园林景观工程中生态河流修复技术

孙威

摘要：指出了围绕和利用“生态”这个概念来进行环境的保护，在此基础上对破坏的生态条件进行修复，并持续改善环境质量，是从事生态环境整治工程技术人员责无旁贷的责任和义务。基于此，以深水金河水系景观提升工程为例，探讨了园林景观工程中的生态河流修复技术，以期提供参考。

关键词：河流;生态;景观;修复技术

中圖分类号：TU986

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）03-0031-06

1 引言

我国是一个河流众多的国家，近年来随着我国社会经济的快速发展和土地资源的不断开发导致自然及人工流域河道空间被不断挤占，水体污染愈发严重，周围植被破坏严重，导致河道的生态环境破坏非常严重。

党的“十九大”对生态文明建设作出了重大部署，体现了习近平新时代中国特色社会主义思想的生态文明观，为我们抓好生态文明建设，开创打造美丽中国的新局面指明了方向和路径。如何运用生态工程的理论和方法，大力推进生态系统保护与修复，实施重要生态系统保护和修复重大工程，持续提升生态环境质量，建没山水林田湖草生命共同体，是我们从事生态环境整治专业人员的意向重要工作。本文就生态的定义以及河流生态的要求以及河流生态的修复技术进行初步阐述，旨在和广大从事生态环境建没保护的同仁们一起探讨交流生态河流的修复技术，在生态文明建没的同时，努力学习、积累，并且形成一套符合中国发展现状的宝贵经验，为实现我们伟大的“生态”目标而奋斗。

2 生态、河流生态的定义与功能

生态二字，源自古希腊，顾名思义，生代表了生命，态代表了态势。通常被理解为拥有生命象征的生物在无干扰的自然环境下的生存状况。

而我们现在讨论的主体生态河流所指的是河流内部拥有生命意义的各种生物和外部对河流具有影响效力的自然环境为一体的治理方式。通常国际上认为过度的发展和频繁的经济活动是破坏环境生态平衡的主因，未经过开发所影响的河流为河流的初始状态。初始状态的河流相较于开发所影响的河流具有更为完整的生态结构，这是一种经过大自然挑选、演变之后的健康系统，其在生态健康方面的属性更为优异。人类活动干扰前的河流是有生命、动态的系统，水的流动和泥沙的迁移变化是动植物柄息地可持续的发展变化工程，这些水文地貌的发展过程决定了河流、滩地及河岸带动植物的生活环境。

河流是动态的系统，是水流和泥沙不断迁移、冲刷及沉淀的变化发展过程，是水文地貌不断发展变化的过程。水流在河床及河漫滩范围内自由流动及迁移摆动。

河流是有河床、河岸和河漫滩（分别对应不同的水位条件）组成完整的生态单元。河流是生物多样性和柄息地的敏感地带，在河床和河漫滩分布着众多的植物与动物。河流根据不同的区域有着不同的变化，周围环境、气候条件对河流有着重要的影响。河流本身对内部的生态构成和外部环境具有自我修复能力。

河流具有很强的生态效益，人类可以在河流中获取大量的宝贵价值，如河流最基本的水源，可以满足人类生存以及农业、工业用水。其次人们可以对河流进行各种各样的开发，获取收益，如水力发电、动植物养殖、交通航运等等。然后就是河流的生态收益，河流对周围地区拥有改善环境、调节气候等作用。虽然我国已经在河流经济领域有了丰富的发展，但是对于河流在生态收益上的开发还是比较滞后，缺乏足够的认知。

3 河流生态问题及修复现状

3.1 目前河流生态问题

纵观水源利用史，18世纪50年代之前，人类活动对河流生态的影响细微，而第一次工业革命之后，水资源消耗量大幅增长，开始出现水资源污染以及洪水等自然灾害。为了控制灾害，人们开展了大规模围河造田、河道渠道化、裁弯取直、筑堤、修建横向拦水坝及固化等建设活动，这些建设活动严重破坏了河流的自然条件，生态系统性日益降低，围绕着水资源产生的各种问题促使水资源保护成为了当今环境保护方面的热议话题。随着经济与社会的发展，水资源的使用对象主要由传统的农业生产用水变成了T业用水、城市用水等非农业用水，过多的城市用水和工业用水，促使农业用水压力增大，当自然灾害来临时，已经影响到农业生产的根本大计。虽然政府已经采取了行动.但是农业用地逐渐减少，工业和建设用地的增加的趋势短期内无法得到有效地改善，水资源的稀缺情况会进一步加剧。

