河道綜合治理技術(shù)研究及應(yīng)用

陳 力,張 蕾

(浙江九州治水科技股份有限公司，浙江 衢州 310002)

1 河道治理的沿革與河道綜合治理的由來

1.1 我國(guó)傳統(tǒng)河道治理模式

在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間，我國(guó)在治理河道方面只重視防洪排澇的單目標(biāo)治理，主要考慮河道行洪速度、河道沖刷等因素，對(duì)城鎮(zhèn)區(qū)和重點(diǎn)河段進(jìn)行分段、硬化治理[1].20世紀(jì)70～90年代，為了遏制洪災(zāi)帶來的危害，浙江省興建了大規(guī)模河道治理工程，治理后河道形態(tài)呈現(xiàn)直線化，河道斷面多幾何形狀規(guī)則化，治理斷面型式多采用擋墻和硬質(zhì)護(hù)坡.經(jīng)過大規(guī)模治理，河道治理工程發(fā)揮了很大的作用，有效的遏制了洪災(zāi)的發(fā)生.但是隨著傳統(tǒng)河道治理工程的修建，相關(guān)生態(tài)的負(fù)面效應(yīng)也顯現(xiàn)出來，河道白化硬化帶來了生物種類和數(shù)量的下降，繼而引起淡水生態(tài)系統(tǒng)退化，傳統(tǒng)的河道設(shè)計(jì)理念在當(dāng)今國(guó)情下受到了挑戰(zhàn).因此建設(shè)既能防洪又具有良好生態(tài)功能的護(hù)岸逐漸成為河堤建設(shè)的重要思想指導(dǎo)[2].而河道的生態(tài)修復(fù)是一條可以嘗試的道路，具有可持續(xù)性.董仁哲認(rèn)為河流生態(tài)修復(fù)是指在充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)功能的基礎(chǔ)上，采取工程和非工程措施，促使河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到較為自然的狀態(tài)，改善其生態(tài)完整性和可持續(xù)性的一種生態(tài)保護(hù)行動(dòng)[3].

1.2 國(guó)外河道治理理念的發(fā)展

早在1938年，德國(guó)學(xué)者Seifert便提出“親自然河流治理”理念，他指出河道治理首先要基于傳統(tǒng)河道整治所應(yīng)具備的各種功能，比如防洪安全、灌溉安全、供水安全、排澇等，同時(shí)整治措施還需近自然化.他強(qiáng)調(diào)通過技術(shù)把工程提升至美的藝術(shù)，強(qiáng)調(diào)一種美學(xué)概念[4].1950年，德國(guó)正式提出“近自然河流治理工程學(xué)”，即河道整治要尊重植物和生物.在此之后德國(guó)在“親河道”研究的道路，理論體系不斷成熟，形成“河流生態(tài)修復(fù)工程”，將其定義為：將人類社會(huì)與其自然環(huán)境相結(jié)合，以達(dá)到雙方受益的可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法.20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)“河流生態(tài)恢復(fù)”這一概念，其目的是讓河流系統(tǒng)恢復(fù)到較為自然的狀態(tài)，提高河流生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性，使得河流系統(tǒng)具有可持續(xù)性.

1.3 我國(guó)新時(shí)期治水精神

如果一味強(qiáng)調(diào)完全恢復(fù)生態(tài)，筆者覺得并不適合我國(guó)國(guó)情，畢竟無論是過去還是將來，河道整治工程帶來的作用不可磨滅，防洪、灌溉、供水、排澇等效益也無法被替代.董仁哲認(rèn)為現(xiàn)實(shí)的河流修復(fù)目標(biāo)是：只能是部分恢復(fù)到人類大規(guī)模開發(fā)改造河流之前“較為自然的狀況”，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)一方面要實(shí)施適度的人工措施，另一方面，也要充分發(fā)揮自然界自我修復(fù)功能，改善生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[5].在當(dāng)下的國(guó)情下我國(guó)也在尋求讓河道可持續(xù)發(fā)展的路，并推出契合“河流生態(tài)恢復(fù)”的新時(shí)期的治水精神：“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的方針；“綠水青山就是金山銀山”的理論；“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念；“山水林田湖是一個(gè)生命共同體”理念.

在這種大環(huán)境下河道治理需在保證防洪、灌溉、供水、排澇等安全的基礎(chǔ)上，因地制宜的采用各種生態(tài)措施等來減少河道治理對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)的破壞，使河道生態(tài)系統(tǒng)機(jī)制在一定程度上得到恢復(fù)，使其生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)地發(fā)展.恢復(fù)措施可以是通過人工栽種植物措施，維持鄉(xiāng)土物種的多樣性，從而達(dá)到改變植被和生物結(jié)構(gòu)的目標(biāo)；也可以是通過恢復(fù)河道的自然形態(tài)和生物棲息地，幫助生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行功能性的自我恢復(fù).總之是立足于河道生態(tài)的現(xiàn)狀，積極創(chuàng)造良好條件，讓河道生態(tài)系統(tǒng)一步一步得到恢復(fù).

