生態(tài)水利設(shè)計理念在城市河道治理中的應(yīng)用

陳雪文，陳長青，白光軍，龍惠子

1.蘇州高新區(qū)獅山橫塘街道建設(shè)管理服務(wù)所；2.中國建筑第八工程局總承包公司江蘇分公司；3.山東櫻園建筑工程有限公司；4.湖南省惠創(chuàng)環(huán)保科技有限公司

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境之間的矛盾日益突出，因此我國在不同的區(qū)域?qū)嵤┥鷳B(tài)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，包括城市河道治理項目。城市河道治理過程中水資源生態(tài)設(shè)計理念的實現(xiàn)能夠有效促進(jìn)城市河流生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

一、生態(tài)水利設(shè)計理念核心內(nèi)容分析

近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，特別是一些生活設(shè)施的建設(shè)過程對生態(tài)環(huán)境的影響更為嚴(yán)重。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展是多方面的，不同地區(qū)的天氣和氣候有很大的差異，大多數(shù)地區(qū)甚至全年都是雨季，而一些地區(qū)年降雨量有限，為了解決國家水資源問題，中國修建了許多水利設(shè)施，比如，中國在長江上修建了許多水利工程，以便在雨季儲存大量雨水，在汛期結(jié)束和開始時必須開閘蓄水，以緩解周邊地區(qū)的干旱問題，水利工程是解決我國水資源問題的重要途徑[1]。

生態(tài)水利設(shè)計理念是以往大型水利設(shè)施建設(shè)的科學(xué)指導(dǎo)思想。強調(diào)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)，在施工中貫徹生態(tài)水利設(shè)計理念，節(jié)約用水，提高整體施工效率。生態(tài)水利設(shè)計理念包括生態(tài)理念、人文理念和功能設(shè)計，為城市河道的綜合治理提供指導(dǎo)和幫助。作為生態(tài)途徑的一部分，城市河道治理應(yīng)與污染控制和環(huán)境監(jiān)測相結(jié)合，保持河流環(huán)境的正常狀態(tài)。在以人為本的設(shè)計理念下，城市河道治理必須考慮城市居民的環(huán)境需求，為他們提供一個美麗的水景觀區(qū)域，使水資源價值最大化。

二、河道治理的生態(tài)水利的模式分析

在向可持續(xù)發(fā)展過渡的現(xiàn)代水資源保護(hù)過程中，通過可持續(xù)水資源管理，支持并實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展。一是發(fā)展和完善防洪體系。在科學(xué)認(rèn)識的基礎(chǔ)上，河道治理應(yīng)避免越來越片面的追求，忽視質(zhì)量和生態(tài)景觀的需求，從制度和發(fā)展的角度實施綜合治理。二是逐步建立水保護(hù)制度。社會保障制度是可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略支柱，是社會保障制度的重要組成部分，各級政府和全社會應(yīng)根據(jù)自身能力優(yōu)先制定預(yù)防措施。

第一，適應(yīng)水資源和水環(huán)境承載能力。水資源和水環(huán)境承載能力是指水資源保持經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展步伐，滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，維持良好生態(tài)系統(tǒng)的能力，加強水資源綜合監(jiān)測和管理，優(yōu)化水資源配置，加強水資源保護(hù)。

第二，保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)。河道治理與環(huán)境保護(hù)有關(guān)，包括堤圍及護(hù)岸保護(hù)、清淤清障工程、控導(dǎo)工程和灘涂圍墾開發(fā)。堤圍及護(hù)岸保護(hù)是最重要、最常用的河道治理方式，對保證河流安全具有重要作用。清淤清障工程是河流形成的一項重要技術(shù)措施。控導(dǎo)工程通常是一項大規(guī)模密集的地面作業(yè)，一旦達(dá)到排水高度，就必須清除障礙物，該控制方法主要涉及節(jié)點水資源管理的基本要素，對控制泥沙流和流相具有積極作用。灘涂圍墾開發(fā)是濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，加強濕地保護(hù)功能，嚴(yán)格控制海灘面積，實現(xiàn)海灘的再生和發(fā)展[2]。

