论生态水利设计理念在城市河道治理中的应用

2024-02-18杨胜芬

建材与装饰 2024年1期

杨胜芬

（遵义市播州区水务局，贵州遵义 563100）

0 引言

城市河道作为城市生态环境的重要组成部分，一直是人们关心和研究的焦点。随着全球的城市化进程不断加速，许多城市河道面临着众多挑战，包括但不限于水质恶化、生态退化、水患增加以及人类活动对其产生的各种压力。这些问题的存在不仅影响了河道的自然功能，还对周边居民的生活质量和城市的整体可持续性产生了威胁。传统的河道治理方式往往强调对河道的硬化和人工干预，忽视了河道的自然属性和生态功能。这种方法虽然可能在短期内取得了一定的成效，但从长远来看，它常常导致生态环境的进一步恶化，而且需要持续地投入巨额的资金和资源进行维护。生态水利设计理念的提出，为城市河道治理提供了全新的思路。它不仅关注河道的功能和效益，还强调与自然的和谐共生，致力于创造一个健康、稳定、多功能的河道生态系统。生态水利设计理念认为，通过对河道的合理规划和设计，可以实现社会、经济和生态的三重效益，真正实现河道的可持续管理。在这样的背景下，生态水利设计在河道治理中的角色变得尤为重要。它不仅提供了一种全新的治理方法，还提供了一个更加广阔的视角，让人们重新认识河道、重新思考河道与城市之间的关系。通过结合生态水利设计理念，可以更加科学、合理地对待河道，真正实现人与自然的和谐共生。

1 城市河道现存问题

1.1 河道污染与生态退化

近年来，随着工业化和城市化的加速发展，大量的工业废水、生活污水以及农田径流中的农药残留和化肥都未经处理就直接排入河道，导致河水质量急剧恶化。这些水源中含有的重金属、化学物质和其他有害污染物对河道生态系统造成了巨大的毒性作用，从而导致生物多样性大幅减少。此外，过量的营养物质入侵也导致了水华现象的发生，严重影响了河水的透明度和氧气含量，进一步加剧了生态退化[1]。

1.2 人为干预与自然流态失衡

为满足城市建设和交通需求，许多城市河道被硬化、直线化或被改道。这些人为干预破坏了河道的自然形态，导致水流速度加快、河床冲刷和泥沙淤积问题日益严重。更为严重的是，过度的开发和利用破坏了河道的自然流态，影响了河道的生态平衡和稳定性[2]。

1.3 生态栖息地缺失

河道两岸的自然植被往往被清除以建设城市基础设施，如道路、桥梁和建筑物。这种破坏使河道失去了其天然的屏障和过滤器，加速了河水的污染。同时，自然植被的丧失也意味着生态栖息地的丧失，许多水生生物和陆生动物失去了生存的家园，导致生物多样性的大幅减少[3]。

1.4 其他城市河道问题

除上述问题外，城市河道还面临着其他一些问题。例如，随着城市的扩张，河道的取水量不断增加，导致河流断流和水位下降。此外，河道的休闲和旅游功能过度开发，导致河道两岸环境的破坏和河道自身的退化。还有一些由于气候变化导致的问题，如洪水和干旱，也对城市河道产生了严重的影响[4]。

2 生态水利设计理念解析

2.1 生态水利设计的定义及核心思想

生态水利设计是一种全新的河道规划和设计方法，它旨在维护和恢复河道的生态功能，同时考虑社会和经济效益。与传统的工程导向的水利设计不同，生态水利设计更注重与自然的和谐共生，强调自然的生态过程和功能。其核心思想如下：首先认识和尊重自然，明确河道的自然属性和生态功能。其次，以生态为基础，结合社会经济需求进行设计，确保河道的健康和可持续发展。最后，采用科学、合理的方法对河道进行管理和保护，实现与自然的和谐共生[5]。

2.2 生态、经济和社会的整合

生态水利设计不仅仅是一种技术方法，更是一种思维方式。它要求我们在设计过程中充分考虑生态、经济和社会3 个方面的因素，确保河道在满足人类需求的同时，也能维持其生态健康。①生态：维护河道的生态平衡，恢复和增强其生态功能，如调节气候、提供生态栖息地、维护生物多样性等。②经济：确保河道的利用能为社会经济发展带来效益，如供水、航运、水能发电、旅游等。③社会：注重河道对周边社区和居民的影响，如防洪、减灾、提供休闲空间等。