1.4 河道綜合治理理論

近年來，人們對(duì)河道生態(tài)恢復(fù)越來越重視，河道治理在保障防洪排澇的基礎(chǔ)上，兼顧了生態(tài)、景觀需求，河岸景觀得到了較大改善.但是，河道治理思路中的分段治理不利于整條河道的生態(tài)健康，不利于區(qū)域資源的整合和發(fā)展.為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新形勢(shì)，應(yīng)以整條河道為單元治理，在保障防洪排澇安全的前提下，盡量恢復(fù)河道生態(tài)，并結(jié)合水文化、水旅游等理念，著重打造“人水和諧”，為區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造更好的條件.

河道綜合治理模式便是著眼于整條河道，對(duì)其范圍內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境、旅游等諸多方面因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并對(duì)河道逐段得進(jìn)行功能性劃分，分析該段河道在功能區(qū)所起的積極作用，并以河道生態(tài)修復(fù)工程為關(guān)鍵技術(shù)，尋求適合該段河道的堤岸設(shè)計(jì)斷面型式，以岸上岸下同時(shí)治理為原則，以營(yíng)造出“人水和諧”的水環(huán)境、推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)為終極目標(biāo).

2 河道綜合治理技術(shù)

河道綜合治理需考慮區(qū)域空間、平面和河道斷面三者的關(guān)系，以“系統(tǒng)治水、源頭治水、科學(xué)治水”為手段，實(shí)現(xiàn)“人水和諧”的治水特色，從而達(dá)到綜合治理的效果.

(1)河道定位

對(duì)相關(guān)規(guī)劃進(jìn)行整合分析，進(jìn)行多規(guī)合一，提出規(guī)劃分區(qū)，可按照區(qū)域特色，劃分生態(tài)保護(hù)區(qū)、綠色休閑區(qū)、文化傳承區(qū)、綜合開發(fā)區(qū)、產(chǎn)業(yè)拓展區(qū).在分區(qū)功能的前提下，進(jìn)行相關(guān)治理.以全局的眼光對(duì)整條河道進(jìn)行整體規(guī)劃、部署，以河流水系為主線，結(jié)合河道沿線自然資源、人文資源優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)特色，以保障防洪安全、生態(tài)景觀建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施配套為重點(diǎn)，多部門合力共建生態(tài)家園，助推鄉(xiāng)村休閑旅游和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展.

(2)防洪工程

研究河道防洪治理存在的問題，劃定治理區(qū)域，根據(jù)存在問題提出治理措施，或新建堤防、護(hù)岸、或堤防加固、或拓寬河道、或改造堰壩.

(3)生態(tài)修復(fù)工程

保持和恢復(fù)河道形態(tài)的空間異質(zhì)性原則，河道生態(tài)系統(tǒng)生境異質(zhì)性主要表現(xiàn)為：水-陸兩相和水-氣兩相的聯(lián)系緊密性；上中下游的生境異質(zhì)性；河道縱向的蜿蜒性；河道橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性和多孔性等.可以說，保持和恢復(fù)河流形態(tài)異質(zhì)性是提高生物群落多樣性的重要前提之一[6].大量研究表明生物多樣性與河流地貌多樣性呈正相關(guān)關(guān)系[7].

①保證河型多樣性和形態(tài)蜿蜒性.不同河型的河流生物多樣性特征不同[8].保證河道形態(tài)呈現(xiàn)出蜿蜒性，可保證河道格局的交錯(cuò)形態(tài)，保證生物種類的多樣性，盡量將河道恢復(fù)至自然化狀態(tài)，有利于提升河道的自凈能力.

②河道橫斷面多采用幾何非對(duì)稱形狀，通過保留河灘、營(yíng)造河灘，使河道的淺灘和深潭相間，使河道呈現(xiàn)多種地貌，可以隨水文因素季節(jié)性變化，為水生物創(chuàng)造多樣的棲息環(huán)境，有利于水生物種類的恢復(fù).

③突破傳統(tǒng)河岸硬化白化，采用硬質(zhì)工程隱蔽化，上部覆蓋植物措施的辦法，讓堤岸呈現(xiàn)出親自然的柔美感，植物措施的變化也可為河岸創(chuàng)造生機(jī)和樂趣.植物措施的選用盡可能因地制宜，以根系發(fā)達(dá)、維護(hù)成本、生態(tài)效果好的本土植被為主.

