河道生態(tài)治理法在太子河本溪段的應(yīng)用研究

穆長(zhǎng)軍

(本溪滿族自治縣水務(wù)局，遼寧 本溪 117100)

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河道生態(tài)治理法在太子河本溪段的應(yīng)用研究

穆長(zhǎng)軍

(本溪滿族自治縣水務(wù)局，遼寧 本溪 117100)

中國(guó)在進(jìn)行河道治理時(shí)多以防洪排澇為主要目標(biāo)，河流的污染問(wèn)題卻未能得到有效解決，能否在確保防洪功能的前提下有效地改善河道的生態(tài)環(huán)境，成為環(huán)境、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。文章結(jié)合太子河本溪段河道的治理工程，研究分析了新型護(hù)坡結(jié)構(gòu)與生態(tài)建設(shè)在河道治理中的應(yīng)用，為遼寧省河道生態(tài)治理的發(fā)展提供了參考與借鑒作用。

河道；新型護(hù)坡結(jié)構(gòu)；生態(tài)建設(shè)；生態(tài)治理法

0 引 言

河流是保持地球生態(tài)平衡的重要因素，也是人們賴以生存的可再生資源，但是隨著我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程不斷加速，河流的水質(zhì)逐漸惡化、河道淤積問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，嚴(yán)重破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)河道的治理大多以增強(qiáng)河流防洪能力為主要目標(biāo)，忽略了對(duì)河道兩岸自然環(huán)境的修復(fù)與保護(hù)，使得治理效果不盡如人意。

文章從河道生態(tài)治理方法出發(fā)，結(jié)合太子河本溪段河道的治理工程，探究新型護(hù)坡形式的使用方法與水土保持策略的實(shí)施，對(duì)遼寧省的河道處置具有重要的指導(dǎo)意義。

1 河道生態(tài)治理方法

河道的生態(tài)治理應(yīng)當(dāng)將自然環(huán)境與建筑結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，使河道不僅能夠發(fā)揮防洪排澇的傳統(tǒng)功能，還要作為一個(gè)小型生態(tài)圈來(lái)維持所處地段的生態(tài)平衡，使人與自然和諧共處，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

生態(tài)治理在水源保護(hù)、河流疏通以及污泥處理方面與傳統(tǒng)處置方式大致相同，但是重點(diǎn)增加了生態(tài)結(jié)構(gòu)的建設(shè)，使水土保持、植物多樣化的概念滲入至河道治理的理念中。具體研究步驟如圖1所示。

圖1 河道生態(tài)治理的步驟

1.1 河道的平面形態(tài)

目前，在進(jìn)行河道治理時(shí)，通常只把防洪的功能作為重點(diǎn)，河道的平面形態(tài)多采用直道、款寬面，并且在河兩岸修筑高堤；當(dāng)采用生態(tài)治理方法時(shí)，河道的形態(tài)常為曲折、蜿蜒狀。

1.2 河道斷面

傳統(tǒng)的河道主要有矩形斷面與復(fù)合斷面兩種。進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合流域地區(qū)的環(huán)境狀況、河流功能以及土地開發(fā)情況等影響因素，避免人工痕跡的過(guò)多殘留。在保證河道防洪功能的前提下應(yīng)盡量避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，一般來(lái)講，天然斷面是最佳選擇，若天然斷面不能滿足要求時(shí)，可選斷面依次為復(fù)合斷面、梯形斷面、矩形斷面。

1.3 污染水體治理

由于我國(guó)大部分的河道受污染的程度較為嚴(yán)重，很難依靠其自身的凈化功能使污水轉(zhuǎn)變?yōu)閮羲虼耍廴镜闹卫硇枰揽咳祟惖耐饬Σ拍苋〉幂^好成效。人工處理河水有化學(xué)、生物、物理3種方法，通過(guò)大量的工程實(shí)例分析以及對(duì)比試驗(yàn)研究可知，生物法的治理效果持續(xù)時(shí)間最為長(zhǎng)久，且不會(huì)產(chǎn)生水質(zhì)的二次污染，是治理污染水體時(shí)的首選方案。

1.4 護(hù)坡形式

生態(tài)護(hù)坡作為新興技術(shù)，其目標(biāo)為：確保河道輸水功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，盡可能地保留動(dòng)植物的生存空間，使人與自然、人與生物和諧共存。常見(jiàn)護(hù)坡形式主要有：植物護(hù)坡、干塊石護(hù)坡、生態(tài)混凝土護(hù)坡、賓格網(wǎng)石籠護(hù)坡、生態(tài)砌塊護(hù)坡、抗沖生物毯護(hù)坡等。選取護(hù)坡形式時(shí)，要結(jié)合河道的流量、動(dòng)植物分布以及環(huán)境狀況，選擇最有利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡的護(hù)坡形式。傳統(tǒng)護(hù)坡與新型護(hù)坡的特征與優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 傳統(tǒng)、新型護(hù)坡形式之間的比較

