河道治理生態(tài)護岸的設計與應用

余錦輝，范財權

(福建宏宇工程管理有限公司，福建 漳州 363000)

河道治理作為一項與城市和環(huán)境建設都密切相關的工作內容，不僅關系到河道內水質控制效果的好壞，同時也是降低水質災害的重要途徑[1]。在河道治理過程中，方法多種多樣，其中包括加強河道護岸建設、豐富河道分支數(shù)量，減小單位時間內河道徑流量、控制河道排水量等等[2]，這些方法均從不同的角度為河道的安全、健康發(fā)展提供了重要保障[3]。隨著近些年來綠色生態(tài)理念的逐漸發(fā)展，河道治理也開始更多地關注生態(tài)問題，并采取了相應的措施，以期借助生態(tài)手段實現(xiàn)對河道的治理[4]。在此背景下，生態(tài)護岸應運而生。與傳統(tǒng)的護岸相比，生態(tài)護岸可以最大限度地與河道周圍的環(huán)境相融合，降低對原本環(huán)境的破壞[5]。除此之外，考慮到河道治理工作的主要目的是確保河道保持穩(wěn)定的水利通道，而且生態(tài)護岸可以以最小成本實現(xiàn)最大容量的水土保持，可以在一定程度上減少由于河道水流沖刷作用造成的水土流失[6]。鑒于生態(tài)護岸在河道治理中的作用效果，相關研究也逐漸受到了重視，生態(tài)護岸也呈現(xiàn)出越來越多樣化的趨勢。因此，對生態(tài)護岸設計及應用效果進行客觀分析是十分必要的[7]。

基于此，本文提出河道治理中生態(tài)護岸的設計與應用的淺析研究。分析現(xiàn)階段河道治理的主要問題，對應研究生態(tài)護岸設計的優(yōu)勢，最后對生態(tài)護岸的實際應用價值進行研究。以期為生態(tài)護岸設計提供有價值的參考，為河道治理工作的順利開展提供幫助。

1 河道治理中面臨的主要問題

自20世紀70年代初期起，我國已經開始河道治理工程建設，作為一項傳統(tǒng)實用工程，其與河流生態(tài)系統(tǒng)之間存在緊密的關系。經過幾十年的沉淀和進化，河道治理工作已經取得一定的成績，但隨著社會環(huán)境的變化，也對其提出了更高的要求。以生態(tài)企業(yè)管理為中心，以生態(tài)平衡為目標，成為河道治理工作的新要求。如何有效實現(xiàn)對水資源的循環(huán)利用，構建良性循環(huán)體系，在滿足人類的多元化需求的同時，確保生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定發(fā)展是河道治理的核心。現(xiàn)階段的河道治理工作面臨的主要問題可以分為以下幾個方面。

1.1 河道行洪能力逐漸下降

隨著經濟的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程不斷推進，城市人口規(guī)模和面積都呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢[8]。作為城市建設的重要組成部分，河道是必不可少的一部分，其不僅是城市水源排放的重要途徑，同時也是降水量調度的主要方式。但現(xiàn)階段一個較為明顯的問題是城市人口的增加速度明顯大于城市建筑面積的擴張速度，導致單位面積內的人口數(shù)量較大，沿河兩邊岸坡不斷被侵占，河道內的承載量較高[9]。在這種雙重作用下，河道可容納的通行斷截面空間逐漸萎縮，河道過水面積減少，且水流量增加，極易導致河道底部出現(xiàn)泥土淤積的情況。如果無法及時對其進行處理，在堆積作用下，這種情況將愈演愈烈，最終導致河道內水位升高，當出現(xiàn)險情時難以發(fā)揮有效的行洪作用。另一方面，城市人口不斷增加勢必會導致基礎設施建設增加，這也會在一定程度上改變區(qū)域水文環(huán)境，最明顯的表現(xiàn)就是在相同規(guī)模的降雨條件下，地表的平衡能力下降，徑流量增大，加大積水洪澇災害發(fā)生的概率。因此，現(xiàn)階段河道治理的一個主要目標是河道內泥沙淤積問題的解決。