④堤岸修復(fù)采用天然卵石進(jìn)行防護(hù)，配以水生植物措施，一方面，讓河道親自然，另一方面，也為為水生物創(chuàng)造自然的棲息地，再者，水生植物，可以對(duì)水體中的污染物起到轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，最終改善水環(huán)境，增強(qiáng)水體自凈能力.

⑤河道堤線進(jìn)行調(diào)整、斷面結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，為的是最大限度的保護(hù)原有樹木，減少了水土流失.

(4)景觀工程

在保證河道安全的基礎(chǔ)下，如何造物造景是給河道帶來的生機(jī)的重要手段.

①堰壩改造：注重堰壩形態(tài)設(shè)計(jì)與新材料使用，我公司設(shè)計(jì)的石梁溪、廟源溪綜合整治工程，堰壩呈現(xiàn)出疊石式、梯田式、連拱式、臺(tái)階式、坡面造型等，不同造型，不同質(zhì)感、體現(xiàn)出堰壩的不同韻味，打造了“一堰一景”.而且將城市微小水體園林景觀很好的引入堰壩造型設(shè)計(jì)中，通過水體曝氣，改良了水質(zhì)，打造了“水和堰融為一體”的奇特景象.再有就是增加創(chuàng)新設(shè)計(jì)點(diǎn)，增設(shè)堰壩調(diào)節(jié)池，在滿足流量、水位的調(diào)節(jié)下，還能作為魚類洄游、游客親水戲水之用.

②其他水景觀節(jié)點(diǎn)：從整個(gè)河道的景觀來統(tǒng)籌，以整個(gè)空間為基礎(chǔ)，提出水景觀節(jié)點(diǎn)的整體布局，可以是文化廣場(chǎng)，可以是水文化展示點(diǎn)，也可以是文化長(zhǎng)廊，多種措施的配合為河道增添了色彩.

(5)綠道網(wǎng)工程

結(jié)合生態(tài)堤防建設(shè)布置在堤頂、坡面和堤腳親水部位與其他鄉(xiāng)村道路形成網(wǎng)絡(luò)，是區(qū)域鄉(xiāng)村旅游、休閑觀光、運(yùn)動(dòng)健身和沿岸生產(chǎn)的主要通道，更是人們親水的主要通道.

(6)人文融合理念

每一條河道都有自己的特點(diǎn)，都有自己的氣息，在綜合治理過程中，充分挖掘當(dāng)?shù)厝宋馁Y源，通過設(shè)置主題廣場(chǎng)，文化墻、文化長(zhǎng)廊和紀(jì)念碑等形式，彰顯歷史文化，不斷提升文化品位，讓游客游覽時(shí)，更多地了解區(qū)域厚重的歷史文化底蘊(yùn).

(7)水岸同治模式

只有通過限制岸上畜禽禁養(yǎng)、砂石禁采、截污納管等水岸同治的措施，河道的水質(zhì)才能有所提升和保障，河道的生命才具備可延續(xù)性，前面的各種措施才能更好地體現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)“綜合治理”的目標(biāo).

3 河道綜合治理典型實(shí)例

衢州市以“綜合治理”的理念打造的典型河道主要為柯城區(qū)石梁溪、廟源溪，衢江區(qū)上山溪等.其中柯城區(qū)石梁溪以“山水人文，秀水石梁”為總體目標(biāo)，形成“一核兩軸四區(qū)”的整體布局，從水生態(tài)修復(fù)、水安全保障、水環(huán)境治理、水文化培育、水經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及水管理落實(shí)等6個(gè)方面進(jìn)行綜合治理，將石梁溪建設(shè)成浙江省“最美溪流”；柯城區(qū)廟源溪以“一灘二島二道多堰壩”為總體布局，結(jié)合河道環(huán)境整治，推進(jìn)河道清淤清障、河道護(hù)岸、堰壩整治等多項(xiàng)工程，打造集健身、旅游、休閑、文化等為一體的生態(tài)綠帶；衢江區(qū)上山溪以打造集“生態(tài)旅游、民俗風(fēng)情、宗教文化、城鄉(xiāng)休閑”氣息為一體的休閑景觀福地為目標(biāo)，形成了“一核二帶、五區(qū)九點(diǎn)”的整體布局，串成“地綠、水美、景美、人美”的美麗上山溪.

目前綜合治理已初步取得一定的成效，部分河道已完成建設(shè)，部分河道正處于建設(shè)當(dāng)中.現(xiàn)以衢州市柯城區(qū)石梁溪流域綜合治理工程[9]為例進(jìn)行介紹.

3.1 工程需求

(1)安全需求

防洪體系不完善，部分河岸基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重，需進(jìn)行堤防護(hù)岸建設(shè)，確保河道防洪安全.

