陳 輝，錢海峰，蔣本虎，張友才

（南京市長(zhǎng)江河道管理處，江蘇 南京 210011）

0 引言

河流河岸帶能夠抵御和削減水流對(duì)堤岸的沖刷，為水陸生態(tài)系統(tǒng)之間的物質(zhì)和能量流動(dòng)交換提供通道[1]。在調(diào)水防洪、改善水生生態(tài)系統(tǒng)，保持水土等方面具有重要的功能[2]。為防止水流對(duì)堤岸的側(cè)向侵蝕、局部沖刷造成崩岸及河勢(shì)調(diào)整，人類在河岸帶上實(shí)施了大量人工防護(hù)工程。護(hù)岸工程帶來(lái)防洪效益的同時(shí)，也不同程度上降低了自然河流河岸帶形態(tài)和生物的多樣性，進(jìn)而降低了河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性和生態(tài)服務(wù)功能。

河流生態(tài)系統(tǒng)分為河流水生生態(tài)系統(tǒng)和河岸帶子生態(tài)系統(tǒng)，河岸帶子生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性是河流生態(tài)系統(tǒng)獨(dú)特性質(zhì)之一[3]。健康的河岸帶生態(tài)系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)徑流量、涵養(yǎng)水分、調(diào)節(jié)局部氣候、控制水土污染、提供生物棲息和繁衍場(chǎng)所等生態(tài)服務(wù)功能。其系統(tǒng)的完整性和健康直接依賴于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、生態(tài)服務(wù)功能和系統(tǒng)內(nèi)生物物種的多樣性[4]。傳統(tǒng)的護(hù)岸型式不同程度地降低了河岸帶系統(tǒng)的復(fù)雜度和系統(tǒng)內(nèi)物種的多樣性，阻斷了河流水生生態(tài)系統(tǒng)和河岸帶子生態(tài)系統(tǒng)之間的交流，從而破壞了河流水生生態(tài)系統(tǒng)的完整性、生態(tài)服務(wù)功能和生物多樣性等。

新中國(guó)成立60多年來(lái)，長(zhǎng)江南京段先后進(jìn)行了6次較大規(guī)模的河道整治工程。隨著水生態(tài)文明建設(shè)的不斷深入，基于傳統(tǒng)水利建設(shè)理念和建設(shè)思路的河岸帶整治工程已經(jīng)不能滿足人們對(duì)長(zhǎng)江南京河段沿岸水生態(tài)系統(tǒng)健康、水環(huán)境良好、水景觀豐富等多方面大幅提升的要求。提出南京長(zhǎng)江河段河岸帶建設(shè)（修復(fù)）新思路和技術(shù)體系顯得十分必要。

1 長(zhǎng)江南京河段河岸現(xiàn)狀及問(wèn)題

1.1 長(zhǎng)江南京河段水文特點(diǎn)

長(zhǎng)江南京河段全長(zhǎng)約97 km。河段內(nèi)洲灘發(fā)育，平面形態(tài)呈寬窄相間的藕節(jié)狀。分布有新生洲、新濟(jì)洲、潛洲、梅子洲及八卦洲等，形成主支汊分流，且局部主支交替變化。江面寬度在1.1～3.5 km范圍，多年平均徑流量為28800 m3/s[5]。

1.2 河岸帶現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

長(zhǎng)江南京段護(hù)岸長(zhǎng)度約92 km，水下以平順拋石為主，局部有柴排、混凝土鉸鏈沉排和四面六邊體透水框架；護(hù)坡一般是漿砌石、干砌石、混凝土護(hù)坡，少數(shù)預(yù)制塊和雷諾石墊護(hù)坡。防護(hù)工程基本控制了變化的河勢(shì)，改善了防洪形勢(shì)。同時(shí)，由于河岸帶整治中的硬質(zhì)工程，一定程度上隔絕了河床與河水之間的聯(lián)系，嚴(yán)重破壞了河灘生態(tài)系統(tǒng)的健康。雖然部分河岸帶河灘區(qū)域有蘆葦、菖蒲等水生植物，但植物多樣性較小，生長(zhǎng)參差不齊，且不茂盛，大部分地表裸露，且不斷受水流、波浪沖刷的影響使得其岸灘邊界持續(xù)后退[6]。

