談城市河道生態(tài)破壞成因及設(shè)計思路

曹利軍

（安徽省阜陽市水利規(guī)劃設(shè)計院，安徽 阜陽 236029）

1 城市河道生態(tài)破壞現(xiàn)狀及成因分析

城市河道是指城區(qū)內(nèi)用于防洪、排澇、引清、蓄水、排水及航運的天然或人工水道。多年來，城市河道整治工程一直注重提升河道防洪能力，而淡化了河流的資源功能和生態(tài)功能，使我國多數(shù)城市河道形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，主要表現(xiàn)在：

1.1 河道渠道化和裁彎取直工程降低了天然河流的蜿蜒性；

1.2 河道斷面形狀呈現(xiàn)幾何規(guī)則化、單一化的斷面形態(tài)；

1.3 河床材料變?yōu)橛操|(zhì)化的不透水性材料；

1.4 水利工程的建設(shè)造成了河流形態(tài)表現(xiàn)出不連續(xù)性。河道形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，河道系統(tǒng)形態(tài)多樣性的降低，使得河道系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境異質(zhì)性降低，生物多樣性降低，引起水體自凈化能力的下降。并且隨著城市化進(jìn)程的加快，大量工業(yè)、生活污水未經(jīng)處理直接排入河道，不少城市河道相繼出現(xiàn)黑臭問題或富營養(yǎng)化現(xiàn)象，表明河道的生態(tài)功能已經(jīng)幾乎損失殆盡，人們也由此逐漸認(rèn)識到河流生態(tài)系統(tǒng)的重要性，河流整治工程不僅僅關(guān)注其傳統(tǒng)功能如防洪、航運等的發(fā)揮，還要有利于生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)，要與周邊環(huán)境和人文景觀相協(xié)調(diào)。

2 城市河道生態(tài)設(shè)計思路

2.1 河道線型設(shè)計

河道線型設(shè)計即河道總體平面的設(shè)計。由于城市用地緊缺,河道濱水地帶不斷被侵占,水面越來越少,河寬越修越窄,但是為了泄洪的需要,要保證過水?dāng)嗝?只好將河道取直、河床挖深,這樣對駁坎的強(qiáng)度要求就逐步提高,建設(shè)費用逐漸加大,而生態(tài)功能逐漸衰退,河道基本成為泄洪渠道,這與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略相悖。而生態(tài)化治理需要退地還河,恢復(fù)濱水地帶,拆除原先視覺單調(diào)、生硬、熱島效應(yīng)明顯的渠道護(hù)岸,盡量恢復(fù)河道的天然形態(tài),宜彎則彎,寬窄結(jié)合,避免線型直線化。

自然蜿蜒的河道和濱水地帶為各種生物創(chuàng)造了適宜的生境,是生命多樣性的景觀基礎(chǔ)。河灣、凹岸處可以為生物提供繁殖的場所,洪峰來臨時還可以將其作為避難場所,為生物的生命的繁衍增加濕地、河灣、淺灘、深潭、沙洲等半自然化的人工形態(tài),既增添了自然美感,又可以利用河流形態(tài)的多樣性來改善生境的多樣性,從而改善生物群落的多樣性。相對于直線化的渠道,自然曲折的河岸設(shè)計更能夠提高水中含氧量,增加曝氣量,因此也更有利于改善生物的生存環(huán)境。

2.2 河道斷面設(shè)計

河道斷面的選擇除了要考慮河道的主導(dǎo)功能、土地利用情況之外,還應(yīng)結(jié)合河岸生態(tài)景觀,體現(xiàn)親水性,盡量為水陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性創(chuàng)造條件。

傳統(tǒng)的矩形斷面河道既要滿足枯水期蓄水的要求,又要滿足洪水期泄洪的要求,往往采用高駁坎的形式,這樣就導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)隔離,兩棲動物無法躍上高駁坎,生物群落的繁殖受到人為的阻隔。梯形斷面的河道在斷面形式上解決了水陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性問題,但是親水性較差,陡坡斷面對于生物的生長仍有一定的阻礙,而且不利于景觀的布置,而緩坡斷面又受到建設(shè)用地的限制。復(fù)式斷面在常水位以下部分可以采用矩形或者梯形斷面,在常水位以上部分可以設(shè)置緩坡或者二級護(hù)岸,在枯水期流量小的時候,水流歸主河道,洪水期流量大,允許洪水漫灘,過水?dāng)嗝娑溉蛔兇?所以復(fù)式斷面既解決了常水位時親水性的要求,又滿足了洪水位時泄洪的要求,為濱水區(qū)的景觀設(shè)計提供了空間,而且由于降低了駁坎護(hù)岸高度,結(jié)構(gòu)抗力減小,護(hù)岸結(jié)構(gòu)不需要采用漿砌塊石、混凝土等剛性結(jié)構(gòu),可以采取一些低強(qiáng)度的柔性護(hù)岸形式。人類活動較少的區(qū)域,在滿足河道功能的前提下,應(yīng)減少人工治理的痕跡,盡量保持天然河道面貌,使原有的生態(tài)系統(tǒng)不被破壞。所以在河道斷面的選擇上,應(yīng)盡可能保持天然河道斷面,在保持天然河道斷面有困難時,按復(fù)式斷面、梯形斷面、矩形斷面的順序進(jìn)行選擇。

