廣東省河流生態(tài)修復(fù)對策研究

杜歡歡，邱 靜，吉紅香

(1. 廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣東 廣州 510635；2. 廣東省水動力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗室，廣東 廣州 510635；3. 河口水利技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗室，廣東 廣州 510635)

1 研究背景

廣東省屬于熱帶、南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，水資源豐富，水系發(fā)達(dá)，江河密布、水網(wǎng)縱橫，是著名的嶺南水鄉(xiāng)。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，不合理的人類活動導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)退化加速，水生生物多樣性減少，水體生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和服務(wù)功能整體下降。主要表現(xiàn)在以下3個方面：

1) 水生態(tài)空間遭受侵占和破壞

一是河道趨向硬質(zhì)化、直線化，阻斷了水陸生態(tài)聯(lián)系。二是城鎮(zhèn)化進(jìn)程快，岸線侵占、河口圍墾等高強(qiáng)度人類活動縮減了生態(tài)緩沖帶，減少了河湖灘地。三是大規(guī)模的無序采砂和航槽的疏浚、炸礁等導(dǎo)致河床形態(tài)發(fā)生變化，部分江心洲受到蠶食，動植物棲息空間遭受破壞。

2) 河流生態(tài)流量保障程度不高

一是隨著生產(chǎn)、生活用水需求的大幅增加，生態(tài)環(huán)境用水時常被經(jīng)濟(jì)社會用水?dāng)D占，水資源開發(fā)利用強(qiáng)度高。二是山區(qū)河流小水電眾多，大多為蓄水發(fā)電不放流，導(dǎo)致河道形成減脫水段。三是城市河涌等雨源型河流生態(tài)流量主要來生活污水排放，徑污比嚴(yán)重偏小，河道的納污能力嚴(yán)重偏低。

3) 水生生物種群面臨威脅

一是過度捕撈、拉網(wǎng)攔魚等嚴(yán)重影響了魚類的群體補(bǔ)充。二是河流上水利工程的建設(shè)，改變江河的水文環(huán)境，阻斷了魚類的洄游通道，洄游性魚類瀕臨滅絕。三是水質(zhì)惡化，對水質(zhì)要求高的魚類、兩棲動物數(shù)量減少，水生物種向單一性、耐污性發(fā)展。

2 修復(fù)對策

根據(jù)廣東省河流水系特點(diǎn)，本文將全省河流分為大江大河、中小河流、城市河涌和感潮河道4種類型，其中，大江大河指集雨面積為3 000 km2以上的東江、西江、北江、韓江和鑒江等干流水道；中小河流指集雨面積在50～3 000 km2的河流；城市河涌指主要分布在珠江三角洲城市群中，通過水閘控制與外江隔離的河涌；感潮河道主要指三角洲網(wǎng)河區(qū)受潮汐影響的干流水道。本文將從河流生境營造、漁業(yè)資源恢復(fù)、生態(tài)需水保障等方面，對不同類型水系分別提出有針對性的水生態(tài)修復(fù)措施。

2.1 大江大河

廣東省大江大河流域面積大，涉及生態(tài)元素眾多，其生態(tài)重要性突出。大江大河水生態(tài)修復(fù)的重點(diǎn)為恢復(fù)重要水生生物棲息地、增加漁業(yè)資源數(shù)量及多樣性、保障河流生態(tài)流量等。

2.1.1兩棲動物生境修復(fù)

廣東省珍稀兩棲動物主要包括黿、大鯢等，這些兩棲動物對生存環(huán)境的要求高，喜在向陽的大片沙灘產(chǎn)卵，在有充足的魚蝦的淺灘覓食。因此，其修復(fù)措施包括：確保保護(hù)區(qū)水質(zhì)，定期清理核心區(qū)、緩沖區(qū)、放流點(diǎn)以及其他重要地方；因地制宜營造淺灘、深潭、軟質(zhì)生態(tài)護(hù)岸，構(gòu)造形態(tài)異質(zhì)性河道，以利于魚蝦繁殖，為兩棲動物提供食物；加強(qiáng)野外巡護(hù)監(jiān)測工作，加速保護(hù)區(qū)紅線劃定，提高保護(hù)區(qū)的整體保護(hù)和管理能力。

