生態(tài)修復(fù)技術(shù)在貴州省山區(qū)小型河道治理中的探討

劉開豐

(貴州省水利科學(xué)研究院，貴陽550000)

0 引 言

山區(qū)河流是貴州省生態(tài)資源保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要管理對(duì)象，而就目前的河流治理情況而言，仍舊存在著一定的問題。

貴州是全國水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一，而且呈不斷加重的趨勢(shì)。水土流失面積盡管經(jīng)多年治理，仍有7.3 萬多km2，占土地面積的41%。其中石漠化面積12.8%，一些地方已經(jīng)因之喪失了人類生存的基本條件。

隨著中國經(jīng)濟(jì)情況的不斷增強(qiáng)和人們環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)研究越來越受到重視，已成為黨和國家及各級(jí)政府的新課題，而河道的生態(tài)治理技術(shù)，則成為生態(tài)環(huán)境保護(hù)中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)研究，并于近年陸續(xù)推出了邊坡柔性生態(tài)防護(hù)系統(tǒng)、綠格防護(hù)工程技術(shù)、生物生態(tài)修復(fù)技術(shù)等一系列生態(tài)修復(fù)的環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品。

同時(shí)，在流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及中國水利技術(shù)信息中心的帶動(dòng)下，國內(nèi)河道生態(tài)治理得到了一定的發(fā)展，且為河道治理的必然趨勢(shì)，在國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)都有廣闊的研究和應(yīng)用前景［1］。

1 貴州省山區(qū)小型河道的特點(diǎn)

貴州省土地總面積17.6 萬m2，分屬長江、珠江兩流域，其中:長江流域面積11．5 萬m2、占土地總面積65.7%、珠江流域面積6.1 萬m2、占土地面積34.3%，全省河流眾多，分屬長江流域的牛欄江橫江水系，赤水河綦江水系、烏江水系、沅江水系，珠江流域的南盤江水系、北盤江水系、紅水河水系及柳江水系。

貴州省山區(qū)小型河道的特點(diǎn)是流域面積小，河道短，坡降大，河道寬度呈現(xiàn)顯著變化趨勢(shì)，河床部分相對(duì)松散，河流沖淤能力較差，部分區(qū)段為游蕩性河道。

造成貴州省山區(qū)小型河道惡化原因主要包括以下3 點(diǎn):

1)山區(qū)地形、地勢(shì)影響。

貴州省山區(qū)小型河道普遍上游坡降大，下游坡降小，這地勢(shì)特征導(dǎo)致了上游沖刷作用明顯，而河流裹挾的泥沙在流速較緩的下游形成淤積，進(jìn)而形成對(duì)河道的破壞。

2)地質(zhì)條件影響。

貴州山區(qū)小型河道下游多為砂卵石堆積層構(gòu)造，流域沿岸同時(shí)分布沙壤土等地質(zhì)構(gòu)成，部分區(qū)段為軟土層，這一地質(zhì)條件導(dǎo)致下游河道整體抗沖刷能力差，極易在水流作用下遭到破壞。

3)人為因素影響。

人為因素的影響主要分為以下兩類:一種為主觀破壞，主要有向河道內(nèi)拋倒垃圾、河道影響區(qū)域內(nèi)構(gòu)筑建筑以及侵占河道等;另一種為無意識(shí)破壞，橋梁或相關(guān)水利設(shè)施設(shè)計(jì)建設(shè)不合理，水庫、堤壩維護(hù)失當(dāng)?shù)龋?］。

2 山區(qū)河道小型河道治理的作用分析

貴州省內(nèi)目前的河道治理主要為傳統(tǒng)的治理方式，通常采用混凝土或塊石沿河道岸坡堆砌加固的形式，提升流域河道的穩(wěn)定性，控制河流沿線水土流失。這一方法雖然在具有一定的實(shí)際治理效果，但同時(shí)也帶來了生態(tài)與流域景觀的負(fù)面作用，人為隔斷了河岸與河流的共生關(guān)系，同時(shí)造成了流域生態(tài)系統(tǒng)脆弱性加劇等不良問題，對(duì)于流域自凈能力同樣產(chǎn)生了不良影響［3］。

現(xiàn)階段推行山區(qū)小型河道治理工作，旨在通過對(duì)試點(diǎn)的河道生態(tài)修復(fù)治理技術(shù)，找出適合貴州省山區(qū)中小河流治理的最優(yōu)生態(tài)修復(fù)方法，達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。

