內(nèi)河限制性航道生態(tài)岸坡設(shè)計(jì)思考

張繼宗 浙江公路水運(yùn)工程咨詢有限責(zé)任公司

近些年來(lái)，隨著國(guó)家可持續(xù)戰(zhàn)略部署規(guī)劃的不斷落實(shí)，扎實(shí)推進(jìn)航道整治工程向生態(tài)友好型環(huán)境轉(zhuǎn)變儼然成為當(dāng)前綠色交通運(yùn)輸系統(tǒng)亟待踐行的工作內(nèi)容。結(jié)合當(dāng)前建設(shè)情況來(lái)看，以浙江地區(qū)為主的航道整治工程區(qū)域，嚴(yán)格按照綠色交通運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃要求，從多個(gè)方面針對(duì)河流生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與保護(hù)工作進(jìn)行合理優(yōu)化與改進(jìn)，以期可以為進(jìn)一步深化內(nèi)河限制性航道生態(tài)整治效果。從某省航道生態(tài)型岸坡建設(shè)工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，像京杭運(yùn)河、鹽河等紛紛落實(shí)了生態(tài)岸坡設(shè)計(jì)工作，尤其在關(guān)鍵路徑、水位問(wèn)題以及植物選型等工作方面下足了功夫，基本上取得了預(yù)期的目標(biāo)效果。

1.內(nèi)河限制性航道生態(tài)岸坡設(shè)計(jì)關(guān)鍵路徑問(wèn)題分析

1.1 內(nèi)河限制性航道概念

所謂的內(nèi)河限制性航道主要是指水面整體表現(xiàn)狹窄、斷面系數(shù)比較小，且對(duì)船舶航行過(guò)程有明顯制約作用的航道類型，一般多集中分布在我國(guó)蘇南地區(qū)以及浙北平原地區(qū)等。根據(jù)實(shí)際情況來(lái)看，蘇南地區(qū)以及浙北平原地區(qū)基本上可以視為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及內(nèi)河水運(yùn)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。在航道沿線分布特點(diǎn)方面，主要集中表現(xiàn)為城鎮(zhèn)、橋梁航道沿線分布分布較為集中。

其中，在航道水位方面主要以節(jié)制閘控制為主，且以水流平緩長(zhǎng)，水位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)為主要表現(xiàn)特點(diǎn)。與天然河流存在明顯不同，內(nèi)河限制性航道在很大程度上可以視為半自然生態(tài)系統(tǒng)，要求管理人員應(yīng)該針對(duì)航道內(nèi)部的景觀以及區(qū)域尺度上的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)提供相應(yīng)的生態(tài)服務(wù)，如物種棲息等。

1.2 設(shè)計(jì)要求

結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，限制性航道護(hù)岸結(jié)構(gòu)在應(yīng)用模式上主要以柔性結(jié)構(gòu)局部取代傳統(tǒng)剛性硬質(zhì)護(hù)岸為主。究其原因，主要是因?yàn)檫@種護(hù)岸結(jié)構(gòu)模式可以適當(dāng)降低剛性硬質(zhì)護(hù)岸高度，并通過(guò)形成組合型護(hù)岸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的保護(hù)功能。與此同時(shí)，根據(jù)限制性航道水位特征來(lái)看，一般可以將護(hù)岸防護(hù)區(qū)分為護(hù)底區(qū)、行洪防護(hù)區(qū)等。對(duì)應(yīng)地，可以將生態(tài)型護(hù)岸結(jié)構(gòu)分為重防護(hù)區(qū)、景觀區(qū)等。

此外，對(duì)于復(fù)合型護(hù)岸結(jié)構(gòu)而言，在規(guī)劃設(shè)計(jì)方面要求相關(guān)人員應(yīng)該根據(jù)護(hù)岸結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度需求與穩(wěn)定性需求進(jìn)行合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以確保護(hù)岸結(jié)構(gòu)周邊生態(tài)環(huán)境可以滿足協(xié)調(diào)統(tǒng)一的效果。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，為確保生態(tài)度岸坡工程的整體實(shí)踐要求，要求規(guī)劃設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分針對(duì)護(hù)岸材料、護(hù)岸結(jié)構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，以確保限制性護(hù)岸結(jié)構(gòu)生態(tài)性設(shè)計(jì)效果。