2.1.2漁業(yè)資源恢復(fù)

魚類資源恢復(fù)需從流域整體出發(fā)，對天然生境進(jìn)行調(diào)查、劃分、評價和分級，對魚類的“四場一通”因地制宜的采取修復(fù)措施，以塑造水流結(jié)構(gòu)多樣性和增加微生境復(fù)雜度為原則，具體包括底質(zhì)修復(fù)、人工魚巢構(gòu)建、增值放流、替代生境研究等[1]。

1) 底質(zhì)修復(fù)

對采砂活動較多或底質(zhì)破壞較大的地區(qū)，盡量恢復(fù)與原有底質(zhì)相類似的河床結(jié)構(gòu)，可通過采砂廢棄石塊再回填、在河道內(nèi)安放礫石群、合理分布大小卵石位置、增大底質(zhì)顆粒間隙等手段，改善受損區(qū)域底質(zhì)類型和組成、提高底質(zhì)異質(zhì)性，營造適宜土著魚類生存和繁衍的棲息地條件。

2) 人工魚巢

人工魚巢是指為漁業(yè)資源增殖而投放或建造于水下的人工設(shè)施。首先，其本身的結(jié)構(gòu)和后重疊的堆放結(jié)構(gòu)造成孔隙和洞穴，成為底棲魚類棲息和躲避敵害的場所，同時為產(chǎn)卵親魚提供產(chǎn)卵和孵化的場所，孵化后的幼魚也可以獲得庇護(hù)成長的環(huán)境。其次，人工魚巢投放水域會產(chǎn)生多種流態(tài)，上升流、線流、渦流等，造成水體營養(yǎng)鹽的混合，促進(jìn)餌料生物的生長，也為一些魚類性腺發(fā)育及產(chǎn)卵提供了適宜的水文條件。再次，人工魚巢的表面利于附著生物生長，能形成有效的索餌場。產(chǎn)卵場修復(fù)可選擇浮動式人工魚巢，庇護(hù)場和索餌場修復(fù)可選擇魚礁式人工魚巢和護(hù)岸式人工魚巢。

3) 增殖放流

人工增殖放流是目前恢復(fù)水生生物資源量的重要和有效手段。它是在對魚、蝦、蟹、貝類等水生生物進(jìn)行人工繁殖、養(yǎng)殖或捕撈天然苗種在人工條件下培育后，再投放到資源量出現(xiàn)衰退的天然水域中以實(shí)現(xiàn)數(shù)量的增長。增殖放流選擇品種時應(yīng)充分考慮到該物種完成生活史的生境需求，依據(jù)生物的生態(tài)習(xí)性及水域餌料生物資源狀況，確定投放種類，以充分利用餌料資源并防止外來物種入侵。

4) 替代生境研究

當(dāng)流域內(nèi)特定物種種群數(shù)量極低，或其生存環(huán)境被自然、人為因素破壞或不復(fù)存在，為保護(hù)生物多樣性，應(yīng)對該物種采取遷地保護(hù)措施。替代生境的選址應(yīng)綜合考慮物種生態(tài)學(xué)特征和生活習(xí)性、生境需求、人類活動情況等，必要時應(yīng)開展人工適宜生境再造，對于遷入替代生境的物種應(yīng)持續(xù)監(jiān)測，明確物種生存與繁衍情況。

5) 洄游通道保護(hù)與恢復(fù)

珠江水系主要魚類產(chǎn)卵場分布在東、西、北江干流和少數(shù)一級支流上。其中東江和北江上建有數(shù)十座水利樞紐，大部分未配備魚道。這些水利樞紐破壞了河道連續(xù)性，使得洄游性魚類很難洄游至產(chǎn)卵場產(chǎn)卵。對于大江大河，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)限制閘壩等阻隔魚類洄游的水利設(shè)施建設(shè)，對于年久失修、效益不佳以及對魚類洄游通道阻隔效應(yīng)顯著的小型水庫予以拆除，對于對魚類產(chǎn)生阻隔影響但仍在發(fā)揮其它重要作用的工程，應(yīng)補(bǔ)建過魚設(shè)施。

