汪穎俊，張 琦，程越洲，張帆航，王金平，夏繼紅

(1.龍游縣水利局，浙江 龍游 324400； 2.河海大學(xué) 水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098)

論山丘區(qū)中小河流灘地生態(tài)修復(fù)體系構(gòu)建

汪穎俊1，張 琦2，程越洲1，張帆航1，王金平2，夏繼紅2

(1.龍游縣水利局，浙江 龍游 324400； 2.河海大學(xué) 水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098)

山區(qū)中小河流；灘地；生態(tài)修復(fù)；靈山港；龍游縣

灘地具有維護(hù)河流系統(tǒng)健康的重要功能，開展中小河流灘地保護(hù)和生態(tài)修復(fù)是當(dāng)前河流建設(shè)管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。以浙江省靈山港龍游段灘地生態(tài)修復(fù)實(shí)踐為例，提出了“穩(wěn)定為主、適度整理，因勢(shì)利導(dǎo)、曲直相宜，灘潭相間、安全為要，自然為主、硬化為輔，資源保護(hù)、合理利用”的中小河流灘地生態(tài)修復(fù)原則和“清、整、通、護(hù)、種、景”的修復(fù)思路。通過(guò)實(shí)施安全防護(hù)、破碎化處理、水系連通、基質(zhì)修復(fù)、植物修復(fù)、景觀營(yíng)造等措施，在靈山港龍游段灘地建立了較為完善的生態(tài)體系，成效顯著。

灘地是指河道內(nèi)由于泥沙沉積而形成的高出常水位的土地，它是河流系統(tǒng)的重要組成部分，具有調(diào)蓄洪水、補(bǔ)充地下水、調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境、供生物棲息等豐富的功能[1]。灘地也是一個(gè)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)[2]，既受河道坡降、水位變幅、水流狀況和泥沙來(lái)量等自然條件影響，也易受人為干擾影響[3]。特別是在中小河流，人類的活動(dòng)對(duì)灘地影響巨大。自黨的十八大提出生態(tài)文明建設(shè)以來(lái)，維護(hù)中小河流生態(tài)健康已成為社會(huì)廣為關(guān)注的焦點(diǎn)和河流建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)[4]。作為河道重要組成部分的灘地，受長(zhǎng)期以來(lái)治理理念和利用方式不合理的影響，生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了不同程度的退化。受采沙、耕種等侵占行為影響，中小河流灘地功能嚴(yán)重退化甚至喪失[5-6]。以往人們對(duì)大江大河灘地問題較為關(guān)注，而對(duì)中小河流灘地關(guān)注較少。因此，開展中小河流灘地生態(tài)修復(fù)研究已成為當(dāng)前中小河流建設(shè)管理的重要內(nèi)容和迫切任務(wù)?；诖?，我們以浙江省靈山港龍游段為例，在分析該河道灘地現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了中小河流灘地生態(tài)修復(fù)的思路和體系結(jié)構(gòu)。

1 靈山港龍游段灘地現(xiàn)狀及存在問題

1.1 概 況

靈山港是浙江省衢州市龍游縣的重要河流，為錢塘江上游衢江右岸的一條重要支流，發(fā)源于遂昌縣高坪鄉(xiāng)和尚嶺，主流自南往北流經(jīng)沐塵至龍游縣城匯入衢江。靈山港為典型的山丘區(qū)中小河流，龍游段主河道長(zhǎng)55.95 km，平均比降2.45‰，沿線灘地總面積約2.5 km2，以邊灘為主，并分布有零星心灘，灘地土壤母質(zhì)以河流沖積物為主。

1.2 存在的問題

(1)面積減少。統(tǒng)計(jì)對(duì)比2003、2010和2013年沿線灘地分布情況發(fā)現(xiàn)，灘地總面積明顯減少，2013年與2003年相比灘地總面積減少了17.82%，且灘地形態(tài)越來(lái)越狹長(zhǎng)。

(2)基質(zhì)組成劇烈變化。大部分灘地基質(zhì)以沙礫石為主，細(xì)顆粒含量越來(lái)越少。河道上游區(qū)段粗沙含量達(dá)到63.48%，上、中、下游的土石混合比分別為0.51、0.22、0.24，這主要是由于中下游段采沙、工程建設(shè)等人類活動(dòng)擾動(dòng)強(qiáng)度較大所致。

