李鳳利

(遼寧省北票市泉巨永水利服務站，遼寧 北票 122102)

北票市境內分布有巴圖營河、黑城子河、蒙古營河、柳河、牤牛河、西官營河、老寨川河、大凌河、涼水河、顧洞河等河流，其中面積超過100km2的有13條，各支流與主流近似呈直交網(wǎng)格水系，好山好水為當?shù)刈顚氋F的資源和最閃亮的名片。城鎮(zhèn)化建設和經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，當?shù)卦S多河流均受到了不同程度的污染，其中最為嚴重有柳河、黑城子河、老寨川河等，部分河段水質已無法滿足水生物種生存和農田灌溉用水的要求，河流水質惡化、河岸坍塌等問題突出。所以，研究河岸護坡技術及河道生態(tài)修復模式，對增強河流系統(tǒng)的自凈能力、改善水環(huán)境、維護堤岸穩(wěn)定等極其重要。當前，工程與生物措施相結合以及單純利用植物的護岸技術為河道生態(tài)修復比較常見的兩種模式，但還未形成系統(tǒng)的技術理論和多層次、全方位的生態(tài)修復方法[1-2]。鑒于此，文章以北票市全面實施的河流清淤整治工程為契機，探究河流治理時實施的生物、工程技術措施，通過研究生態(tài)修復技術增強河流系統(tǒng)的自凈功能、河道生物種群和河堤岸坡結構穩(wěn)定性，從而形成一個維持經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展、促進河流系統(tǒng)與周邊環(huán)境協(xié)同協(xié)調發(fā)展的良性循環(huán)系統(tǒng)，以北票市涼水河干河子段治理工程為依托探索河道生態(tài)修復技術措施。

1 工程概況

大凌河為遼西地區(qū)最大的河流，其中較大的支流有涼水河、老虎山河、細河等。涼水河屬于大凌河左岸的一級支流，發(fā)源于努魯爾虎山平頂山，流經(jīng)西官營鎮(zhèn)、大三家鄉(xiāng)、臺吉鎮(zhèn)和涼水河子河鄉(xiāng)后匯入白石水庫，河流總長51km，流域面積731km2，平均比降7.2‰，年徑流量3435萬m3。該河流屬性為淺丘、季節(jié)性河流，徑流量下泄方式以洪水為主，河道徑流量非汛期很小，基本斷流，流域內人口7.4萬人，耕地面積8667hm2。近年來，發(fā)生的洪水災害給涼水河干河子段的西官營鎮(zhèn)和大三家鄉(xiāng)人民帶來了重大的洪澇災害和經(jīng)濟損失。為保護沿岸居民安全和推動當?shù)厮F(xiàn)代化建設，北票市啟動了涼水河干河子段防洪治理工程[3-4]。

1.1 河道護岸現(xiàn)狀

長期以來，傳統(tǒng)的河流治理方法主要是利用流水量排導功能沖刷攜帶污染物，采用漿砌石或混凝土改建河道護坡形式以保證河流的順暢運行。疏挖河道、裁彎取直、混凝土或漿砌石固岸等為傳統(tǒng)的河道整治措施，這些技術方案為沿河鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)建設提供了相對安全的生活環(huán)境及發(fā)展空間，但此類硬質式護坡形式會進一步加劇水系統(tǒng)循環(huán)的破壞，由此引發(fā)一系列的生態(tài)環(huán)境問題。

1.2 生態(tài)環(huán)境作用

以往的河流治理方式未考慮河道的生態(tài)環(huán)境、人文景觀和形態(tài)布局的整治，這嚴重制約了河流水生態(tài)功能和社會服務功能的提升，同時也產(chǎn)生了一些不利影響。①光潔的硬性護坡隔斷了水生物、土壤、水系統(tǒng)之間的能量物質循環(huán)，這在很大程度上降低了水體的自凈能力；②采取漿砌石或混凝土等硬質性護岸材料改變了河流的自然屬性，這種護坡形式切斷了補給地下水的通道，由此降低了地下水位；③水流速度在裁彎取直措施下明顯增大，導致對河岸和河床底部的沖刷作用顯著增強，加之河床異質性的減少致使無法組合形成多樣性生物群落；④各種污染物無法被裸露硬化的護岸過濾吸收，在降水徑流作用下排入河流造成水體污染等問題，另外河道失去了原有的綠色植被護岸的生機。

2 生態(tài)系統(tǒng)修復及護岸技術模式

2.1 基本原則

1)自然原則。天然河流的走勢大多蜿蜒曲折，為維持河流的自然屬性和水體環(huán)境，應最大限度的保持其原有地貌。當前，護坡護岸趨向于選用沉石、拋石、木樁等自然材料，實行草、灌、喬立體式河堤防護模式。在達到河流斷面行洪安全的基礎上改變以往的裁彎取直措施，堅持“遇彎則彎，易寬則寬”的原則隨地形和層次變化，恢復河流的橫向和縱向連通性；盡量安排一些“帶囊狀”結構的蓄水湖，這有利用生態(tài)保護和自然景觀的恢復。

