淺談生態(tài)水工學(xué)與河道治理

柴曉飛

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 天津 300000）

淺談生態(tài)水工學(xué)與河道治理

柴曉飛

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 天津 300000）

生態(tài)水利是以流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)，運(yùn)用工程、生物和管理等綜合措施，科學(xué)防治水患，合理利用和保護(hù)水資源，注重經(jīng)濟(jì)效益，在確?？沙掷m(xù)發(fā)展的同時(shí)，最大限度地滿足人民生活和生產(chǎn)的需求。本文首先介紹了生態(tài)水工學(xué)的內(nèi)涵，然后從堤線布置和堤型選擇、護(hù)岸工程技術(shù)、親水規(guī)劃、生態(tài)修復(fù)技術(shù)四個(gè)方面分析了生態(tài)水工學(xué)在河道治理中的應(yīng)用。

生態(tài)水工學(xué)；河道治理；應(yīng)用

1 生態(tài)水工學(xué)的內(nèi)涵

在可持續(xù)發(fā)展己經(jīng)成為全球共識(shí)的大背景下，傳統(tǒng)意義上的水工學(xué)需要革新，或者說在水工學(xué)的基礎(chǔ)上，吸收、融合生態(tài)學(xué)的理論，建立和發(fā)展新的工程學(xué)科，即生態(tài)水工學(xué)。

生態(tài)水利是建立在較完善的工程體系基礎(chǔ)上，以新的科學(xué)技術(shù)為動(dòng)力，運(yùn)用現(xiàn)代生物、水利、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、材料等等綜合技術(shù)手段發(fā)展水利的方法。與傳統(tǒng)水利相比，生態(tài)水工學(xué)具有如下特征：

（1）現(xiàn)有的水工學(xué)的理論基礎(chǔ)，除了規(guī)劃階段以水文學(xué)為基礎(chǔ)以外，主要是以水力學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、巖土力學(xué)等工程力學(xué)為基礎(chǔ)。而生態(tài)水工學(xué)則是以工程力學(xué)和生態(tài)學(xué)為理論基礎(chǔ)。

（2）生態(tài)水工學(xué)運(yùn)用技術(shù)手段協(xié)調(diào)人們?cè)诠┧?、防洪、發(fā)電，航運(yùn)效益與生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)系。利用已建水利工程的調(diào)度、管理等手段，為江河湖庫的水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供支持。

（3）水工學(xué)是以滿足人對(duì)水的開發(fā)利用的需求為目標(biāo)，而在生態(tài)水工學(xué)中，在滿足人對(duì)水的開發(fā)利用的需求同時(shí)，還要兼顧水體本身存在于一個(gè)健全生態(tài)系統(tǒng)之中的需求。

（4）在生態(tài)水工學(xué)中，把江河湖泊中的水體看作是生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。不但要掌握水在氣候系統(tǒng)、水文循環(huán)中的運(yùn)移轉(zhuǎn)換規(guī)律，還要掌握在特定的生態(tài)系統(tǒng)中，特定的生物群落與水體的相互依存的關(guān)系。

（5）在開發(fā)利用水流時(shí)，明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)。

（6）在對(duì)江河湖泊進(jìn)行開發(fā)的同時(shí)，盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài)包括其縱橫斷面，保留或恢復(fù)其多樣性，即保留或恢復(fù)濕地、河灣、急流和淺灘。

（7）為當(dāng)?shù)匾吧乃c陸生植物、魚類與鳥類等動(dòng)物的棲息繁衍提供方便條件，提供相應(yīng)的技術(shù)方法和工程材料。

（8）水利工程設(shè)施要造成一種人與自然親近的環(huán)境，城市景觀設(shè)計(jì)要注意保留江河湖泊天然的美學(xué)價(jià)值?，F(xiàn)代的景觀設(shè)計(jì)，應(yīng)更多地從建設(shè)一個(gè)健全的生態(tài)系統(tǒng)著眼，營造一個(gè)取悅于生物群落的環(huán)境，滿足水對(duì)于一個(gè)健全生態(tài)系統(tǒng)的需求，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，人們也會(huì)從良好的環(huán)境中受益無窮。

2 堤線布置和堤型選擇

（1）在布置堤線時(shí)，應(yīng)盡可能的保留江河湖泊的現(xiàn)有自然形態(tài)，保留或恢復(fù)其蜿蜒或分汊散亂狀態(tài)，即保留或恢復(fù)其濕地、河灣、急流和淺灘。

（2）在確定堤線時(shí)，應(yīng)遵循宜寬則寬的原則，處理好行洪和生態(tài)保護(hù)需要與土地開發(fā)利用之間的矛盾。河槽與河漫灘不僅要能滿足設(shè)計(jì)洪水的行洪要求，還要保持一定的淺灘寬度與植被空間，為生物生長(zhǎng)發(fā)育提供棲息地，從而發(fā)揮河流的自凈化功能。

（3）堤型選擇除須滿足滲流穩(wěn)定、滑動(dòng)穩(wěn)定等安全條件外，還應(yīng)結(jié)合生態(tài)保護(hù)（或恢復(fù)）的技術(shù)要求，盡量采用當(dāng)?shù)夭牧?，為植被再生長(zhǎng)提供條件，以保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。