總之，長(zhǎng)江南京段傳統(tǒng)的河岸帶整治工程已經(jīng)嚴(yán)重影響到河岸帶的生物多樣性、生態(tài)功能、水質(zhì)、水景觀，不能適應(yīng)南京河段水生態(tài)文明的建設(shè)步伐和建設(shè)水平。

2 長(zhǎng)江南京河段河岸帶生態(tài)修復(fù)理念及總體思路

長(zhǎng)江南京段河岸帶生態(tài)修復(fù)理念及總體思路如圖1所示，將河岸帶大體分為護(hù)岸（水上護(hù)岸和水下護(hù)腳）、河灘和支流入江口3個(gè)部分來(lái)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。具體修復(fù)理念及思路如下：

河道護(hù)岸的第一要?jiǎng)?wù)仍然要以防洪為主。因此，在對(duì)長(zhǎng)江南京段河道水上護(hù)岸進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的工程仍以防洪為第一要?jiǎng)?wù)，并以生態(tài)功能、景觀功能為輔。同樣，南京河段河道防洪堤水下護(hù)腳也應(yīng)以防洪為主。傳統(tǒng)的水下護(hù)腳工程很大程度上破壞了河床與河水之間的聯(lián)系，尤其對(duì)魚類，底棲生物、微生物等的棲息，沉水植物和挺水植物的生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響。因此，水下護(hù)腳的生態(tài)修復(fù)在保證堤岸防洪安全的基礎(chǔ)上，輔以魚類、底棲生物、微生物的棲息條件，營(yíng)造水生植物的生長(zhǎng)環(huán)境。

圖1 長(zhǎng)江南京河段河岸帶生態(tài)修復(fù)理念及總體思路示意圖

河灘濕地重新營(yíng)造能夠使河道退化的河灘生態(tài)系統(tǒng)功能逐步得到恢復(fù)，其豐富的生物多樣性能夠?yàn)轸~類、底棲生物、微生物等提供良好的生存環(huán)境，并能有效提升水環(huán)境質(zhì)量，大幅截流陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮和磷，有效削減有機(jī)質(zhì)含量等?？梢?，河灘濕地的營(yíng)造對(duì)于河流河岸帶水污染控制、水生生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)、水環(huán)境質(zhì)量提升、水景觀優(yōu)化具有非常重要的作用。因此，在南京河段河灘的生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)以濕地營(yíng)造為主，景觀為輔。

長(zhǎng)江南京段入江支流（秦淮河等），在河水匯入長(zhǎng)江的同時(shí)，也攜帶了大量的污染物，影響到水環(huán)境質(zhì)量。因此，在支流入江口進(jìn)行凈污工程的實(shí)施，是對(duì)長(zhǎng)江南京段河岸帶生態(tài)修復(fù)工程的豐富，有利于河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的完整性構(gòu)建，是長(zhǎng)江南京段河岸帶生態(tài)修復(fù)工程的重要內(nèi)容。入江支流口的凈污工程應(yīng)以水污染控制為主，以水景觀，水文化構(gòu)建為輔。

3 長(zhǎng)江南京河段河岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系及技術(shù)適用性

根據(jù)上述長(zhǎng)江南京段河岸帶生態(tài)修復(fù)理念及總體思路，在集成國(guó)內(nèi)外已有生態(tài)修復(fù)技術(shù)基礎(chǔ)上，提出適合長(zhǎng)江南京段河岸帶水環(huán)境特點(diǎn)的防洪堤生態(tài)修復(fù)技術(shù)、河灘濕地營(yíng)造技術(shù)、以及入江支流口凈污技術(shù)3大關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建長(zhǎng)江南京段河岸帶生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)體系。

3.1 河岸帶生態(tài)修復(fù)技術(shù)

3.1.1 陸上護(hù)坡

建設(shè)以“人水和諧”為核心的水生態(tài)文明，河岸帶護(hù)岸工程試驗(yàn)實(shí)施了多種類型的生態(tài)型護(hù)岸。其工程實(shí)施結(jié)構(gòu)型式和材料主要有以下3種。

