現(xiàn)代城市河道生態(tài)修復(fù)方法與實(shí)踐
摘要：河道生態(tài)修復(fù)是河道污染治理的有效手段之一，其主要內(nèi)容包括水質(zhì)水文條件、河流地貌特征以及生物物種等方面的修復(fù)。文中通過(guò)分析現(xiàn)有城市河流生態(tài)破壞現(xiàn)狀及其成因，在生態(tài)修復(fù)理論基礎(chǔ)上，結(jié)合湖南張家界索溪河綜合治理工程，分析說(shuō)明河流生態(tài)修復(fù)方法的使用。
關(guān)鍵詞：城市河流；污染治理；生態(tài)修復(fù)
中國(guó)分類(lèi)號(hào)：X321 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
Method and Practice of Ecological Rehabilitation of Urban River Channel
LIU Xiao-mei
Abstract：River ecological rehabilitation is one of the pollution control measures of urban river，which consists of rehabilitation on the condition of water quality and hydrology，river geomorphic features，and living species of river. The paper analyzes current status of river ecosystem and ecological damage causes，and briefly introduces the application of river ecological restoration methods，based on the project case of Suoxi River regulation engineering in Zhangjiajie，Hunan.
Key words：urban river；pollution control；ecological rehabilitation
0 引言
城市河道是城市生存與發(fā)展必不可少的要素，在城市及周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)中，有著十分重要的地位。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市河道在城市污水排放總量不斷增加情況下接納污染的負(fù)荷越來(lái)越大，逐步超過(guò)水體納污能力，使河道生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭，對(duì)城市人民生活帶來(lái)較大影響。河道生態(tài)修復(fù)是污染治理的有效手段之一，主要包括河流地貌特征的修復(fù)、水文特征及生物物種的恢復(fù)。文中在分析現(xiàn)有城市河流生態(tài)破壞現(xiàn)狀及其成因基礎(chǔ)上，在生態(tài)修復(fù)理論基礎(chǔ)上，結(jié)合湖南張家界索溪河綜合治理工程，分析說(shuō)明河流生態(tài)修復(fù)方法的使用，以希望為生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道水環(huán)境治理中的應(yīng)用提供新的思路和參考。[1]
1 城市河道生態(tài)破壞現(xiàn)狀及成因分析
城市河道是指城區(qū)內(nèi)用于防洪、排澇、引清、蓄水、排水及航運(yùn)的天然或人工水道。多年來(lái)，城市河道整治工程一直注重提升河道防洪能力，而淡化了河流的資源功能和生態(tài)功能，使我國(guó)多數(shù)城市河道形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，主要表現(xiàn)在：1）河道渠道化和裁彎取直工程降低了天然河流的蜿蜒性；2）河道斷面形狀呈現(xiàn)幾何規(guī)則化、單一化的斷面形態(tài)；3）河床材料變?yōu)橛操|(zhì)化的不透水性材料；4）水利工程的建設(shè)造成了河流形態(tài)表現(xiàn)出不連續(xù)性。河道形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，河道系統(tǒng)形態(tài)多樣性的降低，使得河道系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境異質(zhì)性降低，生物多樣性降低，引起水體自?xún)艋芰Φ南陆。并且隨著城市化進(jìn)程的加快，大量工業(yè)、生活污水未經(jīng)處理直接排入河道，不少城市河道相繼出現(xiàn)黑臭問(wèn)題或富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，表明河道的生態(tài)功能已經(jīng)幾乎損失殆盡，人們也由此逐漸認(rèn)識(shí)到河流生態(tài)系統(tǒng)的重要性，河流整治工程不僅僅關(guān)注其傳統(tǒng)功能如防洪、航運(yùn)等的發(fā)揮，還要有利于生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)，要與周邊環(huán)境和人文景觀(guān)相協(xié)調(diào)。
