泰安市山溪性河流生態(tài)治理工程設(shè)計(jì)

李雪嬌，鞠洪燕，鄭燦堂

（泰安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山東 泰安 271000）

1 傳統(tǒng)山溪性河流工程治理模式

泰安市山溪性河流傳統(tǒng)的治理模式，通常為防洪為主的單一工程治理模式，僅采用河道清淤、防洪護(hù)岸、堤防建設(shè)等工程措施對(duì)河流進(jìn)行整治。河道清淤工程，是對(duì)因山洪沖洪積物、泥石流等造成的河道淤積物，以及其他影響河道行洪能力的違章建筑、社會(huì)垃圾等物品，進(jìn)行清理，恢復(fù)或擴(kuò)大河道行洪斷面，以此提高河道宣泄洪水的能力。防洪護(hù)岸工程，主要是為了提高河道岸坡的抗沖刷能力、使其在洪水沖刷作用下不產(chǎn)生侵蝕、淘刷以及坍塌等破壞現(xiàn)象而修建的工程，以前基本上都是采用砌石或鋼筋混凝土等材料構(gòu)筑硬質(zhì)護(hù)岸擋墻。堤防工程，是為了防御洪水漫溢泛濫，沿河道邊緣修筑的保護(hù)河流兩岸城鎮(zhèn)、農(nóng)田或其他重要對(duì)象的安全的擋水建筑物。

2 傳統(tǒng)治理模式存在的主要問題

傳統(tǒng)的山溪性河流工程治理模式主要存在以下三個(gè)方面的問題：

一是缺乏整體規(guī)劃，治理方案單一。由于體制制約，部門分割，某些山溪性河流整治，僅對(duì)險(xiǎn)要河段采取拋石護(hù)腳、砌石護(hù)坡或鋼筋混凝土擋墻等工程措施，重視局部防洪安全處理，項(xiàng)目整體上呈碎片化，缺乏上下游、左右岸系統(tǒng)規(guī)劃，使得若干工程整治效果不佳，或者失敗，甚至引起一些新的問題。

二是思想觀念保守，片面追求行洪效果。控制洪水的工程措施主要為裁彎取直、加深河槽、擴(kuò)大斷面，并用硬質(zhì)材料渠化河道，在增強(qiáng)堤岸穩(wěn)定提高行洪能力的同時(shí)，阻隔了河流與周邊介質(zhì)的水力聯(lián)系，不利于水中生物和兩棲動(dòng)物的存活，不利于水生態(tài)環(huán)境的涵養(yǎng)保護(hù)，降低了河流的自凈能力。

三是在相似的地形地質(zhì)和水文環(huán)境條件下，河道斷面單一，建筑物形式雷同，缺乏美感。

綜上，傳統(tǒng)的山溪性河流工程治理模式已難以滿足河道生態(tài)綜合治理的發(fā)展趨勢(shì)、人類社會(huì)和水生態(tài)環(huán)境的需求，迫切需要將水生態(tài)學(xué)原理與河流整治工程相結(jié)合，恢復(fù)、保持或創(chuàng)建山溪性河流的水生態(tài)系統(tǒng)，使其在具有足夠的行洪能力的同時(shí)，兼具維系自然生態(tài)系統(tǒng)和降低面源污染等功能，支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展。

3 山溪性河流生態(tài)綜合治理理念

3.1 基本理念

在河道具有足夠行洪能力的同時(shí)，通過工程或非工程措施維持或增加河流立體形態(tài)的多樣性以及空間的異質(zhì)性，以此來維持或改善河流生態(tài)環(huán)境的多樣性，進(jìn)而適應(yīng)河流中不同生物群落生活繁衍的多種多樣的自然環(huán)境需求。

3.2 岸線設(shè)計(jì)理念

盡量保留河流的自然形態(tài)，宜彎則彎,力避河流形態(tài)直線化、規(guī)則化以及渠道化等問題，使其蜿蜒曲折的天性得以延續(xù)；河流兩岸岸坡間距，宜窄則窄，宜寬則寬，寬窄相間為宜，為濕地、洲渚、河灣、急流和淺灘的保留和設(shè)置創(chuàng)造客觀條件。

3.3 淺灘生境理念

河流淺灘的生境中,光熱資源均比較豐富。水陸交會(huì)帶，宜于形成濕地。積水洼地中，各種水生植物類型豐富、數(shù)量繁多，是植食性昆蟲、鳥雀、魚類、軟體和兩棲動(dòng)物的食物；前述植食性水生動(dòng)物又是肉食性鳥雀、魚類、軟體和兩棲動(dòng)物的食物；各種水生動(dòng)物的排泄物肥沃了土壤，反過來又促進(jìn)水生植物生長(zhǎng)；茂盛的水生植物又豐富了昆蟲、鳥雀、魚類、軟體和兩棲動(dòng)物的食物，如此循環(huán)，便形成了水生動(dòng)植物相輔相生相輔相長(zhǎng)的食物鏈。

3.4 濕地生境理念

根據(jù)河流的地形和水文條件，在河濱或河心適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置人工濕地，種植適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境的水生植物，以模擬自然生境，利用其自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)河流污水的凈化，同時(shí)恢復(fù)并豐富生物種類和數(shù)量。

4 山溪性河流生態(tài)綜合治理工程設(shè)計(jì)

