甌江生態航道護灘植被生態恢復研究

魏慶，盧虹李，盧迪翔，王佳萍

（麗水市直屬公路港航管理中心，浙江 麗水 323000）

1 前言

甌江生態示范航道大港頭—白巖大橋段航道連接麗水中閑區古堰畫鄉景區、國家級濕地九龍濕地和麗水市區南明湖景區，水資源和旅游資源豐富，全長約 24公里，屬于山區性天然河流航道，河床以砂卵石為主，航道按Ⅶ級單線航道標準維護。

20 世紀80 年代國外很多水利與生態環境保護的管理者和技術人員開始思考對河道整治技術中一些破壞生態環境的施工方案和施工技術。瑞士、德國等提出“親近自然河流概念”，河流的生態工程在德國稱為“河川生態自然工程”；日本稱為“多自然型建設工法”；美國稱為“自然河道設計技術”，即河流規劃與建設應接近天然河流標準[1]。國內河流生態治理的研究工作還處于起步階段，且主要以城市水生態和水景觀研究為主，在內河生態航運建設方面也開展了一些有益的探索。如：京杭運河兩淮段生態護坡，利用原本就生長茂盛的蘆葦等主體綠色植物作為航道岸坡防護材料，提出了適宜京杭運河量淮段航道護灘工程的植物配置模式，起到了減風消浪、固土護灘、吸污凈水的功能[2]。

本文通過對影響護灘植被環境因素分析、甌江灘地植被特性分析，結合甌江蓮都航道護灘帶等維護工程，探索山區性天然河流航道護灘植被生態恢復技術，為今后類似航道生態恢復提供技術參考。

2 護灘帶工程實施后情況

2.1 護灘帶項目簡介

護灘帶由甌江（大港頭—開潭電站段）生態示范航道專項養護工程建設。該項目航道起點大港頭，終點開潭電站，共計約37km，其中，甌江大港頭—白巖大橋段，全長約 24 公里，屬于山區性天然河流航道，河床以砂卵石為主。甌江生態示范航道大港頭—白巖大橋段按Ⅶ級單線航道標準維護，航道尺度為14×0.8×130m，同時滿足50 客位游船雙線通航的要求，專項養護工程于2015 年6 月開始實施，主體疏浚和護灘工程于2016 年10 月基本完成主體工程，2018 年3 月份全部施工完成，基本達到“先通后暢”的預期目標，由于上游電站未按60m3/s 的日調節量放水等原因，項目實施后枯水期只部分航道實現了通航目標。

合金鋼絲網籠，其具有柔韌性、自透水性、使用時間長、施工簡便等特點，是防汛搶險、河道緊急防護、堤壩加固、護灘等工程廣泛采用的一種材料。施工時，將基槽開挖至設計底板底標高后，在岸上綁扎好，排干水后，整體拖入底板，用挖機裝卵石填充、鋪設抗拉纖維，依據設計圖要求布設。

2.2 護灘帶維護情況

航道專項養護工程實施完成后歷經4 年，且近年來氣象水文年景總體偏差，甌江航道汛情嚴重，持續暴雨和長期降水對航道管理養護影響較大，故開展航道護灘帶等維護工程的養護。在護灘帶等維護工程設計中，管理單位發現，護灘帶后端有一定的水生植被附著生長，能與周邊自然景觀融為一體，而護灘帶前端未能生長任何的水生植被，在山區性河道處于水位較低的枯水期（10月至來年4 月）期間，護灘帶裸露，合金鋼絲網籠構筑物在河道中十分顯眼，無法融入周邊環境，不利于旅游航道、生態航道的發展。

3 護灘帶植被環境因素分析

3.1 水文情況

甌江流域雖然雨水充沛，但年季、年內空間分配極不平衡。在年總降水量中70%集中在 4-9 月，豐枯季節降水懸殊。水位變化除自然降雨影響外，主要源于上下游修建了水利工程（水電站和防洪堤）放水調節流量。在汛期，最大流量超過 10000m3/s，未建上游水庫群時的多年平均枯水期流量為 23.1m3/s，而枯水期現狀條件下上游電站不發電時日均最小流量只有 5.1m3/s。在水庫現有調度運行方式下，枯水期大港頭至白巖大橋，尤其是大港頭至石牛段，枯季日90%日保障率流量不足20m3/s。

