生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用研究

萬 軍

(江西省贛撫平原水利工程管理局，江西 南昌 330096)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，人口和經(jīng)濟(jì)不斷增長，對水資源的需求缺口逐漸增大，對大量水土資源和植被進(jìn)行了較大程度的開發(fā)，造成水土資源的過度流失，對生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆的破壞。改善河道周邊的生態(tài)環(huán)境，對水土資源進(jìn)行有效應(yīng)用，促進(jìn)人與自然和諧相處已經(jīng)成為當(dāng)前河道治理的主要目標(biāo)。水資源的供需矛盾使得人們對環(huán)境問題的關(guān)注逐漸增多，為使灌溉、發(fā)電、生態(tài)和供水等多目標(biāo)的利用率均最大，同時對于河道生態(tài)環(huán)境進(jìn)行一定程度的保護(hù)，因此一水多用，一項(xiàng)工程為不同的目標(biāo)服務(wù)，生態(tài)水利的建設(shè)就成為當(dāng)前河道治理的關(guān)鍵目標(biāo)。河道治理工程中的生態(tài)水利概念，主要是指在河道治理過程中，同時考慮河道的改變對于周邊環(huán)境的影響，不僅對于河道能夠有效的治理，而且對于河道周邊的生態(tài)環(huán)境也有一定的促進(jìn)作用。鑒于生態(tài)水利對于河道治理的良好生態(tài)效果，生態(tài)水利建設(shè)得到了人們的重視和關(guān)注。水利資源的利用，需要對水利工程的論證、預(yù)測和環(huán)境影響給予充分的重視，尤其是最近國際大壩會議關(guān)注最多的環(huán)境影響問題，同時環(huán)境保護(hù)部門和生態(tài)學(xué)界對于生態(tài)水利的建設(shè)持續(xù)關(guān)注，使得當(dāng)前生態(tài)水利的概念重新得到相關(guān)專家和學(xué)者的重視，本文在研究水利工程對河道生態(tài)環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，介紹了生態(tài)水利在河道治理工程中的重要性，接著闡述了生態(tài)水利在河道治理工程中的應(yīng)用原則，在3個方面介紹了生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用，相關(guān)研究對于生態(tài)水利建設(shè)理念的推廣具有一定的促進(jìn)作用。

1 水利工程對河道生態(tài)環(huán)境的影響

傳統(tǒng)的水利工程主要是為控制水流而興建，滿足不同地區(qū)的供水、防洪、航運(yùn)和水力發(fā)電需求。為了更好地分配水資源，改善水生態(tài)系統(tǒng)，需要將水資源從整體的自然生態(tài)環(huán)境中剝離出來。然而當(dāng)前的河道治理忽略了河流形態(tài)的多樣性，不當(dāng)?shù)恼{(diào)水打破了河流湖泊與岸上生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)合，使得河流自身凈化能力大大降低，造成水資源的分散流失，加劇水資源的供需缺口，造成自然河道不斷惡化，最終導(dǎo)致生態(tài)平衡被打破。

1.1 河道治理措施

當(dāng)前水利工程建設(shè)，尤其是河道治理工程，需要做好水資源的可持續(xù)利用和水生態(tài)的持續(xù)改善，對經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展起到較大的促進(jìn)作用，需要在以下幾個方面進(jìn)行改善。

(1)完善防洪、抗洪工程體系。河道治理需要建立在科學(xué)理論基礎(chǔ)之上，避免對工程數(shù)量的片面追求，忽略環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)景觀的建設(shè)，需要在整體考慮的基礎(chǔ)上從系統(tǒng)的角度進(jìn)行綜合治理。

(2)一些非工程措施也是防洪抗災(zāi)的構(gòu)成部分。

(3)建立基于安全防御的災(zāi)害預(yù)防治理體系。河道治理需要建立基于安全防御的災(zāi)害預(yù)防治理體系，這是經(jīng)濟(jì)社會和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的最基本的保障。

1.2 水利工程在河道治理中的作用

鑒于我國水域面積廣闊，水資源充足但空間和時間分布上并不均勻，因此需要采取各種措施對水資源進(jìn)行重新配置。為了使水資源更好的適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，滿足人們的生活需要，維系良好的自我凈化能力，需要對水利工程在河道治理中的作用進(jìn)行研究。

(1)流域自然環(huán)境對水資源的利用率具有關(guān)鍵的影響，因此需要通過調(diào)整生態(tài)格局進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置，加強(qiáng)對于水資源環(huán)境的保護(hù)。

