農村小河流固岸存在問題與生態固岸治理新模式研究

李小娟

(江西省新干縣黃泥埠水庫管理局，江西 吉安 331300)

0 引 言

江西省境內河網水系發達，各支流蜿蜒曲折、縱橫交錯，擁有鄱陽湖環湖區河流、鄱陽湖水系、直入湘江水系、珠江水系的東江水系和長江河流等河流水系。這些河流水系為農業發展、經濟建設、航運交通、排澇及灌溉等發揮著巨大作用[1,2]。一般情況下，考慮主要因素和自然地理學分級為河道等級劃分的兩種方法，實際應用時容易劃分且普遍適用的方法為按流域面積劃分。結合江西省獨特的河網水系情況和相關研究[3]，將農村小河流定義為流經農村地區且流域面積為10-300km2的河流。

農村小河流廣泛分布于江西省各個地區，并且發揮著重要的調蓄洪水、供水、排水和灌溉等作用，但河道淤塞、河岸崩塌及防洪標準低等問題普遍存在，從而導致降水稍微增大則形成洪災，而過幾天就出現河道無水、干枯的局面，加之農藥化肥污染水源和農村生活無水無序排放等問題，對農業生產和農民生活造成巨大的影響，當前亟需解決小河流整治問題。農村小河流治理屬于一項關系著農村經濟可持續健康發展、廣大農民安居樂業以及農村和農業用水安全的大事，而生態固岸模式在很大程度上決定了河流治理成效[4-7]。據此，文章結合江西省新干縣農村小河流特征以及野外現場調查相關資料，以防洪、生態為導向探討了生態固岸新模式，以期為農村小河流建設和規劃設計提供參考。

1 農村小河流現狀

新干縣水系屬贛江水系，東岸有中堎河、湄湘河、沂江、水磨河、南源河和溧江河等河流，西岸有坑東溪、坑口溪、逆口溪和蘆溪4條河流。結合新干縣的堎河、湄湘河、沂江、水磨河、南源河和溧江河、坑東溪、坑口溪、逆口溪和蘆溪及江西省彭澤縣、上饒縣、黎川縣等20條河流的野外實地調研資料，從河岸穩定性、水流速度、水體環境、水生物種、河流管理體系等方面探討了江西地區農村小河流存在的問題。

1.1 洪澇干旱抵御力差

無設防為當前小河流典型現狀，即使存在堤防也未形成綜合的防洪體系，河堤不連續、防洪標準低的現象普遍存在，防洪減災體系中小河流屬于最薄弱的環節。小河流洪水存在發生頻率高、預報預防難度大、洪峰流量大、漲勢猛、突發性強等特征，水災淹沒面積較中河流相比較小，淹水歷時一般為1-3d，歷時較短且災情較分散，“小雨小災、大雨大災”的情形廣泛存在。建筑物侵占河道、采砂活動、隨意傾倒垃圾及部分河流淤積等現象，進一步降低了河流的行洪能力，致使洪澇災害損失增大。調查顯示，2015年發生的某場次洪水使得大量耕地絕收，并造成連綿堤保護區多人被洪水圍困，淹沒區域一片汪洋，參與調查的所有河流幾乎都曾被洪水淹沒[8]。另外，由于河流的調節能力極其有限，干旱季節農業生產用水無法得以滿足，特別是秋季和雙搶季缺水現象比較常見。小河流調節與控制水資源的能力非常弱，由此引起的洪澇災害經濟損失較大。

1.2 河岸失穩，未建立統一的河流管理體系

大部分農村小河流均存在一定程度的滑坡、崩塌等問題，且未經過有效的整治，如東鄉縣北港和德安縣岷山水等地區河岸崩塌問題十分突出，造成了嚴重的土地退化和土壤侵蝕問題[9]。自然狀態為河道兩岸的現狀，穿越村莊河段有種植樹木方式的保護岸坡、人為襯砌護岸和極少段護岸。因無資金來源、無人管理等條件限制，其他河段長期未得到有效的整治，河岸常年崩塌致使沿河耕地面積不斷下降、河道被侵占現象嚴重。調查發現，自然山體護岸和天然植物固岸屬最為常見的形式，其特點為河床底部易掏空、抗沖刷能力差等；天然植物能夠對岸坡發揮較好的固岸功能，但大多數雜亂無章并阻礙行洪、降低水流速度或減少過水斷面。