(2)生態(tài)環(huán)境需求

多數(shù)河段水質(zhì)差、水生態(tài)環(huán)境惡劣，已建工程硬化、白化嚴(yán)重，需對(duì)河道水環(huán)境進(jìn)行生態(tài)化治理改造，恢復(fù)河道自然生態(tài).

(3)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型需求

區(qū)域產(chǎn)業(yè)以養(yǎng)殖、柑橘種植為主，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，需以綜合治理為契機(jī)，倒逼產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康、可持續(xù)發(fā)展.

3.2 治理理念

(1)河道綜合治理、保障基礎(chǔ)安全；

(2)因地制宜治理、注重生態(tài)景觀；

(3)挖掘人文資源、助力鄉(xiāng)村旅游；

(4)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)生態(tài)富民.

3.3 治理目標(biāo)

通過“水凈、水清、水美”三步曲，采用工程措施將石梁溪建設(shè)成為：安全生態(tài)、休閑旅游、運(yùn)動(dòng)健康、產(chǎn)業(yè)富民的“最美河流”，促進(jìn)了區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康、可持續(xù)發(fā)展.

3.4 總體布局

治理工程從區(qū)域整體出發(fā)，切實(shí)分析區(qū)域現(xiàn)狀及存在的問題，綜合區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、發(fā)展的需要，以問題與需求為導(dǎo)向，科學(xué)合理制定區(qū)域治理的整體布局，統(tǒng)籌安排防洪排澇、灌溉供水、水環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)、水文化與水景觀等工程措施.

治理工程的“一帶、一道、十八景”以點(diǎn)竄線，以線帶面的整體布局，一帶：石梁溪生態(tài)景觀風(fēng)情帶；一道：沿溪生態(tài)綠道；十八景：由司馬堰等十座特色堰壩和碧水潭等八處山水景觀組成.

3.5 治理路線

(1)避免傳統(tǒng)水利治理硬化、白化、渠化的弊端，在保障防洪安全的基礎(chǔ)上，盡可能采用生態(tài)材料和綠化措施，保護(hù)水特色、修復(fù)水生態(tài)、改善水環(huán)境、提升水景觀.

(2)在保障堰壩原有灌溉供水功能的基礎(chǔ)上，對(duì)堰壩進(jìn)行特色化改造，形成一堰一景，增添堰壩親水戲水、魚類洄游、改善水質(zhì)、休閑旅游、兩岸交通等功能.

(3)綠道主要結(jié)合生態(tài)堤防建設(shè)布置在堤頂，與其他鄉(xiāng)村道路形成網(wǎng)絡(luò)，是區(qū)域鄉(xiāng)村旅游、休閑觀光、運(yùn)動(dòng)健身和沿岸生產(chǎn)的主要通道.

(4)漫步道主要布置在坡面和堤腳親水部位，是游人漫步和親水的主要通道.

(5)在綜合治理過程中，充分挖掘當(dāng)?shù)厝宋馁Y源，通過設(shè)置主題廣場(chǎng)，武術(shù)造型文化墻等形式，讓游客游覽時(shí)，更多地了解區(qū)域厚重的歷史文化底蘊(yùn).

(6)以“五四三”工作為抓手，實(shí)施畜禽禁養(yǎng)，累計(jì)禁養(yǎng)生豬15萬頭；實(shí)施砂石禁采，共關(guān)停20余家制砂廠；以河長(zhǎng)制為抓手，構(gòu)建區(qū)、鄉(xiāng)、村三級(jí)跨區(qū)域綜合治理體系；實(shí)施截污納管，實(shí)現(xiàn)沿線45村全覆蓋；生活垃圾處理實(shí)現(xiàn)“戶集、村收、鄉(xiāng)運(yùn)、區(qū)處理”100%全覆蓋.

該治理工程以全局的眼光對(duì)整條河道進(jìn)行整體規(guī)劃、部署，以河流水系為主線，結(jié)合區(qū)域沿線自然資源、人文資源優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)特色，以保障防洪安全、生態(tài)景觀建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施配套為重點(diǎn)，多部門合力共建生態(tài)家園，助推鄉(xiāng)村休閑旅游和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展.

4 結(jié) 論

河道綜合治理在強(qiáng)調(diào)安全、生態(tài)、產(chǎn)業(yè)，在防洪安全的基礎(chǔ)下，本著治理與生態(tài)協(xié)調(diào)，多層次優(yōu)化利用資源，綜合規(guī)劃，統(tǒng)一治理，充分利用了河道生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計(jì)，自我修復(fù)的功能的原則，打造了生態(tài)景觀帶，帶來產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則并實(shí)現(xiàn)了多規(guī)融合的理念，為河道發(fā)展、城市發(fā)展帶來巨大契機(jī).

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