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1采用生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸技術(shù)，建設(shè)能呼吸的河道

河岸是水中生物體系和陸上生物體系的連接部位，是水體與周邊土壤間物質(zhì)和能量交換的通道，有適合各種生物生存繁衍的潛在環(huán)境。傳統(tǒng)的硬化不透水護(hù)坡護(hù)岸將陸地與河水隔斷，不僅破壞生物賴以生存的自然環(huán)境，而且也隔斷了生物與微生物的整體生物鏈，破壞了水生態(tài)循環(huán)的平衡，導(dǎo)致河道天然自凈能力遭到破壞。因此，在中小河流治理時(shí)要像維護(hù)有生命的動(dòng)物呼吸功能一樣，保持河水與兩岸陸地的順暢交流，多采用生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸技術(shù)，盡量少用硬質(zhì)化材料護(hù)砌。生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸包括植被護(hù)坡護(hù)岸和生態(tài)材料護(hù)坡護(hù)岸，植被護(hù)坡護(hù)岸是在河道岸坡緩、水流慢處采用草地、喬木和灌木護(hù)岸，生態(tài)材料護(hù)坡護(hù)岸則多采用高孔隙率的天然透水材料或透水混凝土空腔預(yù)制砌塊結(jié)構(gòu)。生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸能減輕河道岸坡侵蝕，增強(qiáng)河床邊坡穩(wěn)定性和抗沖刷能力，同時(shí)減少對(duì)動(dòng)植物生存環(huán)境的影響。植被護(hù)坡護(hù)岸利用植被群落根系密集、縱橫交錯(cuò)的特點(diǎn)，增加河岸土體的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，植物根系還能吸收土壤水分，提高土壤顆粒間的粘聚力，提高土體強(qiáng)度，穩(wěn)定河道岸坡。生態(tài)材料護(hù)坡護(hù)岸則具有透水透氣、固土護(hù)坡、空間延伸的特點(diǎn)，在保護(hù)和穩(wěn)定河岸的前提下，還有利于發(fā)揮河流的自我修復(fù)功能，常用的生態(tài)材料護(hù)坡護(hù)岸有格賓石籠、雷諾護(hù)墊、三維植被網(wǎng)、生態(tài)袋、生態(tài)混凝土、聯(lián)鎖式護(hù)披磚、木樁加柳枝捆、駁石等。在中小河流治理中，生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸的抗沖能力是決定其能否在工程中被采用的關(guān)鍵，表1列舉了部分生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸的抗沖流速，可供設(shè)計(jì)參考。

2重視維護(hù)河流生境，建設(shè)有生命的河道

河流生境一般指包括河床、河岸、濱岸帶在內(nèi)的河流的物理結(jié)構(gòu)［3］。河流生境是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，為河流生物的正常生活、生長(zhǎng)、覓食、繁殖等活動(dòng)提供必需的空間和庇護(hù)場(chǎng)所，是河流生物賴以生存的基礎(chǔ)。河流生境的破壞，將引起水生態(tài)系統(tǒng)的退化，使微生物的生物多樣性降低，魚(yú)類的產(chǎn)卵條件發(fā)生變化，鳥(niǎo)類、兩棲動(dòng)物和昆蟲(chóng)的棲息地改變或避難所消失，造成河流生物物種數(shù)量的減少和某些物種的消亡。在中小河流治理中，必須重視維護(hù)河流生境，不因河道治理帶來(lái)河流生物物種的減少或消亡，努力營(yíng)造蛙叫蟲(chóng)鳴、魚(yú)蝦暢游、水鳥(niǎo)翱翔的景象，建設(shè)有生命的河道。在河岸、濱岸帶，根據(jù)坡面土壤含水量的變化情況，依次栽種水生植物、濕生植物和中生植物(見(jiàn)圖1)［4］，植物選擇要遵循物種多樣、高低錯(cuò)落、喬灌草結(jié)合、共生適宜的原則;在水中由水岸淺水區(qū)到深水區(qū)，梯級(jí)栽植挺水植物(如:荷花、蘆葦、香蒲、茨菇、千屈菜、水蔥、菖蒲、澤瀉、水生美人蕉等)、浮葉植物(如:睡蓮、野菱、王蓮、茨實(shí)、莼菜、荸薺等)和沉水植物(如:金魚(yú)藻、苦草、水柳、水蘭、水榕、鳳凰草、伊樂(lè)藻、輪葉黑藻等)［5］，這些水生植物將為魚(yú)卵的孵化、幼魚(yú)的成長(zhǎng)以及魚(yú)類躲避捕食提供良好環(huán)境。河道中清除受污染的底泥，提高河床孔隙率，為微生物、水生植物生長(zhǎng)創(chuàng)造條件。疏浚與清淤要維護(hù)河道原生態(tài)河貌，在滿足防洪要求的前提下，盡量保留河道天然灘(洲)，條件允許的情況下，河床中可建造河心灘(洲)、生態(tài)島或采取打木樁、拋石的方法建造急流、淺灘和深潭，在部分河灘上開(kāi)挖凹地，營(yíng)造出接近自然的流路和有著不同流速的水流，造就水體流動(dòng)的多樣性，滿足不同魚(yú)類的需要。護(hù)坡盡量使用堆石、干砌石、多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)，為水生動(dòng)物提供生息繁衍的空間。此外，在正常水位以下可設(shè)置人工魚(yú)巢，提供魚(yú)類等水生動(dòng)物的生存空間。圖2是空腔預(yù)制塊人工魚(yú)巢斷面示意圖，圖3是魚(yú)巢式空腔預(yù)制砌塊結(jié)構(gòu)圖。