1.2 河道生態(tài)環(huán)境退化嚴重

考慮到河道內的泥沙淤積問題，大多數(shù)河道治理都采用修改河道周圍建筑性質的方式實現(xiàn)，這種方法不僅工程量較大，施工周期長，成本高，而且對河道周圍環(huán)境的影響也較為明顯[10]。原本的生態(tài)平衡被破壞，建筑結構代替土壤結構，這樣雖然一定程度上可以發(fā)揮沖刷作用，但也完全失去了生態(tài)角度的物質交換能力，對水質的凈化功能全部喪失。同時，河道徑流面積減少勢必會降低其行洪排泄能力，在流速降低的情況下，河道底部的污染物會隨著泥沙的堆積而逐漸增加，并導致水質變差，水體中氧溶解量降低。在此情況下，水體環(huán)境對于大多數(shù)生物的生存都是十分不利的，將會直接導致生物數(shù)量和多樣性降低。如此形成惡性循環(huán)，河道的生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了嚴重的退化現(xiàn)象，河道的生態(tài)環(huán)境服務功能喪失。

1.3 規(guī)劃設計整體性考慮欠缺

隨著城鎮(zhèn)化建設的不斷推進，國家對河道治理問題的重視程度也逐漸提高，水利、國土等相關部門都制定了關于河道治理工作的制度和措施，以期通過這樣的方式提高河道環(huán)境的建設效果。但在實際的河道建設和治理過程中，其涉及的部門相對較多，要實現(xiàn)有效的政策落實需要多個部門之間建立良好的溝通[11]?，F(xiàn)階段制約河道治理工作開展的關鍵問題在于初期對于河道的規(guī)劃設計相對混亂，河道治理是一個多元化的工作，因此其在初期設計階段需要考慮的因素也相對較多，實施階段出現(xiàn)的問題也是多種多樣的，此時如果無法建立高效的聯(lián)動機制，會導致最終的治理工作開展較為盲目。較為常見的問題包括同一河道對同一問題重復治理；治理過程中不同部門之間出現(xiàn)不同意見，并難以達成統(tǒng)一，導致治理工作被拖延或擱置，貽誤河道治理的最佳時機，致使河道問題愈加嚴重。除此之外，在對河道實施治理工作前，項目設計者缺乏對實際情況的考察，僅憑借以往經驗制定治理措施的，導致理論與實際之間出現(xiàn)偏差，部分設計內容難以實現(xiàn)，或無法達到治理目的，屬于無效治理，這些都是河道治理工作中亟需解決的問題。

1.4 河道治理設計理念不足

河道治理是確保人們居住環(huán)境安全穩(wěn)定的重要途徑，為此相關部門為落實生態(tài)治理均開展了相應的整改措施，以期促進河道生態(tài)治理。但是在具體的實施過程中，部分政策與生態(tài)河道治理理念并不協(xié)同。較為常見的是地區(qū)通過構建混凝土護岸的方式提高河道的穩(wěn)定性，從使用價值角度來看，該措施確實實現(xiàn)了河道治理的目的，但從生態(tài)角度來看，混凝土護岸不僅破壞河道內生物與周圍土壤環(huán)境之間的物質交換渠道，同時對于護岸的生態(tài)平衡也產生了一定的破壞作用。另外一種較為常見的河道治理措施就是對河道中的彎道進行盲目修改，會在一定程度上加大彎道泥沙堆積的可能性，但河道中的彎道一般是自然形成的，是減緩水流沖擊作用強度的重要方式，盲目的順直河道會削弱其本身具有的天然優(yōu)勢。因此，提高治理措施的合理性也是河道治理工作中的一個關鍵問題。

2 生態(tài)護岸設計分析

通過上文的分析可知，河道治理工作需要解決的問題不僅僅是實現(xiàn)其行洪排澇的功能，同時也要在最大程度上降低后期維護工作量，提高河道的自我修復能力。為了實現(xiàn)這一目標，相關研究人員將生態(tài)理念帶入河道護岸設計中，設計了以河道治理為目標的生態(tài)護岸，以期最大化利用自然的價值。為此，本文分別從合理性、可行性、經濟價值以及生態(tài)價值4個方面對生態(tài)護岸設計進行分析。

