基于城市設(shè)計(jì)的消落帶治理研究——以三峽庫(kù)區(qū)重慶云陽為例

張秀 李鵬 楊海蓉

（重慶市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 重慶 401147）

三峽水庫(kù)建成后對(duì)發(fā)電、防洪等方面起到了巨大的作用，在另一方面又影響著其庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境，包括消落帶。水庫(kù)消落帶是指水庫(kù)因季節(jié)性水位漲落而使周邊淹沒土地周期性地出露于水面的一個(gè)特殊的區(qū)域。三峽大壩建成蓄水后，其夏漲秋落的調(diào)度方式使得每年5-10月份在海拔145 m~175 m范圍內(nèi)形成291.1 km2的消落帶，其中云陽境內(nèi)涉及面積約36.4 km2。目前，消落帶的治理還是一個(gè)世界性的難題，尤其針對(duì)城市中消落帶的治理方法還有待研究。

1 城市中消落帶的特點(diǎn)

城市中消落帶特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：（1）城市人口活動(dòng)遠(yuǎn)大于農(nóng)村，人口密度大，消落帶的污染嚴(yán)重影響了周邊居民的生活質(zhì)量；（2）城市中的消落帶因其沿江的地理位置，直接影響城市的水運(yùn)港口交通，阻礙城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；（3）城市中的消落帶雜亂無章的景觀直接破壞城市形象，降低城市空間品質(zhì)。城市中間的消落帶，給人一種生態(tài)紊亂、不安全性的城市景象，這樣的景象使得消落帶成為城市發(fā)展的軟肋。

云陽消落帶位于澎溪河和長(zhǎng)江交匯處，消落帶環(huán)繞縣城，從長(zhǎng)江北岸云陽黃嶺橋至雙井寨、澎溪河北岸雙井寨至黃石鎮(zhèn)的河岸岸線范圍，岸線全長(zhǎng)22 km。在對(duì)城市開放空間進(jìn)行工程治理、生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)上，擬將沿江庫(kù)岸帶建成集文化、景觀、休閑、健身為一體的大型城市公園。消落帶作為水域與陸地環(huán)境的過渡地帶，受水位周期性漲落的影響，成為物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)移的活躍地帶。

2 影響云陽消落帶生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵因子分析

2.1 消落幅度大。在每年汛期(6~9月)，水庫(kù)水位降至最低的145 m，汛期后(10月)開始蓄水，一直在10月底至11月上旬蓄水到最高水位175 m，并保持到12月，然后水位又開始逐步回落，次年的1-4月降到156 m，至5月底降到145 m，這樣一年內(nèi)在三峽庫(kù)區(qū)就形成垂直落差達(dá)30 m的水庫(kù)消落帶。

2.2 反自然枯洪規(guī)律。由于人為的調(diào)節(jié)，使得三峽庫(kù)區(qū)水位的變化與自然情況下的水位變化成相反狀態(tài)，由原來的冬枯夏洪到現(xiàn)在的冬洪夏枯，庫(kù)區(qū)消落帶的生態(tài)環(huán)境與建庫(kù)前形成了極大的反差。2.3兩個(gè)重要高程消落帶坡岸易受涌浪侵蝕。三峽庫(kù)區(qū)在夏季防洪水位(145 m~152 m)和冬季蓄水水位(170 m~177 m)兩個(gè)重要高程段水位長(zhǎng)期處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，因而涌浪對(duì)岸坡形成高頻率的沖刷，加上植物生長(zhǎng)基質(zhì)受水體浸泡，長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)，導(dǎo)致強(qiáng)度和抗沖刷性能明顯降低，因此這兩高程段消落帶邊坡遭受的侵蝕破壞最為嚴(yán)重。

2.4 生態(tài)類型復(fù)雜多樣。消落帶是隨水庫(kù)季節(jié)性水位漲落而周期性地出露于水面，是水生生態(tài)系統(tǒng)和陸生生態(tài)系統(tǒng)交替控制的過渡地帶，是一類特殊的濕地生態(tài)系統(tǒng)，有著極為復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境和物種關(guān)系。由于高程、坡度、濕度、土壤侵蝕程度、生物物種等因素的差異，形成了復(fù)雜多樣的生態(tài)類型。

3 項(xiàng)目區(qū)消落帶生態(tài)類型劃分

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察與GIS分析的基礎(chǔ)上，以生態(tài)環(huán)境基本一致性及科學(xué)性與可行性為原則，綜合考慮水位高程（145 m~175 m）、坡度（緩坡＜25°、陡坡≥25°）、小尺度地貌特征（巖質(zhì)、土質(zhì)等）、人為干擾（城區(qū)、非城區(qū)、碼頭）、坡面穩(wěn)定性等因素劃分不同的生態(tài)類型[1-2]。

