工程措施與生態(tài)措施結(jié)合的河道治理案例探析

常錦輝

（遼寧省盤山縣農(nóng)業(yè)水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 盤山 124100）

0 引言

充分利用河道水體和空間，工程措施與生態(tài)措施結(jié)合，既保證河道水利功能，也兼顧其社會適應(yīng)性和服務(wù)性功能，既要施加必要的人工改造，也要盡可能維護(hù)河道自然生態(tài)的系統(tǒng)平衡。本文結(jié)合案例，對工程措施與生態(tài)措施結(jié)合的河道治理典型實踐開展梳理介紹和分析。

1 概述

由于氣候影響，遼河流域內(nèi)洪水頻繁，平均每隔7年～8年發(fā)生一次較大的洪水，一般的洪水，平均2年～3年即發(fā)生一次。遼河流域是中國水資源貧乏地區(qū)之一，特別是中下游地區(qū)，水資源短缺更為嚴(yán)重。由于大量人為因素，遼河已成為中國江河中污染最重的河流之一，遼河水無法存活生物，無法用于灌溉，更無法供人畜飲用，該河道一度環(huán)境狀態(tài)很不理想。

為改變這種情況，地區(qū)河道管理部門會同河道治理工程設(shè)計部門進(jìn)行流域勘測后，確定該河道的生態(tài)治理目標(biāo)：由10年一遇的行流防洪標(biāo)準(zhǔn)，提高至50年一遇標(biāo)準(zhǔn)；采取生態(tài)與工程措施相結(jié)合的方式，充分利于流域水體和空間，適當(dāng)增加水體和綠地面積，改善河道水質(zhì)，提升流域環(huán)境美感，為居民和游人提供觀光休閑娛樂場地。河道環(huán)境融合設(shè)計效果見圖1。

圖1 河道環(huán)境融合設(shè)計效果圖

河道治理工程規(guī)劃要點(diǎn)：

（1）截流流域污水

找出流入遼河水域的污染水源，并采取截流處理，建設(shè)科學(xué)、統(tǒng)一的市政污水管網(wǎng)，對城鎮(zhèn)生活廢水進(jìn)行集中處理。工業(yè)廢水嚴(yán)禁亂排亂放，由市政污水處理廠統(tǒng)一處理。

（2）河床護(hù)底

利用石塊對河底進(jìn)行襯砌處理，對于河道上層，使用開山料進(jìn)行回填，并且確保回填高度在0.4 m以上，然后在利用開山石渣進(jìn)行再次回填，而河道表層則利用厚毛石進(jìn)行護(hù)底，厚度控制在0.3 m左右。對于支流河道而言，由于其地基承載力的要求較低，所以只需把河床淤泥質(zhì)土鋪設(shè)其中即可，確保河道水質(zhì)的潔凈度。其中河道換填深度為1 m左右，分別用毛石、開山石渣進(jìn)行回填，二者的回填比例為3∶7[1]。

（3）地下截滲墻

通過對地址勘查資料數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析發(fā)現(xiàn)，?？谔幍刭|(zhì)結(jié)構(gòu)比較特殊，即具有良好的易透水性，為了避免海水侵流至上游河道之中，必須要在?？谖恢媒ㄔO(shè)堅實、穩(wěn)固的截水工程，進(jìn)而保護(hù)上游河道水質(zhì)。參照地質(zhì)勘探建議、結(jié)合施工要求，決定在橡膠壩、海口的結(jié)合位置建設(shè)截滲墻，同時利用高壓噴射灌漿的方式增強(qiáng)截滲強(qiáng)的防滲能力，以此避免遼河淡水的水質(zhì)。其中地下截滲墻的設(shè)計高度為2.8 m。