2.1.3生態(tài)流量

大江大河需要通過水資源的合理調(diào)配，在汛期雨量充沛時多蓄存，在枯水期來水銳減時通過控制水庫、閘壩出流量等措施來調(diào)節(jié)河道流量過程，改善河道水環(huán)境生態(tài)，確保河道尤其是枯水期河道生態(tài)需水的需求。

2.2 中小河流

廣東省共有中小河流1 211條，其在以往的治理時往往忽略了河流自然形態(tài)的重要性，蜿蜒曲折的自然河流被改造成平直的人工渠道，自然河道所特有的急流、淺灘、深潭形態(tài)消失，生境的異質(zhì)性降低，生物群落多樣性隨之降低。因此，對于中小河流而言，其生態(tài)修復(fù)主要包括：增加河道蜿蜒性和斷面多樣性、生態(tài)化修復(fù)護(hù)岸和河床、改造或拆除小水電站等。

2.2.1河流自然形態(tài)

對于中小河流，應(yīng)盡可能維護(hù)和保持河流的自然形態(tài)。禁止河道裁彎取直和渠道化，河道斷面形式可在河道規(guī)劃斷面的基礎(chǔ)上，根據(jù)生態(tài)要求和水流特性進(jìn)行適度調(diào)整，增加深槽和淺灘，使河道具有不對稱的幾何特征，且減少河道兩岸的不透水或硬化的面積[2-3]。具體措施包括河道蜿蜒性恢復(fù)、深槽和淺灘恢復(fù)、透水河床修復(fù)和生態(tài)護(hù)岸等。

1) 蜿蜒性修復(fù)

蜿蜒性使得河道擁有主流、支流、河灣、心灘、跌水、深潭等豐富多樣的生境，由此形成了豐富的濱水植被，為魚類、鳥類和兩棲動物、昆蟲等提供了繁衍棲息的場所，也形成了豐富的景觀類型。同時，曲流的形成能夠減弱、消耗洪水的沖力，從而保證河床形態(tài)的穩(wěn)定，減弱下游河段的防洪壓力。此外，還可增強(qiáng)水體復(fù)氧能力，提高水體自凈能力。中小河流可采用增加礫石群、丁壩等方式實(shí)現(xiàn)局部河道蜿蜒性[4]。

2) 深槽和淺灘恢復(fù)

深槽和淺灘的存在能夠增加河床的比表面積，有利于加快有機(jī)物的氧化作用，促進(jìn)硝化作用和脫氮作用，增強(qiáng)水體的自凈能力。同時有利于形成水體中的不同流速和生境，使附著在河床上的生物數(shù)量大大增加，增加水生生物多樣性，構(gòu)建河流健康的食物鏈，形成河道食物網(wǎng)，豐富河道及周邊的生物多樣性。此外，還有利于穩(wěn)定、消能以及降低洪水的災(zāi)害性和突發(fā)性。淺灘的恢復(fù)要選擇級配良好、有棱角的砂礫料，以保證砂礫石顆粒相互咬合，增加穩(wěn)定性。由漂石或卵石組成的河床底質(zhì)粒徑不宜過大，以避免在高速水流作用下失穩(wěn)，且不利于形成適于鮭魚等魚類產(chǎn)卵的棲息地。

3) 透水性河床修復(fù)

中小河流除了高山峽谷段由沖刷作用形成的河段，其河床材料是透水性較差的巖石以外，大部分河道的河床材料都是透水的，即由卵石、礫石、沙土、黏土等材料構(gòu)成的河床。我省部分中小河流治理采用三面封閉的河道，硬質(zhì)化的河床，切斷了地表水與地下水的連通，破壞了微生物、水生植物和濕生植物的生存環(huán)境，本來復(fù)雜的食物鏈被破壞，改變生物群落的多樣性。中小河流要修復(fù)河床，必須停止混凝土襯砌，對硬質(zhì)化的河床因地制宜的恢復(fù)透水性。

