城鎮河道生態治理關鍵技術及模式研究

趙明

（北票市防汛抗旱指揮部辦公室，遼寧 北票 122100）

傳統的水利建設比較注重防洪排澇、灌溉供水、水力發電等功能，隨著我國水利事業的快速發展水利工程發揮的重要作用更加突出。與此同時，人類活動對自然水系的干擾程度也明顯增強，如生態功能退化、水體污染、江河斷流等問題日趨突出。從工程設計上，河道整治要保證與生態過程的協調性，運用生態治理模式盡量降低對環境的影響[1-3]。換而言之，就是要維護水系統健康與良性循環，尊重物種多樣性維持河道自然生境，減少對資源的剝奪以及促進對生態的保護，最終形成系統穩定、功能強大、結構優化、群落搭配合理的生態系統。

一、河道治理技術

（一）治理現狀

傳統的河道整治多以河床硬化、漿砌石或塊石護坡等方式為主，雖然能夠提供較安全的河流環境，有效抵御洪澇災害以及保持水土，但從人水和諧的視角其環境協調性極差，給水系統循環以及周邊環境造成嚴重影響，主要體現在：

1.生物多樣性減少。多樣的水體流動性受河道整治發生顯著改變，水流速度因裁彎取直措施明顯增加，這大大增強了水流對河岸和河床底部的沖刷，加之河床異質性的減少使得生物原有的棲息條件和生長環境破壞甚至消失。

2.自凈功能下降。自然河道的自凈功能發揮著重要作用，而土壤與水體之間的聯系因光滑的硬質式護岸被割裂，由此導致環境與生物、土地與水體的隔離，水陸系統之間的能量、物質交換受阻，孤立于土壤之外的河流系統無法支撐復雜的水生生物群落，河流的自凈功能明顯下降。

3.水體污染加劇。以往的河道治理，通常將膨脹劑、抗凍劑等許多添加劑被加入建筑材料內，而部分混凝土或漿砌石長期處于水體浸泡狀態，由此使得水與添加劑、部分原材料發生碳化反應或水化反應，從而造成河流污染。此外，各種因污染物無法被裸露硬化的岸坡過濾吸收，在降水徑流作用下被排入河道，從而產生水污染等問題，并且河道失去了原有的綠色植被護岸的生機[4]。

4.洪澇風險增大。裁彎取直使得河流束窄加深，不透水范圍因硬化覆蓋而擴大，從而減弱了河道泄洪能力，致使洪澇風險增加并帶來防洪隱患。

（二）形態設計

天然河流走向通常呈蜿蜒曲折狀，為維持其原有的環境空間以及自然屬性，形態設計時應遵循“遇彎則彎、易寬則寬”的原則，隨地形和層次的改變而變化，盡量維持河流原有的地貌形態，恢復河道的縱向與橫向連通性，保證河流的自然運行[5]。另外，形態設計時還要考慮水域、陸域兩個系統，在保證防洪安全的基礎上考慮各類不利因素科學設計。

（三）河床河堤設計

為恢復適宜于水生動植物生長繁衍的多孔質、生態化河床，將原鋪設于河床的硬質材料拆除。以改善河床自然環境、保護水生物種、人與自然和諧相處等為原則，運用穩定河床的方法增強水系統自修復功能，切實提升河道行洪能力以及水生物種多樣性。

河堤具有植被護岸、緩沖帶、廊道的功能，在確保防洪安全的基礎上提供一道人水相親的風景線。所以，堤防加固與河床修復應引起重視，以保證生態與防洪功能為要求建成綠色堅固的長廊。通過治理河堤以及沿線景觀，達到防洪安全、自然與人文景觀相協調的目的。因此，河床河堤設計就是創建生物與水體、水體與土體相互涵養且生境適宜的河堤替代過去人工混凝土建筑，提升河流調節水量、滯洪枯補、水體自凈等功能，為動植物生長反演提供適宜的空間。

