生態(tài)水利在河道治理工程中的應用研究

趙 超

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002)

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生態(tài)水利在河道治理工程中的應用研究

趙 超

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽 550002)

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，大量廢棄物對周邊河道中的水產(chǎn)生嚴重污染，降低了水資源量的有效利用率，同時自然植被衰退、河流斷流、河床淤積、水生生物退化和水資源過度開發(fā)等問題，造成水土資源遭受不同程度的破壞，導致生態(tài)系統(tǒng)嚴重失衡。因此，文章從生態(tài)角度出發(fā)對河道工程進行綜合治理，探索生態(tài)水利在河道治理過程應采取的有效措施。

生態(tài)水利;河道治理;重要性；措施；研究

0 前 言

近年來，隨著大量水土資源和植被的過度開發(fā)，造成水土資源流失嚴重，并導致生態(tài)系統(tǒng)破壞，為改善河道周邊生態(tài)環(huán)境，合理利用有效資源，促進人與自然和諧發(fā)展，基于水土資源可持續(xù)發(fā)展來保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，促進人類社會和諧發(fā)展”，現(xiàn)已成為河道治理工程的主要目標[1]。在生態(tài)水利河道治理工程中，除了基本滿足發(fā)電、灌溉之外，還要與防洪、城市供水、調(diào)水和旅游等目標決策相聯(lián)系，實現(xiàn)一水多用，一項工程為多個目標而服務。由于水利建設項目的數(shù)量增加，導致對河道周邊生態(tài)環(huán)境的影響日益加劇。因此，水資源利用帶來的環(huán)境問題引起人們的廣泛關注，為使灌溉、發(fā)電、旅游和供水等多項目標均達到最大利用率，同時還要對河道原生態(tài)環(huán)境進行相應的有效保護。將生態(tài)水利理念引入到河道治理工程中，進而采取更加有效、合理的生態(tài)水利防護加固設施，即在河道治理工程中兼顧改善河道周邊生態(tài)環(huán)境的新思路、新舉措[2],不僅對河道進行有效的防滲加固治理，同時也保護了河道周邊的生態(tài)環(huán)境，具有雙重作用。

1 生態(tài)水利在河道治理工程中的重要性

生態(tài)水利應遵循生態(tài)平衡法則，從生態(tài)學角度出發(fā)，對水利工程進行設計和施工，建立良好的生態(tài)環(huán)境和水利體系，從而達到人與自然和諧相處和可持續(xù)發(fā)展[3]。生態(tài)水利治理的好壞關系到生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性、農(nóng)田灌溉、城市用水、電場發(fā)電、河道航運、魚類和水生物的生長情況。

1)生態(tài)水利在維持原有生態(tài)系統(tǒng)基本用水情況下，要有效防止河流斷流、河床淤積、壩體滲水、堤坡出現(xiàn)裂縫、水生物銳減和植被退化等嚴重生態(tài)問題。

2)在個別地區(qū)，森林大量砍伐、草原退化和水土流失等一系列生態(tài)環(huán)境問題破壞了原有生態(tài)系統(tǒng)平衡，嚴重影響人類賴以生存的自然環(huán)境。因此，只有持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展生態(tài)環(huán)境，才能為人類身體健康提供基本保障。

3)生態(tài)水利將人類和水土作為整體范疇加以考慮，兼顧了社會與自然雙重屬性，在河道的規(guī)劃、設計和施工過程中，要結合多樣化、整體化和自然化原則，進而豐富河道治理工程的內(nèi)涵。

2 生態(tài)水利在河道治理工程中的應用

河道治理工程不僅具備泄洪除險、航運、灌溉、發(fā)電和供水等基本功能以外，還應維持河道周邊生態(tài)系統(tǒng)平衡。因此，無論采取何種河道工程加固治理方法，都應把修復河道周邊的生態(tài)環(huán)境放在首位，并結合河道工程防滲加固治理方法[4-5]。

2.1 修復河道的生態(tài)環(huán)境狀態(tài)

在河道具有足夠除險加固承載力的基礎上，應將河道改造成接近于自然狀態(tài)[6-7]。①應創(chuàng)造接近于自然河流狀態(tài)的豐富多樣生態(tài)環(huán)境，如岸線呈寬窄有度的不規(guī)則形狀設計，深潭和淺灘結合構筑，允許淤積、沖刷和侵蝕等現(xiàn)象出現(xiàn)在河底和河岸兩側，構造出豐富多樣的河流生態(tài)系統(tǒng)，進而為河道生物提供棲息空間；②將河道周邊環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)相結合，擴展河道內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)食物鏈范疇，恢復河道兩岸自然狀態(tài)，構建明渠和暗渠，增加岸線綠化覆蓋面積；③岸線景觀應簡單樸實，多采用河道區(qū)域的自然石材和植被，為使河道的設計方案更接近自然狀態(tài)。圖1為自然河道。