2 河流生態(tài)修復(fù)的理論基礎(chǔ)
按照國(guó)內(nèi)有關(guān)專(zhuān)家提出的“水文-生物-生態(tài)功能河流連續(xù)體”概念[3]，河流生態(tài)系統(tǒng)由河流水文-水力學(xué)過(guò)程空間連續(xù)性、生物群落結(jié)構(gòu)空間連續(xù)性、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流和能量流空間連續(xù)性、信息流空間連續(xù)性為要素的河流連續(xù)體模型；同時(shí)，考慮水文、生物及河流生態(tài)系統(tǒng)演變和進(jìn)化的動(dòng)態(tài)特征，需要建立時(shí)間坐標(biāo)和尺度。由此說(shuō)明：河流生態(tài)系統(tǒng)是一種開(kāi)放的、流動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)，其連續(xù)性不僅指一條河流的水文學(xué)意義上的連續(xù)性，同時(shí)也是對(duì)于生物群落至關(guān)重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸移的連續(xù)性。基于河流連續(xù)體概念及傳統(tǒng)的河道整治理論，結(jié)合生態(tài)水工學(xué)的相關(guān)理念，進(jìn)行河流生態(tài)修復(fù)主要包括三方面內(nèi)容，一是水質(zhì)條件、水文條件的改善；二是河流地貌特征的改善；三是生物物種的恢復(fù)？偰康氖歉纳坪恿魃鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，主要標(biāo)志是生物群落多樣性的提高。[2]
3 河流生態(tài)修復(fù)方法與工程實(shí)踐
河流生態(tài)修復(fù)方法主要包括水質(zhì)水文條件、河流湖泊地貌學(xué)特征、生物物種等方面的修復(fù)方法。河道生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法的合理使用，能使河道的結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能恢復(fù)到一定程度，從而達(dá)到恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)健康的目標(biāo)。對(duì)于特定的河道，應(yīng)具體分析其受損的功能及程度，再根據(jù)河道所處的狀態(tài)因地制宜地選擇合理、有效的修復(fù)方法，F(xiàn)結(jié)合張家界索溪河綜合治理工程說(shuō)明具體應(yīng)用情況。[3] [4]
3.1 工程概況
張家界索溪河綜合治理工程位于湖南張家界武陵源區(qū)，自索溪水庫(kù)大壩附近武陵源景區(qū)標(biāo)志門(mén)開(kāi)始至索溪土家族鄉(xiāng)龜形洲結(jié)束，主河道總長(zhǎng)13km。武陵源風(fēng)景名勝區(qū)于1992年被聯(lián)合國(guó)教科文組織列入了世界自然遺產(chǎn)名錄，而穿越武陵源區(qū)的索溪河水環(huán)境狀況較差，且防洪標(biāo)準(zhǔn)低，與河道周?chē)约吧嫌巫匀恍沱惖姆辶志坝^(guān)極不協(xié)調(diào)。針對(duì)現(xiàn)狀存在的問(wèn)題，充分利用索溪峪得天獨(dú)厚的自然條件優(yōu)勢(shì)及區(qū)位優(yōu)勢(shì)，從水質(zhì)水文條件、河流地貌學(xué)特征、生物物種等方面對(duì)索溪河進(jìn)行了修復(fù)，并取得良好的生態(tài)效果。
3.2 水質(zhì)、水文條件的恢復(fù)
水質(zhì)水文條件恢復(fù)主要通過(guò)水資源的合理配置維持河流最小生態(tài)需水量，通過(guò)河道內(nèi)外污染源處理改善河流水系的水質(zhì)，提倡多目標(biāo)水庫(kù)生態(tài)調(diào)度，以恢復(fù)下游的生態(tài)環(huán)境。索溪河屬山區(qū)性河流，河道坡降較大，河水暴漲暴落，水位水量隨季節(jié)變化顯著。非汛期，由于天然降水量小，索溪水庫(kù)對(duì)徑流的攔截，河道內(nèi)水流很小，水位很低，甚至干枯，水生生物棲息場(chǎng)被嚴(yán)重毀壞，喪失生態(tài)及景觀(guān)功能。因此，需要考慮索溪河生態(tài)環(huán)境需水。鑒于索溪水庫(kù)工程任務(wù)以旅游為主，結(jié)合防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖、灌溉等綜合利用功能，根據(jù)生態(tài)需水量計(jì)算成果，結(jié)合水庫(kù)的發(fā)電及旅游放水情況，綜合確定在枯水期全天候下泄流量4~5m3/s，以滿(mǎn)足生態(tài)需水要求，并保證索溪河最小生態(tài)水深0.5~1.0m。另外，通過(guò)兩岸鋪設(shè)截污干管、底泥疏浚等措施，消除內(nèi)外污染源，以改善河道水質(zhì)條件。
3.3 河流地貌學(xué)特征的修復(fù)