第三，必須采取生態(tài)措施，維護(hù)河道生態(tài)功能。生態(tài)護(hù)岸是指恢復(fù)后具有自然岸線滲透性的人工支撐，生態(tài)護(hù)岸不僅可以形成與環(huán)境和諧的河流景觀，還可以保護(hù)和創(chuàng)造豐富的生態(tài)系統(tǒng)。水泥、瀝青、混凝土等固體材料是傳統(tǒng)生態(tài)護(hù)岸工程中最重要的建筑材料，該技術(shù)的應(yīng)用能有效促進(jìn)地下水入降低水體的健康水循環(huán)，增強水環(huán)境的自然清潔功能，具有很強的實用價值和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

三、城市河道治理的現(xiàn)狀分析

隨著我國城市河流污染的逐步加劇，城市河流的生態(tài)管理得到加強，希望能夠解決我國城市河流的污染問題，中國七大主要供水網(wǎng)絡(luò)并不都在城市，而是河流流經(jīng)城市，因此，大部分水源都得到了很好的保護(hù)，水源附近人口稀少，水污染小，水質(zhì)良好。然而，在許多城市，水源受到污染，相當(dāng)一部分的生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢水未經(jīng)處理就排入河流，造成城市河流污染。為了解決水污染問題，必須對城市河流進(jìn)行治理，近年來，城市河道治理方法和技術(shù)日趨多樣化。實踐證明，應(yīng)用生態(tài)水利設(shè)計理念進(jìn)行河道治理是有效的。

中國城市河流主要由河槽、河灘、河岸護(hù)堤組成。因此，城市河流治理應(yīng)針對不同地區(qū)采取不同的治理措施，在污水處理過程中，用人工基質(zhì)代替專門修建的渠道，改善渠道的入滲，利用藻類凈化河道，促進(jìn)藻類生長，減少河流污染。在海灘處理過程中，可以用環(huán)保磚或大孔混凝土代替普通混凝土，促進(jìn)河流過濾和植物生長，增強海灘的美感。在河上路堤種植防護(hù)林可用于處理河流沉積，種植植物可以減少污染物和沙子污染河道。

四、生態(tài)設(shè)計理念在城市河道治理工程中的應(yīng)用

（一）生態(tài)化城市河道治理工程的設(shè)計要點

1.把握好生態(tài)水利設(shè)計理念的基本原則

（1）空間異質(zhì)性原則

河流形態(tài)的轉(zhuǎn)變?yōu)楹恿魃锖椭車飫?chuàng)造了良好的生存環(huán)境、豐富的物種和可持續(xù)的自然生態(tài)系統(tǒng)。水污染是城市建設(shè)和城市發(fā)展中的一個重要問題，工業(yè)生產(chǎn)會污染和破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡。因此，有必要根據(jù)空間異質(zhì)性原則對河流形態(tài)進(jìn)行重構(gòu)，恢復(fù)環(huán)境生物多樣性[3]。

學(xué)生在明確自己的學(xué)習(xí)任務(wù)后，帶著問題進(jìn)入教師設(shè)置的情境中去，查閱相關(guān)資料，尋找解決問題的方法。通過小組討論區(qū)的在線論壇，小組成員在討論板上通過發(fā)帖的方式與小組成員討論或者向老師請教，教師進(jìn)行實時輔導(dǎo)、答疑、教學(xué)交流。在解決了交互中的差異后，正副組長總結(jié)結(jié)論，記錄備案，或制作PPT展示，以達(dá)到團(tuán)隊合作學(xué)習(xí)的目的。

（2）景觀尺度規(guī)劃原則

在城市建設(shè)綜合治理工程中，大尺度景觀的恢復(fù)效果比小尺度景觀的恢復(fù)效果更重要。要統(tǒng)籌規(guī)劃，充分尊重河流的傳統(tǒng)生態(tài)功能，采取綜合環(huán)保措施，改善城市生態(tài)環(huán)境，避免局部優(yōu)化。

（3）服務(wù)社會的原則

水資源必須與城市供水基礎(chǔ)設(shè)施相適應(yīng)，以支持生活各領(lǐng)域的發(fā)展。

1.注重發(fā)揮城市河道水資源的生態(tài)功能

在城市河道治理的綜合監(jiān)測中，充分利用水資源的生態(tài)功能。城市水資源不僅具有重要的環(huán)境調(diào)節(jié)功能，而且具有一定的自凈能力。但由于污染和破壞超出了河道本身的可持續(xù)性，這就導(dǎo)致了環(huán)境監(jiān)測功能的喪失，因此，有必要采取排水、疏浚、河流生態(tài)功能等技術(shù)措施，防止水資源變成污水。在此基礎(chǔ)上，重點改善周邊生態(tài)環(huán)境，充分發(fā)揮河道蓄水灌溉作用，完善節(jié)水設(shè)施，建設(shè)城市河流生態(tài)廊道。在環(huán)境保護(hù)的指導(dǎo)下，盡量保持原有的河道功能，根據(jù)實際需要，增加河流的水量，發(fā)展生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，分析水資源與環(huán)境的關(guān)系，促進(jìn)水循環(huán)環(huán)境的逐步改善。

