生态修复技术在河流整治工程中的应用

摘要：河流生态修复技术就是在遵循自然规律的前提下，通过使用各种手段， 把退化的生态系统恢复或重建到既可以最大限度的为人类所利用， 又保持了系统的必要功能并使系统达到自维持良性生态循环的状态。文章主要针对生态修复技术在河流整治工程的应用进行了分析，以供参考。

关键词：河流；整治工程；生态修复技术

中图分类号：S891+.5 文献标识码：A 文章编号：

随道我国对河流整治观念认识的不断深化，更注重生态，基于人与自然和谐发展，减轻人为活动对河溪的压力，维持河溪环境、物种多样性及其河溪生态系统平衡。河道治理不仅仅是利用水利工程满足人类社会需求，而且兼顾水域生态系统健康性需求，促进人类与自然相和谐，保证水资源可持续利用。各地在进行防洪工程建设和河流整治工程中，已经采取了一些新技术和新材料加强河流的生态建设。

1 当前河流生态系统所面临的问题

1.1 人为影响河流自然形态

我国现有的大部分江道平面图形、断面、河相关系以及河底与水面纵向比降均失去了天然河道的特点，主流和江道总体保持稳定，江道形态是人工建筑物控制下的河床变形。

例如人工构筑物改变了上下游主河槽的宽度， 改变了天然滩地的形状甚至位置。人为的对河道进行裁弯取直和河道断面矩形化也极大的改变了河流的形状。

1.2 湿地功能退化

湿地主要包括沼泽、泥潭、水域带等。湿地中的水体指水深不超过六米，可为静止的，也可为流动的，可以是淡水，也可以是咸水。湿地因拥有许许多多的对人们有益的功能而被人们誉为“地球之肺”。大面积的湿地可以滞留洪水，延缓洪水过程，同时湿地中的水还可以减缓土壤的沙化过程。湿地中的植物不仅可以滞留沉积物， 还可以分解转化有毒物质，同时植物还可以转化碳元素，减少温室气体的产生，改善生态环境。因此湿地是人类健康、可持续发展的必要物质基础。然而自上世纪80 年代以来，由于过度围垦、鱼塘开发、取土挖沙等人为的不合理开发，湿地面积明显萎缩，湿地生境破碎化，湿地水体受到污染，生物多样性下降，湿地功能退化。

1.3 水体污染严重

水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量，使水环境质量逐步下降，水体的使用价值降低从而导致水体的物理特征、化学特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用。

1.4 水生生态系统遭到破坏

生态系统遭到破坏是指在一定的时空背景下，生态系统受自然因素，人为因素或两者的共同干扰下， 使生态系统的某些要素或系统整体发生不利于生物和人类生存要求的量变和质变， 系统的结构和功能发生与原有的平衡状态或进化方向相反的位移。水生态系统主要功能是生物生产力、能量流动、物资循环和信息传递。但近几十年，由于人类受利益的驱动，大量排污、过度开垦、不合理工程建设，使得水生生物多样性下降，水生生态系统退化。

2 传统河流治理对生态系统的影响

传统的河流治理, 主要考虑的是河流的抗洪、排涝、航运等功能。在岸坡处理上注重抗冲刷防坍塌的措施, 而对河流周边及河流本身的生态环境考虑不多。在方法上,主要采用混凝土、砌石等硬质材料建造护岸工程, 这对于提高抗冲能力、抗侵蚀性及耐久性作用明显, 但负面影响也较显著。这些硬质材料切断了水、空气、土壤、植物、生物之间的有机联系, 破坏了生态系统。

自然河流的渠道化是传统河流治理对生态系统造成胁迫的一个主要方面, 渠道化包括河流形态直线化、横断面几何规则化及河床材料的硬质化。形态直线化改变了河流蜿蜒型的基本形态, 使急流、缓流、弯道、浅滩相间的格局消失; 横断面几何规则化使水域生态系统的结构与功能发生改变, 生物群落多样性降低, 鱼类的产卵条件发生变化, 鸟类、两栖动物和昆虫的栖息地改变, 可能造成物种的数量减少和某些物种的消亡; 河床材料的硬质化, 切断或减少了地表水与地下水的有机联系通道, 本来存在的沙土、砾石或黏土中的大量微生物再也找不到生存环境, 水生植物和湿生植物无法生长, 使得植食两栖动物、鸟类及昆虫失去生存条件。