甌江干流大洪水的主要特點是：峰高量大、水量集中、暴漲暴落，一般洪水時間集中在三天左右退去。梅雨持續時間長，雨水量多，山洪過程線較寬且復峰較多。臺風雨持續時間短，短時暴雨，形成的洪水過程線較窄長，單峰居多。梅雨形成的山洪主要集中在 5～6 月份，臺風雨形成的山洪主要集中在 8～9 月之間[3]。根據《麗水市大溪治理工程可行性研究報告》，現狀甌江干流部分控制斷面設計洪水成果如表1。

表1 現狀甌江干流部分控制斷面設計洪水成果表

3.2 泥沙情況

引用《麗水市大溪治理工程可行性研究報告》結論：泥沙分析選用均溪、靖居口、上顯灘、黃渡、沙灣、圩仁等站。主要站多年平均懸移質輸沙率、含沙量統計成果見表2。根據各規劃工程和有關分區的多年平均徑流量，移動附近測站的多年平均含沙量，另考慮推移質含沙量為懸移質含沙量的 20%，求得多年平均輸沙量成果見表3。

表2 多年平均懸移質輸沙率、含沙量統計成果表

表3 多年平均懸移質輸沙率、輸沙量統計成果表

3.3 護灘帶植被不易生長主要原因

第一是水流沖刷力大，護灘帶附近水位變化幅度大。豐水季節大流量的水文條件下，護灘帶灘頭處于頂沖點，局部水流結構紊動性加強，水流速度加快，沖刷灘面的動力較為強勁；同時上游玉溪電站不定時的發電放水，水位變化較頻繁，護灘帶頂部在水位線以上和以下來回切換；而在枯水季，長時間處于缺水狀態；洪水來臨時，護灘帶淹沒在水中多日。以上水文條件使得護灘帶上的一般植物都無法正常生長和存活。

第二是泥沙在前端護灘帶的鋼絲網籠內難以留存。甌江大港頭至白巖大橋段航道河床物質組成以 4.5～8cm鵝卵石為主，由于上游玉溪電站和通濟堰壩體的阻攔作用，懸移質來砂主要集中在汛期且來量不大。又由于護灘帶前端受水流沖刷強度大，泥沙在鵝卵石之間無法留存，護灘帶特別是灘頭位置，植被無牢固根系的土壤或泥沙，植被無法留存。

因此，在護灘帶前端均無規模性自然植被生長，需要采用人工干預手段恢復護灘帶植被。

4 護灘植被恢復技術的研究路徑

為了讓植被能在合金鋼絲網籠內的石塊間隙中生長，在種植技術上進行創新嘗試。主要解決：一是優選適于當前環境生長的本地植被；二是合金鋼絲網籠內采用工程手段留存泥沙，植被根系得以生長；三是生長的植被進一步降低水流對護灘帶的沖擊力，保證護灘帶的穩定。

5 灘地原生植被調查情況

對生態航道設置的 2 個典型樣點（碧湖鎮上趙村、大港頭鎮前村及附近區域）山體、河段兩側的植被（非農作物）及水上護灘帶植被類型及優勢植物種類進行調查。

5.1 樣點1 植被情況

樣點1 位于蓮都區碧湖鎮上趙村區域，植物種類共計 73 種，溪流沿岸兩側植被類型為喬、灌、草結構，喬木主要以楓楊為主，灌木主要為銀葉柳和長梗柳，草本以五節芒、斑茅等為主；護灘帶植被類型為灌、草結構，灌木為銀葉柳，草本以白前、羊蹄、辣蓼、伏毛蓼等為主。

5.2 樣點2 植被情況

樣點2 位于蓮都區大港頭鎮前村區域，植物種類共計 78 種，溪流沿岸兩側植被類型為喬、灌、草結構，喬木為楓楊、香樟和苦楝；護灘帶植被類型為灌、草結構，灌木以銀葉柳、長梗柳為主，草本主要有五節芒、葎草、活血丹等。