2)生態(tài)原則。生態(tài)性是指綜合治理項目以保證河流生態(tài)健康為前提，通過采取一系列的整治措施滿足各類水生物種的生長需求。為了實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)健康發(fā)展應盡可能的保留原有的生物群落，以提升河流的自凈能力和維持水系統(tǒng)的良性循環(huán)。實施的措施有穩(wěn)定塘、生物浮島、人工濕地及生物柵等，注重河流生態(tài)走廊和河岸植被建設，更好的有效控制和治理河堤土壤侵蝕；為進一步提升河流水體的生物凈化功能，實行發(fā)展水生動物、種植耐水和喜水植物措施。這些措施的成本投入較低，且具有提高生物多樣性保護、改善局部氣候及發(fā)揮水景觀效益等生態(tài)功能，還可解決污染物有效控制費用較高或污水處理工程技術南等問題。

3)整體景觀原則。從三維空間的角度統(tǒng)籌河道的左右岸、上下游，將河流各要素恢復與經(jīng)濟模式相耦合，形成整體景觀，綜合考慮河流水資源利用、水土保持、土地利用等整體要求。

將景觀美學相關要求納入河道的生態(tài)修復設計方案，突出景觀設計和河岸帶寬度的合理規(guī)劃，實現(xiàn)環(huán)境景觀美化與河道生態(tài)修復、水質凈化、防洪治理的有機統(tǒng)一，營造人水和諧相處、周邊環(huán)境與河道景觀有機相融的生態(tài)空間，最大程度的滿足居民親水與休閑娛樂要求。

2.2 生態(tài)修復及堤防技術模式

2.2.1 基本思路

根據(jù)涼水河干河子段的氣候特點和地理位置，從以下幾方面考慮該河段的生態(tài)修復措施技術：①以不降低河流行洪能力為基本前提實施河道生態(tài)修復措施，即生態(tài)系統(tǒng)修復以不破壞原河道坡面為條件；②應選取適應本地且抗沖能力強、根系發(fā)達的林草和喬灌木，快速覆蓋待修復的毯面及河堤；③將防沖刷和魚巢等要求相結合設置岸坡消落帶，注重選擇合適的消落帶植物；④結合河流特征和建設目標要求調整整體結構愛，修復河邊濕地、深塘和淺灘；⑤將水生植物、動物、微生物種植或放養(yǎng)于不同河段，由此實現(xiàn)凈化河流水體和吸收水體營養(yǎng)液的目的；⑥為杜絕污水入河達到雨水、污水分流的目的，實行分流截流沿線污水口的措施。

2.2.2 生態(tài)修復及堤防護岸植被品種

以不引起外來物種入侵為基本要求，結合不同河段土壤成分差異性和當?shù)貧夂颦h(huán)境特點選取合適的物種。盡量選擇可以有效的去除有毒化學物、煙塵、油污等物質，生長后植物景觀層分明且立體景觀效果、環(huán)保效果較好。最終，選取的適用于北票市涼水河生態(tài)整治工程的喬木樹種主要為：白蠟、欒樹、女貞、板栗、香花槐、水杉、楊樹、垂柳、香樟、銀杏等；灌木樹種主要包括：月季花、瓜子黃楊、金葉女貞、石楠、紫薇、火棘球、櫻花、紅葉小柴等；可供選擇的藤本植物有：金銀花、迎春花、常春藤等；可供栽植的草種有：三葉草、畫眉草、狗牙根和中華結縷草等；河流水域可以發(fā)展的水生植物為：睡蓮、香蒲、扁桿草、水蔥、菖蒲、慈姑等。

2.2.3 生態(tài)護岸技術的主要模式

1)混凝土預制磚護岸。采用混凝土預制而成的一種存在大量連續(xù)空隙且具有抗壓強度的空心磚護坡，此種護岸模式的透水、透氣性較好，將草、灌植物播種至空隙內以形成近自然的生態(tài)護岸，從而達到凈化水質和保護堤岸不受侵蝕的目標。

2)藤條倒掛式護岸。將各類藤條花卉植物種植于城區(qū)硬質護岸區(qū)，由此形成一種可以降低直立岸硬質感的生態(tài)護岸模式，其中常用的花卉有月季、金銀花、常春藤、迎春花等。

3)堤岸栽植植物防護措施。該措施可以改善河流水質和減少堤岸硬質感，營造的小氣候條件為河流水生植物的生長提供良好的空間，其主要做法是在河道底固定堆砌填裝種植土的編織袋，以供植物的生長。

