河道治理与生物生境保护

2015-04-17刘塑

绿色科技 2015年8期

刘塑

（贵州省城乡规划设计研究院，贵州贵阳550004）

1 保护生态河道的重要性

1.1 生态环境保护是我国的基本国策

在国家“三化同步、三生融合”发展战略中，“三生”即生产、生活和生态，其中生态包括自然生态与社会生态，坚持和体现了以人为本的核心价值，并将生态文明提升到突出的位置，实现了生产发展、生活美好和生态优越的三位一体发展，是城镇实现可持续发展的重要保证。

1.2 保护生态河道是生态保护的重要环节

生态环境要素由动物、植物、微生物、土地、矿物、海洋、河流、阳光、大气、水等天然物质要素及人工物质要素组成。自然河流及周边地带涵盖了生态环境要素的主要方面，因此，保护生态河道是生态保护的重要环节。

自然河道生物群落的组成、结构和分布格局与远离河流区域相比有较大的差异，是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡交错地带。自然河道在控制河岸侵蚀、调节微气候、保护河溪水质、为水陆动植物提供生境、维护河溪生物多样性和生态系统完整性以及提高河岸景观质量、开展旅游活动等方面均有重要的现实和潜在价值。

2 河道的建设性破坏日益加剧

2.1 传统驳岸引起生态环境的退化

目前我国城乡河道的治理，主要由所在区域的水利部门负责实施，防止水土流失以及防洪是其主要目的，几十年不变的直立式混凝土防洪堤仍然是河道护岸的基本方式，混凝土防洪堤使河道变成了只进不出的封闭水体，地下水与河水不能及时沟通，水循环过程被隔断，水生态系统与陆地生态系统生物链被阻断，生物种群的生态循环和均衡结构被彻底打破，生物群落得不到必需的养分，失去了生存的基本条件，逐渐衰落，消亡。群落的消亡也使河岸失去了生命，它原有的诸如截污、净水、固岸、造氧等生物功能也就彻底丧失了（图1）。

图1 直立式防洪堤

实际上，自然河道的水位、流量、流速随着季节的更替发生变化，充分体现了大自然的运行规律，而高大的防护堤往往就是侵占河道造成的恶果。随着城乡建设的发展，河道渠化已经从主要河道发展到了小型溪流，对生态河岸破坏性建设的悲剧正在不断重演，如不加以阻止，我们美丽的生态河岸带不久将不复存在。

2.2 传统堤岸破坏自然和人文景观

在自然形成的河岸边，生态种群处于良好的动态平衡中，造就了繁多的植物品种。沿河植被在不同季节构成了层次丰富、色彩缤纷的动人图案，芳草凄凄，翠柳夹岸，白鹭翻飞，鱼翔浅底，大自然造就的意境是任何人工环境都不能模仿的（图2）。

防洪堤上的人工绿地，缺乏天然河岸群落之间的物质循环和交换，完全在界定的范围靠人工管理生存，没有任何自然调节与发展演变的空间。景观的表现形式也难免呆板和生硬，且管理过程中使用的杀虫剂、化肥等有害化学成分，还会对河道造成就近污染，不管生态功能还是景观价值无法与天然河岸相提并论。

图2 自然河岸

在一些较为偏僻的乡镇村落，所在地段的沿河两岸仍保留不同年代的堤岸、码头、石桥、步道等历史遗存，具有非常重要的历史研究和保护价值，同时也是不可多得的历史人文景观（图3）。由于保护意识的淡漠，不少具有保护价值的滨水历史遗迹，也在河流的治理过程中彻底毁坏了。取而代之的是人工堤岸及后面的广场、硬地、娱乐设施。这些表面光彩的人工堆砌由于缺乏原有的历史人文氛围而显得生硬和俗气，更不可能给人们提供任何思索和回味的空间。

图3 古码头

2.3 传统防洪堤岸，不是最经济的河川护岸选择

修建传统意义上的防护堤河岸，对任何一个地方政府部门来说都是一个投资巨大的工程项目。从沿河建设用地的征地拆迁、河床清理、修建防洪堤坝，到配套设施的建设，以及后期的维护和管理，无不需要注入大量的人力、物力和财力，这无疑加重了地方财政负担，影响了城市经济发展及项目投资的均衡性。

3 生态河道的保护是世界性的发展趋势

从国外城市河道整治的发展趋势来看，尽可能保持河道的自然风貌已成为当今国际上先进城市的治理准则。欧美等国都在积极修建生态河堤，日本在20世纪30年代初就开展了“创造多自然型河川计划”，在欧洲河川生态工程被称为“河川生态自然工程”，在美国则被称为“自然河道设计技术”，各国已经相继颁布了相关的技术规范和标准，逐步形成了一套较为完善的河川整治设计理论和治理方法。

在新型河水整治理论的指导下，发达国家陆续在一批河流的生态治理中获得了成功，如欧洲的莱茵河治污达到了预定的治理目标，沿河森林茂密，湿地发育，水质清澈洁净。鱼类、鸟类和两栖动物重返莱茵河。而在日本，已对600多条河流的整治进行了重新的审视和尝试。

4 生态河道基本特征及功能

4.1 基本特征

生态河道是以自然为主导的，在保证河岸带稳定和满足行洪要求的基础上，维持物种多样性、维护生态系统的动态平衡，提高系统的自我调节、自我修复能力、改善人类生活环境的地带。

