談城市河道生態破壞成因及設計思路

曹利軍

（安徽省阜陽市水利規劃設計院，安徽 阜陽 236029）

1 城市河道生態破壞現狀及成因分析

城市河道是指城區內用于防洪、排澇、引清、蓄水、排水及航運的天然或人工水道。多年來，城市河道整治工程一直注重提升河道防洪能力，而淡化了河流的資源功能和生態功能，使我國多數城市河道形態結構發生了較大變化，主要表現在：

1.1 河道渠道化和裁彎取直工程降低了天然河流的蜿蜒性；

1.2 河道斷面形狀呈現幾何規則化、單一化的斷面形態；

1.3 河床材料變為硬質化的不透水性材料；

1.4 水利工程的建設造成了河流形態表現出不連續性。河道形態結構的變化，河道系統形態多樣性的降低，使得河道系統生態環境異質性降低，生物多樣性降低，引起水體自凈化能力的下降。并且隨著城市化進程的加快，大量工業、生活污水未經處理直接排入河道，不少城市河道相繼出現黑臭問題或富營養化現象，表明河道的生態功能已經幾乎損失殆盡，人們也由此逐漸認識到河流生態系統的重要性，河流整治工程不僅僅關注其傳統功能如防洪、航運等的發揮，還要有利于生態系統的保護和修復，要與周邊環境和人文景觀相協調。

2 城市河道生態設計思路

2.1 河道線型設計

河道線型設計即河道總體平面的設計。由于城市用地緊缺,河道濱水地帶不斷被侵占,水面越來越少,河寬越修越窄,但是為了泄洪的需要,要保證過水斷面,只好將河道取直、河床挖深,這樣對駁坎的強度要求就逐步提高,建設費用逐漸加大,而生態功能逐漸衰退,河道基本成為泄洪渠道,這與可持續發展的戰略相悖。而生態化治理需要退地還河,恢復濱水地帶,拆除原先視覺單調、生硬、熱島效應明顯的渠道護岸,盡量恢復河道的天然形態,宜彎則彎,寬窄結合,避免線型直線化。

自然蜿蜒的河道和濱水地帶為各種生物創造了適宜的生境,是生命多樣性的景觀基礎。河灣、凹岸處可以為生物提供繁殖的場所,洪峰來臨時還可以將其作為避難場所,為生物的生命的繁衍增加濕地、河灣、淺灘、深潭、沙洲等半自然化的人工形態,既增添了自然美感,又可以利用河流形態的多樣性來改善生境的多樣性,從而改善生物群落的多樣性。相對于直線化的渠道,自然曲折的河岸設計更能夠提高水中含氧量,增加曝氣量,因此也更有利于改善生物的生存環境。

2.2 河道斷面設計

河道斷面的選擇除了要考慮河道的主導功能、土地利用情況之外,還應結合河岸生態景觀,體現親水性,盡量為水陸生態系統的連續性創造條件。

傳統的矩形斷面河道既要滿足枯水期蓄水的要求,又要滿足洪水期泄洪的要求,往往采用高駁坎的形式,這樣就導致水生態系統與陸地生態系統隔離,兩棲動物無法躍上高駁坎,生物群落的繁殖受到人為的阻隔。梯形斷面的河道在斷面形式上解決了水陸生態系統的連續性問題,但是親水性較差,陡坡斷面對于生物的生長仍有一定的阻礙,而且不利于景觀的布置,而緩坡斷面又受到建設用地的限制。復式斷面在常水位以下部分可以采用矩形或者梯形斷面,在常水位以上部分可以設置緩坡或者二級護岸,在枯水期流量小的時候,水流歸主河道,洪水期流量大,允許洪水漫灘,過水斷面陡然變大,所以復式斷面既解決了常水位時親水性的要求,又滿足了洪水位時泄洪的要求,為濱水區的景觀設計提供了空間,而且由于降低了駁坎護岸高度,結構抗力減小,護岸結構不需要采用漿砌塊石、混凝土等剛性結構,可以采取一些低強度的柔性護岸形式。人類活動較少的區域,在滿足河道功能的前提下,應減少人工治理的痕跡,盡量保持天然河道面貌,使原有的生態系統不被破壞。所以在河道斷面的選擇上,應盡可能保持天然河道斷面,在保持天然河道斷面有困難時,按復式斷面、梯形斷面、矩形斷面的順序進行選擇。