2.1 設計方式因地制宜

生態(tài)護岸在設計上更加注重對實際環(huán)境的統(tǒng)籌考慮，隨著河道治理問題關注度的提升，生態(tài)護岸實現(xiàn)了在不影響河道功能前提下的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)河道周圍的人群居住情況、降雨情況以及治理前河道的負載情況，對護岸的強度需求進行綜合分析。同時充分考慮河道周圍地質環(huán)境特征，將更適合當?shù)貙嶋H地質條件的植物作為生態(tài)護岸的首選，這樣不僅提高了護岸設計的靈活性，同時也提高了其在不同環(huán)境中的適配性。另外，生態(tài)護岸的設計不受施工條件的限制。在傳統(tǒng)的護岸施工過程中，由于對地基的要求較高，下沉是影響護岸施工進度和最終使用年限的關鍵問題，而生態(tài)護岸的設計是以原始的地質條件為基礎開展的，遵循自然發(fā)展規(guī)律制定護岸施工方案，因此避免了該類問題的產生，具有更高的合理性。

2.2 設計方案切實可行

評價河道治理措施的有效性是以其長期應用效果為基礎進行的，因此，規(guī)劃設計質量是河道治理的重中之重。由于生態(tài)護岸是以原有河道作為基礎進行的，因此具有更加詳實的考察數(shù)據(jù)，能夠實現(xiàn)對河道現(xiàn)狀的準確掌握并克服治理中存在的難點，結合生態(tài)理念提出的設計方案更具可行性。同時，具有更加明確的設計目標，因此在施工前期的準備階段以及整個施工階段，都可以有效避免混亂情況的出現(xiàn)。除此之外，與傳統(tǒng)的護岸設計方法相比，生態(tài)護岸設計有專門的勘察部門及人員，獲取的相關數(shù)據(jù)具有更高的可靠性，這也為后期的方案設計提供準確的數(shù)據(jù)支持，確保了設計方案具備可行性。

2.3 分類規(guī)劃立足實際

對河道進行治理的首要目標是整治河道的環(huán)境，確保安全，但考慮到不同地區(qū)的經濟發(fā)展水平存在較大差異，因此，治理過程中需要充分考慮治理措施的經濟性。傳統(tǒng)的河道護岸建設不僅周期較長，其需要的人力、物力、財力也相對較高，對于當?shù)卣?，經濟壓力較大。而生態(tài)護岸設計主要是以生態(tài)的手段開展河道治理工作，根據(jù)河道的實際情況以及使用需求，對其治理等級進行劃分，不破壞原有的河道結構，因此施工量較小，同時施工材料主要以石頭、木材以及地方植物為主，因此材料成本也相對較低。根據(jù)以上2個特征，生態(tài)護岸設計具有更高的科學性，通過分類規(guī)劃設計能夠以更高的經濟性實現(xiàn)目標治理效果。

2.4 兼顧人與水自然和諧發(fā)展

河道治理在滿足行澇排洪基本功能的前提下，維護和改善河道周圍的同時，對于提高地區(qū)生物物種多樣性具有十分重要的現(xiàn)實意義。傳統(tǒng)的護岸施工不僅無法實現(xiàn)對河道周圍生態(tài)環(huán)境的維護、人工開挖、修筑等施工，還會對原有的生態(tài)造成破壞，堤岸上的生態(tài)可以通過一段時間的自我調節(jié)逐漸恢復，但對于坡面生態(tài)的破壞是永久的。生態(tài)護岸的設計以植物作為建設主體，因此，可以加快河岸周圍生態(tài)的發(fā)展，促進局部生態(tài)平衡，這對于提高護岸穩(wěn)定性也具有明顯的促進作用，這樣就形成了良性的循環(huán)，河道與周圍環(huán)境相輔相成，實現(xiàn)共同發(fā)展，既實現(xiàn)了人類對河道治理需求，也實現(xiàn)了對自然環(huán)境的保護。

