城镇河道生态治理关键技术及模式研究

赵明

（北票市防汛抗旱指挥部办公室，辽宁 北票 122100）

传统的水利建设比较注重防洪排涝、灌溉供水、水力发电等功能，随着我国水利事业的快速发展水利工程发挥的重要作用更加突出。与此同时，人类活动对自然水系的干扰程度也明显增强，如生态功能退化、水体污染、江河断流等问题日趋突出。从工程设计上，河道整治要保证与生态过程的协调性，运用生态治理模式尽量降低对环境的影响[1-3]。换而言之，就是要维护水系统健康与良性循环，尊重物种多样性维持河道自然生境，减少对资源的剥夺以及促进对生态的保护，最终形成系统稳定、功能强大、结构优化、群落搭配合理的生态系统。

一、河道治理技术

（一）治理现状

传统的河道整治多以河床硬化、浆砌石或块石护坡等方式为主，虽然能够提供较安全的河流环境，有效抵御洪涝灾害以及保持水土，但从人水和谐的视角其环境协调性极差，给水系统循环以及周边环境造成严重影响，主要体现在：

1.生物多样性减少。多样的水体流动性受河道整治发生显著改变，水流速度因裁弯取直措施明显增加，这大大增强了水流对河岸和河床底部的冲刷，加之河床异质性的减少使得生物原有的栖息条件和生长环境破坏甚至消失。

2.自净功能下降。自然河道的自净功能发挥着重要作用，而土壤与水体之间的联系因光滑的硬质式护岸被割裂，由此导致环境与生物、土地与水体的隔离，水陆系统之间的能量、物质交换受阻，孤立于土壤之外的河流系统无法支撑复杂的水生生物群落，河流的自净功能明显下降。

3.水体污染加剧。以往的河道治理，通常将膨胀剂、抗冻剂等许多添加剂被加入建筑材料内，而部分混凝土或浆砌石长期处于水体浸泡状态，由此使得水与添加剂、部分原材料发生碳化反应或水化反应，从而造成河流污染。此外，各种因污染物无法被裸露硬化的岸坡过滤吸收，在降水径流作用下被排入河道，从而产生水污染等问题，并且河道失去了原有的绿色植被护岸的生机[4]。

4.洪涝风险增大。裁弯取直使得河流束窄加深，不透水范围因硬化覆盖而扩大，从而减弱了河道泄洪能力，致使洪涝风险增加并带来防洪隐患。

（二）形态设计

天然河流走向通常呈蜿蜒曲折状，为维持其原有的环境空间以及自然属性，形态设计时应遵循“遇弯则弯、易宽则宽”的原则，随地形和层次的改变而变化，尽量维持河流原有的地貌形态，恢复河道的纵向与横向连通性，保证河流的自然运行[5]。另外，形态设计时还要考虑水域、陆域两个系统，在保证防洪安全的基础上考虑各类不利因素科学设计。

（三）河床河堤设计

为恢复适宜于水生动植物生长繁衍的多孔质、生态化河床，将原铺设于河床的硬质材料拆除。以改善河床自然环境、保护水生物种、人与自然和谐相处等为原则，运用稳定河床的方法增强水系统自修复功能，切实提升河道行洪能力以及水生物种多样性。

河堤具有植被护岸、缓冲带、廊道的功能，在确保防洪安全的基础上提供一道人水相亲的风景线。所以，堤防加固与河床修复应引起重视，以保证生态与防洪功能为要求建成绿色坚固的长廊。通过治理河堤以及沿线景观，达到防洪安全、自然与人文景观相协调的目的。因此，河床河堤设计就是创建生物与水体、水体与土体相互涵养且生境适宜的河堤替代过去人工混凝土建筑，提升河流调节水量、滞洪枯补、水体自净等功能，为动植物生长反演提供适宜的空间。

