探究深潭的功能及在城市河道治理中建構模式

張 杰

(本溪縣水土保持局，遼寧 本溪 117100)

探究深潭的功能及在城市河道治理中建構模式

張 杰

(本溪縣水土保持局，遼寧 本溪 117100)

深潭是河流某一區域內水位較深、河床凹陷的部分。一般與淺灘和跌水對應存在。文章為了詳細了解自然界河流深潭的形成過程和實際功能，選取了遼寧省海河部分河段，對該區域深潭的底質情況以及水量和水底生物進行調查分析，以此分析和總結該區域深潭形成的主要過程和深潭在生態以及經濟和景觀方面的具體功能。文章在研究過程中，重點梳理了相關文獻資料，在此基礎上結合遼寧省海河區域深潭實際情況，發現通過人為實踐方式，在該河域修建深潭，能夠充分發揮深潭的景觀美化作用、生態凈化作用以及水質涵養作用，由此提出了深潭在城市河道治理中的具體建構模式。

深潭；城市河道；治理模式；建構模式

隨著人們對生態系統建設的質量要求不斷提升，在區域河道生態環境治理中逐漸引進了西方的生態治理思想。但是，與國外相比，國內的河道生態治理依然處于起步發展階段。故文章將重點以遼寧省海河流域為例，選取部分河段深潭進行分析研究。在全面了解其實際功能的前提下，提出城市河道治理的景觀生態建構模式，以期為該地區河道生態環境治理規劃提供重要參考。

1 深潭的形成演變機理

深潭不僅具有生態保護功能，還有積極的經濟功能和城市河道景觀美化作用。但是，自然深潭的形成過程與人工深潭的形成過程存在一定的差異。從其實際形成機理來看，主要經過跌水沖淘以及階梯阻流和河床塌陷及側向侵蝕、水溶侵蝕幾個不同過程。具體而言，當河流在急速前進過程中，遇到較大落差的河段就會受到自身水流重力以及地心引力影響，從而使急速下流的水，對下游河床造成沖淘作用，從而隨著時間的不斷推移，逐漸形成深潭。另外，還有一類為階梯型深潭，該類深潭一般位于山區，通過水流的沖刷作用，使上部泥沙被攜帶到河道下游。當水流急速下流時，一旦遇到大塊石，受到石塊的阻力作用，泥沙就會在此處沉積[1]。與此同時，回旋的水流不斷沖刷石塊向前移動，從而使河床形成深潭。另外，河床塌陷、流水進駐也會形成深潭。除此之外，河流在移動過程中，遇到急彎，泥沙會橫向移動，從而在凹岸處形成深潭。水溶侵蝕是指某段河床的主要形成物質被石灰巖等溶解，經過長時間的侵蝕從而形成深潭[2]。

2 深潭的具體功能

結合上述深潭具體形成過程，文章選取遼寧海河部分河段的深潭，對其具體功能進行調查分析，最終篩選了10個數據采樣點的9個不同天然深潭，對其水深以及面積和水底質、水底生物等進行調查研究，得到如表1所示。

結合上述實際情況，文章通過詳細研究發現，深潭具有生態功能以及經濟功能和景觀美化功能等3種主要的功能作用。其中，深潭的生態功能主要表現在水源涵養方面及生物棲息方面。從上表中可以看出，深潭為水底水生物提供了良好的棲息地，而且深潭的深度越深及面積越大，水底水生物種類就越多，且水底卵石及淤泥和碎石等為不同水生生物提供了不同的生活棲息場所。當夏季深潭的水深深度降低及面積縮減時，水中的水生生物種類多樣性就會大大減少。因此，深潭能夠在冬季和夏季等季節變換時段，為枯水期的水生生物提供足夠的水源，從而提高生物種群的多樣性；另外，深潭還能夠對河流中的水質起到凈化作用。通過改善水質，從而為水生生物提供良好的生活場所。尤其是在深潭形成過程中，當水流從高處向低處降落過程中，天然水體中的氧含量會不斷增多，從而使水中的好氧微生物生命力更加頑強。反過來，在水體中好氧生物的作用下，水質就會得到凈化和改善[3]。

與深潭的生態功能不同，其經濟功能主要表現在防護方面以及灌溉方面。首先，在山區河流流動過程中，自然作用下形成的深潭，能夠對河道中的水流起到一種良好的阻力控制作用。因此，確保河道在受到水流的強大沖刷作用下，使河道結構更加穩定、安全。同時，河道深潭中的淤泥會對巨大的塊石起到一種良好的攔截作用，從而有效避免了下游河道地質災害和自然災害發生。另外，在灌溉方面，深潭能夠對北方農業生產起到良好的灌溉作用，尤其是對于遼寧省這樣的季節性河流而言，冬季和夏季河道水流較少。因此，農作物生長灌溉缺少水源，而天然形成的深潭一般不會受氣候和季節性變化影響，水量相對豐富，在農作物灌溉方面具有重要的經濟作用。

遼寧省近年來非常重視城市化過程中的生態景觀美化，尤其是近郊地區旅游業發展迅速，通過人工深潭與天然深潭相結合，形成美麗的景觀，滿足了人們娛樂、休閑的需求，同時水生生物的多樣性，使河道整體生態景觀價值較高。

表1 遼寧海河部分河段深潭調查情況資料

3 城市河道治理中深潭的綜合效益

人工深潭與天然深潭不僅在形成機理方面存在很大的不同，而且在具體功能作用方面也存在差別。通過調查了解發現，當前遼寧省部分區域河道斷面形式單一，而且河道兩岸經過人工改造，硬質化現象非常嚴重，導致河道中的水生生物種類多樣性大大減少，水質也不斷變差。因此，為了滿足人們近年來不斷增長的精神文化需求和經濟發展需求，需要在城市河道中構建人工深潭，一方面增加城市河道中生物物種的多樣性，減少人為因素干擾和破壞；另一方面，通過深潭與心潭蜿蜒相結合的方式，改變城市河道斷面結構形式，使河道深潭成為自然河流的重要組成部分。除此之外，由于深潭具有良好的生態美化作用，因此通過在城市河道中構建人工深潭，能夠美化城市，提高城市河道的生態景觀價值[4]。