渠道化的后果, 可能会使本来复杂的食物链在某些关键物种和重要环节上断裂, 对于生物群落多样性的影响不是局部的, 而是全局性的。因此, 美国、荷兰、日本等许多发达国家陆续开展了河流复原工程, 对河流实施生态修复并且取得了较好的效果。

3 生态恢复技术在河道治理工程中的应用

河流进行生态修复, 其目标是在满足人类需求的前提下, 使工程结构对河流的生态系统冲击最小化, 不仅对水流的流量、流速、冲淤平衡、环境外观等影响最小, 而且要适宜于创造动物栖息及植物生长所需要的多样性生活空间。

3.1 重现蜿蜒曲折的水流形态

改变长期已惯用的治河方法，裁弯取直，制造丰富多变的河底线、河坡线，在有可能与河边绿地相结合的地方，可修建蜿蜒曲折的水路、水塘，创造较为丰富的水环境，改变原来呆板、单调的河道模式。

在需要护岸的地段, 宜采用鱼巢、生态混凝土等岸坡防护结构, 充分利用乱石、木桩、芦苇、柳树、水葱等天然材料与植物护坡, 避免河流岸坡的硬质化。常见的生态护坡断面如图1。

图1 生态护坡断面示意图

3.2 修建主槽与滩地相结合的断面型式

大多数的河流属于季节性河流，只有在汛期才可能发生较大流量的洪水，平时和汛期对河道断面的需求差别很大。因此，有条件在河中修建主槽，平时使少量水体在主槽内流动，在滩地修建湿地或进行绿化，甚至可以提供人们休憩的场所，充分发挥河道的多项功能

3.3 采用新型生态材料护坡

不再大量使用现浇混凝土、混凝土板、浆砌石等阻断水和空气交换的硬质护坡材料，改用干砌石、卵石笼、大块石等更为通透的材料来防止水流的冲刷，并可在这些材料之间和表面复土，促进植物的生长。同时，适当开发利用“生态混凝土”、“双绞格网结构”等近年来逐渐兴起的新型材料。生态混凝土是由特殊级配的集料和胶结材料制成，其力学性能在满足工程需要的同时，具有蜂窝状结构，多孔且连续的特点及良好的透水性和透气性，使得植物能在其中生长。而且植物的垂直根系穿过坡体表层，锚固在较稳定的岩土层上，起到预应力锚固的作用，植物的根系在土中盘根错节，使边坡土体成为土与草根的复合材料，而草根可视为带预应力的三维加筋材料，使得土体强度提高。植物通过吸收和蒸腾坡体内水分，降低土体的空隙水压力，提高土体的抗剪强度，有利于边坡稳定。双绞格网网箱、网垫和网袋具有生态环保性、整体性、柔韧性、耐久性、透水性、造价低及良好的消浪性能等优势，非常适合于河道护岸工程，可用于河流生态修复。

3.4 开发采用植物护坡做法

植物护坡的实践历史久远，但作为一种工程技术方法进行系统研究，形成一门学科，仅有几十年的历史。早在1591 年中国最早将柳树等应用于河岸边坡的加固与保护，17 世纪利用植被护坡的技术保护黄河河岸。20 世纪50 年代，国内植被护坡技术主要用于水土保持和防风固沙，从70 年代开始，景观改善已逐渐成为植物护坡的重要方面。液压喷播技术自20 世纪50 年明并用于植被护坡。20 世纪80 年代初以来，发明了三维网植草护坡、液压喷播植草护坡、土工格室植草护坡等。植被护坡在增加边坡稳定、减少水土流失等方面有着很大的作用，而且可以抑制土壤侵蚀，提高土层对滑移的抵抗力。此外，边坡植物的存在使人工环境逐渐恢复为自然环境，为生物的生存和繁衍提供有利的场所。可采用木桩与植物梢、辊相结合的护岸型式，或在坡面分层栽种柳条等当地土生植物，形成植物为主的护坡工法。采用草坪草和野生草种相结合的做法，草坪草对管理要求高，需水量大，适宜在人群比较集中的场所栽种，野生草种生命力强，适宜各种不同的河边环境，可在普通河段采用。

4 结束语

总之， 河道生态治理工程不单单是满足人们对水的需求， 同时也是改善和恢复河道生态系统的工程， 是有利于保护自然环境和使社会发展可持续的工程， 是以人为本和人与自然和谐相处的工程。

参考文献

[1] 李铁峰，王莹莹，邢丽英.河道治理的生态水利基础及模式［J］.科技资讯，2009.

[2] 乐茂华;刘军;胡和平;;深圳市河道生态修复理念及其治理技术[J];中国农村水利水电;2010年02期