（1）純植物措施護(hù)岸

通過(guò)在河岸帶上種植植被，植物的根系能夠起到鞏固護(hù)岸土壤的作用，而植物的枝葉可以起到削減水流動(dòng)能的效果。同時(shí)，植被護(hù)岸工程具有成本低、施工簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、環(huán)境協(xié)調(diào)性好等優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用于順直寬闊河流的兩岸、中小河流和湖泊的港灣處，或者凸岸等水動(dòng)力條件較為平緩的區(qū)域，目前有向景觀化和多樣化發(fā)展的趨勢(shì)。長(zhǎng)江南京段比降平緩，徑流量大，江面較寬，風(fēng)浪較大，對(duì)護(hù)岸產(chǎn)生的沖刷力也很大，以植被為主的護(hù)岸在此條件下難以得到大面積的推廣和應(yīng)用。在水流平緩的岸灘，可以有效推廣應(yīng)用，在防止水土流失、抵御短時(shí)間徑流沖刷的同時(shí)，豐富了河岸帶的景觀[7]。

（2）植物與工程措施相結(jié)合護(hù)岸

通過(guò)土工網(wǎng)、種植網(wǎng)槽、編織袋填土等方式，對(duì)植被護(hù)岸進(jìn)行加筋，該方法能夠有效提高護(hù)岸抗水流侵蝕的能力。目前我國(guó)開始大量采用該類型植被加筋的生態(tài)護(hù)岸技術(shù)。在護(hù)岸工程措施中，采用植被措施予以補(bǔ)充，從而形成工程和植被相互補(bǔ)給、相互促進(jìn)，一方面工程和植被能夠共同抵御水流波浪的淘刷，達(dá)到護(hù)岸的功效，另一方面植被能夠發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的功能。在選擇植被物種上，既要考慮植被的根系發(fā)達(dá)程度，還要考慮植被的物種多樣性，植被的根系能減少雨水沖刷引起的水土流失，同時(shí)緩解水流波浪的沖擊，在配合工程措施保護(hù)岸坡的前提下，能夠修復(fù)河岸帶生態(tài)系統(tǒng)。該類護(hù)岸方式可以適用于長(zhǎng)江南京段一般區(qū)段。

（3）生態(tài)措施護(hù)岸

生態(tài)措施護(hù)岸材料以網(wǎng)籠、籠石結(jié)構(gòu)、生態(tài)混凝土等為主，能夠?qū)拥腊镀缕鸬奖Ｗo(hù)作用。該河岸帶護(hù)岸型式具有極好的抗水流沖刷性能，同時(shí)其籠狀結(jié)構(gòu)和生態(tài)材料能夠?yàn)楹恿魉鷳B(tài)系統(tǒng)的修復(fù)提供良好的平臺(tái)，網(wǎng)籠或籠石結(jié)構(gòu)能夠較好地分散、化解水流波浪帶來(lái)的動(dòng)能，同時(shí)為水生態(tài)系統(tǒng)和陸生生態(tài)系統(tǒng)之間水汽交換提供通道，也可以為動(dòng)植物和微生物提供棲息生存的場(chǎng)所。該類方法適合在南京段河岸的水陸交錯(cuò)地帶使用，在消除強(qiáng)烈的水流沖刷的同時(shí)，為植被、動(dòng)物、微生物等的生長(zhǎng)和棲息提供場(chǎng)所，從而達(dá)到河岸帶生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的目的。

3.1.2 水下護(hù)坎

長(zhǎng)江南京段枯水期河槽沖刷、造床效果突出，護(hù)坎工程在水位變幅區(qū)，是河道治理的關(guān)鍵。在不影響護(hù)岸工程結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，可以考慮生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施的加入。生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)、水下生態(tài)卵石籠及網(wǎng)膜卵石排，能夠適應(yīng)河岸帶護(hù)岸地形，具有很好的抗水流沖刷能力和結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，可以滿足工程結(jié)構(gòu)安全要求。生態(tài)格網(wǎng)內(nèi)石塊的孔隙可為水下生物提供扎根條件；生態(tài)石籠的多孔結(jié)構(gòu)能夠?yàn)閯?dòng)物、植物、微生物等的生長(zhǎng)和棲息提供良好場(chǎng)所。該類技術(shù)措施適合在長(zhǎng)江南京河段的水陸交錯(cuò)地帶應(yīng)用，能夠有效抵抗激流對(duì)河岸帶的淘刷，同時(shí)一定程度改善河岸帶生態(tài)環(huán)境[8]。