銀葉柳

旱傘草

水楊梅

石菖蒲

蘆 葦

長梗柳

6 推薦植被種類及種植工藝

6.1 護灘帶植被推薦種類

護灘帶土層瘠薄，不利于植物生長，植被覆蓋少，草本植物種類較為豐富，但植株低矮，分布雜亂，景觀效果較差。建議在護灘帶土層較好的區域開展有規律的植物種植設計，適當增加覆土，可選擇旱傘草、蘆葦、蘆竹、花菖蒲、石菖蒲、水楊梅等水生植物，增加植被覆蓋度，豐富水生植物種類，改善河岸生態景觀效果。也可就地取材，以銀葉柳、長梗柳、柳葉白前及白前等原生境優勢物種進行種植，在護灘帶逐漸建成穩定群落，促進護灘生態修復。

6.2 種植工藝

一是水下沉放合金鋼絲網籠，沉放范圍根據設計要求，2#護灘帶縱向23m，橫向3m，3#護灘帶縱向43m，橫向3m，并將各個合金鋼絲網籠扭扎、收邊、固定。

二是往合金鋼絲網籠里裝卵石，裝至網籠1/3 處（按設計要求網籠尺寸為60*60cm），在合金鋼絲網籠中心位置放入裝滿種植土的種植袋（種植袋尺寸φ25，高30cm），再用卵石將網籠空隙填滿，防止種植袋被水沖蝕，在外露面內貼復合抗拉纖維，然后蓋上合金鋼絲籠上蓋，進行扭扎、收邊、固定。

三是在合金鋼絲網籠中心對應種植土位置，在復合抗拉纖維層戳裁剪出同鋼絲網籠網眼大小的種植口，并將選種植被種入土中，植被埋深約25cm。本次項目種植植被是旱傘草、蘆葦、石菖蒲、水楊梅、銀葉柳。為檢驗不同植物在護灘帶同一位置、想同流速下各種植物生長情況，我們采用縱向種植同種植被，橫向依次種植石菖蒲、銀葉柳、水楊梅、旱傘草。如圖1 表示。

圖1 種植工藝流程示意圖

7 生態恢復效果評價

在合金鋼絲網籠中通過無紡布種植袋固定植被根系的種植方式，解決了植被根系無法鞏固，易被水流沖走的問題，提高了護灘帶植被成活率，增強了護灘帶的生態景觀效果，消除了傳統護灘結構的硬質化影響，促進了護灘工程與生態環境保護的協調發展，發揮了顯著的生態效應。根據實地監測發現，由于護灘植被有無紡布種植袋的保護，可以在上游電站放水情況下，不被沖毀破壞，耐淹植物如蘆葦等長勢較好。

在護灘植被生態固土方面，預埋種植袋的種植方式能有效應對水流沖刷、洪水淹沒等情形，現場監測也顯示前期通過種植袋生態固土對前期植被生根是非常必要的，增強根系截留土壤能力，降低水流對護灘帶的沖刷，保證護灘帶的穩定性。護灘植被恢復技術可推廣性方面，工藝簡單易操作，成本低、適用性強。特別是針對水位變動較大，無法通過撒草籽等方式恢復生態覆綠的岸灘區域，通過種植袋的保護更有利于保障植物的存活率。

8 結語

水流強沖刷是合金鋼絲網籠護灘帶內卵石之間無法留存泥沙，進而導致植被初期無法生長的主要原因，當植被根系生長至護灘帶底部時，枯水期少量水流量也能滿足植被生長的要求。

選取的植被應在充分調查當地植被的基礎上，以原生環境優勢物種為主進行種植，在護灘帶逐漸建成穩定群落，促進護灘生態修復。

山區性河道的護灘帶植被恢復種植，由于施工必須在枯水季，水生植被種植必須在春季，同時滿足條件的每年只有3 月和4 月上旬，并需要時刻關注天氣變化，以免植被剛種下未能有效生根就受到強水流的沖擊。