2.綜合運用各種生態(tài)施工技術(shù)及材料

城市河道包括河槽、河岸護(hù)堤、河灘。城市河流的綜合治理應(yīng)采用多種處理方法，根據(jù)河流不同部位的特點，應(yīng)注意生態(tài)技術(shù)和材料的應(yīng)用。例如，人工基礎(chǔ)施工技術(shù)可以替代混凝土施工技術(shù)，改善河道與地下水之間的交換，促進(jìn)水生植物的生長，在一定程度上減少河道污染。河岸處理可以在河底種植綠色植被，穩(wěn)定河沙，防止雨水侵蝕。在海灘管理領(lǐng)域，可以用環(huán)保磚代替混凝土，促進(jìn)河流過濾，增強海灘的美觀性。此外，在城市河道治理過程中，應(yīng)特別注意先進(jìn)施工技術(shù)和材料的應(yīng)用。例如，雷諾茲地毯是一種可以減少河流污染的新材料，它將基石材料轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘倬W(wǎng)。雷諾茲地毯也可以與水和土壤進(jìn)行交換，促進(jìn)室內(nèi)植物的生產(chǎn)，凈化和吸收河流中的雜質(zhì)。

3.在河道護(hù)岸施工中滲透生態(tài)設(shè)計理念

城市河道的生態(tài)護(hù)岸可分為自然生態(tài)護(hù)岸和人工生態(tài)護(hù)岸。首先，生態(tài)護(hù)岸可以在一定程度上利用植物提高河流強度，防止水土流失，改善生態(tài)環(huán)境。人工生態(tài)護(hù)岸是指對園林植物進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，人工解決河道破壞問題，創(chuàng)造河流景觀。生態(tài)護(hù)岸中使用一些透氣性材料能有效降低氣流的影響，促進(jìn)周圍植物的正常生長，積極促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)[4]。

4.加強對污染源的治理

工作人員應(yīng)重視污染源的治理，加強對不同類型污染源的控制，充分發(fā)揮工作的積極性。有關(guān)部門和人員要不斷投入人力、財力、物力，推動河道治理工作順利進(jìn)行，在管理過程中，從根本上控制污染源，有效解決河道污染問題。

（二）生態(tài)設(shè)計理念對城市河道工程的指導(dǎo)意義

過去，傳統(tǒng)的水利工程大多不考慮環(huán)境因素，違背了時代發(fā)展要求和可持續(xù)發(fā)展原則。因此，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，必須建立有利于環(huán)境改善的水環(huán)境保護(hù)體系，生態(tài)設(shè)計理念對城市河道工程的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.保護(hù)生態(tài)環(huán)境

如今，環(huán)境問題已經(jīng)成為制約人類發(fā)展的全球性問題，中國高度重視水利工程建設(shè)和城市河道工程，在防止水土流失和保護(hù)自然水資源方面取得了良好的效果。然而，由于我國面積大、人口多、資源需求大、能源消耗大，許多地方特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)水資源短缺，在水資源管理中，浪費現(xiàn)象時有發(fā)生，生態(tài)環(huán)境惡化越來越嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境危機和水資源短缺逐漸顯現(xiàn)。此外，傳統(tǒng)的水利活動過于依賴自然，忽視了環(huán)境保護(hù)問題，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。保護(hù)生態(tài)環(huán)境不僅是一項長遠(yuǎn)規(guī)劃，更是人類未來生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會穩(wěn)定、和諧可持續(xù)發(fā)展的堅實保障，生態(tài)環(huán)境惡化不僅是中國的頭等大事，也是世界的頭等大事，為了保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，人與自然應(yīng)該和諧發(fā)展，建設(shè)社會主義文明國家。