同時(shí)，通過河道生態(tài)修復(fù)治理技術(shù)，能快速的進(jìn)行植被生態(tài)恢復(fù)，有效的防止水土流失，充分發(fā)揮生態(tài)的自我恢復(fù)能力和改善生態(tài)環(huán)境，通過植物的根系和水、土、氣交換能力，有效的凈化水質(zhì)，構(gòu)建人與自然和諧發(fā)展的綠色工程。

3 山區(qū)小型河道治理要點(diǎn)研究

3.1 主要工作內(nèi)容

山區(qū)小型河道治理主要對(duì)受污染、生態(tài)受損破壞的河段，采用科技產(chǎn)品(主要是柔性生態(tài)防護(hù)系統(tǒng))，通過生態(tài)修復(fù)治理手段，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)治理。具體工作內(nèi)容有以下4個(gè)方面:

1)選擇受污染或受損較嚴(yán)重的自然河段作為本次技術(shù)推廣的試點(diǎn)。

2)采用不同的生態(tài)治理技術(shù)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)治理試驗(yàn)。

3)長時(shí)間跟蹤并收集試驗(yàn)結(jié)果。

4)分析試驗(yàn)結(jié)果，并與未進(jìn)行治理的河段進(jìn)行比較，選擇適合于省內(nèi)中小河流生態(tài)修復(fù)的治理技術(shù)［4］。

3.2 治理區(qū)域選擇的基本要求

具體要求有以下3個(gè)方面:

1)受污染或受損的自然河段。

2)河道斷面不大，試點(diǎn)投資小。

3)交通便利，適合參觀及宣傳推廣，能起帶頭輻射作用的區(qū)域。

3.3 治理目標(biāo)

在遵循自然規(guī)律的前提下，采用現(xiàn)有的河道生態(tài)修復(fù)治理技術(shù)，通過對(duì)試點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)及跟蹤，降低或消除不良影響作用下的河段給流域環(huán)境造成的不良影響，恢復(fù)山區(qū)小型河道生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，提升流域自然災(zāi)害抵御能力，保證河流循環(huán)自凈以及再生效果。

3.4 關(guān)鍵技術(shù)

通過科技手段制作的柔性環(huán)保材料，用扣件的方式連接后形成河岸生態(tài)緩沖帶及生態(tài)護(hù)岸，取代舊式的漿砌石、干砌石、混凝土等傳統(tǒng)治理措施，不會(huì)對(duì)水質(zhì)造成污染，對(duì)地質(zhì)條件也沒有過高的要求，同時(shí)在河岸生態(tài)緩沖帶及生態(tài)護(hù)岸還可以種植各種植物，來進(jìn)行生態(tài)修復(fù)處理，有效保持區(qū)域生態(tài)平衡［5］。

3.5 技術(shù)創(chuàng)新特點(diǎn)

技術(shù)創(chuàng)新特點(diǎn)如下:

1)生態(tài)環(huán)保、消音美觀。

2)就地取材、施工快捷、工藝簡單易操作。

3)柔性結(jié)構(gòu)，扣件連接，不用特別強(qiáng)調(diào)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，不擔(dān)心垮塌情況。

4)結(jié)構(gòu)尺寸小，相比傳統(tǒng)堤防節(jié)約用地。

5)即使防護(hù)帶或生態(tài)上也可以種植各種適合的植物，不但能進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，還可以綠化美觀。

4 山區(qū)小型河道治理生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，貴州省水利科學(xué)研究院已擁有工程咨詢、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、水資源論證、質(zhì)量與安全監(jiān)測(cè)等資質(zhì)和資格，同時(shí)在灌溉試驗(yàn)、水資源優(yōu)化配置、農(nóng)田面源污染、水資源開發(fā)利用與保護(hù)方面開展了大量的研究，取得了優(yōu)異的工作業(yè)績，擁有一支設(shè)置科學(xué)、充滿朝氣和年富力強(qiáng)的科研隊(duì)伍。圖1 為山區(qū)小型河道治理修復(fù)技術(shù)應(yīng)用路線。

4.1 河道水量和水流態(tài)調(diào)節(jié)

