生態水利在現代河道治理中的應用

劉　藝（安化湘資水利水電建筑工程有限責任公司，湖南安化413500）

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生態水利在現代河道治理中的應用

劉藝（安化湘資水利水電建筑工程有限責任公司，湖南安化413500）

隨著河道污染問題的日益突出，水利工程與河流生態系統的關系問題已成為水利環境領域中的一個熱門話題。傳統的河道治理方法已經滿足不了人們的對環境需要。，生態水利建設逐漸進入人們的視野，不僅發揮出了在現代河道治理中的作用，還體現出了我國水利工程技術的提升。由于生態水利工程所涉及的范圍很廣，近年來在現代河道治理中被廣泛推廣應用，生態水利在現代河道治理中的技術日益得到人們的廣泛關注，本文就對對此進行了一系列的分析。

生態水利；必要性；河道治理；應用

圖1　河堤設計圖

引言

現代河道治理是城市生態系統的重要子系統，是自然條件與人類活動共同作用最為強烈的區域之一。在生態建設與恢復過程中，現代河道治理與河道建設愈來愈受到關注。由于河道邊坡是河流與陸地生態系統之間的過渡帶，其在水土、生態水利的意義就顯得不一般。如今，生態保護已經成為科學理念，成為指導現代河道治理的中心思想。為了避免河道生態環境的破壞，提出通過在現代河道治理中建設生態型水利、改造傳統水利，改善和恢復被破壞了的河道生態系統。

1　應用生態水利的必要性與優勢

1.1應用生態水利的必要性

雖然隨著經濟建設的加速，我國在河流治理、水土保持、植樹造林等方面取得了一定的成績，但是人口增長和消費需求增多，水資源短缺和水環境危機日益凸顯。與此同時由于在我國傳統的水利工程理論中，比較多地受到改造自然、人定勝天思想的影響，忽視了生態系統的保護和建設，以至對流域內生態系統的協調和均衡產生不利的影響。生態環境是經濟、社會持續穩定發展的基礎，是社會和環境可持續發展的需要。

傳統的水利工程應用在河道治理中往往忽視了其對環境的破壞，無法長遠持久地實現人們和環境的雙贏，它帶來了越來越多的生態環境問題。而生態水利工程是綜合工程力學、水利學、生態學等涉及許多的學科知識，來對現代河道進行治理的一種有效的渠道，作為巖土工程與環境工程相結合的產物，它兼顧了防護與環境兩方面的功效，是一種很有效的水利、固坡手段。依據生態水利的發展形勢，生態型河道建設，是水利建設發展到一種相對比較高級的形態的必然結果。只有穩定發展生態水利才是社會經濟可持續發展的重要保證。

如圖1所示的河堤設計圖，很好的體現出了生態水利的作用，一方面可以降低坡體孔隙水壓力、截留降雨、削弱濺蝕、控制土粒流失、防止水土流失；另一方面可以通過植被恢復被破壞的生態環境，降低噪音，減少光污染，促進有機污染物的降解，凈化空氣，調節小氣候，改善環境功能。

1.2生態水利的優勢

以祥云縣為例，“十二五”期間，該縣緊緊圍繞“立足生態、興修水利”的工作思路，改善灌溉面積11.44萬畝，增加蓄水能力1136.46萬m3，水利設施控制水量達2.19億m3，有效灌溉面積達29.12萬畝。這些水利設施的建成和投入使用，大大地促進了農業增產、農民增收，為全縣農業產業化發展打下了堅實的基礎。該縣努力把資源優勢轉化為水利建設優勢，將保護生態環境與興修水利相結合，加大投入，全面推進民生水利工程，大力加強水利建設，不斷強化水利管理，水利發展與改革取得了新的進展，以生態文明理念引領綠色發展取得了新成效，有力地促進了經濟社會跨越發展。

1.3生態水利中生態護坡的優勢

（1）無論是水下還是水上，護坡中植物都可以自由生長，甚至有動物的生存空間，生態效果好。

（2）相對于普通混凝土水利，生態護坡經濟實惠，可以降低造價10～30%，最重要的是它還可以調節水溫變化，維持水生生態系統的平衡，保護河道系統的生態多樣性，適合環保生態的形成。

可以選擇使用人工合成的化學物質，開展人工加倍。例如可以選擇使用一定濃度的秋水仙素、除草劑等人工化學合成物質，對單倍體的根尖和莖尖進行處理，可以顯著提高加倍速率。但因為利用化學技術手段，操作環節比較復雜，周期較長，人工投入和資金投入較高，對單倍體存在一定的毒性，該項技術不適合進行大規模的單倍體加倍處理，無法進一步得到更大規模的推廣和應用。

