生態(tài)水工學(xué)的理論方法及其在河道治理中的應(yīng)用

□ 王留紅（新安縣水利局）

0 引言

生態(tài)水工技術(shù)以保護(hù)生態(tài)為主，進(jìn)行全面的整頓和治理，主要運用在堤線的布局、堤形的選擇以及河流斷面的面型選擇、河岸工程技術(shù)、親水設(shè)計這幾個方面，對水利工程的先進(jìn)理論加以吸收，同時融入了生態(tài)學(xué)的原理，形成一門新型的學(xué)科，不僅在水利工程如何滿足人類社會的需求有所研究時，還兼顧了水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和實現(xiàn)需求的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，為了適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不斷進(jìn)行大規(guī)模的水利工程建設(shè)。地表水的過度開發(fā)、掠奪性地開采地下水，已經(jīng)打破了原有的生態(tài)平衡，環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，已經(jīng)形成了海河流域的大面積枯竭、污染的局面。在傳統(tǒng)的河道治理上，主要以防洪防澇為主，而當(dāng)前的局勢要求轉(zhuǎn)變河流治理方法，采用生態(tài)水工學(xué)的理論方法治理河流是水利工作發(fā)展的必然趨勢。

1 堤線布置和堤型選擇

1.1 堤線的布局

盡量按照原有的河流湖泊的形態(tài)進(jìn)行，保留現(xiàn)有自然的形態(tài)，保留或恢復(fù)有蜿蜒、分叉的散亂區(qū)域，這些區(qū)域包括濕地、急流、淺灘、河灣等。

1.2 確定堤線

按照適度放寬的設(shè)計原則，科學(xué)地處理好防洪與生態(tài)保護(hù)需求之間的平衡關(guān)系。充分考慮河槽、河漫灘的雙重功能，不僅可以有效防洪，還需要有適當(dāng)?shù)臏\灘寬度，為植被提供廣闊的生長空間，讓生物擁有自然棲息地，使河流擁有一定的自凈化功能。

1.3 堤型的選擇

避免出現(xiàn)滑動、防止?jié)B透，確保堤岸的安全和穩(wěn)定；除此以外，還應(yīng)根據(jù)生態(tài)保護(hù)的具體情況而定。充分利用原有材料合理使用，保護(hù)植被正常生長，有效實現(xiàn)河流的側(cè)向聯(lián)通性。

2 河流斷面形式規(guī)劃

2.1 矩形斷面

占據(jù)的空間較小，只需在原有河道的基礎(chǔ)上深挖即可。該形式適宜用在枯水期和汛期水位較穩(wěn)定的河流地段。由于城鎮(zhèn)河流經(jīng)過的地區(qū)大多是較繁華地段，導(dǎo)致難以通過改變河道的原有斷面來增加可下泄功能的規(guī)劃方案。因此，在治理洪水時，充分考慮使用特殊的工程結(jié)合非工程措施，實現(xiàn)科學(xué)的防洪。常用的防洪措施包括地下調(diào)節(jié)池、蓄滯水濕地以及流域內(nèi)的雨洪調(diào)節(jié)地等；有條件的話還可以使用雙層河道的治理方法。

2.2 梯形斷面的優(yōu)點在于構(gòu)造簡易，只需滿足泄洪的要求

其坡度較平緩，有助于兩棲動物的活動和繁衍，促進(jìn)生物多樣性發(fā)展；也為周邊居民提供了良好的休閑環(huán)境，滿足居民對城市親水的生活需求。

由于城郊大型河段的河灘地帶比較寬，則采用復(fù)式斷面的形式；該形式的設(shè)計特點是：當(dāng)河流處于枯水期時，水流會經(jīng)過主槽河道，比較穩(wěn)定；當(dāng)處于洪水期時，會出現(xiàn)洪水漫灘的現(xiàn)象，導(dǎo)致過水?dāng)嗝娴脑龃蟆．?dāng)洪水處于低水位時，可不修建防洪堤。

3 護(hù)岸工程技術(shù)

3.1 多自然型護(hù)岸

該種方法適用于流程短、沖刷不嚴(yán)重的河流。護(hù)岸的關(guān)鍵在于適用河道原有的植被、木材、原石等作為混凝土創(chuàng)建更多的自然屬性的河道。

3.2 多孔質(zhì)護(hù)岸技術(shù)

多孔質(zhì)的護(hù)岸措施是在使用混凝土預(yù)制件而構(gòu)成的為孔狀結(jié)構(gòu)的形式，比較適合動植物生存。多孔狀的結(jié)構(gòu)有盒式結(jié)構(gòu)、自然石連接以及魚巢結(jié)構(gòu)等形式，各具特色。使用這種護(hù)岸技術(shù)的特點在于操作簡便，可為動植物提供適宜的生長和活動環(huán)境，又可抗沖刷，具有一定的典型性。該方法兼顧生態(tài)型和景觀型護(hù)岸的要求，適合繼續(xù)推廣使用。