（四）護岸技術

傳統的護岸材料有預制砼塊、混凝土、干砌石或漿砌石等，對防治土壤侵蝕、保證防洪安全及增強岸坡穩定性等具有重要作用，這也給河流生態與自然景觀帶來不利影響，加劇了生態系統破壞、水域和陸域環境的惡化，水體自凈能力明顯下降。所以，生態護坡的關鍵是有機結合生態植物材料和工程措施，或者利用生態型植物保證河流沖刷岸坡的穩定性以及完整性。生態護坡技術涉及生態學、水力學、水土保持學、水文地質等多門學科，采取適宜的植物與工程措施建成良性循環、綠色生態的護岸體系，盡量發揮生態系統自修復、自組織和自支撐功能，從而實現人類社會、生態護岸較高年、水資源與河道治理的協調統一。所以，護岸技術屬于一項涉及微生物和動植物等綜合技術[6]。

（五）水質修復技術

一般地，河流水質修復主要物理、化學、生物生態3 種方法，其中物理方法有引水稀釋、疏挖底泥、機械除藻等，這類方法往往治標不治本，通常作為應急措施解決突發性水污染問題；化學方法有加入鐵鹽、石灰。化學藥劑等沉積磷、脫氮、殺藻，這種方法易造成二次污染且投入的成本較高；生物生態法有種植與養放水生生物、修建人工濕地、人工增氧等，此類已成為城鎮河道水質修復的重要手段，也是研究水生態修復的重點與熱點。

（六）河岸植被設計

城鎮河道的水陸存異性越大、空間面積越廣，則生物多樣性、系統穩定性以及促進生態服務價值的作用越強。因此，河道生態治理要最大程度的增加兩岸和水面面積，保持生物群落棲息地上下游、左右岸的連通性，提升生態系統完整性，增加綠化岸坡與水面的過渡通廊，更好的融合岸邊與岸坡樹林、綠地，由此建成生態網絡體系。

陸生、水生和濕地物種為生態河道的主要物種類型，通常按以下要求選擇水生和濕地物種：物種具有易繁殖與栽培的優勢，并且不引起外來物種入侵；觀賞價值高；能夠承受一定的水污染壓力；擁有較強的水環境凈化能力；生長后植物景觀層分明、立體景觀及環保效果較好。水生、濕地物種對于富營養化水體具有優異的降解與吸收能力。此外，考慮河流所在地的氣候條件與自然環境選擇水生、濕地物種，一般選擇水體凈化能力較強、生存能力較強、根系發達、生長速度快的物種，主要有香蒲、蘆葦和鳳眼蓮等[7]。結合河岸景觀空間要求合理選擇陸生物種類型，選擇易栽培生長、景觀效果好且觀賞價值高的本地喬灌木與草本植物，可供選擇的落葉喬木有旱柳、垂柳、國槐等，花灌木有紫葉李、海棠等，草木花卉有馬蓮、繡線菊、萱草等，常綠苗木有檜柏、黃楊、女貞等，選擇的草坪品種應盡量為多年生，做到不同物種層次分明、相互交錯，在發揮良好生態效益的同時具有一定的季節變化。

二、城鎮河道生態治理模式

（一）河道線型設計

河道線型布置要充分考慮河流天然原有的走向，盡量保留河流的天然輪廓，并結合城市發展規劃和市政建設適當調整。針對城鎮道路與河流存在交叉處，應對河道按照橋梁建設和路網適當調整，以正交叉替代斜交叉的調整方式也比較常見，調整過程中河道轉彎處要形成光滑的曲線，故轉彎半徑不宜過小，并且強調兩岸的協調以及上下游堤線的銜接；針對比較規整的城鎮用地規劃格局，土地的高效利用往往受到河道穿越的限制，對此適當修改河道線型，使河流盡量貼近道路，并規劃親水平臺形成濱河景觀帶，切實改善道路景觀，在居住區與道路間形成天然防護帶以降低揚塵、噪聲影響。工程中要慎重考慮河道裁彎，雖然裁彎可以增加兩岸土地面積、縮短航程、增強河流的泄洪能力，同時也會對河道原有的優美景觀和自然彎曲造成破壞，在一定程度上改變河勢。