具體的類型可分為：（1）巖質(zhì)穩(wěn)定型：邊坡類型為巖質(zhì)且穩(wěn)定的削落帶，不會(huì)發(fā)生滑坡、崩塌，幾無土壤和植被；（2）巖質(zhì)不穩(wěn)定型：邊坡類型為巖質(zhì)但不穩(wěn)定的削落帶，在涌浪、強(qiáng)降雨侵蝕等作用下，易引發(fā)滑坡、崩塌，缺乏植被自然恢復(fù)的基本條件；（3）經(jīng)常性淹水型：水位高程在145 m~155 m，10~5月淹水約240天，。此削落帶緩坡居多，植物生長(zhǎng)條件差，僅有少數(shù)草本植物能正常生長(zhǎng)；（4）半淹半露陡坡型：水位高程在155 m~170 m，11～4月淹水約180天5-10月出露約180天，岸坡坡度≥25°，出露期在降水濺蝕與涌浪侵蝕作用下，易水土流失，岸坡不穩(wěn)定，要通過適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┎拍芑謴?fù)植被；（5）半淹半露緩坡型：水位高程在145 m~155 m，10-5月淹水約240天，岸坡坡度＜25°，易形成緩流、滯流帶，具有較強(qiáng)的泥沙沉積能力，受淹時(shí)間較短，土壤基質(zhì)較厚，水土流失相對(duì)弱；（6）經(jīng)常性出露陡坡型：水位高程在170 m~175 m，1-10月出露約270天，岸坡坡度≥25°，易水土流失，岸坡不穩(wěn)定；（7）經(jīng)常性出露緩坡型：水位高程在170 m~175 m，1-10月出露約270天，岸坡坡度＜25°，有較厚較松土壤基質(zhì)沉積層，耐淹的喬木和灌木、草本植物能夠生長(zhǎng)，能夠形成多層次植被景觀，增強(qiáng)固土能力。

4 削落帶生態(tài)修復(fù)治理方案

4.1 治理思路

三峽庫(kù)區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)與治理主要有生態(tài)措施和工程措施，應(yīng)按消落帶不同生態(tài)類型分別進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。項(xiàng)目區(qū)消落帶的總體生態(tài)修復(fù)思路是：對(duì)于水位高程170 m以下的淹水時(shí)間超過180天以上消落帶以自然修復(fù)為主，人工修復(fù)為輔，特別是對(duì)坡度大、土壤立地條件差、水土流失問題突出的消落區(qū)，可運(yùn)用坡改梯、擋土護(hù)堤等穩(wěn)固土壤的工程措施，建水土保持能力強(qiáng)的灌草植被：對(duì)于水位高程170 m以上的淹水時(shí)間超過180天以下消落帶以自然修復(fù)與工程措施相結(jié)合，根據(jù)不同功能區(qū)的定位和要求，采用必要的工程措施保證安全性的前提下，重點(diǎn)營(yíng)建具有強(qiáng)大生態(tài)功能濕地森林植被，同時(shí)塑造優(yōu)美的消落區(qū)景觀。

4.2 治理的主要技術(shù)方案

4.2.1 植生型生態(tài)磚

植生型生態(tài)磚是一種自鎖定消浪植生型生態(tài)護(hù)坡構(gòu)件，適合波浪侵蝕嚴(yán)重的消落帶岸坡防護(hù)，強(qiáng)化邊坡防護(hù)面的穩(wěn)定性，在水陸交界面形成一個(gè)連續(xù)的波浪緩沖帶，最大限度地降低波浪沖刷力，保護(hù)消落帶表層土壤，具有穩(wěn)定性高、適應(yīng)性強(qiáng)、消浪作用好以及環(huán)境友好的特點(diǎn)。

4.2.2 坡改梯技術(shù)

坡改梯技術(shù)是通過地型調(diào)整、地塊平整等工程措施，把較平滑坡面改造成梯田狀來達(dá)到護(hù)坡作用。坡改梯技術(shù)可以在一定程度上減小涌浪沖蝕的作用力，防止水土流失，有良好的保土、保肥作用，能有效的改善土壤的質(zhì)量。

4.2.3 網(wǎng)格梁護(hù)坡

網(wǎng)格梁護(hù)坡技術(shù)是消落帶鋪設(shè)混凝土板，防止洪水沖刷堤坡，提高沙土堤防的抗沖能力，根據(jù)堤坡及美觀要求組成不同形狀的網(wǎng)格梁，在網(wǎng)格中可種植狗牙根、香根草等高效草本植物。格構(gòu)可布置成方型、菱型、人字型、弧型。加固技術(shù)特別適用于坡度較陡、坡體巖土均勻且較堅(jiān)硬的公路、鐵路邊坡。該結(jié)構(gòu)體系中的承重墻體具有良好的抗震性能、優(yōu)越的節(jié)能特性、較高的強(qiáng)度以及自重輕等優(yōu)點(diǎn)。