4) 生態(tài)護(hù)岸

生態(tài)護(hù)岸是以傳統(tǒng)的河道整治為基礎(chǔ)，融合生物、生態(tài)、環(huán)境、景觀等為一體的綜合型河道護(hù)岸。其優(yōu)勢在于通過可滲性界面，保證河岸與水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)，使用多孔隙材料或自然材料靈活組合，增大表面糙度，形成水流的多流速變化，并形成許多魚巢，為水生生物提供棲息、繁衍和避難的場所等。中小河流可根據(jù)不同河段的河岸坡度、水文條件、土壤特性及河段周圍環(huán)境等生態(tài)特征，采用自然型護(hù)岸或植被與傳統(tǒng)工程組合的復(fù)合型護(hù)岸。在平原流速較小的河段，除有通航要求的河段外，采用自然型護(hù)岸、土工材料復(fù)合種植基護(hù)岸等，在山區(qū)流速較大的河段，采用漿砌塊石、疊石、生態(tài)石籠等護(hù)岸，生態(tài)護(hù)岸的植物選取盡量以本地植物為主，防止外來物種入侵[5-6]。

2.2.2生態(tài)流量

我省中小河流上建設(shè)有大量的小水電站，據(jù)統(tǒng)計，裝機(jī)50 000 kW以下小型水電站有9 800多宗。小水電站為廣東省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供了大量清潔可再生能源，為節(jié)能減排等作出了重要貢獻(xiàn)。但是，一些早期建設(shè)的小水電站特別是引水式電站重發(fā)電效益、輕環(huán)境保護(hù)，導(dǎo)致下游河道減脫水現(xiàn)象頻現(xiàn)，生態(tài)需水無法保障。對此，應(yīng)堅持生態(tài)優(yōu)先的原則，科學(xué)確定水電站所在河流的生態(tài)流量，編制“一站一策”改造方案，明確小水電改造方式、泄放措施、輔助工程措施、監(jiān)控方式等。

2.3 城市河涌

城市河涌大部分為雨源型河流，多分布在珠江三角洲城區(qū)，通常具有旱天徑流小，水質(zhì)較差，河道狹窄，水生物種單一的特點(diǎn)。城市河涌水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)主要體現(xiàn)在增加河道的蜿蜒性、生態(tài)化改造護(hù)岸、實(shí)施中水回用及閘壩聯(lián)合調(diào)度等。

2.3.1河流自然形態(tài)

1) 蜿蜒性修復(fù)

廣東省城市河涌渠化現(xiàn)象比較普遍，由于其周邊限制因素多、河道本身過流面積較小，當(dāng)河道無法大規(guī)模改造其岸線的時候，可在小空間尺度下通過設(shè)置人工礫石群、短丁壩、親水平臺等構(gòu)筑物，促使河道內(nèi)水流方向改變，恢復(fù)局部水流的蜿蜒特性，這些構(gòu)筑物還可起到人造跌水的效果，凈化水質(zhì)。例如，親水臺階可采用多個弧形臺階貫連的方式，使弧形交叉處形成面向河道的突出，這個突出部位也能起到一定的增加河道蜿蜒性的作用。

2) 生態(tài)護(hù)岸

城市河涌護(hù)岸多以直立式為主，多分布在珠三角地區(qū)的一些老城區(qū)中，這些護(hù)岸在改造中面臨著河道狹窄、河道兩岸建筑密集、拓寬河道有限的問題。針對直立式護(hù)岸，可采用在臨水側(cè)設(shè)置種植槽、懸掛長條形生態(tài)植生袋、采用綠化砼擋墻結(jié)構(gòu)和綠化砼貼面等方式改造。例如，綠化砼貼面漿砌石重力式擋墻，其主體為漿砌石結(jié)構(gòu)，在墻的迎水面設(shè)一定厚度的綠化砼貼面，貼面選用一定強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的無砂混凝土碎石或卵石，有效孔徑滿足植物根系生長和小型魚類隱蔽和棲息，其具有很好的保土、附土、滯土能力，能適應(yīng)植物生長。