長期以來，水利工程管理始終以農村小河流為重點管理對象，由于管理人員不足、管護經費少和小河流河道線長面廣，農村小河流管理長期處于滯后狀態。針對農村小河流各級河道管理部門的重視程度不夠，這也是導致無人管理的主要因素，河道管理體系缺乏、管理成效低；另外，河流管理不到位進一步加劇了水體污染和水資源的無序利用，河流問題更加突出。濫采濫挖等不合理的行為使得部分河道經常發生一些不安全事件，同時加劇了河流水生態功能的退化，特別是砂石資源較為豐富的河段其偷采砂現象更加嚴重，因未能及時覆平沙坑致使溺水現象等事件經常出現[10]。總體而言，農村小河流存在維修養護確實、長期管理薄弱、有效治理缺乏和歷史遺留原因等諸多問題。

1.3 河流流速小，河道淤積嚴重

農村小河流較中型河流、大江大河相比其水流速度較小，這也是導致河道淤積的重要原因。根據2015年4-8月河道調查資料，平原性和山區性小河流的流速為<1.0m/s，0.8-2.2m/s。土壤侵蝕區的河道淤積問題更加突出，如彭澤縣、上饒縣、新建縣、萬載縣、高安市和黎川縣境內等河流存在一定的淤積現象，其中淤積嚴重的河段有西山水、黃花水、曹坊水、港溪水等河段。

1.4 河流污染加重，生物數量下降

調查顯示，生產和生活污染為農村小河流污染的主要來源，未經任何處理的農村居民生活污水被直接排放至河流，特別是沒有經過任何處理的一些農村牲畜養殖業(如生豬養殖戶)將禽畜糞便直接排入河流，嚴重污染了河流水體環境。例如，參與調查的某河流兩岸1km范圍內生豬存欄數為1785頭，大多數豬糞未經任何處理就被排入河流，部分河段甚至存在豬糞淤塞溝渠的現象，病源微生物對稻田產生嚴重的污染危害。另外，沿河兩岸農作物每年施用的大量的農藥化肥造成的農業面源污染問題也比較突出，有毒、有機物質隨降水徑流不斷進入河道[11]。

1.5 外來物種增加，基礎數據缺乏

隨著經濟的發展一些外來生物有意或無意的被人們引入至本地，從而使得外來物種不斷增多。如很多地方引入的北美黑楊和濕地松逐漸成為常見樹種，在一些河流中也相繼檢測出三葉草、鳳眼蓮、空心蓮子草等惡性雜草。

農村小河流幾乎從未開展過生物資源調查，且雨量站和水文站的修建也比較少，所以對于各類基礎資料如小河流生物、水文等數據比較匱乏。即使有數據資料大多也是來源于早期河流的調查，河流情況經過長期的運行已發生顯著的改變，這在一定程度上也增大了河流治理難度[12]。

