中小河流的生態(tài)治理技術(shù)探究

宋 玲

(遼寧省燈塔市水利工作服務(wù)中心，遼寧 遼陽 111300)

總體上，我國中小河流滯后于大江大河的治理，中小河流引起的洪澇災(zāi)害損失占洪災(zāi)總損失70%～80%，并逐漸成為洪災(zāi)損失的主導(dǎo)因素。同時(shí)，許多河流還普遍存在生態(tài)惡化、水體污染、河道斷流、防洪功能衰退等問題，水生態(tài)安全及河流健康面臨潛在威脅。近年來，我國持續(xù)投入了大量的資金用于中小河流的治理，在河流大規(guī)模整治的時(shí)代背景下，如何兼顧河流生態(tài)環(huán)境與防洪安全，充分融合人水相親、自然生態(tài)的治水理念，科學(xué)設(shè)計(jì)河流生態(tài)治理方案，越來越引起社會大眾及水利工程界的關(guān)注[1-3]。鑒于此，本文深入探究了生態(tài)治河模式、技術(shù)要點(diǎn)及其理念，全面總結(jié)分析了生態(tài)技術(shù)在河流治理中的應(yīng)用。

1 生態(tài)治河模式

1.1 生態(tài)治河理念

生態(tài)治河要保持河岸與河流水體之間的連續(xù)性，從河流自然規(guī)律出發(fā)完善河流生態(tài)系統(tǒng)功能，保持河岸植物群落多樣性以及河岸帶功能延續(xù)性。這意味著要尊重生物物種的多樣性，減少自然地貌受河流治理的破壞，維持動物棲息地質(zhì)量和植物生長環(huán)境，有利于維護(hù)水體的交換以及河流水質(zhì)健康。

1.2 生態(tài)治河技術(shù)

目前，河流生態(tài)治理模式主要有河岸生態(tài)護(hù)砌、清淤清障、生態(tài)修復(fù)、濕地構(gòu)建等4種技術(shù)類型。結(jié)合不同河段的自然規(guī)律與現(xiàn)存問題，通過綜合應(yīng)用典型的生態(tài)治河技術(shù)，以提高河流生物多樣性、增強(qiáng)河道凈化功能、恢復(fù)河流完整的生態(tài)系統(tǒng)等。

河岸生態(tài)護(hù)砌技術(shù)。生態(tài)護(hù)坡主要利用植物、工程與植物措施支護(hù)邊坡或斜坡，以形成河道整體護(hù)坡系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)護(hù)坡，生態(tài)護(hù)坡能夠維持與河流景觀的協(xié)調(diào)性，增強(qiáng)水系統(tǒng)的生機(jī)。根據(jù)不同的方法和材料類型，可以將生態(tài)護(hù)坡劃分為金屬網(wǎng)籠塊石體護(hù)坡、植被護(hù)坡、植生型生態(tài)砼護(hù)坡、土工材料復(fù)合種植基和生態(tài)基材料護(hù)坡5種。

清淤清障技術(shù)。實(shí)際上，將影響水質(zhì)及行洪排澇的淤泥、垃圾、砂石等清運(yùn)出河道，并拆除河道內(nèi)對景觀打造、航運(yùn)、行洪產(chǎn)生影響的障礙物，該過程就是清淤清障處理，可以保留對行洪安全不帶來影響的沙洲或者灘地。清淤疏浚要考慮枯水期河流生態(tài)需水量、河道水生動植物生存需要、地下水補(bǔ)給河水的補(bǔ)給量、枯水期最大洪水過流等因素，經(jīng)清淤疏浚暢通山洪出路，盡量維持河道原本形態(tài)。清淤疏浚有利于提升河道生態(tài)景觀功能和河流過水能力，在不破壞堤防結(jié)構(gòu)安全的條件下滿足河道航運(yùn)、過水要求。

生態(tài)修復(fù)技術(shù)。針對流經(jīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及鄉(xiāng)村的河道，結(jié)合有關(guān)城鄉(xiāng)規(guī)劃和新農(nóng)村建設(shè)要求，實(shí)行生態(tài)景觀以及水環(huán)境修復(fù)工程設(shè)計(jì)，可以將景觀效果好的樹種布設(shè)于徑流人口密集區(qū)的河段，并盡量選擇本地植物和生物類型。突出區(qū)域水文化特色和自然景觀的恢復(fù)，科學(xué)設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌兼顧，一般采取濱河廣場、斜坡面綠化帶和設(shè)置親水平臺等工程技術(shù)。