（四）护岸技术

传统的护岸材料有预制砼块、混凝土、干砌石或浆砌石等，对防治土壤侵蚀、保证防洪安全及增强岸坡稳定性等具有重要作用，这也给河流生态与自然景观带来不利影响，加剧了生态系统破坏、水域和陆域环境的恶化，水体自净能力明显下降。所以，生态护坡的关键是有机结合生态植物材料和工程措施，或者利用生态型植物保证河流冲刷岸坡的稳定性以及完整性。生态护坡技术涉及生态学、水力学、水土保持学、水文地质等多门学科，采取适宜的植物与工程措施建成良性循环、绿色生态的护岸体系，尽量发挥生态系统自修复、自组织和自支撑功能，从而实现人类社会、生态护岸较高年、水资源与河道治理的协调统一。所以，护岸技术属于一项涉及微生物和动植物等综合技术[6]。

（五）水质修复技术

一般地，河流水质修复主要物理、化学、生物生态3 种方法，其中物理方法有引水稀释、疏挖底泥、机械除藻等，这类方法往往治标不治本，通常作为应急措施解决突发性水污染问题；化学方法有加入铁盐、石灰。化学药剂等沉积磷、脱氮、杀藻，这种方法易造成二次污染且投入的成本较高；生物生态法有种植与养放水生生物、修建人工湿地、人工增氧等，此类已成为城镇河道水质修复的重要手段，也是研究水生态修复的重点与热点。

（六）河岸植被设计

城镇河道的水陆存异性越大、空间面积越广，则生物多样性、系统稳定性以及促进生态服务价值的作用越强。因此，河道生态治理要最大程度的增加两岸和水面面积，保持生物群落栖息地上下游、左右岸的连通性，提升生态系统完整性，增加绿化岸坡与水面的过渡通廊，更好的融合岸边与岸坡树林、绿地，由此建成生态网络体系。

陆生、水生和湿地物种为生态河道的主要物种类型，通常按以下要求选择水生和湿地物种：物种具有易繁殖与栽培的优势，并且不引起外来物种入侵；观赏价值高；能够承受一定的水污染压力；拥有较强的水环境净化能力；生长后植物景观层分明、立体景观及环保效果较好。水生、湿地物种对于富营养化水体具有优异的降解与吸收能力。此外，考虑河流所在地的气候条件与自然环境选择水生、湿地物种，一般选择水体净化能力较强、生存能力较强、根系发达、生长速度快的物种，主要有香蒲、芦苇和凤眼莲等[7]。结合河岸景观空间要求合理选择陆生物种类型，选择易栽培生长、景观效果好且观赏价值高的本地乔灌木与草本植物，可供选择的落叶乔木有旱柳、垂柳、国槐等，花灌木有紫叶李、海棠等，草木花卉有马莲、绣线菊、萱草等，常绿苗木有桧柏、黄杨、女贞等，选择的草坪品种应尽量为多年生，做到不同物种层次分明、相互交错，在发挥良好生态效益的同时具有一定的季节变化。

二、城镇河道生态治理模式

（一）河道线型设计

河道线型布置要充分考虑河流天然原有的走向，尽量保留河流的天然轮廓，并结合城市发展规划和市政建设适当调整。针对城镇道路与河流存在交叉处，应对河道按照桥梁建设和路网适当调整，以正交叉替代斜交叉的调整方式也比较常见，调整过程中河道转弯处要形成光滑的曲线，故转弯半径不宜过小，并且强调两岸的协调以及上下游堤线的衔接；针对比较规整的城镇用地规划格局，土地的高效利用往往受到河道穿越的限制，对此适当修改河道线型，使河流尽量贴近道路，并规划亲水平台形成滨河景观带，切实改善道路景观，在居住区与道路间形成天然防护带以降低扬尘、噪声影响。工程中要慎重考虑河道裁弯，虽然裁弯可以增加两岸土地面积、缩短航程、增强河流的泄洪能力，同时也会对河道原有的优美景观和自然弯曲造成破坏，在一定程度上改变河势。

