城鎮(zhèn)河道生態(tài)治理關(guān)鍵技術(shù)及模式研究

趙明

（北票市防汛抗旱指揮部辦公室，遼寧 北票 122100）

傳統(tǒng)的水利建設(shè)比較注重防洪排澇、灌溉供水、水力發(fā)電等功能，隨著我國(guó)水利事業(yè)的快速發(fā)展水利工程發(fā)揮的重要作用更加突出。與此同時(shí)，人類活動(dòng)對(duì)自然水系的干擾程度也明顯增強(qiáng)，如生態(tài)功能退化、水體污染、江河斷流等問題日趨突出。從工程設(shè)計(jì)上，河道整治要保證與生態(tài)過程的協(xié)調(diào)性，運(yùn)用生態(tài)治理模式盡量降低對(duì)環(huán)境的影響[1-3]。換而言之，就是要維護(hù)水系統(tǒng)健康與良性循環(huán)，尊重物種多樣性維持河道自然生境，減少對(duì)資源的剝奪以及促進(jìn)對(duì)生態(tài)的保護(hù)，最終形成系統(tǒng)穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、群落搭配合理的生態(tài)系統(tǒng)。

一、河道治理技術(shù)

（一）治理現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的河道整治多以河床硬化、漿砌石或塊石護(hù)坡等方式為主，雖然能夠提供較安全的河流環(huán)境，有效抵御洪澇災(zāi)害以及保持水土，但從人水和諧的視角其環(huán)境協(xié)調(diào)性極差，給水系統(tǒng)循環(huán)以及周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響，主要體現(xiàn)在：

1.生物多樣性減少。多樣的水體流動(dòng)性受河道整治發(fā)生顯著改變，水流速度因裁彎取直措施明顯增加，這大大增強(qiáng)了水流對(duì)河岸和河床底部的沖刷，加之河床異質(zhì)性的減少使得生物原有的棲息條件和生長(zhǎng)環(huán)境破壞甚至消失。

2.自凈功能下降。自然河道的自凈功能發(fā)揮著重要作用，而土壤與水體之間的聯(lián)系因光滑的硬質(zhì)式護(hù)岸被割裂，由此導(dǎo)致環(huán)境與生物、土地與水體的隔離，水陸系統(tǒng)之間的能量、物質(zhì)交換受阻，孤立于土壤之外的河流系統(tǒng)無(wú)法支撐復(fù)雜的水生生物群落，河流的自凈功能明顯下降。

3.水體污染加劇。以往的河道治理，通常將膨脹劑、抗凍劑等許多添加劑被加入建筑材料內(nèi)，而部分混凝土或漿砌石長(zhǎng)期處于水體浸泡狀態(tài)，由此使得水與添加劑、部分原材料發(fā)生碳化反應(yīng)或水化反應(yīng)，從而造成河流污染。此外，各種因污染物無(wú)法被裸露硬化的岸坡過濾吸收，在降水徑流作用下被排入河道，從而產(chǎn)生水污染等問題，并且河道失去了原有的綠色植被護(hù)岸的生機(jī)[4]。

4.洪澇風(fēng)險(xiǎn)增大。裁彎取直使得河流束窄加深，不透水范圍因硬化覆蓋而擴(kuò)大，從而減弱了河道泄洪能力，致使洪澇風(fēng)險(xiǎn)增加并帶來(lái)防洪隱患。

（二）形態(tài)設(shè)計(jì)

天然河流走向通常呈蜿蜒曲折狀，為維持其原有的環(huán)境空間以及自然屬性，形態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循“遇彎則彎、易寬則寬”的原則，隨地形和層次的改變而變化，盡量維持河流原有的地貌形態(tài)，恢復(fù)河道的縱向與橫向連通性，保證河流的自然運(yùn)行[5]。另外，形態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮水域、陸域兩個(gè)系統(tǒng)，在保證防洪安全的基礎(chǔ)上考慮各類不利因素科學(xué)設(shè)計(jì)。

（三）河床河堤設(shè)計(jì)