河道水流在理想流量與流態(tài)條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)自然的沖刷與沉降，維持相對(duì)合理與穩(wěn)定的河道影響，并不會(huì)對(duì)流域造成過多的不良影響。而對(duì)于貴州省山區(qū)小型河道，受地貌與地質(zhì)等多重因素的影響，其河流生態(tài)系統(tǒng)處于相對(duì)脆弱的條件之下。因此，通過調(diào)節(jié)河道水量、水流態(tài)等水力特性能夠一定程度上改善河道現(xiàn)狀，提升生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性。拓寬河床能夠有效保留灘地卵石和水面寬度，選取適當(dāng)區(qū)域修建堤壩，實(shí)現(xiàn)局部蓄水，降低干河床狀態(tài)對(duì)河道的影響。同時(shí)，注意河流水源的獲取，將自然水源與人工治理拓展相結(jié)合，使二者成為有機(jī)整體，維持河道水生生物群落的生物多樣性。

圖1 山區(qū)小型河道治理修復(fù)技術(shù)應(yīng)用路線

4.2 河床及河道形態(tài)結(jié)構(gòu)生態(tài)改造

進(jìn)一步提高流域的森林覆蓋率，做好水土保持。防止河道“渠道化”，即兩岸防洪堤采用漿砌石或埋石混凝土檔墻，土工膜防滲等措施。因此應(yīng)在流速小的河段采用土質(zhì)邊坡、生態(tài)邊坡、砌條塊石護(hù)坡(擋墻)等結(jié)構(gòu)形式，這樣有利于水生物生存棲息和環(huán)境美化。

4.3 生態(tài)修復(fù)護(hù)岸工程

4.3.1 護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式

護(hù)岸工程要進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)采用。在護(hù)案結(jié)構(gòu)的確定時(shí)，應(yīng)遵循生態(tài)性與經(jīng)濟(jì)性兼顧的要求，盡量使用生態(tài)性能優(yōu)異的生態(tài)護(hù)坡形式，保證其他生態(tài)修復(fù)技術(shù)能夠更好的應(yīng)用。

4.3.2 護(hù)岸地基處理

對(duì)山區(qū)河道堤基抗沖刷能力差的處理技術(shù)，主要根據(jù)河道流速，采用沖刷公式計(jì)算沖刷深度，把基礎(chǔ)埋入沖刷線以下。

另外，可通過增加護(hù)腳的方式提升換地基穩(wěn)定性，目前最有效的方法是鋪設(shè)土工布，采用格濱石籠鎮(zhèn)壓［6］。

4.4 河岸生態(tài)緩沖帶構(gòu)建

河岸生態(tài)緩沖帶通常由生態(tài)修復(fù)河岸或生態(tài)人工駁岸構(gòu)成，這類河岸水體滲透性較強(qiáng)，接近自然河岸形態(tài)，能夠保證流域水體內(nèi)部成分交換與自凈功能的實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)階段，河岸生態(tài)緩沖帶的構(gòu)建主要通過鋪墊扎捆植物、搭設(shè)護(hù)坡木樁和固定樁等，同時(shí)在護(hù)坡木樁與固定樁之間挖掘溝槽填充碎石形成緩沖區(qū)域。河岸生態(tài)緩沖帶植物與碎石以及護(hù)樁之間的自然空隙，保證了河道水體的自然滲透交換，同時(shí)這一體系的構(gòu)建穩(wěn)定性也抑制了河道在沖刷作用下的損壞。生態(tài)緩沖帶的內(nèi)部空隙能夠蓄涵水分，在一定程度上也能夠起到調(diào)節(jié)旱澇的作用。

5 結(jié) 語

綜上所述，山區(qū)小型河道治理是一項(xiàng)科學(xué)而系統(tǒng)的工作，而生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用則要根據(jù)區(qū)域的實(shí)際情況而選擇使用技術(shù)形式。貴州省山區(qū)小型河道治理工作是一項(xiàng)科學(xué)而系統(tǒng)的工作，對(duì)于保證流域人們正常生活，社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展有著重要意義。行業(yè)工作者們應(yīng)全面提高小型河道治理工程在設(shè)計(jì)和建設(shè)水平，合理選擇治理方案，落實(shí)治理技術(shù)與工藝，將河道治理與流域生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，進(jìn)一步發(fā)揮河道治理工程實(shí)際效益，造福于民，促進(jìn)貴州山地區(qū)域的和諧發(fā)展。

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