3注重改善河流水質(zhì)，建設(shè)清潔的河道

良好的水質(zhì)是河流功能發(fā)揮的前提和保障，健康的河流應(yīng)該具備清潔性，水體清澈并擁有良好水質(zhì)，能滿足飲用水源、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物生存以及景觀用水等河流功能的要求。中小河流一般位于流域水系的上中游，河流水質(zhì)不僅影響其自身功能的發(fā)揮，也直接影響到整個(gè)流域的水質(zhì)狀況。目前，由于工業(yè)污水和生活污水處理力度不夠、化肥和農(nóng)藥的不合理使用以及普通群眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄、環(huán)境執(zhí)法力度不夠等原因，造成河水污染、水質(zhì)惡化。在一些農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)民將生活垃圾棄置分散在河道岸邊，造成水體和土壤的污染，一到汛期，垃圾在洪水的作用下隨水流漂移，污染范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，嚴(yán)重危害河流水質(zhì)。在中小河流治理中，必須注重改善河流水質(zhì)，努力建設(shè)清潔河道。底泥疏浚是解決河流內(nèi)源污染的重要措施，通過(guò)底泥的疏挖，可以清除污染水體的內(nèi)源，減少底泥污染物向水體釋放，對(duì)于一些污染嚴(yán)重的中小河流，應(yīng)該采取河道底泥疏挖置換的措施。對(duì)于生活和生產(chǎn)垃圾，在河道范圍內(nèi)的必須予以清除，同時(shí)要求垃圾遠(yuǎn)離河道堆放，并建設(shè)垃圾分類收集—無(wú)公害處理—資源再利用系統(tǒng)，提高垃圾的處理利用效果;對(duì)于污水，應(yīng)限制直接向河流排放，加強(qiáng)對(duì)沿河工業(yè)點(diǎn)污染源的監(jiān)控，建設(shè)污水收集—處理—再生水回收利用系統(tǒng)，污水只有經(jīng)過(guò)處理達(dá)到水質(zhì)排放要求后才允許進(jìn)入河流。此外，要推廣測(cè)土施肥技術(shù)，控制農(nóng)業(yè)等面源污染，在河道兩岸建設(shè)生態(tài)濱岸帶，發(fā)揮生態(tài)濱岸帶的緩沖作用，通過(guò)植物吸收、吸附、過(guò)濾、氧化還原等物理和生物化學(xué)作用來(lái)分解污染物，使面源污染物盡可能在生態(tài)濱岸帶中被消化和吸收。水系連通和人工濕地對(duì)于恢復(fù)河流水體自凈能力也有很好的效果，水系連通后將形成水流網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)河流上水利工程設(shè)施的科學(xué)調(diào)度和運(yùn)用，人工調(diào)水配水，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，讓死水變?yōu)榛钏鲃?dòng)慢的水變成流動(dòng)快的水，提高水體的自凈能力;人工濕地一般由基質(zhì)、附著在基質(zhì)上或水里的微生物和生長(zhǎng)在基質(zhì)上的水生植物組成，形成基質(zhì)—植物—微生物的生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)污水通過(guò)該系統(tǒng)時(shí)，污染物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分被系統(tǒng)沉淀、吸收、轉(zhuǎn)化、分解，從而使水體得到凈化。此外，人工生物浮島(生物浮床)、水生動(dòng)物操控技術(shù)(增殖放流)、人工曝氣增氧、跌水復(fù)氧、微生物修復(fù)等技術(shù)也能夠達(dá)到清潔河流的目的，在需要時(shí)可以考慮采用。