1.3 設(shè)計(jì)思路

關(guān)于內(nèi)河限制性航道生態(tài)岸坡設(shè)計(jì)思路的相關(guān)研究，本文建議規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在材料選擇方面應(yīng)該盡量以自然柔性材料為主，目的在于規(guī)避二次環(huán)境污染問(wèn)題出現(xiàn)。與此同時(shí)，減少剛性結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，以確保護(hù)岸你好視覺(jué)效果得以深化加強(qiáng)。重點(diǎn)針對(duì)水位變幅范圍，合理確定護(hù)岸頂高程，在不影響通航安全的同時(shí)，確保植物生長(zhǎng)安全。除此之外，在植物類型的選擇方面，應(yīng)該積極與周邊環(huán)境進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，確保植物生長(zhǎng)良好。

2.常水位與植物選型問(wèn)題的相關(guān)思路分析

2.1 設(shè)計(jì)重點(diǎn)

生態(tài)護(hù)岸生態(tài)景觀功能的實(shí)現(xiàn)與否，關(guān)鍵取決于護(hù)岸一級(jí)平臺(tái)上種植的水生植物是否成活，以及是否與周邊自然環(huán)境融為一體。根據(jù)具體判斷結(jié)果，確定合適的設(shè)計(jì)水位或者一級(jí)平臺(tái)頂高程等參數(shù)數(shù)據(jù)。以長(zhǎng)江三角洲地區(qū)限制性航道護(hù)岸設(shè)計(jì)為例，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員通常會(huì)將具備50%累積頻率的航道常水位視為一級(jí)護(hù)岸頂高程的決策依據(jù)，將硬質(zhì)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期淹沒(méi)在水下位置當(dāng)中，目的在于防止其對(duì)周邊景觀造成破壞影響。除此之外，為確保平臺(tái)上種植的植物生長(zhǎng)安全以及航行安全，建議規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在一級(jí)護(hù)岸平臺(tái)的水深設(shè)置方面不宜過(guò)大。最好可以根據(jù)水位變化情況，選擇合適的時(shí)間段，落實(shí)植物種植與管理等工作內(nèi)容。

2.2 影響因素

對(duì)于水生環(huán)境而言，水位與水流往往是影響水生植物生長(zhǎng)效果的主要因素。其中水位因素主要針對(duì)生物量、水生植物分布等問(wèn)題產(chǎn)生決定性影響。而水流變化會(huì)促使水位發(fā)生變動(dòng)，導(dǎo)致植物群落的生物量、物種多樣性發(fā)生改變。舉例而言，蘆葦幼苗在完全淹沒(méi)狀態(tài)下，會(huì)發(fā)生節(jié)間距增長(zhǎng)的變化。結(jié)合以往的調(diào)查經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，植物在合適的水位波動(dòng)條件下，其多樣性會(huì)達(dá)到巔峰。但是如果水位波動(dòng)過(guò)大或者過(guò)小，很大程度上會(huì)導(dǎo)致一些不耐旱、不耐淹的植物難以存活。

2.3 規(guī)劃要求及思考

總的來(lái)說(shuō)，水體流動(dòng)過(guò)程會(huì)促使水生植物同化作用率不斷增加，同時(shí)在呼吸速率方面也會(huì)有所增加。但是需要注意的是，水流速度過(guò)快時(shí)，底泥懸浮影響也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，因此促使沉水植物光合作用效率不高，生長(zhǎng)受阻。同時(shí)，水體流速的改變會(huì)促使沉水植物生物量等因素發(fā)生較大改變，如較大的水體流速會(huì)限制某一區(qū)域沉水植物的生存發(fā)展能力。以多瑙河水流條件與水生植物生長(zhǎng)之間的作用關(guān)系為例，可以將植物適應(yīng)的水流流速劃分為4個(gè)等級(jí)，根據(jù)各級(jí)水流條件下水生植物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行研究與分析。