4.2.4 土工網(wǎng)復(fù)合植被護(hù)坡

土工網(wǎng)復(fù)合植被護(hù)坡是指利用活性植物并結(jié)合土工合成材料等工程材料，在坡面構(gòu)建一個(gè)具有自身生長(zhǎng)能力的防護(hù)系統(tǒng)，通過植物的生長(zhǎng)對(duì)邊坡進(jìn)行加固的技術(shù)[3]。該技術(shù)綜合土工網(wǎng)和植被護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)，可有效地解決巖質(zhì)邊坡、高陡邊坡防護(hù)問題。不僅顯著提高了邊坡的整體和局部穩(wěn)定性，而且還有利于邊坡植被的生長(zhǎng)，同時(shí)工程造價(jià)也較低。

4.2.5 巖土錨固技術(shù)

巖土錨固是通過埋設(shè)在地層中的錨桿，將結(jié)構(gòu)物與地層緊緊地聯(lián)鎖在一起，依賴錨桿與周圍地層的抗剪強(qiáng)度傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或使地層自身得到加固，從而增強(qiáng)被加固巖土體的強(qiáng)度，改善巖土體的應(yīng)力狀態(tài)，以保持結(jié)構(gòu)物和巖土體的穩(wěn)定性。

5 適宜于消落帶生態(tài)修復(fù)的植物的選取

5.1 植被選取原則

選擇適宜在消落帶生長(zhǎng)的物種是植被恢復(fù)和重建的基礎(chǔ)。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)消落帶水位節(jié)律、生境特點(diǎn)及其功能，生態(tài)修復(fù)植物種類選擇時(shí)應(yīng)遵循如下原則：(1)以選擇水陸兩棲生長(zhǎng)的本地物種為主，生長(zhǎng)節(jié)律與庫(kù)區(qū)未來水分節(jié)律盡量一致；(2)具有好的耐淹性能，退水后能夠很快的恢復(fù)生長(zhǎng)能力；(3)具有發(fā)達(dá)的根系，固土效果好；(4)減污截污的能力強(qiáng)，能有效地?cái)r截流向水體的有害化學(xué)物質(zhì)和氮、磷等其他物質(zhì)。

5.2 修復(fù)植物選擇

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)消落帶的立地條件和該區(qū)域的地帶性森林植被的主要種類，遵循適地適樹、以鄉(xiāng)土樹種為主、外來樹種為輔、兼顧生態(tài)功能與景觀效果的樹種選擇原則，篩選出以下適合于項(xiàng)目區(qū)消落帶生態(tài)修復(fù)主要物種。

表1 不同高程消落帶適宜修復(fù)的植物類型

6 結(jié)語

根據(jù)以上得出結(jié)論：針對(duì)不同消落帶類型的采取相應(yīng)的修復(fù)措施生態(tài)修復(fù)措施。（1）巖質(zhì)穩(wěn)定型：維持原狀。（2）巖質(zhì)不穩(wěn)定型：采取巖土錨固技術(shù)維持坡面溫度。（3）經(jīng)常性淹水型：采取坡改梯、擋土墻技術(shù)，種植狗牙根、香根草、牛鞭草等植物。（4）半淹半露陡坡型：采取必要的工程石籠護(hù)岸護(hù)坡措施，保證坡岸的穩(wěn)定性和安全性，種植一些植物如中山杉、南川柳、秋華柳等。（5）半淹半露緩坡型：自然修復(fù)為主，人工修復(fù)為輔，可以種植一些植物中山杉、南川柳、狗牙根等。（6）經(jīng)常性出露陡坡型：采取必要的人工措施網(wǎng)格梁護(hù)坡，種植相應(yīng)的植物中山杉、池杉等。（7）經(jīng)常性出露緩坡型：為景觀營(yíng)造的重點(diǎn)區(qū)域，耐水生的喬木為主，因地制宜，營(yíng)造水上森林等多層次的植被景觀。

[1]唐敏,楊春華,雷波.基于GIS的三峽水庫(kù)不同坡度消落帶分布特征[J].三峽環(huán)境與生態(tài),2013（3）:8-10.

[2]雷波，楊春華，楊三明,等.基于GIS的長(zhǎng)江三峽水庫(kù)消落帶生態(tài)類型劃分及其特征[J].生態(tài)學(xué)雜志,2012,31(8):2082-2090.

[3]王連新.新型護(hù)坡方法—土工網(wǎng)復(fù)合植被護(hù)坡[J].水利水電快報(bào),1998（15）：30-31.