河流地貌學(xué)特征通過(guò)恢復(fù)河流的縱向連續(xù)性和橫向聯(lián)通性，保持河流縱向蜿蜒性和橫向形態(tài)的多樣性，采用生態(tài)型護(hù)坡進(jìn)行修復(fù)，為生物多樣性創(chuàng)造棲息環(huán)境。張家界索溪河從河流形態(tài)上保持了河流的蜿蜒性，即恢復(fù)生態(tài)濕地、河灣、急流和淺灘。河道斷面采用了復(fù)式斷面，枯水期水流歸順于主河槽，河灘處作為休閑景觀(guān)平臺(tái)，以滿(mǎn)足人們“近水、親水”的要求。河道口寬50～107m，其中主槽寬度一般為8～10m，局部17～20m，深0.8～1.0m。通過(guò)挖掘和墊高的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)淺灘和深槽，時(shí)寬時(shí)窄，時(shí)深時(shí)淺，因地制宜，變化自然，利用上游水庫(kù)調(diào)度的水體川流不息，匯聚成時(shí)急時(shí)緩的山間小溪景觀(guān)。游客可以涉水游玩，同時(shí)附近居民長(zhǎng)久以來(lái)借助山間小溪小聚并清洗家用物品，形成獨(dú)特的地方文化和民族風(fēng)情。沿河設(shè)置3 道擋水壩，最大設(shè)計(jì)落差不超過(guò)1.5m，以滿(mǎn)足魚(yú)類(lèi)上溯的需要。在保證護(hù)岸結(jié)構(gòu)安全的前提下，河道護(hù)岸采用斜坡式生態(tài)型護(hù)岸，具體包括混凝土格埂加干砌石護(hù)坡、塊石壘砌斜式擋墻、生態(tài)石籠植草護(hù)坡、環(huán)保綠化混凝土護(hù)坡等，并以防沖及生態(tài)效果好的混凝土格埂加干砌石護(hù)坡護(hù)岸為主，改變了原直立墻生硬的視覺(jué)效果，從而改變?cè)慰?ldquo;憑岸觀(guān)河”的尷尬，取而代之的是“下河拾野”的閑趣。
3.4 生物物種的恢復(fù)
生物物種的恢復(fù)主要包括保護(hù)瀕危、珍稀、特有生物物種，恢復(fù)河湖水庫(kù)水陸交錯(cuò)帶植被以及水生生物資源，以恢復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)的功能。張家界索溪河通過(guò)種植水生植物以及為水生動(dòng)物營(yíng)造棲息環(huán)境，吸引索溪河上下游河流中的各種水生動(dòng)物，修復(fù)索溪河水中的生物鏈，達(dá)到豐富水體和凈化水質(zhì)的目的。寬窄深淺不一的主河槽和擋水壩（或攔沙壩）、潛壩的設(shè)置，即為恢復(fù)水生植物以及為水生動(dòng)物棲息的生態(tài)環(huán)境，而適合該工程水位變化的水生植物主要品種有：鳶尾、香蒲、水蔥、黃菖蒲等。邊坡綠化工程是邊坡保護(hù)和綠化工程的有機(jī)結(jié)合，適合該地區(qū)主要培植的草種，其目的一方面是保護(hù)邊坡及預(yù)防和抑制崩塌，防止水土流失，另一方面保護(hù)生態(tài)環(huán)境，并使整條河道形成綠色植物景觀(guān)。
4 結(jié)語(yǔ)
河流生態(tài)修復(fù)包括水質(zhì)水文條件、河流湖泊地貌學(xué)特征、生物物種等方面。河道生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法的合理使用，能使河道的結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能得到一定程度的恢復(fù)，并達(dá)到恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)健康、提升水體自?xún)裟芰Φ哪康。河流生態(tài)修復(fù)工作在我國(guó)還處于初級(jí)階段，在實(shí)際工作中，既要借鑒西方國(guó)家的先進(jìn)研究成果和經(jīng)驗(yàn)，又要結(jié)合我國(guó)國(guó)情，有針對(duì)性地結(jié)合城市河道的功能和特點(diǎn)，在滿(mǎn)足城市防洪安全的前提下，因地制宜開(kāi)展河流的生態(tài)修復(fù)，把河流形態(tài)多樣性與生物多樣性目標(biāo)應(yīng)用到河道整治工程建設(shè)中去。
參考文獻(xiàn)
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［3］陳利頂，齊鑫，李芬，等.城市化過(guò)程對(duì)河道系統(tǒng)的干擾與生態(tài)修復(fù)原則和方法［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2010（4）：805 - 811.
［4］趙進(jìn)勇，孫東亞，董哲仁. 河流地貌多樣性修復(fù)方法［J］.水利水電技術(shù)，2007（2）：78-83.
［作者簡(jiǎn)介］劉小梅，女，1965 年生，1986 年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，碩士，高級(jí)工程師，副總工程師，從事水務(wù)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)及技術(shù)管理工作。
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