2.生態(tài)水利和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利設(shè)施的建設(shè)越來越受到人們的重視，水利工程的規(guī)模和數(shù)量越來越大。從整個水利的現(xiàn)狀和發(fā)展來看，水資源開發(fā)得到了廣泛應(yīng)用，我們既要原有水利工程的功能，又要重視生態(tài)環(huán)境，減少對資源的依賴和開發(fā)，不必要的環(huán)境破壞。生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的自然基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的水利工程相對落后，不能達(dá)到人與自然和諧發(fā)展的要求，生態(tài)環(huán)境的惡化與傳統(tǒng)水利工程有著直接的關(guān)系，只有遵循生態(tài)設(shè)計理念，才能實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

3.生態(tài)水利可以實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)要健康發(fā)展，就必須保證生態(tài)系統(tǒng)的良好循環(huán)，這就需要建立和完善環(huán)境保護(hù)、監(jiān)測和管理體系，合理利用生態(tài)水，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

五、生態(tài)水利在河道治理工程中的應(yīng)用對策

（一）河堤的生態(tài)環(huán)境營造策略

河道治理的直觀聯(lián)系是河道大壩的建設(shè)，良好的防洪不僅可以極大地促進(jìn)河道治理進(jìn)程，而且為改善水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境多樣化提供了良好的基礎(chǔ)前提。環(huán)保施工方法如碎石清除、自埋擋土墻、地質(zhì)支撐、鏈?zhǔn)缴鷳B(tài)磚墻等，無論采用哪種方法，都要充分考慮河道流域的環(huán)境因素，選擇最合適的方案，以適當(dāng)?shù)姆绞礁纳扑|(zhì)，避免水土流失和水質(zhì)惡化[5]。

（二）河道自然化策略

生態(tài)平衡是每個人都向往的一種狀態(tài)，然而，隨著城市化和工業(yè)化的發(fā)展，很難實現(xiàn)生態(tài)的全面平衡，我們只能努力實現(xiàn)一些地區(qū)的生態(tài)平衡，以改善其他地區(qū)的環(huán)境。在保證河道生態(tài)功能和水資源積累的基礎(chǔ)上，更好地保證經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益一直是河道治理的預(yù)期效果。在河道治理過程中，應(yīng)在原有生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展相應(yīng)的建設(shè)和補充。從生態(tài)水電的角度看，這是一項系統(tǒng)而復(fù)雜的工作。有關(guān)人員不得盲目、片面地設(shè)計河道構(gòu)筑物，應(yīng)該多借鑒國內(nèi)同類地區(qū)河道治理的經(jīng)驗，結(jié)合一些新的產(chǎn)品和技術(shù)，因地制宜地開展科學(xué)合理的河道治理建設(shè)。

（三）治理退化的河岸帶策略

整個流域沿海地區(qū)的管理與建設(shè)是影響河道治理整體效果的又一重要環(huán)節(jié)，只有整體環(huán)境相對適宜，選擇生態(tài)環(huán)境創(chuàng)建和管理的方式，才能改善整體生態(tài)環(huán)境，吸引更多的野生動物棲息，加快生態(tài)鏈的改善過程，豐富地下水儲量。治理退化的河岸帶一般涉及三個方面：首先，根據(jù)當(dāng)?shù)厣锏纳婺芰Γ纳仆嘶暮影稁У纳婺芰ΑＦ浯危M(jìn)一步適應(yīng)退化的河岸帶生態(tài)空間，避免突發(fā)洪水等因素對退化的河岸帶生態(tài)環(huán)境的影響。最后，積極推進(jìn)河岸地區(qū)造林措施，加強水土流失治理，實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境立體化。

（四）注重其他綜合因素

河道治理是一個綜合性的問題，而不是一個簡單的問題。河道治理和生態(tài)建設(shè)中有很多細(xì)節(jié)可以應(yīng)用，因此，在河道規(guī)劃設(shè)計階段，規(guī)劃出一個寬廣、狹窄、有序、豐富、立體的河流環(huán)境，后期不斷細(xì)化和補充，對構(gòu)建多維度、長期性的河流環(huán)境也起到了重要作用，對河道進(jìn)行系統(tǒng)合理的規(guī)劃，可以形成清晰的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)更好地發(fā)展。

六、結(jié)論

生態(tài)河流需要多種因素的共同作用，只有加強生態(tài)、工程和水力學(xué)的結(jié)合，才能研究出有效的設(shè)計方法，河流生態(tài)管理是河流系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的工程，植被恢復(fù)措施應(yīng)配合水生動物和微生物的選擇性繁殖，恢復(fù)生物多樣性和良好的生態(tài)系統(tǒng)。