(3)植被多樣性減少?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，靈山港沿線灘地共有61種植物，絕大部分為草本植物，主要有菊科、禾本科、蓼科等58種，緊鄰灘地外緣分布的物種較少。經(jīng)過(guò)2012—2013年采沙高峰后，原灘地表面土壤受到破壞，灘地植被被清理，目前被嚴(yán)重?cái)_動(dòng)過(guò)的灘地基質(zhì)以棄石渣為主，由于缺乏土壤及細(xì)顆?；|(zhì)，因此現(xiàn)有植物以草本為主，且均為自然恢復(fù)。

(4)功能退化。人為濫采、偷采及采沙加工場(chǎng)地的建設(shè)侵占、農(nóng)民耕種侵占等行為，對(duì)原有灘地?cái)_動(dòng)較大，造成龍游段尚未擾動(dòng)的灘地長(zhǎng)度僅占總長(zhǎng)度的10%，破碎化程度尤為嚴(yán)重，灘地穩(wěn)定主河槽、涵養(yǎng)水源、凈化水體、提供生物棲息地等功能退化較為嚴(yán)重。

2 灘地生態(tài)修復(fù)原則與思路

2.1 生態(tài)修復(fù)原則

灘地生態(tài)修復(fù)是針對(duì)灘地存在的問題，按照河流動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本原理，采取適宜的措施恢復(fù)灘地自我修復(fù)、自我組織的能力[1,7]。在灘地生態(tài)修復(fù)中，須遵循以下原則：

(1)穩(wěn)定為主，適度整理。由于灘地容易受到洪水的沖刷，保證灘地安全穩(wěn)定是灘地豐富功能發(fā)揮的基本要求和條件，因此修復(fù)過(guò)程中必須保證灘地的安全穩(wěn)定。對(duì)河道基本穩(wěn)定、未受擾動(dòng)的灘地，應(yīng)加以保護(hù)；對(duì)半擾動(dòng)灘地，以適當(dāng)整理為主，促使河道穩(wěn)定；對(duì)擾動(dòng)較大的區(qū)段，應(yīng)做適度處理，以整理護(hù)灘為主，不宜過(guò)度開挖或堆積，以免造成河勢(shì)不穩(wěn)。在修復(fù)過(guò)程中，對(duì)河灘原有的洼地、河床原有的基質(zhì)等均要注意保護(hù)。其中，洼地可增加河灘濕地景觀異質(zhì)性，提高河灘濕地生物多樣性；而河床自然狀態(tài)下的基質(zhì)，既有利于河流水體內(nèi)生物、濱水生物的生存和繁殖，也有利于河流水體自然滲透補(bǔ)充地下水。

(2)因勢(shì)利導(dǎo)，曲直相宜。整理過(guò)程中，按照河道順直段與彎曲段的水流與泥沙特點(diǎn)，順應(yīng)河道的走勢(shì)，因勢(shì)利導(dǎo)，使河勢(shì)曲直相宜。對(duì)過(guò)度疏浚切灘河段，根據(jù)行洪能力及泥沙特點(diǎn)部分引導(dǎo)性恢復(fù)原有河勢(shì)河形。對(duì)灘地要根據(jù)其自身發(fā)育機(jī)理引導(dǎo)、促進(jìn)灘形良性發(fā)展，確保河道主河槽的相對(duì)穩(wěn)定。

(3)灘潭相間，安全為要。修復(fù)過(guò)程中要盡力減少主槽中的擋水型灘地，以滿足防洪安全和生態(tài)安全的要求。但在局部水面較為寬廣的區(qū)段，應(yīng)根據(jù)地形特點(diǎn)，適當(dāng)營(yíng)造淺灘與深潭相間的河床，重構(gòu)河床微地形，展現(xiàn)自然形態(tài)多樣性。通過(guò)河床上中下游、點(diǎn)線面、表中底立體空間的綜合塑造，重新展現(xiàn)自然河床的形態(tài)多樣性,同時(shí)營(yíng)造良好的生物棲息環(huán)境。

(4)自然為主，硬化為輔。修復(fù)過(guò)程中，對(duì)局部需采取工程防護(hù)措施的部位，以滿足防洪安全及灘地相對(duì)穩(wěn)定的要求為主。防護(hù)結(jié)構(gòu)和材料選擇上應(yīng)以生態(tài)型為主，所用材料盡可能本土化，在防護(hù)結(jié)構(gòu)上做到多功能結(jié)合，對(duì)于原堤岸阻隔邊灘與河岸帶物質(zhì)、能量交換的結(jié)構(gòu)和斷面進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?。在防沖護(hù)形的基礎(chǔ)上，形成生態(tài)棲息地并使其具有景觀效果等，一舉多用。