為恢復(fù)適宜于水生動(dòng)植物生長(zhǎng)繁衍的多孔質(zhì)、生態(tài)化河床，將原鋪設(shè)于河床的硬質(zhì)材料拆除。以改善河床自然環(huán)境、保護(hù)水生物種、人與自然和諧相處等為原則，運(yùn)用穩(wěn)定河床的方法增強(qiáng)水系統(tǒng)自修復(fù)功能，切實(shí)提升河道行洪能力以及水生物種多樣性。

河堤具有植被護(hù)岸、緩沖帶、廊道的功能，在確保防洪安全的基礎(chǔ)上提供一道人水相親的風(fēng)景線。所以，堤防加固與河床修復(fù)應(yīng)引起重視，以保證生態(tài)與防洪功能為要求建成綠色堅(jiān)固的長(zhǎng)廊。通過治理河堤以及沿線景觀，達(dá)到防洪安全、自然與人文景觀相協(xié)調(diào)的目的。因此，河床河堤設(shè)計(jì)就是創(chuàng)建生物與水體、水體與土體相互涵養(yǎng)且生境適宜的河堤替代過去人工混凝土建筑，提升河流調(diào)節(jié)水量、滯洪枯補(bǔ)、水體自凈等功能，為動(dòng)植物生長(zhǎng)反演提供適宜的空間。

（四）護(hù)岸技術(shù)

傳統(tǒng)的護(hù)岸材料有預(yù)制砼塊、混凝土、干砌石或漿砌石等，對(duì)防治土壤侵蝕、保證防洪安全及增強(qiáng)岸坡穩(wěn)定性等具有重要作用，這也給河流生態(tài)與自然景觀帶來(lái)不利影響，加劇了生態(tài)系統(tǒng)破壞、水域和陸域環(huán)境的惡化，水體自凈能力明顯下降。所以，生態(tài)護(hù)坡的關(guān)鍵是有機(jī)結(jié)合生態(tài)植物材料和工程措施，或者利用生態(tài)型植物保證河流沖刷岸坡的穩(wěn)定性以及完整性。生態(tài)護(hù)坡技術(shù)涉及生態(tài)學(xué)、水力學(xué)、水土保持學(xué)、水文地質(zhì)等多門學(xué)科，采取適宜的植物與工程措施建成良性循環(huán)、綠色生態(tài)的護(hù)岸體系，盡量發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自修復(fù)、自組織和自支撐功能，從而實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)、生態(tài)護(hù)岸較高年、水資源與河道治理的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。所以，護(hù)岸技術(shù)屬于一項(xiàng)涉及微生物和動(dòng)植物等綜合技術(shù)[6]。

（五）水質(zhì)修復(fù)技術(shù)

一般地，河流水質(zhì)修復(fù)主要物理、化學(xué)、生物生態(tài)3 種方法，其中物理方法有引水稀釋、疏挖底泥、機(jī)械除藻等，這類方法往往治標(biāo)不治本，通常作為應(yīng)急措施解決突發(fā)性水污染問題；化學(xué)方法有加入鐵鹽、石灰?；瘜W(xué)藥劑等沉積磷、脫氮、殺藻，這種方法易造成二次污染且投入的成本較高；生物生態(tài)法有種植與養(yǎng)放水生生物、修建人工濕地、人工增氧等，此類已成為城鎮(zhèn)河道水質(zhì)修復(fù)的重要手段，也是研究水生態(tài)修復(fù)的重點(diǎn)與熱點(diǎn)。

（六）河岸植被設(shè)計(jì)

城鎮(zhèn)河道的水陸存異性越大、空間面積越廣，則生物多樣性、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及促進(jìn)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的作用越強(qiáng)。因此，河道生態(tài)治理要最大程度的增加兩岸和水面面積，保持生物群落棲息地上下游、左右岸的連通性，提升生態(tài)系統(tǒng)完整性，增加綠化岸坡與水面的過渡通廊，更好的融合岸邊與岸坡樹林、綠地，由此建成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系。

