生態水利技術在河道治理工程中應用的探討

吳穎政

沂沭河水利管理局 劉家道口水利樞紐管理局，山東臨沂 276000

在過去很長一段時期內，我國河道治理工程僅關注河道的傳統功能，卻忽視了河道的生態環境。在此背景下，河道功能較為單一，原有的生態系統被嚴重破壞，景觀功能和生態功能大幅度弱化。在河道治理工程中應用生態水利技術，在很大程度上打破了傳統河道治理的局限性，對河道的可持續發展大有裨益。

1 生態水利的內涵

生態水利技術主要是指為切實保護當前水資源環境，補償受損河流生態系統，實現社會效益、生態效益、經濟效益平衡發展的各項技術。在河道生態破壞日益嚴峻的背景下，河道治理工程必須緊跟社會發展的步伐，全面落實對生態水利的研究，切實加大生態水利技術在河道治理工程中的應用力度，使得河道治理工作能夠切實滿足可持續發展理念的內在要求，進一步提高河道的整體質量。在河道治理工程中，應積極貫徹生態水利的基本理念，不斷提高河道設計的科學性和合理性，配置有效的控污設施，從而有效促進河道的生態平衡，實現人與自然的和諧共生。

2 河道治理工程存在的問題

2.1 河道治理難度較大

部分位于河道周圍的居民，為了自身的生活便利，隨意向河道傾倒污水和垃圾，或為了獲取經濟效益，開采大量的河砂，這些都會對河道造成非常嚴重的破壞，導致河道的生態環境和流向發生改變，進一步加大河道治理難度[1]。

2.2 生態系統受損嚴重

近年來，很多河道被混凝土三面襯砌，河道與其他河流之間的聯系被切斷[2]。即使相關部門采取截污分流、引水沖污等措施，但生態系統受損問題仍然沒有得到有效改善，水體污染的負擔不斷加重。此外，動植物的生存空間不斷惡化，生態系統中的生物結構嚴重失衡，讓生態系統受損問題進一步加重。

3 河道治理工程中生態水利技術的應用價值

在生態治理工程中，生態水利技術的應用價值主要表現在以下4個方面：

第一，生態水利技術以生態平衡為基本出發點，能夠有效促進生態的可持續發展。利用生態水利技術開展河道治理工程，可以全面優化河流的生態系統，有效緩解河流斷流、植被破壞等問題，使生態系統實現良性循環，進一步增強河道治理工程的實際效果。

第二，河道治理工程與生態水利技術的目的都是保證人與自然和諧共處，兩者存在著諸多相似之處。在河道治理工程中應用生態水利技術，能夠切實增加環境的承載力，不斷提高河流的自我凈化能力，進一步優化河道治理工程的綜合效益。

第三，生態水利技術使用的材料大多具有環保特性，能夠在保障河道治理工程質量的前提下，減輕河道治理工程對水質的影響，為水生生物提供更加適宜的生存環境，進一步促進水生生物的多樣化發展[3]。

第四，生態水利技術對河流侵蝕具有良好的抑制作用，能夠對河道的上下游進行統籌規劃，有效緩解河道的水土流失問題，全面優化河道的生態環境。

4 河道治理工程中生態水利技術的應用原則

4.1 因地制宜原則

在河道治理工程中，應對當地的地質環境、氣候條件、河道問題等有清晰明確的認識，根據實際情況深入分析導致現階段河道問題的具體原因。在此基礎上選擇適宜的生態水利技術和河道治理手段，取得更加有效的河道治理效果[4]。

4.2 全面規劃原則

當前，區域性、針對性的河道治理已無法滿足河道生態恢復的內在要求，必須從整體角度出發，全面規劃河道治理工作，防止出現顧此失彼的問題。

4.3 分步治理原則

河道問題不是一朝一夕形成的，因此，應用生態水利技術開展河道治理工作，應切實遵循分步治理的基本原則，防止一次性完成過多工作導致的亂象，促進河道生態的可持續發展。

5 河道治理工程中生態水利技術的應用措施

5.1 全面落實整體性設計

受各種因素的影響，河流的生態環境較為復雜。河道治理工程應避免在短時間、小區域開展生態設計工作，而是要在較長的時間和較大的范圍中，切實保證河流生態環境的可持續發展[5]。全面落實整體性設計，能夠進一步完善河流生態環境的功能和結構，讓各個要素之間發生相互作用，共同優化河流的生態環境。在河道治理工程中，相關部門不應執著于水文體系的單獨修復，避免對其他生物造成影響，而應綜合各方面因素的影響，科學控制河道的水量和水位。針對河道中存在的淤積問題和侵蝕問題，應根據實際情況進行重點設計，防止河道在長時間的運行過程中，出現河道改變或河道堵塞等情況。同時，還應廣泛收集與河道有關的歷史資料，積極開展河道周邊環境的調研工作，以此為基礎，綜合評判河道治理工程對河道生態系統造成的影響，進一步優化河道治理的整體效果。