2 生態固岸治理新模式

近自然河流整治是以實現水土保持、供水、防洪等傳統河流功能為基礎，最終實現接近自然河道的目標，Seifert最早提出了此概念[13]。有些國家從20世紀80年代，將河道治理方向逐漸轉向為生態建設，這些國家相繼提出了土壤生物工程、多自然型河道治理和自然型護岸技術。荷蘭、瑞士、日本、奧地利、法國、美國等國家為恢復河流的生態功能，自20世紀90年代開始拆除了許多硬質護岸河道。對于河道生態治理技術我國最早可追溯至元代，如劉天總結了“植柳六法”。近年來，生態治理方法和理念得到快速的發展，如王超[14]、朱國平[15]等從生態型護岸結構形式與種類、生態河床構建手段、河流平面形態的角度，探討了近自然型城市河流設計方法；董哲仁等[16]通過對河流生物多樣性與形態多樣性之間的關系的系統分析，提出了新的水工學理念。在國內的一些發達城市河道建設中這些治理理念發揮著一定的作用，如南京秦淮河、上海蘇州河和北京涼水河等河道生態整治工程。當前，對于大中型或城市河流的生態治理方法的應用較為常熟，而涉及農村小河流生態治理模式和思路的研究還鮮有報道。結合現有研究資料和農村小河流特點，為解決農村小河流存在的一些問題提出小河流生態固岸治理新模式，以期為未來小河流的綜合整治提供一種新的途徑。

改變當前小河流采用閾值混凝土、現澆混凝土、干砌塊石護岸、漿砌石等硬質化設計為農村小河流生態固岸新模式解決的重要問題，綜合考慮生態、防洪兩個方面設計合適的形式與材料。通過建設新的生態護岸模式營造適宜生物棲息環境，改善水體質量狀況，恢復、強化河流自凈能力以及地下水與地表徑流間的聯系，最終形成健康的良性循環的河流。所以，純自然型、近自然型和復合生態型為農村小河流生態固岸治理的3種模式。

2.1 純自然型生態固岸模式

純自然型生態固岸模式是以植物和天熱材料保持河道的穩定，其結構形式一般為自然土質斜坡。采用天然材料竹材、木材、石料等穩固常水位以下的基腳，通過種植具有喜水特性的水杉草、柳樹等植被，充分發揮其根系穩固土壤顆粒的功能增強保護河堤、抵抗洪水的能力，同時具有綠化岸坡和防治水土流失的功能。一般情況下，農村小河流大部分河段要求的防洪標準低，腹地大或坡度緩，所以該模式適用于很多河段。河道選用順應原地形的坡式護岸，比較常見的護岸形式有喬灌木、亂石灘、柴籠、竹籠、木樁、樹樁、植物護岸和樹根捆扎等技術措施。

1)植物護岸。植物護岸修復生態、美化環境、穩定堤坡的根本途徑是發揮水文學和根系水效應。植物實現護岸功能的方式有減弱水壓力、減少濺蝕、根系加筋和深根錨固作用等，比較常見的護岸方式為岸坡覆蓋草類植物，其價格低廉且覆蓋率高。從生態環境的角度其土地條件和坡面處理接近自然，所以屬于一種較好的護岸模式，但植物生長狀況與護坡效果直接相關。該模式一般不適用于坡度<2的土質堤防迎水坡面、行洪速度超過3m/s以及常水位以下的防洪重點堤段，為增強局部和整體岸坡穩定性可將草類植物與木本植物相結合用于河道護岸。固土能力強且具有較好適用性的草種植物有假儉草、馬尼拉、狗牙根等，應用該模式的關鍵是選定合適的植被。

2)樹根捆扎、木樁護岸技術。此種護岸模式材料的選擇應考慮當地材料的豐富程度，選擇樹枝壓條、竹柴籠和樹樁等固岸作用明顯的材料，同時還要考慮與周邊環境的協調性。①堤岸帶和水岸交錯帶樹樁護岸；②堤岸帶竹、柴籠護岸，該方法可更好的發揮其功能作用。③堤岸帶和水岸交錯帶樹枝壓條護岸，即在土層中插入交疊或交叉方式的活體切枝。④堤岸帶和水岸交錯帶枝條捆包護岸。

3)亂石灘護岸。該護岸形式可以有效抵御河水的沖刷，一般由塊石級配為100-350mm直徑的塊石構成，所以其透水性能較好。在泥沙長期沉積的作用下逐漸形成能夠滿足生物棲息和植被生長的土壤環境，且該護岸可以與周邊環境、景觀相協調，一般適用于河漫灘部位。