3 生態(tài)護岸的應用效果分析

3.1 實現(xiàn)河堤生態(tài)建設

生態(tài)護岸的設計是基于天然環(huán)境的河道治理手段，實現(xiàn)了對水資源流量沖擊的有效控制，利用生態(tài)環(huán)境的承載能力對河道內的水質、流量以及流速進行調整，通過建設生態(tài)護岸，提高對水資源流量分配的合理性，避免了由于河道傳輸能力不足引起的洪澇災害。同時，生態(tài)護岸也有效提高河道水體自凈能力，通過與護岸進行物質交換，水體可以對自身的污染物進行有效代謝。考慮到河水流經的大小、形狀，以及對周邊環(huán)境的影響，生態(tài)并未對原有的河道形態(tài)作出修改，而是通過調整生態(tài)護岸的建設寬度確保河道的過流能力，增大河道的可變空間。

3.2 推動自然化河流建設

生態(tài)護岸以河道原本的基礎構造作為工程基礎，保持了河道自身原本的蜿蜒性屬性，這種蜿蜒結構實現(xiàn)了增加河道蓄水量的目的，與直線河道相比，對水流產生沖擊具有明顯的緩沖作用，降低河道的受破壞程度。除此之外，蜿蜒位置具有更大的蓄水空間，可以滿足水中生物的生存需求。由此可以分析得出，生態(tài)護岸不僅可以增強河道水資源蓄積功能，還可以提高水環(huán)境中的生態(tài)發(fā)展，促進人與自然和諧共生，對于有效促進河流流域良性生態(tài)循環(huán)、保護生態(tài)環(huán)境具有明顯的推動作用。

3.3 恢復退化河岸帶

生態(tài)護岸最明顯的應用效果就是完善河岸帶的建設，為生物群落的構建創(chuàng)造良好基礎，使得河道具有明顯的邊緣效應，在短期內形成較為完善的生態(tài)系統(tǒng)。這對于應用地區(qū)的生態(tài)多樣性發(fā)展起到了積極作用，動植物借助河岸的環(huán)境不斷生長。同時，隨著河岸帶生態(tài)環(huán)境的不斷完善，地下水資源也將更加豐富，這不僅可以促進河道周圍環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展，同時也為河道穩(wěn)定運行提供了重要保障。當出現(xiàn)意外情況時，可以最大限度減緩災害帶來的影響，并以最快的速度恢復河道周圍生態(tài)群體接近自然狀態(tài)。

3.4 恢復河道自然狀態(tài)

生態(tài)護岸的主要作用是防洪，其通過實現(xiàn)對河道周邊多樣化生物棲息環(huán)境的建設，使其與自然形態(tài)無限接近，同時生態(tài)護岸的多元性結構組成也為河道內水體與護岸之間的物資交換提供了良好基礎。護岸通過與周邊環(huán)境、河道之間建立協(xié)調關系，實現(xiàn)了河道生態(tài)系統(tǒng)與周邊環(huán)境的有效結合，在極大程度上擴大了河道生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的長度，形成水體、岸線統(tǒng)一的生態(tài)網絡系統(tǒng)，這對于河道系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展具有十分重要的支撐作用。同時，生態(tài)護岸在促進河道不僅要發(fā)揮防洪作用的同時，也可以起到美化環(huán)境的作用，為周圍居民營造良好的景觀。

4 結語

生態(tài)護岸實現(xiàn)了對人、水、土的綜合考慮，兼顧人與自然之間的利益關系，在豐富河道治理內容的同時，對于提高河道運行效率具有明顯作用，對于提高河道的使用壽命具有明顯的促進作用。在日常的狀態(tài)下，生態(tài)護岸的價值主要體現(xiàn)在對護岸周圍環(huán)境的打造以及維護方面，而當出現(xiàn)洪澇險情時，生態(tài)護岸的物質交換作用可以最大限度地發(fā)揮河道的行洪排澇作用。本文研究了生態(tài)護岸在設計以及應用上的特點，通過本文實現(xiàn)河堤生態(tài)建設，推動自然化河流建設，恢復退化河岸帶，恢復河道自然狀態(tài)，以期為生態(tài)護岸的建設與發(fā)展提供有價值的參考。