北票市河道生態修復及堤防護岸技術模式研究

李鳳利

(遼寧省北票市泉巨永水利服務站，遼寧 北票 122102)

北票市境內分布有巴圖營河、黑城子河、蒙古營河、柳河、牤牛河、西官營河、老寨川河、大凌河、涼水河、顧洞河等河流，其中面積超過100km2的有13條，各支流與主流近似呈直交網格水系，好山好水為當地最寶貴的資源和最閃亮的名片。城鎮化建設和經濟社會的高速發展，當地許多河流均受到了不同程度的污染，其中最為嚴重有柳河、黑城子河、老寨川河等，部分河段水質已無法滿足水生物種生存和農田灌溉用水的要求，河流水質惡化、河岸坍塌等問題突出。所以，研究河岸護坡技術及河道生態修復模式，對增強河流系統的自凈能力、改善水環境、維護堤岸穩定等極其重要。當前，工程與生物措施相結合以及單純利用植物的護岸技術為河道生態修復比較常見的兩種模式，但還未形成系統的技術理論和多層次、全方位的生態修復方法[1-2]。鑒于此，文章以北票市全面實施的河流清淤整治工程為契機，探究河流治理時實施的生物、工程技術措施，通過研究生態修復技術增強河流系統的自凈功能、河道生物種群和河堤岸坡結構穩定性，從而形成一個維持經濟社會可持續發展、促進河流系統與周邊環境協同協調發展的良性循環系統，以北票市涼水河干河子段治理工程為依托探索河道生態修復技術措施。

1 工程概況

大凌河為遼西地區最大的河流，其中較大的支流有涼水河、老虎山河、細河等。涼水河屬于大凌河左岸的一級支流，發源于努魯爾虎山平頂山，流經西官營鎮、大三家鄉、臺吉鎮和涼水河子河鄉后匯入白石水庫，河流總長51km，流域面積731km2，平均比降7.2‰，年徑流量3435萬m3。該河流屬性為淺丘、季節性河流，徑流量下泄方式以洪水為主，河道徑流量非汛期很小，基本斷流，流域內人口7.4萬人，耕地面積8667hm2。近年來，發生的洪水災害給涼水河干河子段的西官營鎮和大三家鄉人民帶來了重大的洪澇災害和經濟損失。為保護沿岸居民安全和推動當地水利現代化建設，北票市啟動了涼水河干河子段防洪治理工程[3-4]。

1.1 河道護岸現狀

長期以來，傳統的河流治理方法主要是利用流水量排導功能沖刷攜帶污染物，采用漿砌石或混凝土改建河道護坡形式以保證河流的順暢運行。疏挖河道、裁彎取直、混凝土或漿砌石固岸等為傳統的河道整治措施，這些技術方案為沿河鄉村和城鎮建設提供了相對安全的生活環境及發展空間，但此類硬質式護坡形式會進一步加劇水系統循環的破壞，由此引發一系列的生態環境問題。

1.2 生態環境作用

以往的河流治理方式未考慮河道的生態環境、人文景觀和形態布局的整治，這嚴重制約了河流水生態功能和社會服務功能的提升，同時也產生了一些不利影響。①光潔的硬性護坡隔斷了水生物、土壤、水系統之間的能量物質循環，這在很大程度上降低了水體的自凈能力；②采取漿砌石或混凝土等硬質性護岸材料改變了河流的自然屬性，這種護坡形式切斷了補給地下水的通道，由此降低了地下水位；③水流速度在裁彎取直措施下明顯增大，導致對河岸和河床底部的沖刷作用顯著增強，加之河床異質性的減少致使無法組合形成多樣性生物群落；④各種污染物無法被裸露硬化的護岸過濾吸收，在降水徑流作用下排入河流造成水體污染等問題，另外河道失去了原有的綠色植被護岸的生機。

2 生態系統修復及護岸技術模式

2.1 基本原則

1)自然原則。天然河流的走勢大多蜿蜒曲折，為維持河流的自然屬性和水體環境，應最大限度的保持其原有地貌。當前，護坡護岸趨向于選用沉石、拋石、木樁等自然材料，實行草、灌、喬立體式河堤防護模式。在達到河流斷面行洪安全的基礎上改變以往的裁彎取直措施，堅持“遇彎則彎，易寬則寬”的原則隨地形和層次變化，恢復河流的橫向和縱向連通性；盡量安排一些“帶囊狀”結構的蓄水湖，這有利用生態保護和自然景觀的恢復。