(2)堤圍及防護(hù)工程、控導(dǎo)工程和清淤清障工程是河道治理中最為基本的水利設(shè)施，對于水環(huán)境的自凈能力具有較大的影響作用。

(3)河道灘涂是河道濕地系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，這對水生態(tài)環(huán)境的內(nèi)部循環(huán)和自凈能力具有較好的促進(jìn)作用。

2 生態(tài)水利在河道治理工程中的重要性

對河道治理工程，傳統(tǒng)的治理方法不僅對于河道周邊生態(tài)環(huán)境造成一定的影響，同時對周圍社會環(huán)境造成較大的影響，因此需要結(jié)合生態(tài)學(xué)、生物自然學(xué)、水利工程學(xué)和環(huán)境學(xué)等相關(guān)學(xué)科，對河道治理采取多元化的治理方法。

(1)考慮完整生態(tài)系統(tǒng)。對于河道治理而言，首先需要根據(jù)河道當(dāng)前情況，通過調(diào)配將各種要素結(jié)合一起，形成較為完整的閉環(huán)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，保證在閉環(huán)系統(tǒng)中能夠形成良性循環(huán)。不僅為河道生物營造較為理想的生存環(huán)境，同時對額外的動植物提供新的生存繁衍的場所。

(2)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的凈化。生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用，能夠?qū)τ袡C(jī)污染物進(jìn)行一定程度的凈化，使水體的自我凈化能力有較大程度的提高。

(3)良性循環(huán)作用。生態(tài)水利在河道治理中的良好運(yùn)用，不僅會促使水體紊流，在水體中產(chǎn)生大量生長氧氣。同時通過對于水生植物的種植，能夠在一定程度上豐富生物介質(zhì)，對水質(zhì)進(jìn)行較大程度的凈化作用。植被具有一定程度的蓄水能力，依附于植被上的生物能夠?yàn)楹拥劳寥捞峁┹^大的水分儲備，相當(dāng)于一個有關(guān)水循環(huán)的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

3 生態(tài)水利在河道治理工程中的應(yīng)用原則

為了取得良好的生態(tài)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，生態(tài)水利在河道治理工程中的應(yīng)用需要嚴(yán)格遵循下述原則。

3.1 提高河道形態(tài)的空間異質(zhì)性

生態(tài)環(huán)境的空間異質(zhì)性，不僅能夠滿足更多的物種生存，同時對提高已存物種的生存環(huán)境，促進(jìn)多物種和諧平衡共存發(fā)展具有較大的促進(jìn)作用。鑒于當(dāng)前的水利工程建設(shè)不僅改變了河道的自然狀態(tài)，變得渠道化，同時人工對水利工程的過多干預(yù)，使得當(dāng)前河道的生態(tài)環(huán)境變得單一，長時間的影響則會使得河道的生態(tài)環(huán)境有所退化，引起更為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。針對當(dāng)前河道的生態(tài)環(huán)境，需要在建設(shè)水利工程項(xiàng)目的同時，保障河道生態(tài)環(huán)境的生物群落的多樣性，即河道生態(tài)形態(tài)的空間異質(zhì)性。此外，水利工程的建設(shè)需要對河道環(huán)境進(jìn)行一定程度的保護(hù)，提高河道的空間異質(zhì)性。

3.2 景觀尺度與整體性

對生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用，需要將景觀的尺度、可持續(xù)發(fā)展和工程項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)結(jié)合在一起，對項(xiàng)目工程進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃和設(shè)計。相較于小尺度景觀，大尺度景觀在河道治理工程中具有更為優(yōu)越的治理修復(fù)效果。

生態(tài)水利的整體性原則，不僅需要對河道生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成功能進(jìn)行保護(hù)，同時需要在充分了解河道生態(tài)系統(tǒng)組成要素的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對河道生態(tài)環(huán)境的整體性和綜合性的治理。

3.3 服務(wù)社會

我們在注重水利工程的生態(tài)建設(shè)的同時，不能忽略水利工程的基本功能，即對水資源的時空調(diào)節(jié)及對洪澇災(zāi)害的防治。水利工程的建設(shè)的根本目的是服務(wù)于人類生活、生產(chǎn)，特別是我國的農(nóng)業(yè)，水利工程是其穩(wěn)固發(fā)展的前提與基礎(chǔ)。因此，生態(tài)水利工程必須要建立在水利工程基本功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，在經(jīng)濟(jì)得以發(fā)展的同時達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。