2.3 河道護(hù)岸形式

在建設(shè)生態(tài)河道的過程中,河道護(hù)岸是否符合生態(tài)的要求,是否能夠提供動植物生長繁殖的場所,是否具有自我修復(fù)能力,是設(shè)計者應(yīng)該著重考慮的事情。生態(tài)護(hù)岸應(yīng)該是通過使用植物或植物與土工材料的結(jié)合,具備一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,能減輕坡面及坡腳的不穩(wěn)定性和侵蝕,同時能夠?qū)崿F(xiàn)多種生物的共生與繁殖、具有自我修復(fù)能力、具有凈化功能、可自由呼吸的水工結(jié)構(gòu)。

目前很多設(shè)計者提出了一些有效的護(hù)岸設(shè)計方法,如土工格柵邊坡加固技術(shù)、干砌護(hù)坡技術(shù)、利用植物根系加固邊坡的技術(shù)、滲水混凝土技術(shù)、石籠、生態(tài)袋、生態(tài)砌塊等。這些結(jié)構(gòu)的共同點:一是具有較大的孔隙率,護(hù)岸上能夠生長植物,可以為生物提供棲息場所,并且可以借助植物的作用來增加堤岸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;二是地下水與河水能夠自由溝通,能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)、養(yǎng)分、能量的交流,促進(jìn)水汽的循環(huán);三是造價較低,不需要長期的維護(hù)管理,具有自我修復(fù)的能力;四是護(hù)岸材料柔性化,適應(yīng)曲折的河岸線型。但是生態(tài)護(hù)岸也有一些局限性,選用的材料及建造方法不同,堤岸的防護(hù)能力相差很大,所以要根據(jù)不同的坡面形式,選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。坡面較緩的河段,可以選擇生態(tài)砌塊、土工格柵等柔性結(jié)構(gòu),而坡面較陡的河段,可以選擇干砌塊石、石籠、滲水混凝土等半柔性的結(jié)構(gòu);生態(tài)護(hù)岸建造初期強(qiáng)度普遍較低,需要有一定時間的養(yǎng)護(hù),以便植物的生長,否則會影響到以后防護(hù)作用的發(fā)揮;施工有一定的季節(jié)限制,常限于植物休眠的季節(jié)。

2.4 植物配置設(shè)計

根據(jù)生長條件的不同,河道植物分為常水位以下的水生植物、河坡植物、河灘植物和洪水位以上的河堤植物。在選擇植物的時候,不僅要達(dá)到豐富多彩的景觀效果,層次感分明,給人以賞心悅目的視覺享受,而且要具有良好的生態(tài)效果,根據(jù)水位和功能的不同,選擇適宜該水位生長的植物,并達(dá)到一定的功能。在常水位線以下且水流平緩的地方,應(yīng)多種植生態(tài)美觀的水生植物,其功能主要是凈化水質(zhì),為水生動物提供棲食和活動場所,美化水面,根據(jù)河道特點選擇合適的沉水植物、浮水植物、挺水植物,并按其生態(tài)習(xí)性科學(xué)地配置,實行混合種植和塊狀種植相結(jié)合;常水位至洪水位的區(qū)域是河道水土保持的重點,其上植物的功能有固堤、保土和美化河岸作用,河坡部分以濕生植物為主,河灘部分選擇能耐短時間水淹的植物,河道植物的配置應(yīng)考慮群落化,物種間應(yīng)生態(tài)位互補(bǔ),上下有層次,左右相連接,根系深淺相錯落,以多年生草本和灌木為主體,在不影響行洪排澇的前提下,可種植少量喬木樹種。洪水位以上是河道水土保持植物綠化的亮點,是河道景觀營造的主要區(qū)段,群落的構(gòu)建應(yīng)選擇以當(dāng)?shù)啬茏匀恍纬善志坝^的樹種為主,物種應(yīng)豐富多彩、類型多樣,可適當(dāng)增加常綠植物比例,以彌補(bǔ)洪水位以下植物群落景觀在冬季蕭條的缺陷。這樣,水生植物與河邊的灌喬木呼應(yīng)配合,就形成了有層次的植物生態(tài)景觀。

3 結(jié)束語

河道的生態(tài)化治理是一個可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)工程,要通過設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)等一系列措施模擬一個生物生長的適宜環(huán)境,為各類水生、陸生和兩棲類動物、植物以及微生物提供棲息、繁衍和避難的場所,并且,除采取工程和植被措施外,還必須有選擇的放養(yǎng)水生動物及微生物,恢復(fù)生物的多樣性,重建生物系統(tǒng)的生態(tài)鏈。

[1]董哲仁，孫東亞，彭靜.河流生態(tài)修復(fù)理論技術(shù)及其應(yīng)用[J].水利水電技術(shù)，2009（1）：5-9.

[2]王雪，田濤，楊建英，等.城市河道生態(tài)治理綜述 [J].中國水土保持科學(xué)，2006（5）：106-111.