2)生態原則。生態性是指綜合治理項目以保證河流生態健康為前提，通過采取一系列的整治措施滿足各類水生物種的生長需求。為了實現河流生態系統的持續健康發展應盡可能的保留原有的生物群落，以提升河流的自凈能力和維持水系統的良性循環。實施的措施有穩定塘、生物浮島、人工濕地及生物柵等，注重河流生態走廊和河岸植被建設，更好的有效控制和治理河堤土壤侵蝕；為進一步提升河流水體的生物凈化功能，實行發展水生動物、種植耐水和喜水植物措施。這些措施的成本投入較低，且具有提高生物多樣性保護、改善局部氣候及發揮水景觀效益等生態功能，還可解決污染物有效控制費用較高或污水處理工程技術南等問題。

3)整體景觀原則。從三維空間的角度統籌河道的左右岸、上下游，將河流各要素恢復與經濟模式相耦合，形成整體景觀，綜合考慮河流水資源利用、水土保持、土地利用等整體要求。

將景觀美學相關要求納入河道的生態修復設計方案，突出景觀設計和河岸帶寬度的合理規劃，實現環境景觀美化與河道生態修復、水質凈化、防洪治理的有機統一，營造人水和諧相處、周邊環境與河道景觀有機相融的生態空間，最大程度的滿足居民親水與休閑娛樂要求。

2.2 生態修復及堤防技術模式

2.2.1 基本思路

根據涼水河干河子段的氣候特點和地理位置，從以下幾方面考慮該河段的生態修復措施技術：①以不降低河流行洪能力為基本前提實施河道生態修復措施，即生態系統修復以不破壞原河道坡面為條件；②應選取適應本地且抗沖能力強、根系發達的林草和喬灌木，快速覆蓋待修復的毯面及河堤；③將防沖刷和魚巢等要求相結合設置岸坡消落帶，注重選擇合適的消落帶植物；④結合河流特征和建設目標要求調整整體結構愛，修復河邊濕地、深塘和淺灘；⑤將水生植物、動物、微生物種植或放養于不同河段，由此實現凈化河流水體和吸收水體營養液的目的；⑥為杜絕污水入河達到雨水、污水分流的目的，實行分流截流沿線污水口的措施。

2.2.2 生態修復及堤防護岸植被品種

以不引起外來物種入侵為基本要求，結合不同河段土壤成分差異性和當地氣候環境特點選取合適的物種。盡量選擇可以有效的去除有毒化學物、煙塵、油污等物質，生長后植物景觀層分明且立體景觀效果、環保效果較好。最終，選取的適用于北票市涼水河生態整治工程的喬木樹種主要為：白蠟、欒樹、女貞、板栗、香花槐、水杉、楊樹、垂柳、香樟、銀杏等；灌木樹種主要包括：月季花、瓜子黃楊、金葉女貞、石楠、紫薇、火棘球、櫻花、紅葉小柴等；可供選擇的藤本植物有：金銀花、迎春花、常春藤等；可供栽植的草種有：三葉草、畫眉草、狗牙根和中華結縷草等；河流水域可以發展的水生植物為：睡蓮、香蒲、扁桿草、水蔥、菖蒲、慈姑等。

2.2.3 生態護岸技術的主要模式

1)混凝土預制磚護岸。采用混凝土預制而成的一種存在大量連續空隙且具有抗壓強度的空心磚護坡，此種護岸模式的透水、透氣性較好，將草、灌植物播種至空隙內以形成近自然的生態護岸，從而達到凈化水質和保護堤岸不受侵蝕的目標。

2)藤條倒掛式護岸。將各類藤條花卉植物種植于城區硬質護岸區，由此形成一種可以降低直立岸硬質感的生態護岸模式，其中常用的花卉有月季、金銀花、常春藤、迎春花等。

3)堤岸栽植植物防護措施。該措施可以改善河流水質和減少堤岸硬質感，營造的小氣候條件為河流水生植物的生長提供良好的空間，其主要做法是在河道底固定堆砌填裝種植土的編織袋，以供植物的生長。