此外，相關部門還應全面監測河道內部的變化情況，根據監測結果調整生態水利技術的應用策略，從而為河道生態系統的平衡發展奠定堅實的基礎。

5.2 建立有效的生態河堤

在河道治理工程中，建立有效的生態河堤，能夠切實提高水質，進一步優化河道生態的多樣性。目前，生態河堤主要包括自嵌式擋土墻、格賓石籠護岸、鏈鎖式生態磚塊護岸、土工網墊護岸、土工隔柵石墊等[6]。

第一，自嵌式擋土墻。自嵌式擋土墻是一種加筋擋土結構，整體的施工難度較低，具有良好的結構性能，能夠豐富生態景觀。

第二，格賓石籠護岸。格賓石籠護岸能夠在很大程度上抵御水流對河堤造成的沖刷，切實減少水土流失，為動植物提供生長棲息的場所。

第三，鏈鎖式生態磚塊護岸。鏈鎖式生態磚塊護岸是由尺寸大小相同的預制空心混凝土塊連接而成的鎖鏈型矩陣，主要被應用于拐點較多的河岸[7]。

第四，土工網墊護岸。土工網墊護岸往往采用聚乙烯或聚丙烯等高分子材料，具有柔韌性好、強度高等特征，同時網墊含有大量的空隙，可以根據實際需求填充適宜的土壤，供植被生長發育，使得表層土壤能夠與植被緊密結合在一起，有效避免水土流失。

第五，土工隔柵石墊。土工隔柵石墊一般采用卵石對坡面進行鋪墊，在此基礎上進行土工隔柵加筋固定，不僅能夠對岸坡形成良好的保護作用，還能夠有效減輕對生態環境的影響，保證陸地與河道的水汽連續性[8]。

5.3 提高堤線布置和堤型選擇的合理性

生物物種的多樣性需要以河流形態的多樣性為基礎。在河道治理工程中，應切實提高堤線布置和堤型選擇的合理性。在堤線布置的具體實踐中，應結合當前的實際情況和具體需求，最大可能保留河道的自然形態，減少對淺灘、急流、河灣、濕地的破壞。在確定堤線時，應嚴格遵循宜寬則寬的基本原則，科學處理生態保護、行洪與土地開發之間的矛盾關系。河漫灘和河槽的設計要切實滿足行洪的內在要求，并且保證適宜的淺灘寬度，為植物的茁壯成長、動物的繁衍生息提供良好的空間，進一步提高河水的自我凈化能力。在選擇堤型時，不僅要滿足生態保護和生態恢復的內在需求，還要滿足滑動穩定、滲流穩定的具體要求。

5.4 優化河流斷面設計

在河道治理工程中，需要結合河道的具體功能，設計適宜的斷面形式。由于河道兩側可利用空間大小的不同，可以將城市河道劃分為城鎮區域河流段、人口集聚地河流段、城郊大型河流段。

(1)城鎮區域河流段。城鎮區域河流段往往會流經人口密集的居住區和繁華的商業區，通過改變河道已有斷面增加泄洪流量具有較大的難度，因此往往采用工程與非工程相結合的方式，達到治理洪水的根本目的。常用到的工程措施主要包括地下調節池、蓄滯水濕地、雨洪調節池等。如果條件允許，可以采用雙層河道的治理手段。

(2)人口集聚地河流段。人口集聚地河流段往往處于人口較密集的區域，河道兩岸的空間相對較小；在治理河道的過程中，需要科學布置護岸和周圍景觀，保證居民的生命財產安全，有效突出親水和休閑功能，營造人與自然和諧共處的宜居環境，進一步提高居民的生活質量。目前，人口集聚地河流段的河道治理往往采用梯形斷面和矩形斷面。第一，梯形斷面。梯形斷面的整體結構較為簡單，能夠切實滿足泄洪的實際要求。梯形斷面的坡度往往比較平緩，對兩棲動物的生殖繁衍具有積極影響，能夠增加河道的生物多樣性，同時為周圍居民創造更多的水渠，切實滿足周圍居民的用水需求。第二，矩形斷面。矩形斷面的占地面積相對較小，一般在原有河道的基礎上進行深挖即可，主要被應用于汛水期、枯水期水位變化不大、全年各個時期水位基本相同的河道。

(3)城郊大型河流段。城郊大型河流段往往擁有比較廣闊的河灘地，可以根據實際情況采用復式斷面。在水流量較小的枯水期，水流歸主槽河道；在水流量較大的洪水期，洪水會直接漫過河灘地，洪水水位相對較低，過水斷面相對較大[9]。在正常情況下，不會修建較高的防洪堤。