4充分利用本地植物資源，建設(shè)原生態(tài)的河道

河道植物除了生態(tài)綠化和景觀效用以外，往往還要求具有耐濕、耐貧瘠、根系發(fā)達(dá)、固土和抗沖刷等特點(diǎn)，由于本地植物是當(dāng)?shù)靥囟夂蚣暗乩憝h(huán)境下的產(chǎn)物，其適應(yīng)性強(qiáng)，在當(dāng)?shù)氐姆植紡V，易于獲取，特別是一些河道兩岸的當(dāng)?shù)刂脖?，在長(zhǎng)期自然條件下能夠存活，是經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的，說(shuō)明最能適應(yīng)當(dāng)?shù)睾拥赖纳姝h(huán)境。在中小河流治理中，由于河道不可能像城市公園或綠地那樣來(lái)維護(hù)管理，因此，除非有特殊景觀要求，否則應(yīng)盡量選擇土生土長(zhǎng)的本地植物，充分利用本地植物資源，建設(shè)原生態(tài)的河道。中小河流治理中有意識(shí)地選用本地植物(樹(shù)、草種)，不僅容易成活、易于養(yǎng)護(hù)，同時(shí)還可以降低造價(jià)、節(jié)約工程投資。建設(shè)原生態(tài)河道首先在植物選擇上應(yīng)遵循“本地樹(shù)種、草種為主”、“適地適樹(shù)”、“適地適草”的原則，即通過(guò)對(duì)工程區(qū)及其周邊環(huán)境中土壤氣候條件、植被現(xiàn)狀、當(dāng)?shù)卦苑N習(xí)慣等的調(diào)查和研究，篩選出適合于當(dāng)?shù)赝寥?、氣候及水文條件并與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相協(xié)調(diào)的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹(shù)、草種。其次，在栽種時(shí)要注意科學(xué)合理搭配，喬灌草結(jié)合，高低錯(cuò)落、疏漏有致、物種多樣，盡量營(yíng)造出一種原始、天然的原生態(tài)地貌。由于外來(lái)植物往往不能適應(yīng)本地的氣候環(huán)境和條件，成活率低，栽種及管護(hù)成本高，在中小河流治理時(shí)不宜大量引種。有些植物生態(tài)適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力特別強(qiáng)，又缺少天敵，如選用不當(dāng)，還會(huì)帶來(lái)一系列生態(tài)問(wèn)題，如喜旱蓮子草(又稱空心蓮子草、水花生、革命草)，由于適應(yīng)于多種生境，繁殖力強(qiáng)，生長(zhǎng)迅速，且難以清除，堵塞河道，影響泄洪，威脅本地生物多樣性，已成為公認(rèn)的惡性外來(lái)入侵植物，此類植物絕對(duì)不能選用［6］。在植物選擇時(shí)，要注意常綠植物與落葉植物混種、深根系植物與淺根系植物搭配、陽(yáng)生植物與陰生植物分層栽種的原則，有固土護(hù)坡功能的植物優(yōu)先選用，充分發(fā)揮植物的護(hù)坡作用和生態(tài)效應(yīng)，力求栽種方案經(jīng)濟(jì)實(shí)用，栽種效果自然美觀。