（4）河道護(hù)岸

對于河堤護(hù)岸，利用復(fù)式斷面形式進(jìn)行處理。而復(fù)式斷面實質(zhì)上就是把斜坡式護(hù)岸、直立式護(hù)岸進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。對于正常高水位以下部分，利用直立式護(hù)岸；而正常高水位以上，則利用緩坡來進(jìn)一步增加堤頂高度，當(dāng)處于洪水高發(fā)期時，也可以用作行洪斷面，進(jìn)而起到防洪、御洪的目的。直立式護(hù)岸在建設(shè)的過程中，一般設(shè)計成石籠結(jié)構(gòu)，將大量的碎石塊加入至網(wǎng)籠之中，以此力增強(qiáng)護(hù)岸的強(qiáng)度；而斜坡式護(hù)岸則是在腐殖土上鋪設(shè)石塊，形成一個個由石塊構(gòu)成的網(wǎng)格，然后在腐殖土上栽種樹木、草皮等綠植。對于河道局部位置，主要采取臺階式護(hù)岸處理，并根據(jù)河岸高度，建設(shè)親水平臺。在親水平臺的斜坡上鋪設(shè)草皮，可以防止水土流失、保護(hù)河堤，同時還可以綠化河道、提高河岸觀賞性。另外，為了最大程度上減小洪水對河底沖刷帶來的危害，河道底部應(yīng)當(dāng)建設(shè)石籠擋墻基礎(chǔ)，進(jìn)而保護(hù)河底。

（5）河岸帶

按照周邊建筑布局與功能，遼河北岸可以細(xì)化為五個區(qū)域，即酒店區(qū)、商業(yè)區(qū)、休閑區(qū)、公園區(qū)、景觀區(qū)。而遼河南岸主要提供休閑、娛樂服務(wù)，并栽種了大量的綠化樹木，自然景觀十分優(yōu)美，可以結(jié)合景觀布局，設(shè)置一些木椅及涼亭，以供附近居民游玩。

遼河北岸以人工化布景設(shè)計為主，預(yù)留了大面積的休閑娛樂場地，植物栽種布局十分合理、優(yōu)美，與附近建筑風(fēng)格比較融洽。北岸主要細(xì)化為五個不同的區(qū)域，分別為水花園區(qū)、蔬林草地區(qū)、密林區(qū)、花僑林區(qū)、庭蔭樹陣區(qū)。其中蔬林草地區(qū)是由草坡臺地、樹木、花草構(gòu)成，該區(qū)的植被較多。庭蔭樹陣區(qū)以商業(yè)休閑為主，栽種了大量的喬木，在下層區(qū)域栽種了月季花、綠籬等?；▎塘痔幱诤诵木坝^區(qū)，喬木、木槿等名貴樹木隨處可見，屬于河岸景觀最優(yōu)美的區(qū)域。而密林區(qū)與住宅、辦公樓相離較近，植被的層次感較強(qiáng)，為工作人員、居民等提供了十分優(yōu)雅的休閑環(huán)境。水花園區(qū)包括兩大部分，即水池區(qū)、水花園，栽種了香蒲、荷花等大量水生植物，是河道景觀中的亮麗景色。

與北岸的優(yōu)雅、舒適相比而言，南岸更加注重野趣、自然，并且根據(jù)附近環(huán)境，栽種了許多楦物。南岸楦物主要包括兩個區(qū)域，與北岸核心景觀區(qū)呈對稱關(guān)系的為彩葉林區(qū)，該區(qū)域栽種了火炬樹、白蠟等；并且建設(shè)了三個水中濕地小島，鳥群、天空、綠植煥然一體，意境十分優(yōu)雅、別致。剩余部分均屬于自然雜林區(qū)，植物種類十分豐富，以柳樹居多，并且種植了許多吸引鳥類的樹木，如枸子等[2]。

2 治理模式的生態(tài)性分析

基于生態(tài)型護(hù)岸以及護(hù)底技術(shù)，并根據(jù)自然景觀，建設(shè)河道內(nèi)環(huán)境通路、外環(huán)境通路，使河道內(nèi)外景觀融為一體，但又錯落有致，同時為河道內(nèi)外物質(zhì)交換打下了堅實的基礎(chǔ)。

（1）干砌石護(hù)底

將石塊鋪設(shè)于河床表層，同時將毛石、石渣按照一定的配比高度鋪設(shè)在淤泥質(zhì)軟土之上。其中干砌石護(hù)底具備良好的透水性、透氣性，并且底泥、河水能夠從石塊縫隙之中緩慢下滲，水中微生物、植被也可以在石塊夾縫中進(jìn)行生長，防止出現(xiàn)基底物質(zhì)、河道表面無法循環(huán)以及交換的狀況[3]。