3.3 土工網(wǎng)復(fù)合植被技術(shù)

該技術(shù)的種植基通常采用種植土、草籽或者聚乙烯等類的高分子材料，制成成片的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該種護(hù)坡結(jié)構(gòu)現(xiàn)在運用較廣。具有固土網(wǎng)墊質(zhì)地疏松柔軟，可隨時填充或儲存土壤和沙粒，使其更為牢固。這樣，植被的根系就可以穿過網(wǎng)孔，自由生長，到一定程度后就可以形成草皮、網(wǎng)墊，促使泥土的表層更為牢固，確保一定的穩(wěn)定性。

3.4 網(wǎng)格反濾生物工程

具體是指在坡面上方砌筑方格，在方格內(nèi)種植植被，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件選擇物種類型。該護(hù)坡方式具有成本低、防沖刷、抗凍脹以及見效快的優(yōu)點，是一種經(jīng)濟(jì)實用的新方法。

3.5 植被型生態(tài)混凝土

該種護(hù)岸方式自日本引進(jìn)，主要利用難溶性肥料、保水材料以及多孔混凝土組成。在護(hù)岸結(jié)構(gòu)中可以利用生態(tài)混凝土預(yù)制塊體做成砌體結(jié)構(gòu)擋土墻或直接作用為護(hù)坡結(jié)構(gòu)。

4 親水規(guī)劃

所謂的親水規(guī)劃就需要全面考慮當(dāng)?shù)厣镌跅h(huán)境、環(huán)境美化、居民日常生活以及岸邊旅游休閑等方面尋求最大的平衡點，達(dá)成一種尊重自然、靠近自然、保護(hù)自然的新形式。該模式考慮到人類活動對河流流域影響的重要性，從而通過建設(shè)護(hù)岸措施、休閑道路、河道流水以及沿岸設(shè)施等，整體上形成一個和諧、舒適的親水環(huán)境。水上活動的設(shè)計可有釣魚、泛舟、漂流等，還可建立親水走廊、廣場噴泉等，創(chuàng)造一個適宜的休閑娛樂場所。

5 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

生態(tài)修復(fù)技術(shù)是一種采用生態(tài)工程學(xué)或者使用生態(tài)循環(huán)的原理對生態(tài)的保護(hù)技術(shù)，主要是針對已經(jīng)受破壞、受污染的生態(tài)環(huán)境做出治理，從而實現(xiàn)生態(tài)的良性發(fā)展。對其改良和恢復(fù)，加強(qiáng)重視程度。改善的內(nèi)容包括生物生存物理、生物生存的鄰里關(guān)系、化學(xué)環(huán)境的改善以及食物鏈的改善、微生物的繁衍改善等內(nèi)容。河道生態(tài)修復(fù)的最終目的是對河道生態(tài)環(huán)境的修復(fù)全面完善，將其還原到未受到破壞前的狀態(tài)，且具備自我修復(fù)維護(hù)動態(tài)平衡的功能，并得到健康和諧、有豐富的生物種類、良好的生物棲息地、有較好的生命力且發(fā)揮著自然生態(tài)功能的河流。在治理時，主要是考慮緩沖區(qū)的行洪，可有效削弱洪水勢力、分蓄洪水，降低破壞性。生物—生態(tài)的雙重修復(fù)需要用到諸多方面的技術(shù)，涉及到較多方面，例如，生物強(qiáng)化人工河道技術(shù)、底泥污染控制技術(shù)、人工曝氣復(fù)氧技術(shù)、自然河道生態(tài)塘技術(shù)、生態(tài)修復(fù)耦合系統(tǒng)以及生態(tài)護(hù)岸等方面；應(yīng)結(jié)合河流的具體情況，合理地結(jié)合選用修復(fù)技術(shù)。

6 結(jié)語

當(dāng)前，生物環(huán)境問題已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注，越來越多的修復(fù)方法已經(jīng)投入使用。如文章介紹的修建生態(tài)河堤、增加河邊濕地及河灘面積，保護(hù)生物的多樣性等方式。生物環(huán)境已經(jīng)成為世界各國共同關(guān)注的問題，其治理方法也在不斷創(chuàng)新。文章針對生態(tài)水工技術(shù)進(jìn)行了各個層次的分析，希望可以對相關(guān)工程項目提供有效的參考和借鑒，并在日后的工作中取得更多的經(jīng)驗，提高工程效益和生態(tài)效益。

[1]繆欣欣.幾種新型材料在我市水利工程中的應(yīng)用[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2010,12(01):101-102.

[2]張淑華,李宇.創(chuàng)建生態(tài)水利實現(xiàn)人水和諧[J].河南科技,2010,11(24):111-112.

[3]唐國滔,姚煥玫,胡湛波.生態(tài)護(hù)岸技術(shù)的研究及其發(fā)展趨勢[J].水產(chǎn)科技情報,2010,09(04):133-134.