1.5 植物種類選擇

在進(jìn)行生態(tài)植物的選擇時(shí)，要考慮河道自身特點(diǎn)與植物的生長(zhǎng)習(xí)性，使兩者互相適應(yīng)，充分發(fā)揮河道的防水、輸水以及植物的生態(tài)調(diào)節(jié)功能。通常，植物的選取要遵循以下5個(gè)基本原則：

1)生態(tài)適應(yīng)性原則：不同植物有著不同的生長(zhǎng)環(huán)境，所選取的植物必須能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特征，因此，應(yīng)當(dāng)充分調(diào)查河道周圍的降水量、土壤酸堿性以及氣溫變化規(guī)律等因素，保證所選植物可以正常生存。

2)生態(tài)功能優(yōu)先原則：植物的效益眾多，如生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益等，而在河道建設(shè)植物區(qū)則主要是利用其保持水土、凈化水質(zhì)、固土護(hù)坡等生態(tài)效益。不同的植物所具有的最優(yōu)生態(tài)功能各異，為使生態(tài)效益達(dá)到最佳，可適量增加植物的種類，使多種植物各自發(fā)揮其最優(yōu)功能，共同改善河道的生態(tài)環(huán)境。

3)本地植物為主原則：本地植物對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境有著最好的適應(yīng)性，多種植本地植物可降低病蟲害的影響，增加植物的存活率，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，一個(gè)地區(qū)的特色植物能夠很好地表現(xiàn)出當(dāng)?shù)氐木坝^特征，這是外來(lái)植物無(wú)法比擬的。如果對(duì)本地區(qū)的環(huán)境特征調(diào)查不夠充分，選取的外來(lái)植物可能會(huì)出現(xiàn)“不適應(yīng)”或者“瘋長(zhǎng)”等情況，這會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)平衡帶來(lái)巨大破壞，起到相反作用。

4)物種多樣性原則：一個(gè)植物群只有在種類豐富的情況下才能保持較強(qiáng)的穩(wěn)定性，防止外來(lái)物種的過(guò)度繁殖，豐富的植物類型還能給更多種類的動(dòng)物提供棲息地，給河流生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)造復(fù)雜多樣的生態(tài)環(huán)境，不僅起到了河道治理的效果，還能美化兩岸的風(fēng)景，滿足審美要求。

5)經(jīng)濟(jì)適用性：為提高河道治理的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)盡量選擇成活率高、貨源充足以及生存能力強(qiáng)的種子，若在景觀方面沒(méi)有特殊要求，可多種植本地植物，在成本與后期養(yǎng)護(hù)方面降低治理費(fèi)用。

2 工程概況以及存在問(wèn)題

太子河位于遼寧省東部，總流域面積為13258km2，河道總長(zhǎng)達(dá)到了359km，其中，流經(jīng)本溪市的河道總長(zhǎng)159km，流域面積為4325km2，沿途共有19條支流。本溪市具有典型的季風(fēng)性氣候，降水期較為集中，由于太子河河道蜿蜒彎曲，遇到暴雨集中季節(jié)時(shí)很容易發(fā)生洪澇災(zāi)害，存在著較大潛在危險(xiǎn)。

目前，河道周圍污染情況十分嚴(yán)重，多處土地逐漸沙化，導(dǎo)致河岸被河水沖刷破壞，使河道的輸水防洪功能大大降低，并且多處河岸遭人為侵占，河水水質(zhì)逐年下降，河道周圍的植物也被嚴(yán)重破壞，極大的影響了太子河的生態(tài)平衡。

3 治理方法

3.1 工程任務(wù)

太子河河道本溪段治理的主要任務(wù)為：①按照防洪標(biāo)準(zhǔn)為200a一遇的要求提高河道防洪功能，保證洪水在不超過(guò)控制標(biāo)準(zhǔn)的情況下能被順利下泄，避免下游出現(xiàn)洪澇災(zāi)害；②解決河道兩岸存在的環(huán)境污染問(wèn)題，提高太子河的生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性；③修建護(hù)砌33.8km，增設(shè)涵洞18座，加固堤岸強(qiáng)度，保證河道的安全性。

3.2 護(hù)坡工程

太子河本溪段流速大、河道蜿蜒，河灘沖刷情況較為嚴(yán)重，需要及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，因此，本工程選用聯(lián)鎖式預(yù)制塊作為護(hù)坡結(jié)構(gòu)，該護(hù)坡的坡面較為穩(wěn)固，并且坡上可以種植草本植物，植物的存在能有效固定坡岸的土壤，防止垃圾與污水直接流入河道，避免河水被人為污染。聯(lián)鎖式預(yù)制護(hù)坡還具有施工速度快，成本低，可重讀使用等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。護(hù)坡的下方應(yīng)設(shè)置反濾土工布與1m厚的碎石墊層，聯(lián)鎖式預(yù)制護(hù)坡結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 聯(lián)鎖式預(yù)制護(hù)坡結(jié)構(gòu)