（3）與破壞了水體——土壤——生物之間的物質和能量循環體系的傳統護岸相比，生態水利可以有效地改善水質及水體的自凈能力。

（4）傳統護坡均為水泥石料修葺，使河道失去了原有的生機，而生態水利中的生態護坡一般是采用植復合水利，恢復了水利應具備的生態學功能，相對于傳統水利有了較大改善。

2　生態水利應用在現代河道治理的現狀

2.1現代河道的現狀

（1）河道斷面形式單一。比如河流橫斷面是說的是河槽中某處垂直于流向的斷面稱為在該處河流的橫斷面。它上下界為河底和水面線，兩側為邊坡，有時還包括兩岸的堤防。它一般是平面的。河道的過水斷面是一般是指水力學上某一研究時刻的水面線與河底線包圍的面積。只有當流線相互平行時，過水斷面才為平面，否則為曲面。另外，還有其他各種斷面形式。由于長期以來，人們只注重河道應發揮出的作用，而忽視了河流斷面形式的選擇的重要性。

（2）水利材料和結構呆板。對于高速水利模具工作零件材料提出兩項基本要求：材料的使用性能應具有高硬度和高強度，并具有高的耐磨性和足夠的韌性，熱處理變形小，有一定的熱硬性。近幾年為了解決河道的行洪速度水土保持問題，我國的河道水利大量凝土和混凝土制品（砌塊等）。

（3）易破壞河道的生態系統。隨著社會經濟的發展，人類對水資源的開發利用量不斷增大，致使對生態系統的干擾不斷加大，甚至超出生態系統的承受能力。現在我國采用的許多水利材料與水會產生一定的化學反應，對城市河道水利的生態環境十分不利。

2.2生態水利中治理現代河道的護坡優勢

所謂護坡指的是為防止邊坡受沖刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的統稱。目前，我國的河道生態護坡類型主要有四種：①直立式生態護坡。材料一般為石駁或混凝土，可有效控制河勢，避免水土流失，減少河道淤積，使用壽命也相對較長。一般進水河道入城區后主要采用直立式漿砌石擋墻，它可既減少工程占地與房屋拆遷，降低工程造價，又能有效保護河道寬度，制約違章建筑侵占，防止污水流入河中。綠化也較簡單，主要在岸堤進行。②斜式生態護坡。這種護坡類型，容易使人接觸到水面，但要求有比較大的空間。③臺階式生態護坡，親水性讓人十分滿意。④復合式生態水利。集合以上之優勢，分布區域廣泛。

3　現代河道生態水利設計遵循的原則

水利的設計要有利于岸坡的穩定。影響岸坡的不穩定性因素主要有：①邊坡外形對邊坡穩定性的影響。比如，河流、水庫及湖海的沖涮和淘涮，使得岸坡外形發生變化，從而使這些邊坡發生破壞；②坡底中結構面對岸坡穩定性的影響；③由于深層土滑動引起的不穩定。因此，應對影響岸坡穩定的因素加以分析并找出解決措施，從而實現對水利的水力穩定性設計。

3.2生態原則

生態水利是開放式的系統，它是與周圍生態系統密切聯系的，不斷與周圍生態系統進行物質交換；設計過程中應該把對環境的破壞降到最大的可能性。這種要求意味著我們應以人與自然地和諧發展作為前提條件，改善人居環境，遵循生態化原則。主要包括：①尊重當地傳統文化和風俗習慣；②適應場所自然過程，因地制宜；③結合實際情況，盡量使用當地材料，減少開支，使生態水利與當地自然條件相和諧。

3.3生態水利設計類型先進理性化

如圖2所示，在設計河道斷面時，要擺脫傳統單一的河道斷面形式。積極引進國外的先進的設計理念，通過河道斷面結構的改善來實現親水性這一概念。在水利結構方面，應拋棄傳統的環境封閉的形式，在水利的上下坎間用混凝土澆筑或砌成成網格狀的水利板，在板槽中填土、種植，給生物一個適宜的生存環境。在材料技術方面，新型材料和先進的技術必將作為我們河道水利和護岸結構攻造的主要源泉，例如土工材料綠化網、植被型生態混凝土、水泥生態種植基等，我們應積極引進并合理利用。

圖2　河道斷面設計

4　結語

綜上所述，在科學技術日益發達的今天，人們要求的不再是傳統的河道治理方式，而是開始研究具有環境、生態保護功能和造景功能的生態水利型式。生態水利及其在現代河道治理中的應用已經越來越受到人們的關注，本文希望通過對河道生態水利問題的初步研究，為新世紀人和自然和諧相處的水環境規劃和建設提供參考。

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劉 藝（1981-），女，助理工程師，中專，主要從事水利工作。

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2095-2066（2016）10-055-02

2016-3-22