4)石籠護岸。將種植土、碎石等裝入柳條、噴塑鐵絲網或鍍鋅籠內，結合植物碎石堆砌成砌體擋土墻或臺階狀護岸，由此增大河岸的生態性與穩定性。對于塊石缺乏而沙子或碎石來源廣泛的區域，石籠護岸具有較強的適用性與可行性。一般情況下，石籠網直徑為6-8cm，工程實踐中可結合具體的填充材料尺寸適當的調整孔徑，表面覆蓋土層種植植物或者為微生物、動物、水生植物營造生存空間。由于存在應用靈活、整體性好、抗沖刷能力強、地形變化適應性好等特點，此類護岸模式可適用于流速大的河道斷面。

5)柵攔護岸模式。柵攔護岸的主要機構為各類木質材料或其他廢棄木材，其主要內容是將木樁打入坡腳以增大其強度，利用木材橫向放置于木樁上方。結合不同的景觀要求可以將木蘭設計成各類形狀，為進一步加固坡腳可在圍欄后回填土料或堆積石料，同時可以營造良好的環境滿足水生動植物和微生物的生存。將草坪植物種植于圍欄以上坡面，同時配備木質臺階以實現多目標的協調統一。

6)石材-木樁復合型護岸。為保證護坡安全性與穩定性于坡底實施生態混凝土護岸，同時為滿足水生植物生長創造較好的空間；將卵石或礫石放置于木樁框架內以防護坡面上部結構，此類生態護岸結構融合了凈水、景觀、親水等功能。

2.2.4 技術模式

根據北票市涼水河干河子段治理工程制定生態修復計劃，遵循自然和諧、人水相親、宜寬則寬、易彎則彎的原則分階段制定科學的河流結構修復方案。在符合河流防洪功能的條件下修復河道生態功能，以最大限度的接近河流原有自然狀態為基準修復退化的河道生態系統。

1)上、中游段。針對深塘、淺灘等部分河面較寬的區域，沿自然彎曲的走向疏浚河道，修復水邊濕地、深塘、淺灘等，對河道結構作適當的調整。建設實施的護岸模式為石籠、混凝土預制磚護岸，布設的植被措施以經濟林、材林為主，攤面和河堤栽植銀杏、水杉和楊柳；堤肩栽植間距為4m的水杉、銀杏，行距為5m×5m的板栗、楊樹栽植于內外堤坡及攤面，行距為4m×4m的柳樹種植于靠近水面側，選用畫眉草、白三葉等草種綜種植于堤坡坡面。其中，承包合同的簽訂遵循誰栽樹、誰管理、誰承包、誰收益的原則。河道水面種植水生植物、放樣水生微生物和動物，濕生植物種植于濕地區和淺水區，可供選擇的有扁干草、水蔥、香蒲、菖蒲等草種。

2)下游段。為解決下游段坡堤易滑塌、土質松軟等問題，護岸模式選用柵攔護岸。由于土層較薄、土壤貧瘠等條件限制，涼水河下游段宜種植物種較少，株行距3m×4m香花槐間種于攤面、兩岸堤肩，株行距0.6m×0.6m的2行紅柳放浪林種植于迎水坡正常水位線上區；株行距3m×3m的刺槐種植于護坡地、背水坡，選用狗牙根等草種種植于坡面。

2.3 管護措施

1)競標承包、明確管護職責。管護區間設定為鄰水坡15m內、背水坡6m外區域，采取招標的方式完成樹木花草管理工作，嚴格按照相關要求防止人畜破壞。

2)合理分配效益。按照水利部與承包戶為2∶8的原則分配成材收益。

3)完善審批制度。針對成材后的護堤喬木的采伐，必須由承包戶提出申請并經林業部批準、水利部核實后方可采伐，若未按照該流程審批，則以森林法和水土保持法為依據給予相應的處罰。

3 結 論

河道生態修復屬于一項涉及生物、動植物等措施的能量、物質交換的完整的生態系統工程，因此其動態性較強。在滿足穩定性條件下以營造生態環境和恢復物種多樣性為目標，從真正意義上實現生物、土壤、河流之間的能量物質循環，通過河流系統的良性循環提升水系統的自修復、自凈化能力，從而為河流整體生態系統、修復受污染河流水體提供保障。