2.3 实现可持续性的重要性

在面临全球气候变化、资源短缺等挑战的背景下，如何实现河道的可持续管理成为一项重要任务。生态水利设计正是为此而生，它强调河道的长期健康和稳定，而不是短期的效益。实现可持续性意味着我们需要更加重视河道的生态功能，如净化水质、调节水量、提供生态栖息地等。只有这样，河道才能在面对各种压力和挑战时保持其健康和稳定。此外，实现可持续性也意味着我们需要更加合理地利用和管理河道，确保其能为未来几代人提供持续的服务和效益。这需要我们建立一套科学、合理的管理制度和方法，确保河道的长期健康和可持续发展。

3 生态水利设计在城市河道治理中的应用措施

3.1 利用植被进行河道生态恢复

河道，作为城市的重要生态脉络，往往在城市化进程中受到严重损害。近年来，越来越多的城市开始重视河道的生态恢复工作，并发现植被在这其中起到了不可或缺的角色。首先，植被可以帮助稳定河岸土壤，减少水土流失。通过种植深根系的本地植物，可以有效固定土壤，防止雨水冲刷引起的土壤侵蚀，保护河岸的稳定性。例如，某些柳树和芦苇具有强大的根系，它们可以深入土壤中固定河岸。其次，植被对于水质的净化起到关键作用。当水流通过植被区域时，植物可以吸收并降解许多水中的污染物，如氮、磷等营养物质和有机物。湿地植物，如蒲、香蒲等，对于吸收重金属和其他有害物质也具有良好的效果。此外，河道植被还有助于维护生物多样性。提供了多种生态栖息地，包括水生植物、鱼类、昆虫和鸟类。这些生物之间形成了复杂的食物链和生态互动，使河道成为一个活跃的生态系统。最后，河道植被还可以调节微气候，为城市居民提供舒适的休闲环境。在炎热的夏天，河道植被可以为周边地区提供凉爽的气候，减少城市热岛效应。

3.2 重塑河道形态，模拟自然流态

随着城市化的快速发展，河道的自然形态常常因为人类的干预而受到严重破坏，这不仅导致了生态问题，还加大了洪水和干旱的风险。恢复河道的自然形态和流态已成为现代河道治理的核心内容。首先，河道的自然形态有助于维持水流的稳定性。一个健康的河道通常具有曲折的流线、多样的河床结构以及合适的坡度，这样的河道可以减缓水流速度，增加沉积和冲刷的机会，从而维护河道的长期稳定性。其次，模拟自然流态有助于恢复河道的生态功能。通过模拟河道的自然流态，可以为水生生物提供更为适宜的栖息环境，如滩涂、浅滩和深潭等。这些区域可以为鱼类、昆虫和其他水生生物提供繁殖、觅食和避难的场所。此外，河道的自然形态和流态对于防灾减灾也具有重要意义。通过重塑河道形态，可以增强河道对洪水的承载能力，减少洪水造成的损失。同时，模拟自然流态可以增加河道的蓄水能力，为干旱季节提供稳定的水源。最后，重塑河道形态并模拟自然流态还可以增强河道的景观价值。一个曲折多样的河道不仅拥有极高的生态价值，还能为城市居民带来宜人的休闲环境。

3.3 采用生态工程技术进行污水治理

污水问题一直是困扰城市河道的主要问题之一。传统的工程方法，虽然可以快速处理大量污水，但长期下来可能会对生态系统造成负面影响。相比之下，生态工程技术则提供了一种更为环保、和谐的解决方案。生态工程技术，顾名思义，是融合生态学和工程学的理念，强调利用自然的力量，如植被、土壤和生物，来处理和净化污水。这种方法的最大优点是它不仅可以有效地去除污染物，而且可以增强河道的生态功能。例如，湿地是生态工程技术中常用的一种污水处理方法。湿地中的植被和微生物可以吸收和降解水中的有机物和无机物，从而达到净化水质的目的。同时，湿地还为鱼类、昆虫和鸟类提供了丰富的栖息地，增强了生物多样性。除了湿地，生态沟渠、浮岛植被系统等也是生态工程技术中常用的污水处理方法。这些方法都强调与自然的和谐共生，通过模拟自然生态系统的功能来实现污水的治理。与传统的工程方法相比，生态工程技术更为经济、环保。它不需要复杂的设备和高昂的运行成本，而且长期使用下来对环境的影响也较小。更重要的是，生态工程技术不仅仅是一个污水处理方法，它还可以为城市河道带来更多的生态和景观价值。