陸生、水生和濕地物種為生態(tài)河道的主要物種類型，通常按以下要求選擇水生和濕地物種：物種具有易繁殖與栽培的優(yōu)勢(shì)，并且不引起外來(lái)物種入侵；觀賞價(jià)值高；能夠承受一定的水污染壓力；擁有較強(qiáng)的水環(huán)境凈化能力；生長(zhǎng)后植物景觀層分明、立體景觀及環(huán)保效果較好。水生、濕地物種對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化水體具有優(yōu)異的降解與吸收能力。此外，考慮河流所在地的氣候條件與自然環(huán)境選擇水生、濕地物種，一般選擇水體凈化能力較強(qiáng)、生存能力較強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)速度快的物種，主要有香蒲、蘆葦和鳳眼蓮等[7]。結(jié)合河岸景觀空間要求合理選擇陸生物種類型，選擇易栽培生長(zhǎng)、景觀效果好且觀賞價(jià)值高的本地喬灌木與草本植物，可供選擇的落葉喬木有旱柳、垂柳、國(guó)槐等，花灌木有紫葉李、海棠等，草木花卉有馬蓮、繡線菊、萱草等，常綠苗木有檜柏、黃楊、女貞等，選擇的草坪品種應(yīng)盡量為多年生，做到不同物種層次分明、相互交錯(cuò)，在發(fā)揮良好生態(tài)效益的同時(shí)具有一定的季節(jié)變化。

二、城鎮(zhèn)河道生態(tài)治理模式

（一）河道線型設(shè)計(jì)

河道線型布置要充分考慮河流天然原有的走向，盡量保留河流的天然輪廓，并結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃和市政建設(shè)適當(dāng)調(diào)整。針對(duì)城鎮(zhèn)道路與河流存在交叉處，應(yīng)對(duì)河道按照橋梁建設(shè)和路網(wǎng)適當(dāng)調(diào)整，以正交叉替代斜交叉的調(diào)整方式也比較常見，調(diào)整過程中河道轉(zhuǎn)彎處要形成光滑的曲線，故轉(zhuǎn)彎半徑不宜過小，并且強(qiáng)調(diào)兩岸的協(xié)調(diào)以及上下游堤線的銜接；針對(duì)比較規(guī)整的城鎮(zhèn)用地規(guī)劃格局，土地的高效利用往往受到河道穿越的限制，對(duì)此適當(dāng)修改河道線型，使河流盡量貼近道路，并規(guī)劃親水平臺(tái)形成濱河景觀帶，切實(shí)改善道路景觀，在居住區(qū)與道路間形成天然防護(hù)帶以降低揚(yáng)塵、噪聲影響。工程中要慎重考慮河道裁彎，雖然裁彎可以增加兩岸土地面積、縮短航程、增強(qiáng)河流的泄洪能力，同時(shí)也會(huì)對(duì)河道原有的優(yōu)美景觀和自然彎曲造成破壞，在一定程度上改變河勢(shì)。

（二）護(hù)岸、斷岸設(shè)計(jì)

城鎮(zhèn)河道生態(tài)治理主要有人工生態(tài)護(hù)岸與自然生態(tài)護(hù)岸兩種方式，人工生態(tài)護(hù)岸主要用于解決水土流失、岸坡坍塌的問題，一般適用于有通航要求的鄉(xiāng)鎮(zhèn)與城市河道；自然生態(tài)護(hù)岸防護(hù)生態(tài)與河堤的根本途徑是利用根系發(fā)達(dá)的植物，從而改善生態(tài)環(huán)境、防治水土流失和固土。對(duì)此，優(yōu)先考慮自然生態(tài)護(hù)岸，以充分發(fā)揮植物吸收、分解污染物及固土的作用；而對(duì)于兩岸間距較窄、泄洪排澇量較大且水流速度快的河道，治理工程宜選擇人工生態(tài)護(hù)岸，為減少剛性結(jié)構(gòu)多選用自然材料，盡量選擇生態(tài)方格或者互嵌生態(tài)模塊，以達(dá)到美化工程環(huán)境、防治土壤侵蝕和固土保沙的目的。