3 護(hù)岸工程技術(shù)

3.1 多自然型護(hù)岸

該種方法適用于流程短、沖刷不嚴(yán)重的河流。護(hù)岸的關(guān)鍵在于適用河道原有的植被、木材、原石等作為混凝土創(chuàng)建更多的自然屬性的河道。

3.2 多孔質(zhì)護(hù)岸技術(shù)

多孔質(zhì)的護(hù)岸措施是在使用混凝土預(yù)制件而構(gòu)成的為孔狀結(jié)構(gòu)的形式，比較適合動(dòng)植物生存。多孔狀的結(jié)構(gòu)有盒式結(jié)構(gòu)、自然石連接以及魚巢結(jié)構(gòu)等形式，各具特色。使用這種護(hù)岸技術(shù)的特點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)便，可為動(dòng)植物提供適宜的生長(zhǎng)和活動(dòng)環(huán)境，又可抗沖刷，具有一定的典型性。該方法兼顧生態(tài)型和景觀型護(hù)岸的要求，適合繼續(xù)推廣使用。

3.3 土工網(wǎng)復(fù)合植被技術(shù)

該技術(shù)的種植基通常采用種植土、草籽或者聚乙烯等類的高分子材料，制成成片的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該種護(hù)坡結(jié)構(gòu)現(xiàn)在運(yùn)用較廣。具有固土網(wǎng)墊質(zhì)地疏松柔軟，可隨時(shí)填充或儲(chǔ)存土壤和沙粒，使其更為牢固。這樣，植被的根系就可以穿過網(wǎng)孔，自由生長(zhǎng)，到一定程度后就可以形成草皮、網(wǎng)墊，促使泥土的表層更為牢固，確保一定的穩(wěn)定性。

3.4 網(wǎng)格反濾生物工程

具體是指在坡面上方砌筑方格，在方格內(nèi)種植植被，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件選擇物種類型。該護(hù)坡方式具有成本低、防沖刷、抗凍脹以及見效快的優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新方法。

3.5 植被型生態(tài)混凝土

該種護(hù)岸方式自日本引進(jìn)，主要利用難溶性肥料、保水材料以及多孔混凝土組成。在護(hù)岸結(jié)構(gòu)中可以利用生態(tài)混凝土預(yù)制塊體做成砌體結(jié)構(gòu)擋土墻或直接作用為護(hù)坡結(jié)構(gòu)。

4 親水規(guī)劃

所謂的親水規(guī)劃就需要全面考慮當(dāng)?shù)厣镌跅h(huán)境、環(huán)境美化、居民日常生活以及岸邊旅游休閑等方面尋求最大的平衡點(diǎn)，達(dá)成一種尊重自然、靠近自然、保護(hù)自然的新形式。

該模式考慮到人類活動(dòng)對(duì)河流流域影響的重要性，從而通過建設(shè)護(hù)岸措施、休閑道路、河道流水以及沿岸設(shè)施等，整體上形成一個(gè)和諧、舒適的親水環(huán)境。水上活動(dòng)的設(shè)計(jì)可有釣魚、泛舟、漂流等，還可建立親水走廊、廣場(chǎng)噴泉等，創(chuàng)造一個(gè)適宜的休閑娛樂場(chǎng)所。

5 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

生態(tài)修復(fù)技術(shù)是一種采用生態(tài)工程學(xué)或者使用生態(tài)循環(huán)的原理對(duì)生態(tài)的保護(hù)技術(shù)，主要是針對(duì)已經(jīng)受破壞、受污染的生態(tài)環(huán)境做出治理，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)的良性發(fā)展。對(duì)其改良和恢復(fù)，加強(qiáng)重視程度。改善的內(nèi)容包括生物生存物理、生物生存的鄰里關(guān)系、化學(xué)環(huán)境的改善以及食物鏈的改善、微生物的繁衍改善等內(nèi)容。河道生態(tài)修復(fù)的最終目的是對(duì)河道生態(tài)環(huán)境的修復(fù)全面完善，將其還原到未受到破壞前的狀態(tài)，且具備自我修復(fù)維護(hù)動(dòng)態(tài)平衡的功能，并得到健康和諧、有豐富的生物種類、良好的生物棲息地、有較好的生命力且發(fā)揮著自然生態(tài)功能的河流。在治理時(shí)，主要是考慮緩沖區(qū)的行洪，可有效削弱洪水勢(shì)力、分蓄洪水，降低破壞性。

6 結(jié)語

當(dāng)前，生物環(huán)境問題已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注，越來越多的修復(fù)方法已經(jīng)投入使用，如修建生態(tài)河堤、增加河邊濕地及河灘面積，保護(hù)生物的多樣性等方式。生物環(huán)境已經(jīng)成為世界各國共同關(guān)注的問題，其治理方法也在不斷創(chuàng)新。修建生態(tài)河堤，增加河邊濕地及河灘面積，恢復(fù)河岸水邊植物群落和河內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)，維護(hù)生物的多樣性己成為國際上河流建設(shè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

[1]繆欣欣.幾種新型材料在我市水利工程中的應(yīng)用[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，12（01）.

[2]張淑華，李宇.創(chuàng)建生態(tài)水利實(shí)現(xiàn)人水和諧[J].河南科技，2010，11（24）.

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2016-8-14