4 生態(tài)水利在河道治理工程中的應(yīng)用

作為生態(tài)體系組成的基礎(chǔ)，河道環(huán)境在整個生態(tài)系統(tǒng)中具有較大的作用，與周邊環(huán)境一道組成相對獨(dú)立的閉環(huán)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)。鑒于河道中存在著水和土，這也是其他生物賴以生存的基礎(chǔ)，如果河道的生態(tài)環(huán)境遭到破壞，則會直接影響生物的生存，同時還會導(dǎo)致水環(huán)境進(jìn)一步惡化。因此環(huán)境保護(hù)和河道治理，在生態(tài)水利中是共同存在的，兩者之間利益是統(tǒng)一的，需要共同進(jìn)行考慮。

4.1 修復(fù)河道的生態(tài)環(huán)境狀態(tài)

對于河道工程，應(yīng)在滿足基本除險加固的基礎(chǔ)上，使得河道盡量接近于自然狀態(tài)。

(1)在河道治理過程中，需要盡量營造接近于自然河流狀態(tài)的生態(tài)環(huán)境，如岸線呈現(xiàn)寬窄有度的不規(guī)則形狀，允許淤積、沖刷和侵蝕出現(xiàn)在河道工程中，營造出豐富的河流生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，為河道生物提供優(yōu)越的棲息空間。

(2)河道治理與周邊生態(tài)環(huán)境結(jié)合起來，充分增加河道內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，對于兩岸的自然狀態(tài)進(jìn)行充分的恢復(fù)，增加岸線綠化面積。

(3)對河道岸線景觀而言，應(yīng)簡單樸實(shí)，為了使河道的設(shè)計更加接近于自然環(huán)境，盡量采用河道區(qū)域的自然石材和植被，具體如圖1所示。

圖1 生態(tài)河道岸線植物分布

4.2 恢復(fù)河堤的生態(tài)形狀

河道治理中的生態(tài)河堤，主要在河道內(nèi)外部進(jìn)行水體水分的交換和調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)上述功能，需要在生態(tài)水利工程建設(shè)中采取以下措施。

(1)河道設(shè)置在淺水區(qū)。在淺水區(qū)設(shè)置河道，不僅能夠帶來河面寬窄有序的直觀效果，同時能夠增加部分河灣、濕地和河灘等自然景觀。

(2)選擇生態(tài)材料。對于護(hù)岸材料應(yīng)優(yōu)先選擇河道附近區(qū)域的自然材料，同時充分考慮護(hù)岸材料的施工對于周邊生態(tài)環(huán)境的影響，盡量保持河道周邊環(huán)境與河道治理工程的一致性。

(3)護(hù)岸的多樣性。河道護(hù)岸材料應(yīng)盡量多樣化，如混凝土材料具有較強(qiáng)的防沖刷和穩(wěn)定性能，但對于生態(tài)環(huán)境具有一定程度的破壞，因此，關(guān)鍵護(hù)岸部位應(yīng)選擇混凝土護(hù)面，并進(jìn)行一定程度的添色處理。圖2為人工自然形狀的護(hù)岸。

圖2 人工自然形狀護(hù)岸

4.3 恢復(fù)河道的退化河岸帶

河道工程中的河岸帶，是一個組成較為復(fù)雜的群落，包括種類眾多的動植物，同時包含較為豐富的地下水資源。因此在河道治理的生態(tài)水利工程中，考慮和恢復(fù)河岸帶的功能是必不可少的。

(1)動植物群落的穩(wěn)定性。河道治理過程中，需要考慮恢復(fù)河道流域的動植物群體，如動植物種類、數(shù)量和物質(zhì)，優(yōu)化動植物的群落分布，保持生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。

(2)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性。生態(tài)水利在河道工程中的應(yīng)用，需要恢復(fù)河流沖刷帶的生態(tài)環(huán)境，尤其在河道與陸地交匯處，盡量考慮草皮和樹木的種植，這對于河岸帶的水土流失具有較大程度的改善，同時對周邊生態(tài)環(huán)境也有一定程度的改善作用。人工自然型護(hù)岸如圖3所示。

圖3 人工自然型護(hù)岸

5 結(jié)論

在河道治理的水利工程中，傳統(tǒng)治理方案多考慮水資源的利用，雖然在一定程度上能夠提升水資源利用率，推動農(nóng)業(yè)和工業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，但是對河道治理的生態(tài)性能具有較大程度的影響。近些年的生態(tài)水利工程，在滿足河道治理的基礎(chǔ)上，盡量減小和避免對自然環(huán)境的破壞和影響，能夠有效促進(jìn)河道的生態(tài)恢復(fù)和動植物保護(hù)。因此本文研究對未來河道治理項(xiàng)目提供一定的工程經(jīng)驗(yàn)，對生態(tài)水利的理念推廣具有較大的促進(jìn)作用。