3.2 河灘濕地營(yíng)造技術(shù)

河灘人工濕地營(yíng)造技術(shù)以表面流人工濕地型式構(gòu)建為主。表面流人工濕地的水流路徑為地表推流[9]，其主要通過(guò)土壤中微生物的吸收凈化、污染物沉降、植物根莖的攔截吸附等途徑去除水體中的各種污染物質(zhì)[10]。同時(shí)，濕地系統(tǒng)的營(yíng)造也為水生動(dòng)植物提供了較好的生存環(huán)境，有利于恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)健康，豐富河岸帶水景觀和水文化。河灘濕地應(yīng)以耐水性和觀賞性樹木、挺水植物為主，形成魚類和濕地水草聚集地，體現(xiàn)原生態(tài)[11]。同時(shí)，針對(duì)長(zhǎng)江南京段汛期洪水漫灘可以適當(dāng)設(shè)置一些防沖設(shè)施，以保護(hù)河灘濕地系統(tǒng)。對(duì)于長(zhǎng)江南京段生態(tài)系統(tǒng)較好的河灘，應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)，并可以采用人工濕地強(qiáng)化技術(shù)，恢復(fù)或增強(qiáng)其部分濕地功能。

3.3 支流入江口水污染控制技術(shù)

水污染控制是控制向自然水體排放污染物質(zhì)的技術(shù)手段，水污染的類型主要有點(diǎn)污染源和面污染源兩種方式，支流入江口應(yīng)屬于點(diǎn)污染源[12]。目前水污染控制技術(shù)措施種類繁多，主要有：人工濕地、植物群落構(gòu)建、生物過(guò)濾、近自然型河流構(gòu)建、生態(tài)浮床、曝氣復(fù)氧、化學(xué)絮凝、重金屬的化學(xué)固定技術(shù)等[13]。支流入江口的水污染控制技術(shù)因其水文地質(zhì)條件的限制，一般應(yīng)采用人工濕地技術(shù)、曝氣復(fù)氧技術(shù)、生物過(guò)濾技術(shù)等[14]。人工濕地技術(shù)應(yīng)以表面流型式為主，可以在支流兩岸、河中人工浮島上進(jìn)行強(qiáng)化設(shè)置。曝氣復(fù)氧技術(shù)，可以采用太陽(yáng)能為能源，以便節(jié)省能源，降低維護(hù)成本。生物過(guò)濾技術(shù)主要以人工仿生植物、微生物強(qiáng)化凈化球等的投放為主。以上水污染控制工程的實(shí)施，將一定程度上降低入江支流攜帶的污染物質(zhì)含量，減輕長(zhǎng)江干流的污染負(fù)荷。

4 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)江南京段河岸帶生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施過(guò)程中應(yīng)在護(hù)岸結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，以生態(tài)系統(tǒng)健康和生態(tài)服務(wù)功能完善為目標(biāo)，加入河岸帶生物多樣性、群落結(jié)構(gòu)完整、食物鏈連續(xù)性等生態(tài)因素的影響，使水生生態(tài)系統(tǒng)和陸生生態(tài)系統(tǒng)之間水分的相互貫通，生態(tài)種群結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)平衡，行成河流生物多樣性，彰顯河岸景觀的協(xié)調(diào)性。生態(tài)修復(fù)后的長(zhǎng)江南京段護(hù)岸能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)，使其具有預(yù)防洪澇、降解污染、凈化水質(zhì)的能力。部分條件適宜的河段可以進(jìn)一步豐富河岸帶的水景觀、水文化，能夠使附近居民享有更好的見水、近水、親水環(huán)境，最終實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江南京河段以“人水和諧”為核心、“河清岸綠”為目標(biāo)的水生態(tài)文明。

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