2.3 河道護岸形式

在建設生態河道的過程中,河道護岸是否符合生態的要求,是否能夠提供動植物生長繁殖的場所,是否具有自我修復能力,是設計者應該著重考慮的事情。生態護岸應該是通過使用植物或植物與土工材料的結合,具備一定的結構強度,能減輕坡面及坡腳的不穩定性和侵蝕,同時能夠實現多種生物的共生與繁殖、具有自我修復能力、具有凈化功能、可自由呼吸的水工結構。

目前很多設計者提出了一些有效的護岸設計方法,如土工格柵邊坡加固技術、干砌護坡技術、利用植物根系加固邊坡的技術、滲水混凝土技術、石籠、生態袋、生態砌塊等。這些結構的共同點:一是具有較大的孔隙率,護岸上能夠生長植物,可以為生物提供棲息場所,并且可以借助植物的作用來增加堤岸結構的穩定性;二是地下水與河水能夠自由溝通,能夠實現物質、養分、能量的交流,促進水汽的循環;三是造價較低,不需要長期的維護管理,具有自我修復的能力;四是護岸材料柔性化,適應曲折的河岸線型。但是生態護岸也有一些局限性,選用的材料及建造方法不同,堤岸的防護能力相差很大,所以要根據不同的坡面形式,選擇不同的結構形式。坡面較緩的河段,可以選擇生態砌塊、土工格柵等柔性結構,而坡面較陡的河段,可以選擇干砌塊石、石籠、滲水混凝土等半柔性的結構;生態護岸建造初期強度普遍較低,需要有一定時間的養護,以便植物的生長,否則會影響到以后防護作用的發揮;施工有一定的季節限制,常限于植物休眠的季節。

2.4 植物配置設計

根據生長條件的不同,河道植物分為常水位以下的水生植物、河坡植物、河灘植物和洪水位以上的河堤植物。在選擇植物的時候,不僅要達到豐富多彩的景觀效果,層次感分明,給人以賞心悅目的視覺享受,而且要具有良好的生態效果,根據水位和功能的不同,選擇適宜該水位生長的植物,并達到一定的功能。在常水位線以下且水流平緩的地方,應多種植生態美觀的水生植物,其功能主要是凈化水質,為水生動物提供棲食和活動場所,美化水面,根據河道特點選擇合適的沉水植物、浮水植物、挺水植物,并按其生態習性科學地配置,實行混合種植和塊狀種植相結合;常水位至洪水位的區域是河道水土保持的重點,其上植物的功能有固堤、保土和美化河岸作用,河坡部分以濕生植物為主,河灘部分選擇能耐短時間水淹的植物,河道植物的配置應考慮群落化,物種間應生態位互補,上下有層次,左右相連接,根系深淺相錯落,以多年生草本和灌木為主體,在不影響行洪排澇的前提下,可種植少量喬木樹種。洪水位以上是河道水土保持植物綠化的亮點,是河道景觀營造的主要區段,群落的構建應選擇以當地能自然形成片林景觀的樹種為主,物種應豐富多彩、類型多樣,可適當增加常綠植物比例,以彌補洪水位以下植物群落景觀在冬季蕭條的缺陷。這樣,水生植物與河邊的灌喬木呼應配合,就形成了有層次的植物生態景觀。

3 結束語

河道的生態化治理是一個可持續發展的系統工程,要通過設計、施工、養護等一系列措施模擬一個生物生長的適宜環境,為各類水生、陸生和兩棲類動物、植物以及微生物提供棲息、繁衍和避難的場所,并且,除采取工程和植被措施外,還必須有選擇的放養水生動物及微生物,恢復生物的多樣性,重建生物系統的生態鏈。

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