据多方统计表明，中国现如今的社会用水量已经接近了存续的可使用水源的总和，甚至已经超过，水资源的污染情况趋于降低，但是实质性没有改变。同时水土流失情况进一步加剧，水土流失面积依然较大，甚至达到了全国国土面积的3成以上。水环境的恶化，破坏了生态系统。因为水资源状况的急剧变差，我国的各种河流、湖泊的生态条件都受到了不同程度的破坏，影响我国河流生态环境的主要问题来自3个方面：一是水容量减少;二是水质的下降;三是洪涝灾害的频发。这些现象是原始河流状态所不具有的，已经成为了制约环境可持续发展的主要原因，是建立生态文明之路上的重大问题。

3.2 关于国际上有关河流治理的主要情况

3.2.1 国外研究进展

在充分研究了国际上关于河流生态治理的各种资料和实例后，主要总结了美国、欧洲、日本3个地区有关生态治理方面的先进经验。这3个区域均为老牌的资本主义工业强国，并且在20世纪就已经完成了三次工业革命，随着工业的发展，较早的产生各种环境破坏方面的情况。所以在20世纪60年代开始，这3个区域就已经开始形成各种关于生态治理的相关活动，历经50多年，形成了各自关于生态治理方面的一整套的体系。在生态修复工程方面，也有了较为成熟的技术与理念。如美国密苏里河生态治理、欧洲沿莱茵流域多国共同治理等等，这些优秀的先例可以为我国刚刚起步的生态治理之路提供宝贵经验。

在具体的修复方面，自然学家帕布斯特主张河流的生态修复要通过大自然的自我恢复能力进行。水利工程师凯尔拉克等6人研究了现有水利工程的构造，得出必须通过改变工程结构来减轻人类对自然河流的影响。环境学家伯恩哈特认为：河流的生态修复不仅仅应局限于河流河道的本身，还应扩大到流域内的河滩及周边自然环境之中。日本环境学家三琦和高泽利用传统的景观生态学，以河流两岸的植物群落和河流集水区两个方面展开研究.得出河流的不同方面应当对应不同的植物群落，从而进行相应的景观配置，达到生态修复的效果。德国动物学家路德维希和贝兹尔萨姆特借鉴了汉堡市河流竖向动物群落数量减少，多样性消失的事实进行研究，发现因生态环境恶劣造成原有的鲑鱼数量下降，通过改善鲑鱼的生存环境，提高鲑鱼的数量，从而达到生态治理的效果，并且起到了不错的效果。

3.2.2 国内研究现状

河流生态修复这一概念在我国相对来说是一个比较新的概念，并且运用到实际中的少之又少，主要是我国经济发展起步较晚，早期对于生态保护没有迫切的需求。随着经济的快速发展，产生的生态弊端日益呈现。郑天柱教授认为只有河道内具有充沛的水源才是生态恢复的关键，治理措施主要是圍绕着水资源这一条件进行的。陈庆伟教授分析了现代水利工程的兴建对原始生态系统的影响，从水利工程的角度阐述了河流生态治理的方式。

纵观国内外各种有关河流治理的方式来看，利用生态手段进行河流修复是一种比较先进的治理方式，并且得到了国内外的一致认同，国家也认识到了这一点.部分部门、和区域可以展开试点，学习和利用先进经验。但是在总体上来看，普及程度较低，只看到了污染治理的表面，没有在生态层面上进行思考。

4 河流生态修复技术

4.1 河流生态修复定义

在不影响生态系统的前提下，进行一系列的辅助手段及措施，帮助河流进行自我修复，使河流的修复更为健康，保持了原有的自然状态，是一项具有可持续性的技术。

4.2 河流生态修复的原则

（1）修复的过程中重视生态环境的原始自然状态运用大自然的手段来进行生态治理，学习和复制原始河流的自然状态。

（2）在空间上对其进行让步让自然水流来塑造河流的面貌，自然水流对河流的刻画往往是最为科学最为健康的，河道的自然冲刷、河床的沉积都是自然地作用，这些作用同时塑造了河道以及周围流域的水文、地质情况，可以为动物的柄息、植物的生长提供大量的空间，这就满足了生态治理的角度。