4)石籠護岸。將種植土、碎石等裝入柳條、噴塑鐵絲網(wǎng)或鍍鋅籠內，結合植物碎石堆砌成砌體擋土墻或臺階狀護岸，由此增大河岸的生態(tài)性與穩(wěn)定性。對于塊石缺乏而沙子或碎石來源廣泛的區(qū)域，石籠護岸具有較強的適用性與可行性。一般情況下，石籠網(wǎng)直徑為6-8cm，工程實踐中可結合具體的填充材料尺寸適當?shù)恼{整孔徑，表面覆蓋土層種植植物或者為微生物、動物、水生植物營造生存空間。由于存在應用靈活、整體性好、抗沖刷能力強、地形變化適應性好等特點，此類護岸模式可適用于流速大的河道斷面。

5)柵攔護岸模式。柵攔護岸的主要機構為各類木質材料或其他廢棄木材，其主要內容是將木樁打入坡腳以增大其強度，利用木材橫向放置于木樁上方。結合不同的景觀要求可以將木蘭設計成各類形狀，為進一步加固坡腳可在圍欄后回填土料或堆積石料，同時可以營造良好的環(huán)境滿足水生動植物和微生物的生存。將草坪植物種植于圍欄以上坡面，同時配備木質臺階以實現(xiàn)多目標的協(xié)調統(tǒng)一。

6)石材-木樁復合型護岸。為保證護坡安全性與穩(wěn)定性于坡底實施生態(tài)混凝土護岸，同時為滿足水生植物生長創(chuàng)造較好的空間；將卵石或礫石放置于木樁框架內以防護坡面上部結構，此類生態(tài)護岸結構融合了凈水、景觀、親水等功能。

2.2.4 技術模式

根據(jù)北票市涼水河干河子段治理工程制定生態(tài)修復計劃，遵循自然和諧、人水相親、宜寬則寬、易彎則彎的原則分階段制定科學的河流結構修復方案。在符合河流防洪功能的條件下修復河道生態(tài)功能，以最大限度的接近河流原有自然狀態(tài)為基準修復退化的河道生態(tài)系統(tǒng)。

1)上、中游段。針對深塘、淺灘等部分河面較寬的區(qū)域，沿自然彎曲的走向疏浚河道，修復水邊濕地、深塘、淺灘等，對河道結構作適當?shù)恼{整。建設實施的護岸模式為石籠、混凝土預制磚護岸，布設的植被措施以經(jīng)濟林、材林為主，攤面和河堤栽植銀杏、水杉和楊柳；堤肩栽植間距為4m的水杉、銀杏，行距為5m×5m的板栗、楊樹栽植于內外堤坡及攤面，行距為4m×4m的柳樹種植于靠近水面?zhèn)龋x用畫眉草、白三葉等草種綜種植于堤坡坡面。其中，承包合同的簽訂遵循誰栽樹、誰管理、誰承包、誰收益的原則。河道水面種植水生植物、放樣水生微生物和動物，濕生植物種植于濕地區(qū)和淺水區(qū)，可供選擇的有扁干草、水蔥、香蒲、菖蒲等草種。

2)下游段。為解決下游段坡堤易滑塌、土質松軟等問題，護岸模式選用柵攔護岸。由于土層較薄、土壤貧瘠等條件限制，涼水河下游段宜種植物種較少，株行距3m×4m香花槐間種于攤面、兩岸堤肩，株行距0.6m×0.6m的2行紅柳放浪林種植于迎水坡正常水位線上區(qū)；株行距3m×3m的刺槐種植于護坡地、背水坡，選用狗牙根等草種種植于坡面。

2.3 管護措施

1)競標承包、明確管護職責。管護區(qū)間設定為鄰水坡15m內、背水坡6m外區(qū)域，采取招標的方式完成樹木花草管理工作，嚴格按照相關要求防止人畜破壞。

2)合理分配效益。按照水利部與承包戶為2∶8的原則分配成材收益。

3)完善審批制度。針對成材后的護堤喬木的采伐，必須由承包戶提出申請并經(jīng)林業(yè)部批準、水利部核實后方可采伐，若未按照該流程審批，則以森林法和水土保持法為依據(jù)給予相應的處罰。

3 結 論

河道生態(tài)修復屬于一項涉及生物、動植物等措施的能量、物質交換的完整的生態(tài)系統(tǒng)工程，因此其動態(tài)性較強。在滿足穩(wěn)定性條件下以營造生態(tài)環(huán)境和恢復物種多樣性為目標，從真正意義上實現(xiàn)生物、土壤、河流之間的能量物質循環(huán)，通過河流系統(tǒng)的良性循環(huán)提升水系統(tǒng)的自修復、自凈化能力，從而為河流整體生態(tài)系統(tǒng)、修復受污染河流水體提供保障。