(5)資源保護(hù)，合理利用。修復(fù)過(guò)程中要注重保護(hù)河道中的生物資源、沙石資源。對(duì)于局部整理多出的沙石，可以用于其他需要區(qū)段進(jìn)行平衡，也可以用來(lái)營(yíng)造濕地，為魚類和其他水生生物的生存提供基本條件，促使灘地逐步恢復(fù)應(yīng)有的形態(tài)與功能。同時(shí)，適度建立親水平臺(tái)和通道，強(qiáng)化人與河道的聯(lián)系，使河道周邊村落居民參與河道管理，關(guān)注河道健康，形成人水相親的和諧關(guān)系。

2.2 生態(tài)修復(fù)的總體思路

根據(jù)以上原則，中小河流灘地應(yīng)按照“清、整、通、護(hù)、種、景”的思路進(jìn)行生態(tài)修復(fù)?！扒濉敝饕盖宄系K，清除擋水淤積體、清理生活垃圾、清除較高大阻水植物等，順暢水流，保障行洪安全?！罢敝饕感拚麨┬巍w并零散灘地，回填挖坑，平整灘面，以保障灘體安全、提升灘體美觀度?！巴ā敝饕高B通灘體內(nèi)、外部地表地下水流路，增強(qiáng)水體流動(dòng)性，提高水體自凈能力，改善灘地水生態(tài)環(huán)境。“護(hù)”主要指保留、保護(hù)生態(tài)良好的灘體，同時(shí)通過(guò)拋石、打木樁、放置松木籠等工程措施對(duì)水流沖刷較重的灘頭、灘邊進(jìn)行防沖保護(hù)，以穩(wěn)定灘體、保障安全?！胺N”主要指選擇適宜濱河地帶生長(zhǎng)的蘆葦、野茭白、菖蒲等種植在灘邊，一方面利用其根、莖固灘，保障灘體穩(wěn)定，恢復(fù)、優(yōu)化灘地生態(tài)系統(tǒng)；另一方面降低水體流速，攔污、降污，凈化水質(zhì)，提高灘體水環(huán)境質(zhì)量?！熬啊敝饕冈谌丝诿芗瘏^(qū)段適度開展灘體水文化景觀建設(shè)，搭建人灘友好通道及平臺(tái)，拉近人水距離，發(fā)揮灘體文化服務(wù)、休閑娛樂等社會(huì)服務(wù)功能，并加大保護(hù)灘地的宣傳教育力度。

3 灘地生態(tài)修復(fù)體系

按照中小河流灘地生態(tài)修復(fù)的原則和思路，龍游縣靈山港灘地生態(tài)修復(fù)體系主要包括安全防護(hù)、斑塊歸并與水系連通、基質(zhì)修復(fù)、植被修復(fù)及親水設(shè)施設(shè)置等子結(jié)構(gòu)體系。

3.1 安全防護(hù)子體系

保證灘地安全穩(wěn)定是灘地生態(tài)修復(fù)的首要要求[4,7]。灘地的安全防護(hù)主要是防止灘形劇烈變化并促其良性發(fā)展。主要采取拋石、生態(tài)混凝土砌塊、生態(tài)混凝土球、格賓網(wǎng)等措施保護(hù)灘頭和灘身沖刷部位。在流速較大、流向不穩(wěn)的位置，采用格賓網(wǎng)短丁壩的方式進(jìn)行防護(hù)。在采取安全防護(hù)措施時(shí)還結(jié)合了邊緣形態(tài)塑造，在灘地與堤腳連接處，填平了堤腳溝槽，以免給堤防安全帶來(lái)隱患。

3.2 斑塊處理與水系連通子體系

人為挖采或大規(guī)模活動(dòng)干擾，使灘面出現(xiàn)了大量深坑，治理中主要實(shí)施了適當(dāng)?shù)耐恋仄秸?，歸并孤立零散灘地。同時(shí)，疏導(dǎo)了較大灘地間的溝槽，使水流通暢，尤其是疏浚了主流區(qū)域的孤立小沙丘，通過(guò)歸并整理，從而形成了明顯的河道主槽。在灘地修復(fù)中還注意處理好灘地與周邊村莊間排水通道布置、堤腳防護(hù)及堰壩的關(guān)系，尤其是將疏浚清理的主槽床質(zhì)回填至因無(wú)序開采形成的堤腳溝槽，以保障堤防安全。

