基于生態(tài)修復理論在河流整治中的研究

胡贊+王波

摘要：本文主要介紹了河流生態(tài)修復的基本概念理論，通過對目前人類社會和自然相處過程中遇到的不和諧的因素和問題的分析，例如人類工程的影響和水體污染、人為活動的破壞等，從不同的角度提出了對于促進河流生態(tài)恢復的解決方案，改善和恢復了河流生態(tài)的工程，證明生態(tài)修復理論不僅是有利于保護自然的綠色工程，而且是有利于和諧發(fā)展人類進程的工程。我們當代的水利工程研究人員將會把生態(tài)修復理論作為主要思想和方法來解決多項生態(tài)問題，促進人與自然的可持續(xù)性發(fā)展。

關鍵詞：河流生態(tài)修復；生態(tài)穩(wěn)定性；可持續(xù)發(fā)展

引言：

文明社會的高速發(fā)展不可避免的對生態(tài)環(huán)境有造成過一定的破壞，并且隨著社會和政府的共同關注，人們日益重視和保護生態(tài)環(huán)境和生物多樣性。同時在倡導長期可持續(xù)發(fā)展理念的今天，人們也開始關注河流水利工程對于河流生態(tài)修復的種種影響和作用。水是生命之源，我們的文明歷史的發(fā)展起源也是逐水而居，因此生態(tài)水利工程學對于河流生態(tài)的研究具有重大意義，同時也作為一個水工學新的領域對于滿足人類社會發(fā)展需求具有重大作用。我們對于生態(tài)修復的研究是為了促進生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，促進人與自然和諧相處。

一、生態(tài)修復概念分析

（一）河流生態(tài)修復概念

所謂生態(tài)修復就是指對生態(tài)系統停止認為干擾，以減輕壓力負荷，依靠生態(tài)系統的自我調節(jié)能力使其向有序的方向進行演化，或者利用生態(tài)系統的這種自我恢復能力，輔以人工措施，使遭到破壞的生態(tài)系統向著健康良性的方向進行演化。河流生態(tài)修復就是使河流生態(tài)系統恢復到與未被破壞前的近似狀態(tài)，而且能夠自我維持動態(tài)平衡的過程。通過各種手段使退化的生態(tài)重新回到可以為人類所利用的自維持良性生態(tài)循環(huán)的狀態(tài)。生態(tài)修復是減緩生態(tài)退化，促進生態(tài)恢復，維持并穩(wěn)定生態(tài)系統平衡的重要措施。

（二）河流生態(tài)修復基礎理論

河流生態(tài)修復基礎理論主要由生態(tài)學理論、河流四維理論、串聯非連續(xù)體理論、近岸保持力理論、空間異質性理論組成。生態(tài)學理論是生態(tài)學的核心部分，是涵蓋河流生態(tài)系統中的生物群落演替理論、生物多樣性理論以及生物食物鏈理論的綜合性理論。生態(tài)環(huán)境是生態(tài)系統的重要部分，也是生物生存的基本單位，在生態(tài)學理論的基礎上保護現有的河流生態(tài)系統，促進系統中的動植物生存發(fā)展，恢復區(qū)域內植被恢復，也促使生態(tài)系統保持可持續(xù)性穩(wěn)定發(fā)展。

河流四維理論即具有縱向、橫向、豎向以及時間尺度的生態(tài)系統。縱向指河流源頭到河口的各種變化，也是比較主要的修復重點；橫向則是河流與周圍環(huán)境形成的生態(tài)系統，它們之間存在著密切的自然聯系和物質交流；豎向指河流以及其底部的各種有機物和生物相互發(fā)生作用；而時間尺度，則要重視在河流生態(tài)修復中河流的演變歷史，了解長時期內河流的變化過程，在歷史中尋求變化規(guī)律。

串聯非連續(xù)體理論是一種為考慮梯級水壩引起河流連續(xù)性中斷產生的生態(tài)影響。在此理論中測定河流的一些參數，分析其中的變化因素，評估該工程對河流生態(tài)系統影響，同時盡力避免人為工程隊生態(tài)系統產生破壞。

近岸保持力理論是指近岸地貌和水文因子交互作用創(chuàng)造了豐富的生態(tài)環(huán)境，而這種生態(tài)環(huán)境對于河流內的生物意義重大。