圖1 自然河道

2.2 恢復河堤的生態(tài)形狀

生態(tài)河提主要對河提內(nèi)外部水體水分進行交換和調(diào)節(jié)作用，主要以人工護岸模式為主。首先，河道中心線的設置要充分考慮水流動力、河流形狀和周邊環(huán)境等因素，河道寬度設置不僅要滿足河道過流能力，同時還要考慮其規(guī)劃和投資，因此，河道寬度不具備較大的可調(diào)性，并與河道軸線平行構建。①河道適當位置設置淺水區(qū)域，不僅帶給人們河面寬窄變化的直觀效果，還增加河灣、濕地和河灘等岸線的自然景觀；②護岸材料的選取應優(yōu)先考慮河道附近區(qū)域的自然材料，同時考慮選材對周邊生態(tài)環(huán)境的影響，并盡量與河道周邊環(huán)境融為一體；③河提護岸表面采用多樣化形態(tài)，如混凝土具有防沖刷和穩(wěn)定性能，但破壞原生態(tài)系統(tǒng)，影響美觀，因此，護岸的關鍵部位可選擇混凝土護面，并做適當處理，如添色和琢鑿。如圖2為人工自然形護堤。

2.3 恢復河道的退化河岸帶

河流低水位之上均稱為河岸帶，是一個復雜的生物群落系統(tǒng)，內(nèi)部蘊含著不同種類、數(shù)量眾多的野生動植物，并且具有豐富的地下水資源。因此，恢復河岸帶功能在河道治理工程是必不可少的一項工程。一方面，恢復河道流域的動植物群體，包括種類、物種數(shù)量、培植物種和引入物種，優(yōu)化動植物群落配置，進而保持生態(tài)系統(tǒng)平衡；另一方面，恢復河流沖刷帶的生態(tài)環(huán)境，尤其是陸地和河道的交匯處，應種植一些草皮和樹木，有效控制河岸帶被洪水沖刷時的水土流失情況，同時改善河道周邊的生態(tài)環(huán)境。圖3為人工自然型護岸。

圖2 人工自然形護堤

圖3 人工自然型護岸

2.4 其他生態(tài)水利措施

1)改造河床功能和河道流路：①創(chuàng)造不同水路能使河流在不同水位期進行彎曲和蛇行流動；②選取填石法將植石有序地埋入河床，形成淺灘、深溝和魚礁等，創(chuàng)造水下生物棲息的河床，有利于水下生物和魚類生長繁殖，該方法僅應用于水流湍急具有堅固地基的河床，且河床比降應>1/500，這樣枯水期淤泥不會堵塞河道，植石在洪水期也不會沖走；③采用植石和鋼筋混凝土框架混合填筑方法進行綜合治理，營造強力水流的生物和魚類巢穴。

2)創(chuàng)造淺灘、順壩、丁壩、巨石和魚道等，營造水下紊流，為水中生物提供充足氧氣，來滿足氧微生物的繁殖需求，同時也凈化了河水。

3)在河道的適當位置設置水閘，保證河道周邊防洪、農(nóng)田灌溉、結合發(fā)電和供水等綜合利用。

圖4為營造水下生物的生存環(huán)境。

圖4 營造水下生物的生存環(huán)境

總之，在河道建設工程中，不僅要提高河道的防洪除險、農(nóng)田灌溉、生活用水等基本功能以外，還要保持河道周邊生態(tài)環(huán)境平衡，同時也要為河道內(nèi)部生物和魚類的生長繁殖營造相互依存的內(nèi)部生存空間及環(huán)境。

3 結 論

1)生態(tài)水利應遵循生態(tài)平衡法則，從生態(tài)學角度出發(fā)，對水利工程進行設計和施工，建立良好的生態(tài)環(huán)境和水利體系，在滿足河道防洪除險、灌溉和航運等需求基礎上，著重加大對河道周邊生態(tài)環(huán)境的開發(fā)力度。

2)在河道治理工程中，應盡力恢復河道周邊的生態(tài)系統(tǒng)，①修復河道生態(tài)環(huán)境為使河道更趨于自然狀態(tài)。②恢復河堤生態(tài)形狀為使河堤表面景觀與周邊環(huán)境融為一體；③恢復河道退化海岸帶為使河岸帶生物群落有一個相互穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境。

3)采用植石和鋼筋混凝土框架混合填筑方法來改造河道流路、河床物理性質(zhì)，為河道內(nèi)部生物和魚類的生長繁殖提供相互依存的環(huán)境，同時也對河水起到凈化作用，在河道適當位置設置水閘為解決灌溉、航運、供水和防洪等提供保障。

[1]周立霞,阮國余,趙迎旗.總沐河王莊閘下游河道治理方案探討[J].治淮,2008(12):14-15．

[2]董哲仁.河流生態(tài)恢復的目標[J].中國水利，2004(10):4-7.

[3]閆建兵.太原市晉源區(qū)風峪河河道治理方案比選[J].山西水利,2009,25(05):38-39．

[4]張元.生態(tài)水利視域下的河道治理過程研究[J].中國水運,2014,14(02):190-191．

[5]薛彥東,楊培嶺,王成志.現(xiàn)代生態(tài)河道整治研究[J].中國農(nóng)村水利水電,2009,54(06):70-75.

[6]郭海云.生態(tài)水利在河道治理工程中的重要性研究[J].水利規(guī)劃與設計,2013,252(09):126-128.

[7]張龍.生態(tài)水利在現(xiàn)代河道治理中的應用[D].合肥：合肥工業(yè)大學,2007.

1007-7596(2017)05-0062-02

2017-04-12

趙超(1983-)，男，湖北鄂州人，工程師，從事水利水電工程設計工作。

S157；TV851

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