王莉莉 李乃回 張 亞
城市河道駁岸對生態環境的影響
王莉莉 李乃回 張 亞
近年來,隨著社會經濟的發展,社會生產、生活對水資源的依賴程度逐漸增加,對洪澇旱等災害的重視程度日益提高,人類開始對河流進行各式各樣的改造和開發利用,使河流發揮了重大的使用功能和經濟效益,但河道的生態系統也遭到嚴重破壞。河道整治等大規模建設改變了河道系統的邊界、徑流條件,使河道的斷面形狀、水文條件、植被結構等發生改變,河道的生態環境受到一定影響,進而影響到人類對河流的可持續利用。
目前,常用的河道治理方法包括裁彎取直、加大或壓縮河寬、疏挖河床、修建護岸工程等措施,以提高防洪的安全度。這些工程措施會在一定時期和一定程度上發揮興利防洪的效益。但工程設施的修建使原有的河道斷面地形、植被結構、生物環境、水位條件等發生變化,從而使河流的生態環境受到影響。
隨著徐州城市化進程的迅速發展,城市現有管網建設的不完善問題日益突出,雨污合流排入河道造成被動排污,加上一直以來徐州傳統的城市河道駁岸多采用混凝土、水泥、石料為主的形式,這些形式存在許多缺點:混凝土、石材駁岸使得城市地表營養(氮、磷)直接流入河道內,同時減弱了河道的自凈能力,加重了城市河道的富營養化。近二十幾年來,徐州市區經濟社會發展迅速,大量工業廢水和生活污水排入市區河網,河網水質受到嚴重污染。20世紀90年代后期,有關部門開始關注環保,著手進行市區河網水環境治理,通過幾年的河道截污、疏浚等綜合性措施使得市區河網水質得到不同程度的改善,但總體上河道水質惡化問題仍未得到有效遏制。
1.河網水面率下降
河網水面是調蓄雨洪的重要空間,城市建設占用河道的情況嚴重,在廠區中,填河、堵河、縮窄河道現象較為嚴重。總體上,河網水面率不斷減小,河道水域保護面臨的形勢嚴峻。
2.河道天然徑流減少
目前城市河道受污染情況嚴重,城市地面硬化面積過大,造成蒸發量加大,減少了地表徑流,河道天然徑流的減少降低了河網水體的自凈和納污能力。
3.城市河道水體互通條件較差
徐州市區主河干道構成“九河七湖”的網絡,而內河水體的補充和交換基本依靠自然降水,造成水體變化呈現季節性差異,形成枯水期和豐水期。
4.傳統駁岸嚴重破壞了河道的生態環境
城市河道河水發臭、富營養化等河道生態環境問題,河道水質污染嚴重制約了市區水環境的改善。駁岸類型主要有砌石駁岸、混凝土駁岸等,通過調查發現,傳統駁岸都是人工硬質駁岸,如鋼筋混凝土墻式駁岸或斜坡駁岸,隔斷了城市河道自身應有的生態過程,形成了極其單一、乏味的水渠,為周邊的景觀規劃也帶來了很大的局限。斜坡式多為石砌組成,透水性差,生態效應也差。水體和陸地被硬生生劃分成了陌生的兩部分,其在自然生態上的缺陷日益暴露。傳統駁岸只強調水系的防洪、水運、灌溉等功能,缺少生態層面的考量。
1.從防洪角度看
整治后的河道,被水泥和鋼筋混凝土加固了的河岸阻止了水體滲透,改變了兩岸河畔林的儲水功能,破壞了原來自然蜿蜒的河道形態所能起到的減低河水流速、蓄洪涵水、削弱洪水破壞力等作用,導致洪災總體風險不斷增加,為城市防洪帶來了隱患。
2.從污染防治角度看
人們在治理城市河流污染問題時,往往忽視了河流自身所發揮的積極作用。天然河道有自凈能力,水泥襯底和石砌邊坡割裂了水體與土壤的關系,使水系與土地及其生物環境相分離,水土植物生物之間形成的物質和能量循環系統被破壞,加劇了水污染的程度。
3.從可持續發展角度看
對河流的開發治理,必須考慮河流生態系統的可持續性,協調人與河流之間的關系,適度發展,維護流域生態的可持續性和流域經濟的可持續發展。
生態駁岸需要兼具傳統工程駁岸的安全防護功能和生態駁岸的滲透調節功能,具體表現為以下五個方面:
(1)護堤、防洪的基本功能。(2)改善濱水區景觀、恢復生態平衡。(3)生態駁岸把濱水區植被與堤內植被連成一體,形成一個水陸復合型生物共生的生態系統。(4)調節水源。豐水期,河水向堤岸外的地下水層滲透儲存;枯水期,地下水通過堤岸反滲入河,起著補枯、調節水位的作用。(5)增強水體自凈作用。植被和其他生物可吸收分解河水中大量的污染物,從而適度凈化水體。
自嵌式生態型擋墻與傳統的漿砌石或混凝土擋墻(剛性擋墻)相比,可縮短工期30%左右,受天氣等因素干擾少,且工程質量易于保證。自嵌式生態型擋墻是填土、拉筋和自嵌塊三者的結合體。自嵌塊的層與層之間無砂漿或其他固結措施,墻身坐落在柔性骨料基礎上,是柔性結構,塊體可以自由移動或調整相互位置,對小規模基礎沉陷或遇到短暫的非常荷載組合有相當高的變形能力。自嵌式植生型擋土墻由于不用砂漿,滲透性可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調節功能,可有效抑制藻類的生長繁殖,發揮水體自凈作用。墻面上生態孔可以植草種花,墻體填土中可種小型喬木等,可以有效去除水體中的氮、磷,能耗低,簡單易行,同時植物的根系可以穿過擋土塊,達到固化墻體的作用。而所形成的河岸有著天然河道邊坡的特點,有利于生態循環系統的保護。
目前,我國城市河道駁岸多數采用硬質和渠化的設計方法,隨著海綿城市的建設,城市河道駁岸的設計和施工得到廣泛的關注。城市河道的生態駁岸設計可以兼顧自然和人類的共同需求,使人類和自然真正達到和諧統一。城市河道駁岸工程是未來各地政府重要的工作任務,從防洪排澇理念轉變到生態治理、人水和諧的設計治水觀念,結合景觀綠化設計,有必要建立起一套全新的評價體系或標準,以便于對城市生態治理進行客觀科學的評價,加快生態駁岸的應用和發展。相信隨著社會各界對城市河道駁岸的日益重視,城市河道駁岸研究也會更全面和深入,駁岸建設也會更趨向科學■
(作者單位:徐州市水利建筑設計研究院 221000)