當(dāng)水流流速小于0.05m/s條件時(shí)，水生植物基本上可以得到良好的生長(zhǎng)環(huán)境，長(zhǎng)勢(shì)喜人；當(dāng)水流流速處于0.05-0.30m/s的低速水流條件時(shí)，多數(shù)水生植物可以達(dá)到穩(wěn)定生長(zhǎng)狀態(tài)，像微萍、馬尿花等；當(dāng)水流流速處于0.31-0.69m/s的中速水流條件時(shí)，只有部分耐淹水生植物才可以達(dá)到良好生長(zhǎng)效果，像蘆葦、毛莨屬等；當(dāng)水流流速超過(guò) 0.70cm/s時(shí)，當(dāng)前水流基本上已經(jīng)處于高速水流條件狀態(tài)，只有極少的耐濕、耐淹植物才可以存活下來(lái)，如牛角蘚等。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，限制性航道在水流流速方面一般多處于0.40-0.60m/s之間，因此在水生植物的選擇方面，應(yīng)該以耐淹沒(méi)水生植物為主，如蘆葦、狗牙根、水杉等。其中，蘆葦具備調(diào)節(jié)氣候、保持水土等功能優(yōu)勢(shì)，比較適用于內(nèi)河航道治理工作當(dāng)中。

3.蘆葦生長(zhǎng)特點(diǎn)以及養(yǎng)護(hù)管理

蘆葦?shù)母o葉在生長(zhǎng)期間可以發(fā)揮改良土壤、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量等功能優(yōu)勢(shì)，不僅可以為土壤養(yǎng)料改善提供良好保障，同時(shí)還可以吸收二氧化碳、氮氧化物等有害物質(zhì)，利于維護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境的安全。足以見(jiàn)得，蘆葦在很大程度上兼?zhèn)洵h(huán)境調(diào)節(jié)功能與生態(tài)效益維護(hù)功能的作用。一般來(lái)說(shuō)，蘆葦可分布在湖濱、河口等位置生長(zhǎng)，且多以密集群落方式存在，因此多具備抗高溫、耐水寒的特點(diǎn)。根據(jù)蘆葦以往的生長(zhǎng)條件來(lái)看，因蘆葦屬于喜水植物與耐旱植物的領(lǐng)域范疇，因此在蘆葦生長(zhǎng)條件方面，要求規(guī)劃設(shè)計(jì)人員應(yīng)該給予蘆葦合適的生長(zhǎng)水位，以確保蘆葦生物量得以加強(qiáng)。

結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，35-45cm的水深能顯著提高蘆葦生物量。需要注意的是，蘆葦生長(zhǎng)期間遇到干旱問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)采取個(gè)體變小，葉片數(shù)量減少等方法策略弱化蒸騰量，達(dá)到良好的抗旱效果。除此之外，以往蘆葦栽種方式主要以根狀莖移栽為主，具備方便管理、易于成活的優(yōu)勢(shì)。但有一點(diǎn)需要格外注意，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)對(duì)蘆葦種植初期的養(yǎng)護(hù)管理，如可以采取補(bǔ)土或者補(bǔ)種等方式，以確保蘆葦成活率得以加強(qiáng)。

4.結(jié)論

總而言之，綠色發(fā)展理念的貫徹與落實(shí)無(wú)疑是為內(nèi)河航道整治工程提供了全新的發(fā)展動(dòng)力。其中，生態(tài)型岸坡建設(shè)工作作為內(nèi)河航道整治工程的重要工作內(nèi)容，要求規(guī)劃設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格立足于當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況、地勢(shì)情況等，從多個(gè)方面針對(duì)生態(tài)型岸坡建設(shè)工作進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。如重點(diǎn)針對(duì)斷面功能分區(qū)、結(jié)構(gòu)匹配、植物選型等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行合理優(yōu)化與改進(jìn)，以確保內(nèi)河航道生態(tài)治理效果得以達(dá)到預(yù)期，從根本上推動(dòng)航道整治工程的長(zhǎng)足發(fā)展。