濕地構(gòu)建技術(shù)。人工濕地能夠充分利用微生物與生物吸附、吸收和微生物的代謝，以及沙土、沙石、礫石降解微生物，有效發(fā)揮水體凈化的功能。同時(shí)，水面、砂卵石、灘涂濕地可以為植物生長與水陸生物棲息創(chuàng)設(shè)適宜的空間環(huán)境，有利于建設(shè)休閑景觀區(qū)和美麗的城市環(huán)境。在達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)的條件下，通過人工挖填、推土修建自然或人工濕地以擴(kuò)展水陸過渡帶，修建適宜的濕地景觀平臺，充分發(fā)揮凈化水體、調(diào)節(jié)氣候、調(diào)蓄洪水、保護(hù)生物多樣性等生態(tài)景觀功能。按照不同的植物類型，將人工濕地劃分為沉水、挺水和浮生植物3大模塊。

2 中小河流生態(tài)治理技術(shù)的應(yīng)用

2.1 中小河流現(xiàn)狀

受特殊的地理?xiàng)l件和氣候環(huán)境影響，中小河流大多雜亂無章、蜿蜒曲折，部分河段迎水面迎流頂沖嚴(yán)重，現(xiàn)階段存在的問題包括：

防洪功能下降：為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展，局部地區(qū)存在與水掙地的現(xiàn)象，如擠占河流、填河造地、侵占溝塘、埋河修路等活動，建設(shè)用地的不斷擴(kuò)張使得水域面積持續(xù)減少，河道日趨萎縮其防洪功能顯著下降，山洪無出路致使農(nóng)田沖毀、洪澇災(zāi)害問題突出。

水污染加?。褐行『恿鞫噜徑诟?、村莊，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及農(nóng)業(yè)活動的增強(qiáng)，生活垃圾、工業(yè)廢水、固體廢棄物、畜牧養(yǎng)殖和面源污染等，進(jìn)一步加劇了河流的污染。

河道淤積嚴(yán)重：長期的沖刷侵蝕使得中小河流出現(xiàn)大范圍裸露的基巖或石碓，加之河床整體穩(wěn)定性差、林草覆蓋度低，導(dǎo)致上游嚴(yán)重沖刷、土壤侵蝕和下游河道淤積的現(xiàn)狀。

工程管理薄弱：缺乏指標(biāo)與目標(biāo)考核的剛性約束，河道治理工程普遍存在“重建輕管”的問題，加之養(yǎng)護(hù)監(jiān)管的疏忽、維護(hù)重視程度不足，使得經(jīng)過治理的河道沒過多久又重新回到原來狀態(tài)，雖投入了大量的資金和時(shí)間卻并未取得理想的成效。

2.2 中小河流治理目標(biāo)

堅(jiān)持以問題為導(dǎo)向、以生態(tài)與安全并重的原則，科學(xué)有效的治理中小河流，設(shè)計(jì)及施工過程中要采取有針對性的生態(tài)和安全措施，防止出現(xiàn)過度治理的現(xiàn)象。總體而言，可以用“景美、岸綠、河暢、水清”來概括中小河流治理目標(biāo)，研究和應(yīng)用生態(tài)治理技術(shù)為實(shí)現(xiàn)河流治理目標(biāo)的根本保障。

2.3 生態(tài)治理技術(shù)的應(yīng)用

1)水系溝通工程。通過修建溝通工程可以改善河流水質(zhì)、維持水流暢通，應(yīng)考慮水系特點(diǎn)采取行之有效的溝通措施。針對水體淤滯、斷頭河、引排水河道卡口段等河流水系常見的問題，可以采取增大過水涵洞、新增引排水河道、拆除圍堰、溝通斷頭河、拓寬卡口等，促進(jìn)水體流動以及增強(qiáng)水體間水力聯(lián)系。

2)清淤疏浚工程。通過清理河道內(nèi)的垃圾、砂石、淤泥等阻水物，以增強(qiáng)水體流動性和行洪排澇功能，改善水體環(huán)境以及擴(kuò)大過水?dāng)嗝?。河道功能以排澇為主時(shí)，其排澇水位線的確定要考慮排水要求及地面高程，并對清淤疏浚橫縱斷面按照排澇流量要求合理確定；此外，要注重上級河道與疏浚后河道底高程的銜接。在疏浚方案制定過程中，應(yīng)盡量保留對行洪排澇不產(chǎn)生影響的灘地，盡可能避免尺寸幾何化、斷面單一化，以此保護(hù)和維護(hù)河流原有自然屬性。

3)清障工程。將岸坡廢棄物和阻水構(gòu)筑物按照河道整治統(tǒng)一規(guī)劃，實(shí)行全面的清除，即拆除喪失功能的閘壩、圍堰等，并加固整治或拆除重建保留功能的建筑物。在河道拋石固腳時(shí)可以利用拆除后的砼塊、塊石，其他拆除料和岸坡廢棄物則要運(yùn)輸至指定的棄渣場。該過程產(chǎn)生的棄渣要妥善處理，以避免河流生態(tài)受棄渣隨意丟棄而出現(xiàn)二次污染。