4 深潭在城市河道治理中的具體建構模式

結合上述深潭的實際功能，在城市河道中構建人工深潭時，首先必須堅持一定的原則，從而采取科學的人工建構模式，凸顯人工深潭的經濟功能及社會、生態功能價值。

1)要堅持安全性建構原則。安全性是人工深潭建構的主要原則，同樣也是核心原則。為了保證河道行洪安全及堤防安全，盡量避免在雨季施工建設，在實際構建過程中，為了提高深潭的安全性與生態性，要對其深度及大小和面積以及數量進行科學分析。通過系統、整體設計，防止人為施工對該研究區天然河道造成嚴重破壞和影響。

2)堅持深潭結構和形式多樣性原則。深潭的建構應該結合天然深潭的形成機理，體現人工深潭的天然性和生態性，確保深潭結構形式多樣。在具體實施過程中，要使深潭與邊潭心等結構形式相結合，凸顯人工深潭的多樣性[5]。

3)堅持經濟性原則。深潭構建過程中，要本著服務人類以及為人類創造經濟價值的原則，在優先滿足當地生態服務功能價值的前提下，采取便捷、高效的施工方式，滿足當地經濟社會發展與農業生產實踐的需求。

除此之外，在構建人工深潭過程中，要體現原始性，本著接近自然以及靠近自然的原則，盡可能減少人為施工對自然環境和植被以及水生生物的破壞和影響，以便充分發揮生態系統的自我修復能力以及水源涵養和維護生物多樣性的能力。在此過程中，必須保證人工深潭與天然深潭在總體景觀方面相協調。通過人工改造與自然景觀相結合，突出深潭的現代藝術美，為人們休閑、娛樂提供良好的場所[6]。

結合上述構建原則，文章將結合深潭的形成機理和位置分布以及形態特點等，采用自然構建與人工構建相結合的方式，采用跌水-深潭和淺灘-深潭兩種方式構建人工深潭。具體構建如圖1。

圖1 遼寧海河流域跌水-深潭建構模式

如圖1所示，跌水深潭構建過程中，文章結合自然治理原則，通過設計形成一定的高程落差，然后采用人工作業方式，分別構建擋水石墻和河道開挖，從而為水體中的洄游生物提供休憩場所[7]。這類型的深潭，其主要功能在于有效改善水體中的水質，通過人為改造方式，不斷拓寬原始河道面積，促進水體中水生生物游動，提高水體中的氧氣含量。在此過程中，可有效分解水體中的污染雜質，尤其是水體中的CODMn污染物能夠得到有效祛除，大大提高人工深潭的生態景觀效益及經濟效益。

在采用淺灘—深潭結構形式構建人工深潭時，最核心的問題在于通過科學計算確定深潭與淺灘之間的實際距離[8]。文章在構建分析過程中，主要采用如下公式進行科學計算，以此確定深潭和淺灘之間的有效距離：

L=13.601ω0.2894dr500.29/S0.205dp500.1367

(1)

式中：S為河段平均坡降；dp50、dr50為深潭、淺灘河床材料顆粒的中值粒徑；w為河道寬度；L為深潭和淺灘之間的有效距離。

采用這種方式構建人工深潭，主要作用在于同天然深潭蜿蜒以及曲折的結構形式融為一體，改變原始河道的斷面結構形式，通過人為改造，能夠增加生態景觀的多樣性。

5 結 語

綜上所述，水資源是人類賴以生存和發展的重要物質資源。但是隨著人們實踐活動越來越頻繁，地下水質遭受嚴重污染，河道水生態系統遭到破壞。因此，在此背景下，水資源管理以及河道污染治理成為新時期區域生態環境治理的重要要求。目前，我國大部分地區的河道建設都呈現出形式單一化以及河流護坡硬質化及河流走向筆直化的趨勢，導致河道以及河流的自然原始面貌受到嚴重影響。在此過程中，河流與河道的景觀作用及生物進化作用和水源涵養作用逐漸消失。尤其是原始的河流生態系統遭受嚴重破壞，因此文章通過對遼寧地區海河流域深潭形成機理及功能等進行分析，最終提出了深潭在該研究區城市河道治理中的具體建構原則及建構模式，以期為當地生態河道污染防治和治理提供最基本的手段。

[1]于淑媛.水庫污染特征分析及控制策略探析[J].陜西水利,2016(04):46-47.

[2]林炎烽.對河道治理工程的分析研究與采取的措施[J].水利建設與管理，2009(06)：67-68，66.

[3]王燕，邢海燕，趙恩靈，等.潘家口、大黑汀水庫水污染現狀及治理措施淺析[J].海河水利,2016(03)：17-19.

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[5]黃廷林,章武首,柴蓓蓓.大水深水庫內源污染特征及控制技術[J].環境污染與防治,2010(03):1-4.

[6]董婷婷.遼寧省市際以上界河信息調查與成果分析[J].中國水能及電氣化,2016(05):30-32.

[7]王莉，李思辰.臥龍湖水源補給模式研究[J].水利規劃與設計，2014(01)：44-47.

[8]李學森.凌河流域水資源現狀及保護措施[J].水土保持應用技術，2015(03)：36-37.

1007-7596(2016)12-0080-03

2016-11-28

張杰(1964-)，女、遼寧本溪人，工程師，從事水土保持工作。

S931.3，TV

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