水利工程生態化建設的思考

張學文　馬恒有

摘要:隨著社會的進步,人們對生活環境的要求也在提高,水利工程建設歷史上給人以"傻、大、黑、粗"的形象也隨著科學的進步正在向生態水利、生態工程上發展,且很多地區已經取得了很大的成效。人們認識到水利工程對于河流生態系統可能造成不同程度的負面影響。這主要表現在以下兩個方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態直線化,河道橫斷面幾何規則化,河床材料的硬質化。二是自然河流的非連續化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續化,筑堤引起側向的水流聯通性的破壞。從保護生態環境的高度,充分認識這種負面作用,積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態系統予以必要的補償,維護水域生態系統的功能,是流域生態建設的重要任務之一。

關鍵詞:堤防工程;規范;生態建設

1 堤防工程生態技術必要性

隨著科學進步,人們認識到水利工程對于河流生態系統可能造成不同程度的負面影響。這主要表現在以下兩個方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態直線化,河道橫斷面幾何規則化,河床材料的硬質化。二是自然河流的非連續化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續化,筑堤引起側向的水流聯通性的破壞。從保護生態環境的高度,充分認識這種負面作用,積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態系統予以必要的補償,維護水域生態系統的功能,是流域生態建設的重要任務之一。

近年來,各地在進行防洪工程建設和河流整治工程中,已經采取了一些新技術和新材料加強河流的生態建設。比如生態型護坡技術,堤防綠化措施等。但是這些技術經驗還缺乏系統的總結,也迫切需要有關技術規范和技術導則的指導,使之更具科學性和規范化。

2 生態化建設的建議

2.1 有關防洪工程規劃的原則。工程經濟效益和環境效益分析方面應加強,權衡滿足人的需求的經濟效益與環境效益之間的關系,即進行工程項目經濟技術及生態環境效益評估,改變現行的單一經濟技術評估指標體系。以往的治河工程著眼于河流本身,往往忽略了河流湖泊與岸上生態系統的有機聯系,忽視了河流周圍的生物群落的存在,也常常忽視了整治后原有生物群落的恢復。因此,在進行防洪工程的規劃時,應明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個完整的生態系統中。建議按照“河流生態廊道”的范圍,進行統一規劃、設計和建設。在平時的設計當中除說明需進行常規的水文、地質的測量勘察外,還要補充加強相關范圍的生態系統調查的要求,重點是生物群落(動物、植物)的歷史與現狀調查,對特定的生物群落與水體的相互依存的關系有明確的認識。

2.2 堤線布置及堤型選擇河流形態的多樣化是生物物種多樣化的前提之一,河流形態的規則化、均一化,會在不同程度上對生物多樣性造成影響。因此,針對有關條款,建議補充或強調以下要點:在堤線布置原則中,補充說明應盡可能保留江河湖泊的自然形態,保留或恢復其蜿蜒性或分汊散亂狀態,即保留或恢復濕地、河灣、急流和淺灘。在確定堤防間距時,遵循宜寬則寬的原則,要處理好行洪和生態保護要求與土地開發利用之間的矛盾,河槽和河漫灘不僅要能滿足設計洪水行洪要求,還要保持一定的淺灘寬度和植被空間,為生物的生長發育提供棲息地,發揮河流的自凈化功能。堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩定和滑動穩定等安全條件外,還應結合生態保護或恢復技術要求,盡量采用當地材料和緩坡,為植被生長創造條件,保持河流的側向聯通性。

2.3 河流斷面設計。自然河流的縱、橫斷面也顯示出多樣性的變化,淺灘與深潭相間。因此設計規范中應提出河道盡量要做到河床的非平坦化,采用非規則斷面。避免因規則斷面而導致流場的均一化,增加與生物的親和力,并有助于與自然風景相協調。與上述設計相對應,需要推廣使用一些與非規則斷面有關的水力學計算方法和配套的實用工具或計算機軟件包。

2.4 岸坡防護。在河流整治工程中,對生態系統沖擊最大的因素是水陸交錯帶的岸坡防護結構。水陸交錯帶是水域中植物繁茂發育地,為動物的覓食、棲息、產卵、避難所,也是陸生、水生動植物的生活遷移區,至關重要。因此,岸坡防護工程的設計應從強調人與自然和諧的生態建設要求出發,采用與周圍自然景觀協調的結構形式,在滿足工程安全的前提下,確保生態和景觀的護岸形式多種多樣。在典型的岸坡防護結構中,可盡量使用具有良好反濾和墊層結構的堆石,多孔混凝土構件和自然材質制成的柔性結構,盡可能避免使用硬質不透水材料,如混凝土、漿砌塊石等,為植物生長,及魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息與繁殖創造條件。

2.5 景觀建設。城市水域整治的景觀建設中,可以強調注意保留江河湖泊天然的美學價值,避免將水流置于過多的亭臺樓閣等混凝土與砌石形成的人工環境之中。水利工程設施要造成一種人與自然親近的環境,現代的城市景觀設計,應更多注重生物棲息地建設。水利工程還應為公眾廣泛參與和對兒童進行水環境保護教育創造良好條件。如水生態公園等。

2.6 工程施工。在工程施工中,建議強調施工期對生物棲息地進行保護和恢復,避開動植物發育期進行施工。對特殊區域的物種,在施工期要采取其它輔助保護措施,如它處養育等。取料場開挖后應進行適當處理,以滿足美觀和環境方面的要求,要求合理設置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。料場區應進行植被恢復,與周圍景觀相一致。

2.7 工程管理。為降低施工環境對生態系統的沖擊,保障工程效果的實現,并延長生態工程的壽命,宜強調加強前期的養護和后期的管理,包括維護、監測和評估,并積累數據和經驗。

3 結語

生態化建設走入水利工程當中來,無疑是將水利工程簡單的“防洪減災”的功能拓展至既防洪又與城市的生態建設規劃在了一起,這也是現在水利工程的一個新特點。隨著社會的迅速發展,隨著城市規模迅速擴大,市直工業逐年增加,鄉鎮企業異軍突起,城郊保護地規模迅速增長,防洪問題與城市建設和經濟發展的矛盾也日益突出。河道規劃治理后,對保護城市城區的人民生命和財產安全、減少洪澇災害以及為城市經濟發展起到重要的作用,使治理段成為城市的一道靚麗的風景線,以致于更好地發揮工程的社會效益和環境效益,能夠更好地造福于人民。