（二）护岸、断岸设计

城镇河道生态治理主要有人工生态护岸与自然生态护岸两种方式，人工生态护岸主要用于解决水土流失、岸坡坍塌的问题，一般适用于有通航要求的乡镇与城市河道；自然生态护岸防护生态与河堤的根本途径是利用根系发达的植物，从而改善生态环境、防治水土流失和固土。对此，优先考虑自然生态护岸，以充分发挥植物吸收、分解污染物及固土的作用；而对于两岸间距较窄、泄洪排涝量较大且水流速度快的河道，治理工程宜选择人工生态护岸，为减少刚性结构多选用自然材料，尽量选择生态方格或者互嵌生态模块，以达到美化工程环境、防治土壤侵蚀和固土保沙的目的。

城镇河道生态整治常用的断面形式有复式断面和梯形断面，其中河道滩地复式断面占地较大，能够为两栖动物与水生生物提供适宜的生长空间，所以其生态性较强，同时滩地也可开发成生态功能较强、景观效果良好的景观休闲区；与复式断面相比梯形面积较小，比较适用于城镇河道，设计时要最大限度的降低两岸坡度以发挥其生态功能，通过绿化岸坡增大林草覆盖率。

（三）水质修复设计

河流水质恶化的根本在于水系统中溶解氧含量的减少，其溶解氧以大气复氧与植物光合作用为主。污染物耗氧量过大的情况下仅仅依靠大气复氧远远不够，为提升水环境修复能力必须进行人工增氧，例如利用两岸提水及河道修建小瀑布、喷泉、跌水、水车等，增加水体流动性、交换能力、景观效果和水中溶解氧含量。此外，为提高河道的流量与流速，可以对城镇河段实时从其它河流补水、调水。增加水量可以提高水体的自净能力，降低污染物浓度及增加稀释水体；增大流速可以增加水体溶解氧及其复氧能力，有利于促进污染物的输移与扩散，促进植物、微生物、水生物种类与数量的增加，对降解与吸收污染物具有积极作用。

河流生态系统中贝、螺、鱼、虾等水生生物为主要“消费者”，对于河道中的有机碎屑与浮游生物具有良好的摄食、滤食作用，有利于促进水系统的良性循环。采取水生生物调控措施，通过食物链一些贝类与鱼类具有一定的富集河流中放射性元素、重金属等污染物的作用，从而发挥改善水质的功能。此外，水体在鱼的游动作用下流动加快，有利于分解与沉淀水体中的污染物[8]。因此，放养的水生生物可以改善与净化城镇河流水体，通过修复水体生态实现生态环境保护目标。

（四）景观设计

河道生态整治的基本要求为景观设计，通过河道治理形成滨河、邻水的景观带与风景休闲区，所以要突出文化特色、因地制宜的设计景观。考虑河道实际情况合理设计与布局景观，通过整体规划区、带、片、线、点保证城市整体景观的协调，造景时尽量利用清淤土，如修建亲水平台、亲水广场、河心岛等，体现开放、休闲、亲水、自然的风情特色与景观体验。景观规划设计还要反映当地的历史痕迹、独特文化以及体现城市文化精髓，修建能够成为历史与文化载体的阁楼、雕塑、廊道、文化广场等。

三、结语

随着科学发展观以及人水和谐理念的不断深入，人们越来越强烈的渴望宜居的环境和河道水系生态服务功能，“优美、文化、舒适、休闲”的生态工程逐渐成为城镇河道整治的新思路。城镇河道生态治理以提升水环境自修复能力、利用生物增强自然景观效果原则，以改善水体环境、修复河道生态、创造和谐的自然景观为目标，利用生物、土壤、水体系统间的相互作用，治理河道系统以及修复水体环境，从而实现水系统的自修复、河流的良性循环和可持续利用。