2.2 近自然型生態固岸模式

綜合應用自然和人工材料近自然固岸，通過一定的工程措施形成能夠適宜植被生長的基質，且岸坡存在相應的防洪能力。農村小河流治理中，土工織物護岸、生態袋護岸、三維土工網墊護岸、植被多空混凝土和石籠護岸等為今后的主要模式。

1)石籠護岸。石籠是一種能夠實現土體與水流自由交換的全透水性結構，可達到良好的生態效果和增強水體自凈能力的目標。通過將砂石、土壤和石籠的有效融合提供良好的生存環境，所以石籠護岸具有滯洪補枯、增強河岸透水性等功能，且施工簡便、方便可行，適用于坡面和岸坡基礎部位，因其抗沖刷能力較強適用于水流速度較快的河段。

2)植物多孔混凝土護岸。因水流速度較小，可在小河流岸坡設計植生型混凝土，該材料通常由表層圖及土壤、保水劑、緩釋肥等多種材料組成，將適量的細料、低堿水泥和粗骨料等拌制而成的多孔混凝土屬于植被生長的骨架。河岸護坡中應用植生混凝土時可將景觀美化與安全護砌相結合，營造水、草組成的水環境；另外，該護岸形式發揮著明顯的生態環境功能。其中，研制和選取合適的多孔混凝土結構形式為此種護岸形式的關鍵，這也是決定能夠推行此護岸的關鍵。在水流沖刷較小的河段該護岸形式也可以應用，同時不受水位限制。

3)三維土工網墊護岸。由于普通植物護岸很容易產生滑塌、邊坡失穩等問題，有關部門設計了一種包括網包層和基礎層的三維土工網墊護岸技術。其中，基礎層是一種以穩定網墊形狀和尺寸存在的平面網，經拉伸后作為底平網；而網包層屬于一種凹凸網，經過熱變形處理后其波浪呈規律性分布。三維結構其質地柔韌、松散且具有合適的空間和高度，網包層和基礎層網格間可以填充泥土。該護岸形式存在護砌強度高、消能作用明顯和固土性能優良等特點。其中，植被覆蓋狀況為該護岸的重點內容，覆蓋率>40%和超過80%時可以承受小雨、暴雨的沖刷，一般在邊坡緩于1:2、設計洪水位以上的情況該護坡形式具有較好的適用性。

4)生態袋護岸。生態袋屬于透水型號、強度高的一種護岸材料，通過輔以種植土可有效解決植物護岸的穩定性問題，對于農村已建的擋土墻可以利用合適植被和技術綠化，一般選用藤蔓、花卉、灌叢和草等。植被綠化的途徑有種子與土混入袋、移栽、刷層和水噴等。植被根系隨著時間的推移逐漸發達，進一步增強岸坡穩定性，該種護岸較石籠的抗沖能力弱，但存在一定的柔和性，所以對于陡坡和寬度要求嚴格的河道比較適用。

2.3 復合生態型固岸模式

復合生態型固岸模式以天然和人工材料并重，一般由兩種以上斷面形式復合而成。通常適用于水位變幅大、河床復雜的河段，通過構建多功能復合生態型護岸改變小河流單一的治理模式。結合農村小河流特點應盡量選擇建設成本節約的模式，即后高地防洪而先河床護岸的復合形式，同時充分發揮河道漫攤作為濕地的重要地位，將生態護岸形式統一兼具凈化水體和增強行洪能力的雙重屬性；路堤結合為徑流村莊河段常用的形式，從而復合防洪和交通等多方面要求。

3 結 論

通過吸取經驗和總結教訓不斷創新農村小河流治理模式，逐漸轉變傳統的設計思路，在滿足河道防洪要求的基礎上盡可能的合理設計河道固岸結構形式。堅持就地取材、因地制宜的原則選擇合適的護岸材料，在農村小河流治理中鼓勵農村參與河道管理，盡量提升河道的滯洪功能和防洪能力，給生態留有空間，樹立河道固岸生態治理理念實現多目標治理模式。