在對(duì)環(huán)境要求較高的地段可以采用抗沖生物毯式護(hù)坡結(jié)構(gòu)，抗沖生物毯由符合纖維織物與多種草本植物共同構(gòu)成，是一種新型生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)，能夠有效地提高河道水土保持的能力。抗沖生物毯工由四層結(jié)構(gòu)，每一層的材料及功能如圖3所示。

圖3 抗沖生物毯護(hù)坡結(jié)構(gòu)

3.3 水土流失防治措施

由于河本溪段河道治理項(xiàng)目進(jìn)行中存在取土筑堤過(guò)程，在此階段會(huì)出現(xiàn)人為導(dǎo)致水土流失的情況，因此，需要制定相應(yīng)的預(yù)防措施，力求在根源上避免人為因素引起水土流失。文章主要介紹項(xiàng)目中采取的植物治理措施，各個(gè)分區(qū)的水土保持方案如下所示：

3.3.1 防汛路工程防治區(qū)

本段河道總長(zhǎng)度22.45km，右岸新建防汛路長(zhǎng)度為12.54km，在防汛路兩旁每隔2m種植一顆楊樹，確保植被連續(xù)覆蓋。

3.3.2 疏浚工程區(qū)

本工程區(qū)的建設(shè)主要結(jié)合護(hù)坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行河道的處理，選取護(hù)坡結(jié)構(gòu)為聯(lián)鎖式預(yù)制護(hù)坡。

3.3.3 建筑工程防治區(qū)

本段工程共包含有12個(gè)涵洞，為保證施工進(jìn)度，可在主體工程完成后再針對(duì)涵洞翼墻與護(hù)坡面進(jìn)行綠化。在修建涵洞與路堤時(shí)，對(duì)原有的地面植被產(chǎn)生了一定的破壞，使得水土流失情況較為嚴(yán)重，因此，應(yīng)在涵洞出口30m范圍內(nèi)進(jìn)行植被綠化，具體為：每100m2范圍內(nèi)播撒1.6kg狗牙根草種。護(hù)坡長(zhǎng)度為11.35km，應(yīng)對(duì)護(hù)坡往上6m范圍內(nèi)進(jìn)行綠化，具體為：每100m2內(nèi)播撒1.6kg狗牙根草種，且每1m2內(nèi)種植一個(gè)紫穗槐。

3.3.4 棄土工程區(qū)

河道清淤、河灘開挖以及建筑物的拆除是棄土的三大來(lái)源，為合理利用資源，可將開挖出的棄土全部回填至土塘中。

3.3.5 臨時(shí)施工工程區(qū)

臨時(shí)工程主要有：施工便道、材料庫(kù)、材料加工棚以及工人臨時(shí)宿舍等。此類工程區(qū)要著重注意廢水的排放問(wèn)題，臨時(shí)建筑通常鄰近河灘，應(yīng)設(shè)置有效的排水系統(tǒng)，防止污水流入河道中。在進(jìn)行棄土與材料的堆放時(shí)，確保土堆高度≤2.5m，坡度≤1∶2.5。排水溝為每40m一條，縱向布置，排水溝尺寸為：底部0.5m寬、0.5m深，坡度為1∶2。坡道位置應(yīng)破設(shè)有草墊，防止在出現(xiàn)較大風(fēng)力時(shí)出現(xiàn)揚(yáng)塵，同時(shí)還能避免暴雨的沖刷。

4 效果評(píng)價(jià)

太子河本溪段的河道采用生態(tài)治理法進(jìn)行了清淤、護(hù)坡、綠化等一系列處理，新型生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于河道拓寬、加固工程中，在提高了河道防洪排澇功能的同時(shí)還使當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境獲得了最大程度地穩(wěn)定，河道不僅成為了阻擋洪水的一道有力屏障，還成為了居民休閑娛樂(lè)的場(chǎng)地，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益方面均取得較大成功。

5 結(jié) 論

本文從新型護(hù)坡結(jié)構(gòu)的特征與適用范圍出發(fā)，提出選取護(hù)坡植物的5個(gè)基本原則，并結(jié)合太子河本溪段河道治理工程，對(duì)河道生態(tài)治理的方法做出了詳細(xì)介紹，制定有效的護(hù)坡及水土保持治理措施，極大地緩解了河道內(nèi)的淤泥阻塞以及環(huán)境污染問(wèn)題，為該地區(qū)的河道生治理工程提供了一定的借鑒與依據(jù)。

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2016-08-16

穆長(zhǎng)軍(1978-)，男，遼寧本溪人，工程師，研究方向?yàn)樗こ淌┕ぁ⒈O(jiān)理等。

1007-7596(2016)09-0026-04

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