城鎮(zhèn)河道生態(tài)整治常用的斷面形式有復(fù)式斷面和梯形斷面，其中河道灘地復(fù)式斷面占地較大，能夠?yàn)閮蓷珓?dòng)物與水生生物提供適宜的生長(zhǎng)空間，所以其生態(tài)性較強(qiáng)，同時(shí)灘地也可開發(fā)成生態(tài)功能較強(qiáng)、景觀效果良好的景觀休閑區(qū)；與復(fù)式斷面相比梯形面積較小，比較適用于城鎮(zhèn)河道，設(shè)計(jì)時(shí)要最大限度的降低兩岸坡度以發(fā)揮其生態(tài)功能，通過綠化岸坡增大林草覆蓋率。

（三）水質(zhì)修復(fù)設(shè)計(jì)

河流水質(zhì)惡化的根本在于水系統(tǒng)中溶解氧含量的減少，其溶解氧以大氣復(fù)氧與植物光合作用為主。污染物耗氧量過大的情況下僅僅依靠大氣復(fù)氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為提升水環(huán)境修復(fù)能力必須進(jìn)行人工增氧，例如利用兩岸提水及河道修建小瀑布、噴泉、跌水、水車等，增加水體流動(dòng)性、交換能力、景觀效果和水中溶解氧含量。此外，為提高河道的流量與流速，可以對(duì)城鎮(zhèn)河段實(shí)時(shí)從其它河流補(bǔ)水、調(diào)水。增加水量可以提高水體的自凈能力，降低污染物濃度及增加稀釋水體；增大流速可以增加水體溶解氧及其復(fù)氧能力，有利于促進(jìn)污染物的輸移與擴(kuò)散，促進(jìn)植物、微生物、水生物種類與數(shù)量的增加，對(duì)降解與吸收污染物具有積極作用。

河流生態(tài)系統(tǒng)中貝、螺、魚、蝦等水生生物為主要“消費(fèi)者”，對(duì)于河道中的有機(jī)碎屑與浮游生物具有良好的攝食、濾食作用，有利于促進(jìn)水系統(tǒng)的良性循環(huán)。采取水生生物調(diào)控措施，通過食物鏈一些貝類與魚類具有一定的富集河流中放射性元素、重金屬等污染物的作用，從而發(fā)揮改善水質(zhì)的功能。此外，水體在魚的游動(dòng)作用下流動(dòng)加快，有利于分解與沉淀水體中的污染物[8]。因此，放養(yǎng)的水生生物可以改善與凈化城鎮(zhèn)河流水體，通過修復(fù)水體生態(tài)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。

（四）景觀設(shè)計(jì)

河道生態(tài)整治的基本要求為景觀設(shè)計(jì)，通過河道治理形成濱河、鄰水的景觀帶與風(fēng)景休閑區(qū)，所以要突出文化特色、因地制宜的設(shè)計(jì)景觀。考慮河道實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)與布局景觀，通過整體規(guī)劃區(qū)、帶、片、線、點(diǎn)保證城市整體景觀的協(xié)調(diào)，造景時(shí)盡量利用清淤土，如修建親水平臺(tái)、親水廣場(chǎng)、河心島等，體現(xiàn)開放、休閑、親水、自然的風(fēng)情特色與景觀體驗(yàn)。景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)還要反映當(dāng)?shù)氐臍v史痕跡、獨(dú)特文化以及體現(xiàn)城市文化精髓，修建能夠成為歷史與文化載體的閣樓、雕塑、廊道、文化廣場(chǎng)等。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)發(fā)展觀以及人水和諧理念的不斷深入，人們?cè)絹?lái)越強(qiáng)烈的渴望宜居的環(huán)境和河道水系生態(tài)服務(wù)功能，“優(yōu)美、文化、舒適、休閑”的生態(tài)工程逐漸成為城鎮(zhèn)河道整治的新思路。城鎮(zhèn)河道生態(tài)治理以提升水環(huán)境自修復(fù)能力、利用生物增強(qiáng)自然景觀效果原則，以改善水體環(huán)境、修復(fù)河道生態(tài)、創(chuàng)造和諧的自然景觀為目標(biāo)，利用生物、土壤、水體系統(tǒng)間的相互作用，治理河道系統(tǒng)以及修復(fù)水體環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)的自修復(fù)、河流的良性循環(huán)和可持續(xù)利用。