4.2 基本功能

生态和社会交流的廊道、植物根系固土护岸、防止洪涝灾害、截流纳污、地表和地下水径流保护、生物生境保护、优美的自然景观、多用途的娱乐场所以及舒适的生活环境。

5 河道的生态保护和治理

5.1 基本原则

（1）强调驳岸工程要与生态相结合，充分吸收生态学的原理和知识。

（2）新型的工程设施既要满足人类社会的种种需要，也要满足生态系统健康性的要求。

（3）河流生态工程以保护生态系统生物的多样性为重点，水利工程设施要为动植物的生长、繁殖、栖息提供条件。

（4）遵循生态系统自身的规律，生态恢复工程强调生态系统的自我修复，自我净化和自我设计功能。

（5）强调河流的自然美学价值，保护河流的自然美和保护人类与自然长期协同进化所形成的历史人文景观，以满足人类在此过程中对自然与人文历史的情感和心理依赖。

（6）生态设计要纳入城市总体规划的范畴，以便同其他的城市发展计划及项目统一协调，强化生态建设项目在城市发展战略中的重要地位。

（7）河川治理应覆盖整个流域范围，要将滨河历史人文环境保护、环境污染治理、森林湿地保护等结合起来，针对性地提出保护或治理措施，使其流域内各水的生态群落处于一个完整健康的生态系统中。而不仅仅局限于某一种稀有生物种的保护或某一河段的治理。

5.2 治理的方法和措施

5.2.1 河道平面形态

（1）河道滨水地带的河湾、凹岸、浅滩、深潭、为各种生物创造了形态多样的生存环境和繁殖避难场所，河流的多样性形成生物生境的多样性，从而改善生物群落的多样性（图4）。

（2）自然曲折的河道线型能缓冲洪水的流速，降低洪水对护岸的冲刷程度。

图4 曲折的河湾

（3）顺应河势，因河制宜，减少河道治理工程造价。

（4）蜿蜒曲折的河道对于直线化的渠道，更体现自然之美，更能唤起乡愁。

5.2.2 河道断面设计

（1）充分考虑土地利用、河岸生态景观、主导功能等因素，以保证河道生态系统的稳定。

（2）在市郊区域，应尽量保证河道的天然性，在满足河道功能的同时尽量减少人工痕迹。

（3）选择河道断面时应首先保持天然断面，不能保证天然尽量使用复式断面。

（4）增加河道断面的多样性，增加水中的含氧量。既有利于生物的多样性，形成自然生态景观带。

5.2.3 河道护岸设计

生态护岸是通过使用植物或植物与土工材料的结合，具有一定的结构强度、多种生物共生，以及自我修复净化功能、可自由呼吸的水工结构。

现在普遍推广的土工格栅边坡加固技术、干砌护坡技术、利用植物根系加固边坡的技术、渗水混凝土技术、石笼、生态袋、生态砌块、生态格网护岸、混凝土草坪护岸等多种生态护岸（图5～图9），其特点有以下几点。

图5 砌石插枝

（1）具有较大的孔隙率，护岸上能够生长植物，可以为生物提供栖息场所，并且可以借助植物的作用来增加堤岸结构的稳定性。

（2）地下水与河水能够自由沟通，能够实现物质、养分、能量的交流，促进水汽的循环。

（3）造价较低，不需要长期的维护管理，具有自我修复的能力。

（4）护岸材料柔性化，适应曲折的河岸线型。

图6 垄沟式

图7 活枝篱墙

图8 活枝柴捆

图9 活枝篱墙

5.3 不同河道类型的保护和治理

（1）对水流比较平缓的地段，减少了人为干预，尽量依靠河流生态系统的自我设计和修复功能，保护河流原生态的景观。

（2）对于沿河植被有不同程度破坏的河段，宜采用土壤保护技术，通过植草种树的方式对河岸坡面进行有效的植被覆盖，避免减少土壤表面受到侵蚀，从而起到水土保持的作用（图9）。

（3）对于已有水土流失现象，植被破坏较为严重的河流区域，可采用地表加固的治理技术，通过植物根系来加固土层和提高抗滑力，主要手法包括活枝灌丛席、活枝篱墙、活枝柴捆、垄沟式种植等。

（4）对于河床狭窄、水流湍急、洪水威胁较大的河段，则可以采用生物技术与工程技术相结合，使植物、土材、石块等天然材料与水泥、钢筋、塑料等人工材料综合搭配，稳固和加强河岸，提高使用年限。主要形式有绿地干砌石墙、渗透式植被边坡、绿地网箱、绿化土工植物等。

5.4 生物生境打造

“虾有虾径、蟹有蟹路”，各种生物都有自身独特的生活习性，而不同的生态护岸结构形式能够满足不同的生物生长繁殖需求，所以在驳岸形式上，要根据地形地貌、原始的植被绿化情况，选择多种护岸形式，为各种生物创造适宜的生长环境，体现生命多样性的设计构思，这样既可以保持丰富多样的河岸形式，延续原始的水际边缘效应，又给各种生物提供了生长的环境、迁徙的走廊，容易形成完整的生物群落。

丰富的植物群落可以提高生物的多样性，改善河道两岸环境。植物根系可以提高土壤中有机物的含量，并改善土壤结构提高其抗侵蚀、抗冲刷能力；植物的枝叶可以起到截留雨水、抵消波浪、净化水质、天然氧吧的作用。根据生长地点的不同，尽量选择适宜本地生长的物种，不能选择情况不明的外来物种（图10）。