生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)淺析

楊甲

摘 要：利用水利工程對(duì)河道進(jìn)行治理，改善河道污染情況，促進(jìn)水利工程向生態(tài)化方向發(fā)展是當(dāng)前水利工程的熱點(diǎn)。但是在河道建設(shè)的過程中，基于施工或者設(shè)計(jì)等多方面因素的影響，會(huì)對(duì)周圍水域造成一定的污染，故而有關(guān)人員應(yīng)從生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)等角度出發(fā)，從根本上提高河道建設(shè)的環(huán)保特性。首先闡述了生態(tài)水利工程建設(shè)的基本原則，通過對(duì)傳統(tǒng)河道建設(shè)中存在的問題進(jìn)行闡述，分析生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在河道建設(shè)中的運(yùn)用原則，其次探討了河道規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，再次分析了河道規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在的問題，最后提出了生態(tài)景觀與水利工程融合下的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)路徑，從而推動(dòng)生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在河道建設(shè)中的具體運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：生態(tài);景觀;水利工程設(shè)計(jì);河道建設(shè)

中圖分類號(hào)：TV8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2022）09-0085-03

0 引言

進(jìn)入新發(fā)展階段以來，我國(guó)愈加重視生態(tài)文明的建設(shè)，尤其是在河道治理與生態(tài)水利上給予了高度重視。隨著當(dāng)下經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，給環(huán)境也帶來了不小的污染，尤其是在水環(huán)境上，越來越多的河道污染變重，愈加嚴(yán)重的水體污染影響著居民的正常生活，生態(tài)水利的應(yīng)用和發(fā)展是當(dāng)下刻不容緩的任務(wù)。生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)是一門交叉學(xué)科，是對(duì)原有水利工程的一種完善，可以實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)健康和水域建設(shè)上的兼顧。在傳統(tǒng)的觀念中，水利工程的本質(zhì)就是要滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，但是過度的開發(fā)就會(huì)導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)遭到不同程度的破壞，引發(fā)嚴(yán)重的自然環(huán)境問題，這不符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的要求，尤其是對(duì)于河道建設(shè)來說，應(yīng)該從生態(tài)全局的觀念進(jìn)行綜合分析，消除河道建設(shè)中對(duì)于水域造成的不良影響，實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的目的。生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括河流生態(tài)恢復(fù)設(shè)計(jì)、河流健康評(píng)估技術(shù)以及河水污染修復(fù)技術(shù)等多個(gè)方面，是從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)指導(dǎo)水利規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)。

1 生態(tài)水利工程建設(shè)的基本原則

1.1 工程規(guī)劃必須科學(xué)合理

基于新時(shí)代下，我國(guó)對(duì)水利工程及生態(tài)、景觀二者間的結(jié)合提出了全新的理念，基于此理念下更加注重水利工程建設(shè)期間生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，目的是為了通過不斷完善水利工程生態(tài)功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水利工程的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益最大化。生態(tài)、景觀及水利工程的充分融合具有較大難度，在規(guī)劃建設(shè)過程中，必須嚴(yán)格按照因地制宜的原則，通過對(duì)多方面因素的充分考慮，選擇最為科學(xué)、合理、可行性高的生態(tài)水利規(guī)劃方案，從而保障水利工程生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的共同發(fā)展。

1.2 河流生物應(yīng)具備多樣性

施工作業(yè)的有序開展，導(dǎo)致水利工程項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的生態(tài)遭受了嚴(yán)重的破壞，無法保證生物的多樣性。所以為了解決這個(gè)問題，就必須充分運(yùn)用河流內(nèi)各種生物的作用，對(duì)生態(tài)水利工程的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)和改善。當(dāng)水利工程建設(shè)范圍內(nèi)的空間異質(zhì)性較高時(shí)，可利用各種小生物使該區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)得到明顯改善[1]。隨著城市化進(jìn)程地快速推進(jìn)，人們?cè)絹碓疥P(guān)注生態(tài)環(huán)境，環(huán)境意識(shí)大幅度提升，各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都要基于保護(hù)生態(tài)的前提下，水利工程也不利外。河道是水利工程不可缺少的重要組成部分，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念下，過于追求河道功能，導(dǎo)致河道周邊生態(tài)環(huán)境遭受了嚴(yán)重的破壞，影響了生物的多樣化。而在生態(tài)水利概念推出后，我國(guó)河道規(guī)劃設(shè)計(jì)逐漸向天然河道方向轉(zhuǎn)變，不僅保持了河道物種的多樣性，還兼具了河道本身具備的功能性。