2.3.2生態(tài)流量

城市河涌往往是城市的納污通道，隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，生產(chǎn)、生活用水量不斷增加，污水排放量也相應(yīng)增大。且為了滿足防洪、景觀的需求，河涌口往往設(shè)置水閘，導(dǎo)致河涌內(nèi)水體流動緩慢，生態(tài)流量難以得到保障。因此，可通過推進(jìn)雨洪資源化利用、積極采取中水回用、優(yōu)化河涌群閘聯(lián)合調(diào)度等方面保障河流的生態(tài)流量。

2.4 感潮河道

感潮河道不僅分布有河流的物種，還分布有海洋的物種，是我省物種多樣性最豐富的區(qū)域，有豐富的漁業(yè)資源。其生態(tài)修復(fù)主要包括紅樹林濕地恢復(fù)、岸灘修復(fù)、魚類棲息地構(gòu)建等。

2.4.1紅樹林濕地恢復(fù)

紅樹林濕地恢復(fù)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)地表基底的穩(wěn)定性，恢復(fù)濕地良好的水狀況、植被和土壤，提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和自我維持能力，修復(fù)生物多樣性，恢復(fù)濕地景觀。其恢復(fù)的原則為：環(huán)境的可行性、技術(shù)的可操作性原則，因地制宜、適地適樹的原則，生態(tài)優(yōu)先、可持續(xù)發(fā)展的原則，最小風(fēng)險、最大效益的原則，以及美學(xué)的原則[7]。

2.4.2岸灘修復(fù)

河口灘地是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，岸灘修復(fù)對河口地區(qū)生境營造十分重要。泥質(zhì)海岸的修復(fù)可采用種植紅樹林、鹽沼植物等生態(tài)手段進(jìn)行減蝕促淤，提升海岸防護(hù)能力。對于海岸侵蝕嚴(yán)重的砂質(zhì)海岸，補(bǔ)沙引擎是一種常見的措施，將補(bǔ)給泥沙拋填在平均低潮位以下和沙丘線之間，形成人工沙壩和海灘，依靠波浪作用將泥沙向岸灘輸移，實(shí)現(xiàn)一次補(bǔ)沙長期受益。此外，重建人工沙丘和營造防護(hù)林也是岸灘修復(fù)的常見手段。

2.4.3魚類棲息地構(gòu)建

感潮河道是魚類繁衍、覓食、躲避、洄游的重要棲息地。人工魚礁是最常用的魚類棲息地構(gòu)建技術(shù)，它可以誘集定棲性、洄游性魚類，增加底層和中上層魚類資源，形成相對穩(wěn)定的人工魚礁漁場。人工魚礁按照制作材料可分為木質(zhì)礁、鋼質(zhì)礁、水泥礁、輪胎礁、貝殼礁、樹脂礁等。利用“礦物增長”技術(shù)可建造新型魚礁，形成類似于天然珊瑚礁的生長過程，在魚礁不斷增長的同時促進(jìn)周圍生物量的增長，以達(dá)到海岸帶魚類種群恢復(fù)目的。

3 結(jié)語

隨著水生態(tài)文明思想的深入學(xué)習(xí)和貫徹，廣東省水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)日益受到重視。河流生態(tài)修復(fù)是一個多目標(biāo)、多措施、多約束條件的系統(tǒng)工程，要以小流域為基本單元，統(tǒng)籌水資源、水環(huán)境和水生態(tài)三方面的需求，重視流域性、系統(tǒng)性。與此同時，妥善處理好保護(hù)與修復(fù)的關(guān)系，根據(jù)不同水系特點(diǎn)由不同學(xué)科專家從技術(shù)層面把控，有針對性地選擇生態(tài)修復(fù)技術(shù)和模式，避免一刀切。