3.3 基質(zhì)修復(fù)子體系

基質(zhì)修復(fù)以其自身修復(fù)和就地填筑沙礫石為主。根據(jù)河道的水勢(shì)和形態(tài)，按照自然穩(wěn)定灘地外形的平順弧形或凹凸交錯(cuò)狀進(jìn)行塑造，目的是促進(jìn)被干擾灘地通過(guò)水流的沖、淤運(yùn)動(dòng)，將流水中的泥沙及上游的沙石重新分布。同時(shí)，在破壞嚴(yán)重的區(qū)段通過(guò)一定級(jí)配的卵石填筑使其具有防沖及護(hù)灘功能，加速灘地的基質(zhì)修復(fù)。

3.4 植被修復(fù)子體系

植被修復(fù)主要是重新種植喬木和灌木，草本植物以自然恢復(fù)為主。對(duì)植被分布均勻、保護(hù)較好的灘地，保持其原有狀態(tài)[7-8]；對(duì)于植被破壞嚴(yán)重的灘地進(jìn)行一定的人工干預(yù)，恢復(fù)原有部分植被，考慮到灘地位置的特殊性，栽種植被時(shí)還要考慮防洪的要求。樹種選擇以根系發(fā)達(dá)、固土能力強(qiáng)，枝葉茂密、柔韌性好，生長(zhǎng)速度快的鄉(xiāng)土樹種為主，同時(shí)考慮其耐旱、耐澇、耐瘠薄的特性。栽植時(shí)，密度要合理。喬木和灌木主要栽種于近堤防沿線。另外，在溝槽內(nèi)，可補(bǔ)種水生植物，以小蘆葦、菖蒲為主。有條件的河段可設(shè)置透水堰壩或礫石群等，在理順?biāo)鳡顟B(tài)的同時(shí)，對(duì)河道內(nèi)生物棲息地進(jìn)行修復(fù)。

3.5 親水設(shè)施設(shè)置子體系

在集鎮(zhèn)和村莊集中區(qū)段，河道灘地生態(tài)修復(fù)時(shí)充分考慮居民休閑親水的要求，盡可能修建濱水步道、臺(tái)階和廊橋等親水設(shè)施。在灘地適當(dāng)位置，通過(guò)鋪設(shè)透水路面，放置小卵石、條石等，形成蜿蜒的親水步徑；在水邊緣，通過(guò)放置零星石塊，既能有效保護(hù)灘地邊緣的穩(wěn)定，又能為居民提供親水眺望的平臺(tái)；在調(diào)洪與水系連通通道上，修建小型拱橋，打通居民親水的通道。

4 結(jié) 語(yǔ)

多年來(lái)，中小河流灘地保護(hù)未能引起人們的足夠重視，致使其數(shù)量減少且功能嚴(yán)重退化。近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)中小河流治理問題的重視，灘地的保護(hù)和修復(fù)已成為中小河流治理中關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)?；诖?，我們以靈山港龍游段為例，探討了中小河流灘地生態(tài)修復(fù)的基本原則、總體思路和體系結(jié)構(gòu)。實(shí)踐證明，在灘地生態(tài)修復(fù)中安全防護(hù)體系的建立是首要工作，在此基礎(chǔ)上應(yīng)加強(qiáng)灘地的保護(hù)，在具體修復(fù)時(shí)應(yīng)系統(tǒng)考慮，注重灘地邊緣形態(tài)、基質(zhì)組成、植被修復(fù)和景觀營(yíng)造等。

另外，由于中小河流灘地生態(tài)修復(fù)問題的探討才剛剛起步，對(duì)灘地的水流特性、生物分布、基質(zhì)組成、水沙運(yùn)動(dòng)、環(huán)境凈化等方面的機(jī)理尚不清楚，這為灘地生態(tài)修復(fù)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性帶來(lái)了很大的困難。因此，在修復(fù)中，應(yīng)注重相關(guān)基礎(chǔ)理論研究，為灘地生態(tài)修復(fù)提供理論依據(jù)。同時(shí)，還需要加強(qiáng)灘地監(jiān)測(cè)和管理，為保證灘地生態(tài)系統(tǒng)的健康運(yùn)行和檢驗(yàn)相關(guān)理論提供依據(jù)。

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(責(zé)任編輯 張培虎)

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41471069)；浙江省水利科技項(xiàng)目(RC1527)

X171.4；TV853

A

1000-0941(2017)06-0057-03

汪穎俊(1974—),男，浙江龍游縣人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事河道生態(tài)建設(shè)與管理工作；通信作者張琦(1994—)，女，福建龍巖市人，碩士研究生，主要從事灘地生態(tài)修復(fù)研究。

2016-12-20