（3）保持河流平面形态多样性河流在平面上要宜宽则宽、宜弯则弯，蜿蜒自然;深潭、浅滩、急流和缓流交替出现，地貌地理景观复杂多样及多样柄息地环境条件，为生物群落多样性创造条件。

（4）恢复河流的纵向连续性、横向联通性及垂直渗透性河流在纵向上保持连续，没有阻碍水流冲刷及泥沙输移的障碍物，水流冲淤平衡，流态多样;河流在横断面上，无赢性阻隔，横向连通，断面多元化，河岸带蜿蜒自然，植物错落分布;河床微地形起伏变化多样，垂直与地下水能够联通，形成良好的河流地貌特征及多样的环境条件。

（5）河流通过自然作用进行的生态恢复其所带来的动物种群增加、植被丰富等现象更为符合生物生长学，这种带来的变化对其他外界环境的影响较小，外界的自然环境不会因为河流的生态治理而“水土不服”。所以我们在治理的同时，应当在植被的配植上尽量培育原有植被，创造其需要的生存条件。

（6）生态修复的过程中，放弃后天形成的修复材料，尽量选择对环境影响较小的，原生材料。在石材的选用上，杜绝合成材料，尽量选择原产地的天然石材，如在金毕河项目中的驳岸施工我们全部选择了溧水当地原产石材，杜绝了使用类似烧结砖、合成砌块等材料，在材料的使用上更加符合了生态的角度，同时景观效果非常古朴、自然。

4.2 生态手段进行修复在技术上的要点

4.3 河流生态修复技术要点

河流生态修复的技术要点：其主要包含了河道及周边环境空间开发;原始水文、地质条件改良;原始河道纵向走向、走势恢复;河流横向空间障碍清理;河流附属用地自然环境改良的。河流修复应遵循自然河流的特性来开展（图1）。

4.3.1 防洪空间拓展

河道防洪空间拓展程度制约生态修复的程度，根据河沟道防洪标准、洪水淹没范围现状及防洪空间可拓展潜力，进行防洪空间的拓展措施配置。从三个角度来进行河道防洪空间的开发;一是降低边坡坡度;使岸线的走向具有多样性，岸线周围拥有竖向的开发;三是修建池塘。岸线的多样性，和岸线区域的竖向改良，改善了河流内部水流的流动性，增加了水体与空气的互动频率，促使水体充满氧气，同时水底有部分富营养淤泥堆积，为植被的生长提供场所，这样也增加了动物的觅食条件。

4.3.2 水文地貌修复

河流防洪空间的大小制约了河流水文地貌蜿蜒特征的修复程度，一般基于防洪空间拓展程度来规划河流的蜿蜒性;如图2所示，中间的实线条为准备进行生态修复的渠道化河流。

在居住区附近的渠道化河段，因为没有拓展的防洪空间，因此没有条件进行水文地貌修复;在居住区上游，如果黄色区域规划为可拓展的防洪空间，其水文地貌可规划为灰色虚线显示的蜿蜒自然河道子槽;如果规划的可拓展防洪空间再大，延伸至绿色虚线范围，该河段的水文地貌可规划为虚线显示的更加蜿蜒自然状态的河道子槽。在有长流水的河道，应利用水流自由的冲刷淤积变化过程，实现水文地貌多样性的修复。

4.3.3 河流流通连通性、横向的无障碍性修复

应尽量恢复原始河流的连通性，使上下游水流保持顺畅，如拆除原有的各种拦截水流的水利设施等，让水尽可能的“活”起来。同时将老旧的护坡改造为软性的缓坡.提供植物的生长环境。在河流断面较为宽阔的区域可以开发副河道，记性类似湿地的生态开发。

保持河道区域内的多样性。营造河道断面的不同种形式，改善河流的对于洪水的抵抗能力，减少洪水的破坏。水流两侧的高滩适当削低，保证加水流的快速通过。提高河流的自我修复能力。