（二）護岸、斷岸設計

城鎮河道生態治理主要有人工生態護岸與自然生態護岸兩種方式，人工生態護岸主要用于解決水土流失、岸坡坍塌的問題，一般適用于有通航要求的鄉鎮與城市河道；自然生態護岸防護生態與河堤的根本途徑是利用根系發達的植物，從而改善生態環境、防治水土流失和固土。對此，優先考慮自然生態護岸，以充分發揮植物吸收、分解污染物及固土的作用；而對于兩岸間距較窄、泄洪排澇量較大且水流速度快的河道，治理工程宜選擇人工生態護岸，為減少剛性結構多選用自然材料，盡量選擇生態方格或者互嵌生態模塊，以達到美化工程環境、防治土壤侵蝕和固土保沙的目的。

城鎮河道生態整治常用的斷面形式有復式斷面和梯形斷面，其中河道灘地復式斷面占地較大，能夠為兩棲動物與水生生物提供適宜的生長空間，所以其生態性較強，同時灘地也可開發成生態功能較強、景觀效果良好的景觀休閑區；與復式斷面相比梯形面積較小，比較適用于城鎮河道，設計時要最大限度的降低兩岸坡度以發揮其生態功能，通過綠化岸坡增大林草覆蓋率。

（三）水質修復設計

河流水質惡化的根本在于水系統中溶解氧含量的減少，其溶解氧以大氣復氧與植物光合作用為主。污染物耗氧量過大的情況下僅僅依靠大氣復氧遠遠不夠，為提升水環境修復能力必須進行人工增氧，例如利用兩岸提水及河道修建小瀑布、噴泉、跌水、水車等，增加水體流動性、交換能力、景觀效果和水中溶解氧含量。此外，為提高河道的流量與流速，可以對城鎮河段實時從其它河流補水、調水。增加水量可以提高水體的自凈能力，降低污染物濃度及增加稀釋水體；增大流速可以增加水體溶解氧及其復氧能力，有利于促進污染物的輸移與擴散，促進植物、微生物、水生物種類與數量的增加，對降解與吸收污染物具有積極作用。

河流生態系統中貝、螺、魚、蝦等水生生物為主要“消費者”，對于河道中的有機碎屑與浮游生物具有良好的攝食、濾食作用，有利于促進水系統的良性循環。采取水生生物調控措施，通過食物鏈一些貝類與魚類具有一定的富集河流中放射性元素、重金屬等污染物的作用，從而發揮改善水質的功能。此外，水體在魚的游動作用下流動加快，有利于分解與沉淀水體中的污染物[8]。因此，放養的水生生物可以改善與凈化城鎮河流水體，通過修復水體生態實現生態環境保護目標。

（四）景觀設計

河道生態整治的基本要求為景觀設計，通過河道治理形成濱河、鄰水的景觀帶與風景休閑區，所以要突出文化特色、因地制宜的設計景觀。考慮河道實際情況合理設計與布局景觀，通過整體規劃區、帶、片、線、點保證城市整體景觀的協調，造景時盡量利用清淤土，如修建親水平臺、親水廣場、河心島等，體現開放、休閑、親水、自然的風情特色與景觀體驗。景觀規劃設計還要反映當地的歷史痕跡、獨特文化以及體現城市文化精髓，修建能夠成為歷史與文化載體的閣樓、雕塑、廊道、文化廣場等。

三、結語

隨著科學發展觀以及人水和諧理念的不斷深入，人們越來越強烈的渴望宜居的環境和河道水系生態服務功能，“優美、文化、舒適、休閑”的生態工程逐漸成為城鎮河道整治的新思路。城鎮河道生態治理以提升水環境自修復能力、利用生物增強自然景觀效果原則，以改善水體環境、修復河道生態、創造和諧的自然景觀為目標，利用生物、土壤、水體系統間的相互作用，治理河道系統以及修復水體環境，從而實現水系統的自修復、河流的良性循環和可持續利用。