1.3 景觀要做到整體性

在生態(tài)水利工程規(guī)劃期間，景觀整體性也要予以重視，不管是河道景觀設(shè)計(jì)，還是河流生態(tài)系統(tǒng)的建立，都要從整體性層面予以考慮，使景觀中的生態(tài)更加協(xié)調(diào)，全面打造具有特征的生態(tài)水利景觀。生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性中。河道生態(tài)系統(tǒng)的自組織動(dòng)力是指對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)友好并且能夠經(jīng)受自然選擇考驗(yàn)以找到合適的能量循環(huán)，維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和過程穩(wěn)定的生物、非生物群落及結(jié)構(gòu)的自我調(diào)節(jié)。

2 河道規(guī)劃設(shè)計(jì)方法

2.1 河道平面設(shè)計(jì)

建設(shè)生態(tài)水利工程時(shí)，河道規(guī)劃設(shè)計(jì)更加強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)平衡。平面設(shè)計(jì)是河道規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要組成部分，要充分體現(xiàn)生態(tài)水利的建設(shè)理念，為相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)方式，在平面設(shè)計(jì)的合理性方面較為有限，更加偏重于土地資源的擴(kuò)張，也就造成了河道過度占用、寬度縮短等問題，打破了河道原有的生態(tài)平衡。河道規(guī)劃設(shè)計(jì)為了充分體現(xiàn)生態(tài)、景觀與水利工程融合的具體要求，更應(yīng)注重區(qū)域內(nèi)自然環(huán)境和生態(tài)水域系統(tǒng)的良好運(yùn)作，使水環(huán)境中的各類物種健康成長(zhǎng)。而河道范圍的拓寬，增強(qiáng)了河道本身的泄洪功能，也可作為淺灘生態(tài)棲息地，使生態(tài)系統(tǒng)保持平衡，如圖1所示。

河道設(shè)計(jì)美觀性的提升，必須立足于河道本身的特征和河流走向，營(yíng)造一種更加自然的生態(tài)河道曲線美。河道生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展，必須以尊重自然規(guī)律為基礎(chǔ)，使其運(yùn)行、發(fā)展更具有獨(dú)立性和獨(dú)特性。河道要以其自然彎曲情況決定平面設(shè)計(jì)走向，利用對(duì)河流流速的合理控制，達(dá)到降低洪峰效應(yīng)發(fā)生率的目的。河道設(shè)計(jì)中充分融入生態(tài)理念，是生態(tài)水利工程建立的基礎(chǔ)性條件。

2.2 河道斷面設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的斷面設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要堅(jiān)決維護(hù)原有河道，在周圍設(shè)置了邊坡與護(hù)岸，對(duì)斷面也以矩形或單級(jí)梯形為主要設(shè)計(jì)形式。這種設(shè)計(jì)方式存在一定缺陷，設(shè)計(jì)人員往往采用單級(jí)梯形或矩形的斷面設(shè)計(jì)方式作為斷面結(jié)構(gòu)，以更好地儲(chǔ)存充分降雨時(shí)的河水量，降低枯水期的隱患。設(shè)計(jì)人員也更加注重常規(guī)設(shè)計(jì)方案與先進(jìn)設(shè)計(jì)方法的結(jié)合，如復(fù)式斷面設(shè)計(jì)就是對(duì)梯形斷面和二級(jí)護(hù)岸的充分融合，以確保河道在枯水期時(shí)水流暢通，洪水期時(shí)漫過二級(jí)護(hù)岸;河道斷面的坡度也有一定差異，以加固河岸，具體有凸岸為1∶5，凹岸為1∶1等。凹岸會(huì)在水流沖擊下形成沖蝕深潭，凸岸水流分散、泥沙淤積，出現(xiàn)邊灘、河漫灘地等問題，如表1所示。

2.3 河道岸邊設(shè)計(jì)

河道岸邊設(shè)計(jì)多用擋墻式，在河床和坡岸的設(shè)計(jì)中較為適用。生態(tài)植物多樣式設(shè)計(jì)，便于河岸邊各種根系發(fā)達(dá)綠植的普遍栽種，維護(hù)水土平衡。河道的生態(tài)設(shè)計(jì)，更加強(qiáng)調(diào)植物群落密度的合理性，以建立更加充足的成長(zhǎng)空間，也能在植物根系垂直生長(zhǎng)的作用下，使河流和地下水保持暢通，維護(hù)河道內(nèi)部的水生態(tài)循環(huán)。