（2）生態(tài)型護(hù)坡

傳統(tǒng)的河道治理模式中，主要是圍繞排澇、防洪這一目的開展實施，注重護(hù)岸的堅固性，所以護(hù)坡護(hù)岸通常利用混凝土板、石塊進(jìn)行壘砌，此種形式不但完全阻絕了植被的生存余地，而且使基底微生物的無法與河岸表層進(jìn)行交換，生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)也因此遭到破壞，河道的自凈能力大幅度減弱?；诖艘?，對遼河河道治理方案進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計的過程中，不再將防洪排澇作為唯一目的，而是充分考慮護(hù)坡的生態(tài)價值。

由于斜坡式護(hù)岸、直立式護(hù)岸的作用以及承載能力存在較大差異，所以在建設(shè)過程中二者的結(jié)果也有所不同，前者一般采用干砌石結(jié)構(gòu)、后者則利用石籠結(jié)構(gòu)。與混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu)相比較而言，石砌結(jié)構(gòu)護(hù)岸并不會對河道內(nèi)外環(huán)境產(chǎn)生損壞，并且可以為河岸、河流水體間得到水分交換提供良好的環(huán)境，可以促進(jìn)河岸植被的成長。另外，石塊間的縫隙是水生植物、微生物的最佳生存基地，因而可以進(jìn)一步增強(qiáng)水質(zhì)自凈能力，確保水體生態(tài)始終處于一種平衡狀態(tài)。

按照景觀功能、河道條件可以將河堤駁岸劃分為若干個地段，同時利用科學(xué)合理的方式將支流駁岸、硬質(zhì)駁岸、親水平臺等進(jìn)行結(jié)合，構(gòu)建功能多樣化的護(hù)岸結(jié)構(gòu)。

（3）河岸帶植被

在工程設(shè)計過程中，根據(jù)堤岸長度、河岸景觀等設(shè)置綠化廊道、觀景點(diǎn)，同時在南岸建設(shè)了三座風(fēng)景優(yōu)美、意境深遠(yuǎn)的濕地島嶼。其中綠化廊道被大量的植被所覆蓋，不但為水中微生物提供了良好的生存環(huán)境、提高水質(zhì)，而且可以在抗洪方面起到積極的促進(jìn)作用。濕地是水域、陸地在長時間作用下而逐漸形成的一個獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng)，具備良好的生物多樣性，并且能夠起到改善生態(tài)環(huán)境、提高水質(zhì)等多方面作用。由此可見，構(gòu)建河流中的濕地是改善生態(tài)系統(tǒng)、提高水質(zhì)環(huán)境的重要措施，一般被稱之為土壤生物工程。與此同時，河流中的濕地不但有陸地、而且與水相連，是一個即有水又有地的獨(dú)立空間，可以使水生態(tài)系統(tǒng)處于一種平衡狀態(tài)。此外，濕地具有一定的野趣，與原生態(tài)環(huán)境十分接近，是一種回歸自然、親近自然的象征[4]。

3 治理后的生態(tài)評價

3.1 水利功能評價

通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，原有的遼河水道十分狹窄，并且存在較厚的淤泥，堤岸以荒涼、雜草叢生的土堤居多，防洪能力較差，兩岸土地的綠化面積較小，水土流失狀況十分嚴(yán)重，并且毫無觀賞性。本次治理工程將會進(jìn)一步加寬河道、挖除河道淤泥，對河堤進(jìn)行修筑，并增強(qiáng)防洪能力。

3.2 河道水量評價

遼河主要是長期儲積雨水形成，集雨面積23.93 m2左右，通過查閱近些年遼河所在區(qū)域的年均降水量推測得出年均降水量在600 mm左右；通過查閱近些年遼河年均徑流深度推算得出年均流深為150 mm。