5.5 逐步恢復退化河岸帶

在過去很長一段時間內，我國河道治理工程對生態保護并不是十分重視，導致河岸帶出現不同程度的退化。隨著社會的不斷發展，人們的環保意識逐漸增強，在河道治理工程中逐步恢復退化的河岸帶，不僅可以為動物提供良好的棲息地，豐富地下水儲存，還可以有效調節河岸的生存空間，有效減少突發性水災的發生概率，使得河道更加接近自然狀態，這對生態環境的健康發展具有非常深遠的影響。針對此情況，相關部門必須對逐步恢復退化河岸帶工作給予足夠的重視，盡可能讓河岸帶恢復原有面貌。以濟南市平陰縣東阿鎮的河道治理工程為例，它根據河岸帶的內在特征，將沖刷區與深淺灘進行有效結合，為各種生物提供了良好的生存環境，達到了恢復生態的根本目的。值得注意的是，生態環境具有較強的整體性，在逐步恢復退化河岸帶的過程中，應構建適宜的物種循環鏈，使各個生態系統要素能夠相互促進，進一步提高生態系統的穩定性。

5.6 建設自然化的河流

建設自然化的河流主要是指在河道治理的過程中，重現或維持原始的河流自然形態，充分發揮河流在水系中的重要作用[10]。就當前河道治理工程的發展現狀來看，建設自然化的河流，在抗澇防洪的同時，能夠保護自然環境，實現人與自然的和諧共處。在建設自然化河流的具體實踐中，應盡可能接近最原始的狀態，在此基礎上創造出多元化的環境。比如：可以將河岸線設計為不規則形，順應自然發展規律。同時，在治理河道的過程中，應根據河道的情況，科學、合理地劃分區域和階段，充分應用自然之力，設置符合河流流動性質的彎道。對河流景觀構造而言，應盡可能選擇當地的自然植被和自然材料，使得河道呈現出原生態特征，進一步促進河流的自然化發展。

5.7 建立水生動植物種群

在河道治理工程中，建立水生動植物種群，能夠增加河流水生生物的多樣性，優化生態系統。

首先，建立水生動物種群。目前，我國許多河流中的微生物和浮游生物過剩，對水質造成了一定影響，嚴重破壞了河流的生態平衡。究其根本在于河流中的動物種類和動物數量大幅度減少。針對這種情況，應結合河道的實際情況，切實增加河流中的動物種類和動物數量，建立有效的水生動物種群。比如：可以適當地增加鯽魚、螺、鮑的種群數量，有效清除河流中的垃圾和浮游生物，維持河道內的生態平衡[11]。

其次，建立水生植物種群。水生植物種群可以切實提升河道的觀賞性，有效增強河道的抗洪能力。在具體的工作實踐中，應充分考察河道周圍的土壤環境和當地的氣候條件，盡可能選擇固土能力強、根系發達、具有一定觀賞性的水生植物，從而在治理河道的同時，給人們帶來良好的視覺享受。

此外，如果河道本身的污染情況較為嚴重，則應對污染源的成分進行綜合評判，根據實際的污染成分、污染程度，選擇具有凈化水質功能的水生植物，有效吸收河道中的污染物，達到凈化河道的目的。比如：可以在河道中種植睡蓮等浮葉植物、金魚草、黑藻等沉水植物，有效吸收河水中存在的氮、磷、鉀等營養物質，降低河水中氮、磷、鉀的實際含量，從而對浮游生物的生長起到良好的抑制作用，切實增強河流的供氧能力，不斷提高河流本身的自凈能力[12]。值得注意的是，在建立水生動植物種群時，應綜合評估水生動植物可能對河道造成的不良影響，杜絕水生動植物在河道中泛濫成災，避免進一步加劇河道的生態問題。

5.8 關注工程施工中的生態保護

在河道治理工程中，應盡可能保留原有的植被，嚴禁出現亂砍濫伐的問題。針對河道治理工程中產生的廢渣，應根據相關規定運送至指定的棄渣場進行處理，并且設置科學、合理的擋渣墻、盲溝和返濾層。針對裸露出來的地表，應進行必要的綠化覆蓋。

此外，在河道治理工程施工中，嚴禁將未經沉淀的水泥漿水、泥漿水直接排入下水道，嚴禁將生活污水、施工廢水直接排放至農田、灌溉水渠、飲用水源中，嚴禁將化學品、燃料、油料隨意堆放，從而有效減少對周圍水系、農田、土壤造成的不良影響。

6 結束語

目前，我國河道治理難度大、生態系統受損嚴重的問題較為突出。河道治理工程中生態水利技術的應用，應切實遵循因地制宜、全面規劃、分步治理的基本原則，并且落實整體性設計，建立有效的生態河堤，提升堤線布置和堤型選擇的合理性，優化河流斷面設計，逐步恢復退化河岸帶，建設自然化的河流，建立水生動植物種群，關注工程施工中的生態保護，從而進一步增強河道治理的整體效果。