2.4 城市生態(tài)走廊

生態(tài)走廊是一種新的概念，能夠最大程度地保護(hù)生態(tài)景觀，而生態(tài)走廊建設(shè)過程中各類景觀的構(gòu)造，也是對(duì)城市生態(tài)的再建設(shè)，可以打造更佳優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境。建設(shè)城市生態(tài)走廊是以河道為基礎(chǔ)，積極構(gòu)建線性景觀，利用河道兩邊建造擋水壩、基礎(chǔ)設(shè)施上造景觀的方式，達(dá)到建設(shè)效果。而涵洞、水泵等設(shè)施的結(jié)合，能夠較好地提升生態(tài)走廊的水利工程作用，進(jìn)而增強(qiáng)相關(guān)硬件設(shè)施的融合度。

3 生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)存在的問題

3.1 規(guī)劃方面

基于生態(tài)理念的水利工程的河道在規(guī)劃時(shí)，會(huì)存在眾多問題。首先是規(guī)劃繁瑣的現(xiàn)象，相關(guān)作業(yè)人員在規(guī)劃時(shí)會(huì)規(guī)劃得特別細(xì)致，以至于很多規(guī)劃都是不必要的，而且在實(shí)施的過程中又不能給予落實(shí)，沒有意識(shí)到管理的重要性。其次，由于規(guī)劃人員的專業(yè)素養(yǎng)不足，很難使河道規(guī)劃變得科學(xué)有效，不能保證后續(xù)工作的順利開展。最后，在對(duì)河道進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，沒有考慮到規(guī)劃的完整性與協(xié)調(diào)性，不僅不利于河道生物的健康發(fā)展，也不利于生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展。

3.2 管理方面

我國(guó)幅員遼闊，河道總量也比較多，對(duì)其管理起來就相對(duì)比較困難，很多河道都沒有專門的人員進(jìn)行管理，更沒有后續(xù)的維修方案，一部分河道沒有人員進(jìn)行管理規(guī)劃，另一部分河道一旦建成就任其自由發(fā)展，從而導(dǎo)致后期出現(xiàn)眾多問題，進(jìn)而不利于生態(tài)的可持續(xù)化發(fā)展。

3.3 設(shè)計(jì)方面

首先，部分設(shè)計(jì)人員在對(duì)河道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)過于注重技術(shù)，忽視了對(duì)生態(tài)保護(hù)的理念，不利于生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)研究表明，我國(guó)的大部分河道設(shè)計(jì)采用的是“截彎取直”的模式，利用石塊、混凝土等材料對(duì)河道進(jìn)行加固，這在一定程度上能增加河道的堅(jiān)固性，卻不利于生態(tài)的平衡發(fā)展。其次，對(duì)于筆直的河道區(qū)域，其河道水流量就會(huì)相應(yīng)增加，所以其對(duì)河岸的沖擊力也就相應(yīng)增大，部分設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)未能及時(shí)考慮這個(gè)問題，對(duì)周圍居民的生命安全造成威脅。

4 提升生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)的有效措施

4.1 注重河道設(shè)計(jì)的整體性

首先，基于生態(tài)化的理念，對(duì)河道進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能保留河道的原生態(tài)，對(duì)一些自然河道要進(jìn)行保留，結(jié)合生態(tài)的理念再對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，要以生態(tài)、景觀與水利工程融合的理念作為其規(guī)劃設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，要利用好天然河道的優(yōu)越性，在設(shè)計(jì)時(shí)遵循自然發(fā)展的規(guī)律，形成一個(gè)相對(duì)完整的管理體系。其次，要遵循因地制宜的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則，由于我國(guó)的河道總數(shù)比較多，每一條河道的情況也不相同，所以在對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注重個(gè)性化的發(fā)展，有些河道的含沙量比較多，有些河道的水流量比較小，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)該掌握河道的信息，并且要從整體進(jìn)行考慮。

4.2 河道整治線設(shè)計(jì)