4.1 河道縱斷面設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)山溪性河流縱斷面時(shí)，在滿足河岸沖刷安全以及土地利用要求的前提條件下，需盡量保持河流的自然蜿蜒性,設(shè)置壅水建筑物以形成深潭與淺灘相間的類自然狀態(tài)，盡可能減小水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫作用，力避河流形態(tài)的直線化，河道中急流、緩流和靜水并存，創(chuàng)造葦荷萍藻、魚鱉蝦蟹以及蟾蜍青蛙等動(dòng)植物留存繁衍的環(huán)境，這樣，在工程美與自然生態(tài)美融為一體的同時(shí)，還節(jié)約了資金。

4.2 河道橫斷面設(shè)計(jì)

河道橫斷面形狀主要分為復(fù)式斷面、梯形斷面和矩形斷面三類。規(guī)則的梯形斷面或矩形斷面雖然有助于提高過流能力,但卻使渠道化現(xiàn)象突出，降低了河道本身的美感，因此，在滿足過流能力以及岸坡穩(wěn)定的條件下，宜采用多種多樣性的復(fù)合斷面型式，人為地增加岸坡凹凸度，以橫斷面中出現(xiàn)深潭與淺灘交錯(cuò)的布局為好。

4.3 岸坡坡比選擇

為了保持河流岸坡生態(tài)環(huán)境的多樣性，應(yīng)盡可能利用原狀自然岸坡。人工岸坡宜采用緩坡,具體坡比的設(shè)計(jì)，在考慮邊坡穩(wěn)定的前提條件下，也需結(jié)合土地利用以及人們的親水要求等因素來確定。經(jīng)驗(yàn)表明：土質(zhì)邊坡≤1∶3.5為宜；巖質(zhì)邊坡，須視巖石性質(zhì)及其風(fēng)化程度而定，取值范圍在1∶1.5～1∶2.0之間較好。當(dāng)自然坡比大于或等于上述坡比時(shí)，可以保持原狀。

4.4 岸坡防護(hù)設(shè)計(jì)

岸坡防護(hù)設(shè)計(jì)，在防沖能力要求不高和水流流速不大的河段，須首先考慮采用當(dāng)?shù)氐奶烊徊牧?盡量使用有利于植物生長(zhǎng)的親水性較強(qiáng)的多孔透水材料，以使水、土、氣之間相互聯(lián)系,保持河流空間的連通性，有利于水生物生長(zhǎng)和維護(hù)河道的水生態(tài)環(huán)境，體現(xiàn)河道本身的美感。

在防沖能力要求較高和水流流速較大的河段，宜選擇就近料場(chǎng)的石材，盡量多用干砌條石、塊石或堆石，盡量少用或不用漿砌石護(hù)岸。堆、砌質(zhì)量良好的自然石護(hù)岸，能夠使河道顯得清新、自然、古樸，給人以回歸自然的感覺。

4.5 濱水生態(tài)景觀設(shè)計(jì)

1）為減少占地，橫斷面為矩形或梯形斷面的河段，沿河道或堤防兩側(cè)可以設(shè)計(jì)一定寬度的親水平臺(tái)。親水平臺(tái)的地面高程宜設(shè)置在河道正常水位以上0.10~0.25m之間，平臺(tái)上可以養(yǎng)花、植草、種樹，鋪設(shè)人行小道，布置桌椅條凳,供人們行走和休閑,提高河道的親水性。

2）采用復(fù)式斷面的河段，河灘地即可作為天然的親水平臺(tái)。較寬闊的灘地，可開發(fā)成運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所或度假休閑場(chǎng)地；較狹窄的灘地，可修建小型野外活動(dòng)場(chǎng)所、濱河景觀小品或步游道路等。

4.6 濱水步游道設(shè)計(jì)

根據(jù)濱水步游道與河岸的空間關(guān)系，可以分為自然緩坡式、臺(tái)地式與挑出式三種類型，應(yīng)該根據(jù)具體的地形地質(zhì)和水文條件，水生生物棲息地的完整性以及人們的親水性等方面的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.7 人工濕地設(shè)計(jì)

山溪性河流生態(tài)綜合治理工程中的人工濕地，一般設(shè)計(jì)為表面流人工濕地類型，種植適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境的水生植物。水生植物配置時(shí)，應(yīng)遵循再現(xiàn)自然物種多樣性的原則，盡量體現(xiàn)“陸生—濕生—水生”生態(tài)系統(tǒng)的漸變特點(diǎn)，植物生態(tài)類型應(yīng)從“陸生的喬灌草—濕地植物或挺水植物—浮葉沉水植物”等依次設(shè)置。陸地與水域間以自然斜坡交接為宜，盡可能地接近當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境。

5 結(jié)語

泰安市山溪性河流整治以往多是以防洪為主的單一的工程治理模式，缺少綜合性的生態(tài)治理模式。2012年中國(guó)共產(chǎn)黨第十八次全國(guó)代表大會(huì)將生態(tài)文明建設(shè)列入“五位一體”總體布局之后，河道生態(tài)治理逐漸興起，但因不同的設(shè)計(jì)單位對(duì)于“生態(tài)”這一理念的認(rèn)識(shí)不同，對(duì)于河流生態(tài)綜合整治工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)的把握差別較大，使得若干工程出現(xiàn)了問題，有的甚至帶來了重大安全隱患。山溪性河流生態(tài)綜合治理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)問題，調(diào)研、歸納、總結(jié)、探究與其密切相關(guān)的理念認(rèn)識(shí)以及規(guī)劃設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)，用于指導(dǎo)今后的工作，非常必要。筆者將近年來工作中的一些認(rèn)識(shí)粗略整理成文，毫無深意，限于學(xué)識(shí)水平，一定有不少謬誤之處，懇請(qǐng)有關(guān)專家和讀者批評(píng)指正。