,无法彻底达到金山河综合整治的目的,即保罗瓦茨拉维克改变所论述的第一序改变。想要做到实质性的改变,即第二序改变,则应当是在原河道流域背景下切实彻底达到整治目标。

采用逆向思维的规划方法论,在区域尺度上首先规划和完善水利基础设施,形成高效的城市河流生态体系,维护居民生态服务质量、维护土地生态过程的安全的景观格局。河流生态体系稳定后,利用河流水体的自调性使水利设施发挥最大效果。

具体来讲,金山河整治防洪整治工程没有裁弯取直、没有新建设堤防、没有建设排涝泵站,运用“反思维”取得了极大成功。我们认为这一思维方式在本工程中的采用是合理有效的。

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2.1 防洪排涝

从背景资料可知,金山河属于长河道整治,与西枝江相连。传统河道防洪排涝治理方面主要从清淤疏浚、拓宽过流断面、加高河堤、建设排涝泵站等角度进行规划设计。但受制于现场条件,这些常规治河手段无法在金山河整治中采用。设计者采用了反思维,即思考河道整治对立面,从而明确整治基本落脚点。

由于整条金山河都位于惠州南堤的保护范围,对于防外江洪水而言,其防洪主要是依靠已经建成的南堤和南堤上的水闸和排涝站,经综合分析计算,南堤及其附属的排涝设施完全可以满足区域内的挡洪排涝需求。该问题理顺后,金山河仅仅需要解决自身的防洪排涝问题。

防洪方面,金山河两岸都属于建成区,地面标高早已无法做抬高改动,并且建筑物临近河道,不可能建设堤防;受用地条件限制也无法加设排涝泵站。在无法加设堤防和排涝站情况下,设计者围绕防洪排涝这一“元”,采用反思维,不能加高堤防就降低河底高程增加蓄水容积,不能加快排水就在上游建设小水库减缓排水蓄洪,不能建排涝站就疏导打通金山河与南堤排涝站之间的通道,发挥南堤排涝站的排涝能力,如此,利用河槽和水库蓄水防洪。排涝方面,解决了排涝问题。建成后,整条河道不增加新建堤防,不增加排涝泵站,彻底解决了金山河防洪排涝问题。

2.2 截污治理

污染、干旱断流和洪水是城市河流水系所面临的三大问题,尤以污染最难解决。由金山河流域各片区的雨污水规划资料分析可知,流域基本实行雨污分流的排水体制,但实际情况是现状流域内多为合流制、截流式合流制和漏接漏截污水直接排河的粗放排水现状,河水黑臭、蚊蝇滋生。

在我们国家,常规治污思路是污水归市政、河道归水利,采用市政污水管接入漏截污水。然而多年前,为了解决污染问题,两岸已建成市政截污体系。事实上那些偷排漏排的污水依然无法截走,常规方法已被证明是失败的。

反向思维出发,我们的目标是解决水环境,归口于哪个单位并不重要。因此设计方细致地进行了沿河截污设计,并用合理可靠的方案说服了业主单位,在河道内的岸墙墙脚设置贯通的截污管,把所有的排水口全部接入,并预留雨水溢流口。形成了“旱季污水全截全处理、小雨截流送下游、大雨溢流进河道、暴雨开闸保安全的截污系统”。本次设计完善市政截污系统和新建初雨水截流系统,其中完善市政截污系统工程设计规模为沿河漏排污水量的规模;新建初雨截流按7mm以内1.5h的降雨量,定线则尽可能地在管线较短、埋深较小的情况下,让最大区域的污水能自流排出。该系统使流域水环境得到彻底改善,生态安全得到保障。

2.3 生态补水工程

整治前,金山河受到下游外江水利枢纽的顶托,水位维持在10.7米静止不动。整条河道死水一潭。要使水活起来,则需要输入“新鲜血液”。结合蓄排涝,设计者在金山河源头新建小一型“激流坑水库”,平时补水,汛期防洪。潺潺溪流自上而下,源源不断。自上而下自西向东补水至分流口后,向北经横江沥分流汇入西枝江,整条河的上游和中游都流动了起来。

金山河中下游有分流,只补上游不补下游,则下游依然不流动。设计团队巧妙采用反向思维,以“动”为元治理依据,让河道平时倒流补水,汛期顺流行洪。具体是在金山河河口设置补水泵站,从金山湖抽水至金山河并建设水闸挡水壅高水面,使水逆向流到中游,再沿中游的分流水系横江沥顺流至西枝江。“问渠那得清如许,为有源头活水来”。如此,形成双向补水体系,顺利解决了枯水季河水流动性,保障了河流生态系统的正常运行。设计团队的如此思路是非常大胆和具有创造性。

结语

城市河道整治属于综合性、复杂性强的项目。规划时可以适当应用认知心理学,结合工程实际,反向思考,并始终围绕整治根本点出发,能达到理想的整治效果。城市河道整治仅仅是人类发展所长期面临的课题,通过将新兴学科认知学思维方法引入,进行这样的小课题研究,也许能够激发水利规划从业者更多思考。

参考文献:

[1]保罗瓦茨拉维克,约翰威克兰德,理查德菲什.改变[M].北京:教育科学出版社

[2]雷保栋、许晨风,金山河小流域和水环境综合整治工程设计综述。[J].城市建设理论研究,2012年5月,第十四期

[3]侯全亮.生态文明与河流伦理[M].黄河水利出版社

[4]左东启.论湿地研究与中国水利[J].水利水电科技进展,19(1);12-21

论文作者:许晨风

论文发表刊物:《基层建设》2016年7期

论文发表时间:2016/7/7

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