按照本工程計劃對遼河進(jìn)行改造之后，遼河長度將加長至2745.57 m，并且河寬在40 m～70 m范圍之內(nèi)，河道局部寬度甚至達(dá)到100 m。遼河兩條支流河寬為15 m、20 m，總蓄水面積也加擴(kuò)為20萬m2。從理論層面上而言，根據(jù)遼河地區(qū)的年均降水量、遼河來水量進(jìn)行推導(dǎo)，遼河的總蓄水面積完全滿足蓄水要求，不會出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。但是風(fēng)河流域徑流分布存在年內(nèi)分布不均、年際差大、時間分布不均等一系列不良現(xiàn)象，這些均會對遼河實際蓄水面積產(chǎn)生影響。當(dāng)處于汛期期間，河道實體能夠?qū)崿F(xiàn)流動置換，避免產(chǎn)生洪澇災(zāi)害；當(dāng)處于枯水時期時，河道主要起到蓄水的作用，此時應(yīng)當(dāng)確保河水潔凈度符合標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。

3.3 河水水質(zhì)評價

3.3.1 監(jiān)測項目及監(jiān)測方法

監(jiān)測方式、監(jiān)測指標(biāo)見表1。

表1 水質(zhì)監(jiān)測項目及監(jiān)測方法

3.3.2 監(jiān)測結(jié)果

監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表

3.3.3 結(jié)果分析

見表3。通過觀察表中數(shù)據(jù)可知，遼河河水符合標(biāo)準(zhǔn)要求，遼河生態(tài)治理工程發(fā)揮了實際作用。

表3 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)比較表

3.3.4 河道生態(tài)評價

渠道化程度：對遼河進(jìn)行生態(tài)治理的過程中，建設(shè)了生態(tài)型護(hù)岸，并且利用干砌石對河道底部進(jìn)行保護(hù)，具有優(yōu)良的透水性，河道內(nèi)、外物質(zhì)可以實現(xiàn)通暢交互。雖然是利用人工治理模式，但是治理方案中充分考慮了生態(tài)環(huán)境的自然性與協(xié)調(diào)性，有效避免了渠道化狀況。

彎曲程度：改造之后，遼河的部分河道向南偏移了一定角度，但河道的整體走勢并未變化，其中截彎取直河段長度所占比例在總河長的60%以下，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

護(hù)岸類別：主要應(yīng)用生態(tài)型護(hù)岸，并且以石籠結(jié)構(gòu)、干砌石結(jié)構(gòu)為主，具備較好的透水性、透氣性，并且護(hù)岸兩側(cè)植被生長環(huán)境較好。

總體而言，基于生態(tài)化技術(shù)對遼河進(jìn)行治理，渠道化程度較低，并且河道彎曲程度適宜，護(hù)岸綠化面積較大、植被生長茂密，河道水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.5 遼河生態(tài)治理工程綜合評價

根據(jù)遼河治理前、治理后的基本狀況，對生態(tài)治理工程進(jìn)行綜合性評價，見表4、表5。通過觀察、分析評價結(jié)果發(fā)現(xiàn)，遼河生態(tài)治理工程的評價指標(biāo)總值為0.72，高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一級指標(biāo)值，由此可見，目前所實施的遼河生態(tài)治理工程具有較高的可行性、發(fā)揮了重要作用[6]。

4 結(jié)語

本文結(jié)合案例，對工程措施與生態(tài)措施結(jié)合的河道治理典型實踐開展梳理介紹和分析，主要收獲是：（1）梳理介紹了案例風(fēng)河河道的治理設(shè)計思想及工程主要實施技術(shù)要點(diǎn)；（2）對案例風(fēng)河河道的治理模式進(jìn)行了生態(tài)性分析；（3）對治理后的河道進(jìn)行了生態(tài)優(yōu)化性評價。遼河生態(tài)治理工程的評價指標(biāo)總值達(dá)0.72，高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的一級指標(biāo)值。顯示案例河道在工程措施與生態(tài)措施結(jié)合的河道治理思路和具體各項工程落實下，河道的水利功能和生態(tài)優(yōu)化性大幅提升。

表4 遼河生態(tài)評價二級指標(biāo)數(shù)值匯總

表5 遼河生態(tài)治理效果綜合評價表