5堅(jiān)持就地取材、治理與保護(hù)并重原則，建設(shè)低碳的河道

低碳是21世紀(jì)以來(lái)對(duì)工程建設(shè)的新要求，中小河流治理要實(shí)現(xiàn)低碳的建設(shè)目標(biāo)，在整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都必須考慮低污染、低排放、低耗能。鋼筋、混凝土是人們熟知的傳統(tǒng)建筑材料，但在生產(chǎn)和使用過(guò)程中，這些材料很難達(dá)到低碳環(huán)保的要求，因此，在治理中應(yīng)盡量少用或不用，即使要用也盡量采用生態(tài)混凝土，利于碳匯。河道及兩岸的花草、樹(shù)木可以進(jìn)行光合作用，吸收二氧化碳，都是低碳的，在施工過(guò)程中要注意保護(hù)，避免破壞，特別是河道兩岸的古樹(shù)和名木，在整治中要做到避讓與保護(hù)。由于施工場(chǎng)地臨近河流，施工過(guò)程中要注意減少對(duì)河道水體的污染，施工棄渣、廢料不能沿河堆放，能利用的盡量利用;施工廢水要經(jīng)處理后才可排放，避免因施工而污染河流;施工結(jié)束后要將施工場(chǎng)地破壞的植被恢復(fù)，不因治理帶來(lái)河道生態(tài)系統(tǒng)破壞……總之，在中小河流治理過(guò)程中，要堅(jiān)持就地取材、治理與保護(hù)并重的原則，努力建設(shè)低碳的河道。中小河流治理時(shí)疏浚、清淤以及基礎(chǔ)開(kāi)挖出來(lái)的土料、砂礫石、鵝卵石等都是理想的綠色建筑材料，低碳環(huán)保，堤防填筑中應(yīng)盡量利用這些河道開(kāi)挖料，少用漿砌石或混凝土，以利采取生態(tài)護(hù)坡。對(duì)于鵝卵石多的山區(qū)河流，可采用石籠結(jié)構(gòu)生態(tài)型護(hù)岸，網(wǎng)籠選用定型產(chǎn)品(見(jiàn)圖4)［7］，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)制作，籠眼大小還可根據(jù)鵝卵石粒徑進(jìn)行調(diào)整。按照使用要求，調(diào)整網(wǎng)籠尺寸，將鵝卵石裝入網(wǎng)籠中，在河岸合適位置堆放，就可形成石籠擋土墻式護(hù)岸或石籠貼坡式護(hù)岸(見(jiàn)圖5)［5］。石籠結(jié)構(gòu)具有易于施工、適應(yīng)基礎(chǔ)不均勻沉降、抗沖能力好、透水、鵝卵石能再利用等特點(diǎn)，石籠結(jié)構(gòu)還可提供植物生長(zhǎng)、小魚(yú)小蝦生存條件，利于維護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，也與周圍景觀更加協(xié)調(diào)，是山區(qū)中小河流治理建設(shè)低碳河道的好方法。此外，對(duì)于具有卵石、砂卵石河床的中小河流，當(dāng)需要在河道中人工修筑壩抬高上游水位時(shí)，在水淺流緩處可考慮采用榪槎壩。榪槎壩可采用木、竹、鋼筋混凝土桿件等做榪槎支架，選擇塊石或土、砂、石等作為填筑料，構(gòu)成透水或不透水的榪槎壩［8］，通過(guò)榪槎壩束窄河道斷面，達(dá)到抬高上游水位的目的。

6結(jié)語(yǔ)

中小河流治理工程應(yīng)在滿足防洪排澇安全的前提下，適應(yīng)河道自然性、生態(tài)性、觀賞性、游樂(lè)性的要求，充分體現(xiàn)人與自然和諧相處的原則。在工程設(shè)計(jì)時(shí)要積極貫徹生態(tài)設(shè)計(jì)的理念，選取技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、維護(hù)成本低的治理方案，努力將中小河流建設(shè)成為自然的、能呼吸的、有生命的、清潔的、原生態(tài)的、低碳的河道，實(shí)現(xiàn)河道流暢、水清、岸綠、景美的治理目標(biāo)。

作者：黃錦林 單位：廣東省水利水電科學(xué)研究院，廣東省水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室