3.4 增强公众参与，实现社区共治

随着现代社会对生态环境的日益关注，公众参与已经从一个理想化的概念变成了城市河道治理中的核心组成部分。事实上，没有公众的广泛参与和支持，任何治理措施都很难获得持久和有效的效果。首先，公众是河道环境的直接受益者。居住在河道周边的居民和企业对河道环境的变化最为敏感。他们可以为决策者提供第一手的信息和反馈，帮助其做出更为合理和有效的决策。其次，通过教育和宣传，可以增强公众的环境意识。当公众意识到自己的行为对河道环境的影响时，他们更有可能采取积极的行动，如减少污染排放、参与河道清理活动等。此外，公众参与还可以带来经济和社会的双重效益。当地居民和企业可以通过参与河道治理活动，如植树、清理垃圾等，为自己创造一个更为美好的生活环境。同时，这些活动还可以增强社区的凝聚力，促进社区成员之间的交流和合作。然而，要实现真正的社区共治，仅仅依靠公众的参与是不够的。政府和决策者也应该采取积极的措施，如提供资金支持、技术指导等，确保公众参与的效果能够得到最大化。

3.5 其他应用措施

除了前文详细讨论的措施，城市河道治理中还存在多种创新性的方法和技术，这些方法都旨在增强河道的生态平衡和可持续性。生态湿地的建设是其中的一种有效方式。生态湿地不仅有助于过滤和净化河水中的污染物，还为各种生物提供了丰富的栖息地，从而增加了生物多样性。增设鱼道是另一种创新措施。随着城市化进程的加快，许多河道上的大坝和闸门阻碍了鱼类的迁移。通过增设鱼道，可以确保鱼类自由迁移，维持河道生态的连通性。

此外，建设生态岸线也越来越受到重视。与传统的硬化岸线相比，生态岸线强调与自然环境的和谐共生，可以有效地减少水土流失，提高河道的生态价值。

4 实践中的案例分析

4.1 案例一：某城市河道治理实践

以某城市为例，对其在河道治理过程中的实践进行深入分析。该城市曾经面临严重的河道污染问题，主要原因如下：工业废水直排河道、城市生活污水未经处理直接排入河道，以及农田化肥农药的过量使用等。这些因素导致河道水质严重下降，生态环境严重退化。

为解决这一问题，该城市首先从源头着手，对工业和生活污水进行了集中处理，严禁未经处理的污水排入河道。其次，该城市通过公众教育活动，提高了公众的环保意识，使公众更加主动参与河道治理中来。另外，该城市也引入了生态水利设计的理念，通过种植本地植物、恢复自然河道形态，以及采用生态工程技术进行污水治理等方式，强化了河道的生态功能。

这些措施取得了显著的效果。在治理后，该城市的河道水质得到了显著改善，生物多样性增加，公众满意度也得到了提高。这个案例充分说明了生态水利设计理念在城市河道治理中的重要性，展示了生态水利设计理念的实际效果。

4.2 案例二：某城市河道生态恢复实践

某城市位于河流的下游地区，过去因工业化进程快速推进，河道环境受到严重破坏。近年来，当地政府和社区开始重视河道生态恢复，认识到一个健康的河道对城市的生态、经济和社会都有深远的影响。首先，该城市启动了一个生态岸线的建设项目。他们采用了本地石材和天然材料，模拟自然岸线的形态，替代了过去的水泥硬质岸线。这不仅增强了河道的自然美观，还为生物提供了更为友好的栖息地。其次，该城市注重生态湿地的恢复。在河道的两岸，规划并建设了多个湿地公园，利用植被对河水进行自然净化。这些湿地不仅提供了生态服务，如调节微气候、吸收雨水和净化水质，还成为市民休闲和生态教育的好去处。同时，政府积极推广本地植物的种植。与传统的景观设计不同，这种方法强调与当地生态系统的和谐。本地植物对当地气候和土壤都有很好的适应性，不仅减少了维护成本，还为各种野生动植物提供了食物和栖息地。这些生态恢复措施对河道环境带来了显著的改善。生物多样性有了明显的增加，包括一些之前已经消失的鱼类和鸟类。河道的水质得到了明显的改善，而河岸成为市民休闲的好去处，也带动了沿河的经济发展。这一实践充分证明，通过科学的规划和合理的投资，生态恢复不仅有利于环境，还能为人们带来切实的利益。