基于生態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恢復的解決方案，改善和恢復了河流生態的工程，證明生態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修復理論作為主要思想和方法來解決多項生態問題，促進人與自然的可持續性發展。

關鍵詞：河流生態修復；生態穩定性；可持續發展

引言：

文明社會的高速發展不可避免的對生態環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環境和生物多樣性。同時在倡導長期可持續發展理念的今天，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展起源也是逐水而居，因此生態水利工程學對于河流生態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展需求具有重大作用。我們對于生態修復的研究是為了促進生態可持續發展，促進人與自然和諧相處。

一、生態修復概念分析

（一）河流生態修復概念

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

（二）河流生態修復基礎理論

河流生態修復基礎理論主要由生態學理論、河流四維理論、串聯非連續體理論、近岸保持力理論、空間異質性理論組成。生態學理論是生態學的核心部分，是涵蓋河流生態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。生態環境是生態系統的重要部分，也是生物生存的基本單位，在生態學理論的基礎上保護現有的河流生態系統，促進系統中的動植物生存發展，恢復區域內植被恢復，也促使生態系統保持可持續性穩定發展。

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境形成的生態系統，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生作用；而時間尺度，則要重視在河流生態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律。

串聯非連續體理論是一種為考慮梯級水壩引起河流連續性中斷產生的生態影響。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系統影響，同時盡力避免人為工程隊生態系統產生破壞。

近岸保持力理論是指近岸地貌和水文因子交互作用創造了豐富的生態環境，而這種生態環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因子造就了生態環境的多樣性，基于這些理論基礎，對了解并制定河流生態修復計劃有重大意義。

（三）河流生態修復技術研究

一直以來，各國致力于水域生態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，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，為日后的河流生態系統修復工作提供了技術支持[2]。河流生態修復技術研究主要包括河流生態多樣性技術和生態護岸技術。河流形態多樣性不僅是生物群落多樣性的基礎，更是流域生態系統的核心，河流平面形態分析中需要對河流地貌多樣性展開研究，河流生態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。生態護岸技術是基于土壤生物工程發展而來的集成性工程措施，目的是生態改善、生態保護和護岸穩定。

二、河流生態系統所面臨的問題

（一）人為因素影響河流形態

我國大部分河流江道在形態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。在現代社會發展規劃中，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展史不可避免的，但是也對河流形態產生了巨大影響。它們改邊了河床的形狀，河槽的寬度以及河岸的生態環境等。河流越寬越容易沖刷變形，密集的建筑物使河床的穩定性降低，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，它是人類可持續發展的必要物質基礎。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生不良變化，打破了河流系統的生態平衡性。同時因為人為的不合理開發導致濕地面積變小，生物多樣性下降，濕地功能急速退化[4]。

（三）水生生態系統受到破壞

生態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系統中某些生態因子發生了不良變化，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展，急功近利的心態致使人類過度開墾，過度排污等，使得河流生態系統遭到了極大的破壞，水生生態系統退化。

三、生態修復理論在河流整治中的應用

在生態水里工程設計中，我們依據生態修復理論基礎，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調整的原則，在河流護岸上做出人為的對自然生態系統發展平衡的引導，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，堅持可持續性發展已經成為了主流，而河流生態更是我們極為重要的部分。改善和恢復河流生態的工程是有利于保護自然的綠色工程，是有利于和諧發展人類進程的工程。

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