4)岸坡整治工程。一般地，植物護(hù)坡、新建護(hù)岸和護(hù)岸修整為岸坡整治工程的常見類型。岸坡整治過程中，其控制要點(diǎn)有：(1)岸線走向要隨地形和層次的變化而變化，遵循“遇彎則彎、易寬則寬”的原則確保河流系統(tǒng)自然運(yùn)行，盡可能維持河流原有地貌形態(tài)；(2)岸坡型式的選擇要結(jié)合不同河道的水文地質(zhì)、地形條件等因素合理確定；(3)岸坡材料與型式的選擇應(yīng)符合防洪排澇、結(jié)構(gòu)安全的基本要求，盡量選用當(dāng)?shù)夭牧虾蜕鷳B(tài)護(hù)岸型式，以提高河流自凈功能及滿足美化環(huán)境的要求。

岸坡整治工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是準(zhǔn)確把握自然生態(tài)與防洪安全之間的平衡，不可過分強(qiáng)調(diào)生態(tài)未做任何防護(hù)急流、迎流頂沖等險(xiǎn)工段的措施，也不可選用硬質(zhì)式護(hù)岸。對于土質(zhì)邊坡、巖質(zhì)邊坡的河道，比較常用的有邊坡連鎖式護(hù)坡和TBS護(hù)坡技術(shù)。

5)生態(tài)河堤工程。依據(jù)河道實(shí)際情況合理確定堤防標(biāo)準(zhǔn)，并對危險(xiǎn)堤段重點(diǎn)考慮除險(xiǎn)加固，方案設(shè)計(jì)時(shí)要盡量保留原有植被且防止出現(xiàn)過度加固，在確保防洪安全的條件下建成堅(jiān)固綠色的長廊。河床修復(fù)和堤防加固為生態(tài)河堤工程的關(guān)鍵技術(shù)，通過河堤及沿線景觀的治理，實(shí)現(xiàn)自然環(huán)境、人文景觀與防洪安全的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。所以，生態(tài)河堤工程就是創(chuàng)設(shè)生境適宜、水體與生物及土體相互涵養(yǎng)的河堤，以此提升河流調(diào)節(jié)水量和水體自凈、滯洪枯補(bǔ)的功能，為水生動植物生長創(chuàng)建適宜的空間環(huán)境。

工程上，征地拆遷問題能夠顯著影響堤線布置，對已建民房的河流灘地，不可為減少拆遷而完全按照居民和部門意見設(shè)計(jì)。排澇問題普遍存在于新建堤防工程，為了能夠及時(shí)將堤后積水排入河道要合理確定排澇流量和排澇區(qū)域。

6)生態(tài)修復(fù)工程。在滿足河道治理基本功能的情況下，還要考慮河流的生態(tài)需求?？傮w而言，修復(fù)水體原有生態(tài)功能的措施有化學(xué)、物理、生物3大方法。其中，化學(xué)方法有加入鐵鹽、石灰，常用的化學(xué)藥劑有沉積磷、脫氮、殺藻，這種方法易造成二次污染且投入的成本較高；物理方法有引水稀釋、疏挖底泥、機(jī)械除藻等，此類方法一般治標(biāo)不治本，通常作為應(yīng)急措施解決突發(fā)性水污染問題；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，生物生態(tài)修復(fù)現(xiàn)已成為河流環(huán)境修復(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)內(nèi)容。

隨著水生態(tài)文明的持續(xù)推進(jìn)以及居民生活水平的提升，在達(dá)到防洪要求的情況下，可結(jié)合休閑娛樂、文化特色和新農(nóng)村建設(shè)等要求適當(dāng)打造景觀工程。根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)和布局景觀，通過整體規(guī)劃區(qū)、帶、片、線、點(diǎn)保證整體景觀的協(xié)調(diào)性，造景時(shí)盡量利用清淤土，如修建親水平臺、親水廣場、河心島等，突出休閑、開放、親水、自然的風(fēng)情特色以及景觀體驗(yàn)。

3 結(jié)語

生態(tài)治河在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)河道供水、發(fā)電、航運(yùn)、行洪等基本功能的基礎(chǔ)上，通過改善河流生態(tài)狀況還可滿足人們對文化品位、生態(tài)景觀等更好的需求；綜合應(yīng)用水工建筑與水生動植物措施，保證河流系統(tǒng)良性循環(huán)和持續(xù)發(fā)展。

河流生態(tài)治理要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)有：保證沿河居民安全以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增強(qiáng)徑流鄉(xiāng)村及城鎮(zhèn)地區(qū)的防洪能力；提高居民生活品質(zhì)、河流休閑娛樂和居民親水功能；充分利用非工程措施改善水體環(huán)境，優(yōu)化生活環(huán)境和生產(chǎn)條件。

堅(jiān)持以問題為導(dǎo)向、生態(tài)與安全并重、因地制宜的原則，注重河流治理緩急輕重，分段分期綜合整治中小河流。