4.3.4 将河流由现有的人工修复向生态导向修复进行转变

（1）部分河道不仅担负泄洪的任务，同时还兼具排污的要求，所以河水本身具有较多的污染物，现有的水质净化措施如化学改良虽然效果较为良好，净化速度快，但是对河流内部其他种群影响较大。生态导向的河水净化手段使我们所提倡的，如物理净化、生物改良等等，使河水的改良具备生态性。

（2）生物群落恢复及柄息地修复。河流通过生态修复后，如何使河流从此一直能够保持生态性，我们需采取部分措施，如积极的创造生物的生存环境，在满足环境的同时引入各类原有的动植物及微生物，为河流增加“器官”，满足自身的运转。

5 河流生态修复工程实践溧水金毕河水系景观提升工程为例

5.1 金毕河项目定位介绍

金毕河为溧水城南新区骨干行洪排水河道，源白上游无想山北麓宋家水库、王家甸，两座小型水库，在陈次坝汇合为干流，于流曲折蜿蜒，总体上呈由南向北走向，干流全长4.15km，口宽10～25m，河底高程3.4～5.5m，两岸无提防，雨水白排入河道，汇水面积24.31km2。依据新城水系分布现状，新城南部的宋家水库与王家甸水库是本案（图3）。

金毕河的主要上游水源，金毕河承担补充下游中山河水量的作用，属于上游补水型城市景观河道。金毕河是联接宋家水库、王家甸水库与中山河的枢纽型城市河道，兼具城市汛期防洪排涝的作用，是重要的城市行洪河道。依据绿地系统规划，本案金毕河滨水绿地为新城中东部大型绿地开放空间中山河城市滨水绿廊的支脉.属于城市滨水景观轴带的一部分（图4）。

5.2 金毕河项目现状分析

项目现状见图5。

5.3 金毕河项目的河流生态处理方案

5.3.1 总体规划思路

总体规划思路见图6。

5.3.2 印象方案

方案见图7～图10。

5.3.3 具体措施阐述

（1）拦水闸设计溧水区金毕河水环境综合整治工程方案设计本案金毕河上下游竖向高差大，沿线共设4处拦水闸，采用固定式景观跌水闸，进行拦水蓄水，有效减缓水流速度。

（2）黄石或河滩石堆砌较为粗狂生态充分表现自然河道特性。

（3）生态护坡设计建立滨水生态缓冲带在保证河道安全的前提下，对坡岸进行修缮、平整及恢复，建成1：2～1：3的自然斜坡。建立以陆生植物、湿生植物、挺水植物、浮叶植物为主的生态缓冲带。有效阻滞地表径流，净化雨水，过滤面源污染。CODcr、NH4+、TN、TP去除率分别达到56%、31%、38%、56%。

（4）生态清淤薛李东路上游河道为新开挖河道，原河道需清淤后回填作为新岸坡，以保证新岸坡的稳定性。薛李东路下游河道基本在原河道位置上，局部段截弯取直，本次T程需对原河道进行清淤、拓宽。根据本河道工程情况，采用干塘清淤围堰开挖法，围堰后，排干河水，待淤泥部分晾干后，挖至设定深度，用汽车外运。

（5）水生态修复。①没闸蓄水，扩大水面，提供稳定的生境空间。在河段局部水利闸位处扩大水面，形成较开敞的水面空间。扩大水面具备的生态复合功能。调蓄功能水量调蓄功能，在水量较大时，利用水闸调节水位.形成有效调蓄的缓冲区。净化功能形成净化水质的缓冲区，提高下游水质。景观功能这些功能全部围绕着水来进行，以水来创造更多的可能性，同时满足人类的需求。②生态砾石河床在闸位下游局部河道坡降较大，水流较快的河段.建设河底生物膜河床，强化河道生态净化能力。首先，适度地清理部分的河道淤泥.后增加覆盖大于10cm的原产地河沙，其次，根据地形堆砌厚度不一的砾石。砾石采用网格固定（图11）。③引入景观水生植物通过利用生态恢复和植被体系建设，形成滨水生态河道，使河道水质得到净化，同时兼具景观美化功能。河道内运用多种水生植物进行水体改良，这些水生植物多呈片狀及带状，增加与河水的接触面积，提高净化能力，同时河堤岸绿化带部分被设计为梯田模式，当丰水期时可以滞留部分雨水，降低水中的营养物质含量，改善水质。通过植物进行水体改良可以说是河流生态治理技术中心的核心。

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