空間異質性理論則主要強調空間綴塊種類的不均勻性和復雜性，反映了生命系統和生命支持系統的相互依存關系。

這些多種多樣的生態(tài)因子造就了生態(tài)環(huán)境的多樣性，基于這些理論基礎，對了解并制定河流生態(tài)修復計劃有重大意義。

（三）河流生態(tài)修復技術研究

一直以來，各國致力于水域生態(tài)系統的研究與修復工作。倪普仁在研究探討河流健康、河流功能、功能要素和生態(tài)修復措施四個層次關系的基礎上，指出了河流修復的步驟[1]。日本財團法人河流整治中心從日本國土利用情況和水文化出發(fā)，結合以往河流整治的實踐，按照修復概要、修河要點、施工過程和建設效果敘述了關于日本生態(tài)修復理論在河流系統的技術和施工方法，為日后的河流生態(tài)系統修復工作提供了技術支持[2]。河流生態(tài)修復技術研究主要包括河流生態(tài)多樣性技術和生態(tài)護岸技術。河流形態(tài)多樣性不僅是生物群落多樣性的基礎，更是流域生態(tài)系統的核心，河流平面形態(tài)分析中需要對河流地貌多樣性展開研究，河流生態(tài)系統修復中要具有河岸帶、河流斷面多樣化、河流蜿蜒性等多方面進行改善修復技術。生態(tài)護岸技術是基于土壤生物工程發(fā)展而來的集成性工程措施，目的是生態(tài)改善、生態(tài)保護和護岸穩(wěn)定。

二、河流生態(tài)系統所面臨的問題

（一）人為因素影響河流形態(tài)

我國大部分河流江道在形態(tài)上失去了天然河道的特點，這主要是由于人類活動特別是人為建筑改變了河道形狀。在現代社會發(fā)展規(guī)劃中，人類往往會依附河流修建人工建筑物，例如水壩、水力發(fā)電站、水上娛樂設施等，雖然這些建筑物的出現對于人類文明發(fā)展史不可避免的，但是也對河流形態(tài)產生了巨大影響。它們改邊了河床的形狀，河槽的寬度以及河岸的生態(tài)環(huán)境等。河流越寬越容易沖刷變形，密集的建筑物使河床的穩(wěn)定性降低，導致河岸坍塌變形[3]。

（二）濕地水體受到污染

濕地因為擁有許多對于人類的有益的功能而顯得尤為重要，它是人類可持續(xù)發(fā)展的必要物質基礎。然而在過度排放水體污染物下，使得河流環(huán)境不能完成水體自凈，水境質量逐步下降，導致水體的物理化學特征均發(fā)生不良變化，打破了河流系統的生態(tài)平衡性。同時因為人為的不合理開發(fā)導致濕地面積變小，生物多樣性下降，濕地功能急速退化[4]。

（三）水生生態(tài)系統受到破壞

生態(tài)系統遭到破壞是指在人為因素和自然因素的共同影響下使生態(tài)系統中某些生態(tài)因子發(fā)生了不良變化，導致產生不符合人類和生物的生存需求，系統整體產生與進化方向相反的位移。由于近幾十年社會的高速發(fā)展，急功近利的心態(tài)致使人類過度開墾，過度排污等，使得河流生態(tài)系統遭到了極大的破壞，水生生態(tài)系統退化。

三、生態(tài)修復理論在河流整治中的應用

在生態(tài)水里工程設計中，我們依據生態(tài)修復理論基礎，本著工程安全經濟、河流異質性、河流尺度整體性以及反饋維穩(wěn)調整的原則，在河流護岸上做出人為的對自然生態(tài)系統發(fā)展平衡的引導，按照河流的護岸地形來設計工程。根據生物多樣性來選擇最為合適的植物來構成豐富的植被，采用天然植被護岸時，多樣的植物材料可根據河流水位高低、土壤、氣候進行不同的分類，對于河流的生態(tài)恢復有極大的促進作用。我們也要對護岸的土體進行測試和加固，保證護岸土地負載能力和穩(wěn)定性。實驗結果表明，護岸土體的最佳密度為百分之八十到百分之八十五，要盡力去維持土體穩(wěn)定平衡，同時也要滿足對于不同植物生長需求。

結論：

我們人類在與自然的相處中經歷了四個時期，分別是人類被迫屈服于自然、人類努力征服自然、人類屢遭自然懲戒、人類與自然和諧相處。我們已經受到了太多的大自然對于我們的懲罰，現如今與自然和諧相處，堅持可持續(xù)性發(fā)展已經成為了主流，而河流生態(tài)更是我們極為重要的部分。改善和恢復河流生態(tài)的工程是有利于保護自然的綠色工程，是有利于和諧發(fā)展人類進程的工程。

參考文獻：

[1]王興勇，陳興茹，劉樹坤.城市河流景觀規(guī)劃基本原則和主要內容探析[J].中國水利水電科學研究院學報，2015，13（06）：442-448.

[2]張晴.清原縣中小河流生態(tài)破壞原因分析及治理模式[J].黑龍江水利科技，2012，40（10）：244-246.

[3]趙楠，張睿，尚磊.河流生態(tài)修復的研究內容和理論技術[J].河南水利與南水北調，2015，（05）：55-57.

第一作者簡介：胡贊（1988-），男，陜西大荔人，助理工程師，碩士生，研究方向為水利工程.

第二作者簡介：王波（1985-），男，陜西商南人，助理工程師，碩士生，研究方向為水工結構工程.endprint