生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)要注重河道的整治線設(shè)計(jì)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員不僅要考慮到河道的泄洪能力，還要考慮對(duì)河道進(jìn)行整治后其生態(tài)平衡性有沒有遭到破壞?？v觀我國(guó)目前的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)，部分設(shè)計(jì)人員為了達(dá)到整治的目的，對(duì)一些河道會(huì)進(jìn)行微調(diào)整，這種改造在一定程度上雖然達(dá)到了泄洪能力，但不利于河道系統(tǒng)的平衡發(fā)展，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看也不利于生態(tài)、景觀與水利工程融合的持續(xù)化發(fā)展。所以河道規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該合理控制河道的寬度，保持河道線條的科學(xué)性，在保障其安全性的基礎(chǔ)上盡量不改變河道的原貌，尤其是河道的寬度，河道在形成發(fā)展的過程中一般都會(huì)有自己的規(guī)律，其每一處的寬窄、彎道都是經(jīng)過天然作用而形成的，很多河流的彎道不僅具有減洪的效果，還有利于魚群進(jìn)行休憩繁衍，能夠促進(jìn)生態(tài)平衡。

4.3 河道河岸和河床的設(shè)計(jì)

生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)除了要注重其與周圍整體發(fā)展的協(xié)調(diào)性之外，還要注重其內(nèi)在的協(xié)調(diào)性，這種設(shè)計(jì)才符合生態(tài)建設(shè)的理念，才能保證河道在運(yùn)行中有修復(fù)生態(tài)的功能。我國(guó)目前的河岸和河床的狀況比較復(fù)雜，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循因地制宜的原則，對(duì)河道的具體情況進(jìn)行仔細(xì)考察，綜合其水流量、汛洪期等制定正確的設(shè)計(jì)方案。隨著護(hù)岸設(shè)計(jì)的日漸多樣化，應(yīng)該對(duì)不同的護(hù)岸設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)河床的設(shè)計(jì)方案還要進(jìn)行實(shí)地研究，切忌一味地將河床改造成堰壩或者橡皮壩，這樣硬化的處理模式不利于河道的生態(tài)化發(fā)展?；谏鷳B(tài)化發(fā)展的理念，在對(duì)河岸和河床進(jìn)整治的過程中可以利用植物根系加固邊坡、生態(tài)砌塊等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行生態(tài)護(hù)理。

4.4 提高水體自凈能力

首先，在對(duì)河道進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用生物技術(shù)、人工濕地處理技術(shù)以及生物膜技術(shù)等對(duì)河道水質(zhì)進(jìn)行凈化，以提升河道水源的質(zhì)量，對(duì)河水中的污染物進(jìn)行有效降解。其次，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還可以對(duì)河道中的水資源進(jìn)行取樣分析，在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加水中的植物及生物數(shù)量，利用生態(tài)間的平衡對(duì)水質(zhì)起到凈化的作用。比如可以在水中放置一些黑藻和睡蓮，可以對(duì)水中的污染物進(jìn)行有效的吸收和講解，也有利于維護(hù)河道中生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

4.5 提高河道綜合利用率

我國(guó)對(duì)于河道的功能和作用基本上還只是停留在防洪和排水兩個(gè)方面，所以在對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)的時(shí)候還可以相應(yīng)提升對(duì)其水資源的利用率，這就需要從河道堤壩和河床建設(shè)2個(gè)方面進(jìn)行分析，另外在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮到利用的安全性，對(duì)水資源利用者的安全要進(jìn)行考慮，基于生態(tài)化發(fā)展的同時(shí)提升河道的整體使用率，在建設(shè)中要注重生態(tài)建設(shè)和功能建設(shè)相結(jié)合。

4.6 建設(shè)美觀實(shí)用的景觀和水工建筑

在生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)中，美觀性也是一個(gè)非常重要的因素，可以使整個(gè)城市的發(fā)展更加協(xié)調(diào)、更具有人情味，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)各類河道景觀的分析，使其在基于生態(tài)協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上增強(qiáng)觀賞性。相關(guān)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該對(duì)河道的基礎(chǔ)功能進(jìn)行考慮，為了更好地發(fā)揮河道防洪蓄洪的能力，還可以建設(shè)新型水工建筑，積極利用當(dāng)下的新技術(shù)和新設(shè)備來提升建設(shè)的科學(xué)性，處理好不同生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系，以更好地發(fā)揮水工建筑的生態(tài)功能。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和社會(huì)不斷進(jìn)步，生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃的質(zhì)量和實(shí)用性需要及時(shí)進(jìn)行跟進(jìn)，在生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道功能性和利用率方面需要不斷優(yōu)化，不斷通過水工建筑與河道景觀相結(jié)合來提升生態(tài)、景觀與水利工程融合的質(zhì)量和美觀程度，在生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道設(shè)計(jì)和管理上要保證科學(xué)可行，將發(fā)展建設(shè)與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 井強(qiáng).生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃設(shè)計(jì)思路[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2020（13）：44-45.