趙志祥，郟日堂

(江蘇祥通建設(shè)有限公司，江蘇 無錫 214000)

農(nóng)村生態(tài)河道是用于農(nóng)作物灌溉的關(guān)鍵水利工程，大部分河道貫通鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，河道可以輔助農(nóng)業(yè)排水，并起到防洪的作用。近年來，隨著國家對(duì)三農(nóng)問題的重視，地方政府關(guān)注到農(nóng)村生態(tài)河道的建設(shè)問題，并提出河道建設(shè)的治理政策，要求市政單位聯(lián)合施工方開展針對(duì)性河道治理施工[1]。文獻(xiàn)[3]以深圳丁山河河道整治工程為例,提出多維度考量下生態(tài)河道綜合治理，在水文過程修復(fù)、河岸防護(hù)、源治理、水源補(bǔ)水、河道生態(tài)廊道、城市空間營建等方面實(shí)施綜合整治工程，有效改善區(qū)域水生態(tài)和生活環(huán)境。但根據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀可知，早期農(nóng)村生態(tài)河道治理設(shè)計(jì)工作的實(shí)施并未取得顯著成果，甚至由于施工方法選擇不當(dāng)，使河道淤泥堆積加劇[2]。為解決此類問題，發(fā)揮農(nóng)村生態(tài)河道在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用，本文將開展農(nóng)村生態(tài)河道治理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型的分析，并以此為依據(jù)，探討生態(tài)河道治理施工方法。希望通過此次研究，全面落實(shí)區(qū)域生態(tài)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域綠化修復(fù)工作，提高河道生態(tài)的自我修復(fù)能力。

1 治理結(jié)構(gòu)類型

1.1 山溪性生態(tài)河道

目前部分農(nóng)村區(qū)域河道存在嚴(yán)重的泥沙淤積現(xiàn)象，加上部分地區(qū)實(shí)施分段攔截水產(chǎn)養(yǎng)殖模式和濫挖河砂等，造成農(nóng)村生態(tài)河道的水質(zhì)變差，并影響了其基本功能。針對(duì)這一現(xiàn)象，采用山溪性生態(tài)河道治理結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行治理。該結(jié)構(gòu)類型中，河漫灘是最重要的組成結(jié)構(gòu)。河漫灘大部分位于生態(tài)河道的中游和下游平坦區(qū)域中。利用該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)洪水期的行洪和滯洪作用[3]。針對(duì)農(nóng)村區(qū)域范圍內(nèi)的河漫灘結(jié)構(gòu)，在施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重保留滯洪功能，對(duì)于旅游區(qū)還可適當(dāng)增加休閑和親水區(qū)域，以滿足人們的休閑娛樂需要。除此之外，該結(jié)構(gòu)類型具有一定的蜿蜒性，能夠有利于對(duì)生物多樣性的保留，為生物、微生物等提供充足的生存環(huán)境。傳統(tǒng)生態(tài)河道治理結(jié)構(gòu)通常采用渠化方式，會(huì)造成生態(tài)河道自然特征結(jié)構(gòu)逐漸消失。因此，在進(jìn)行山溪性生態(tài)河道治理時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證深淺交替，有利于多種水生物的生存以及繁衍。

1.2 平原河網(wǎng)生態(tài)河道

平原河網(wǎng)生態(tài)河道治理結(jié)構(gòu)類型與上述結(jié)構(gòu)類型相比，通常應(yīng)用在地勢(shì)平坦、土質(zhì)疏松的區(qū)域。同時(shí)這一結(jié)構(gòu)類型經(jīng)常應(yīng)用于人口較為密集，水質(zhì)極易受到污染，且生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力較差的區(qū)域。因此，在實(shí)際施工中應(yīng)當(dāng)針對(duì)污染問題，采取相應(yīng)措施。在該結(jié)構(gòu)類型中，選用生態(tài)護(hù)堤搭建方式，利用生態(tài)河道原有的自然坡岸，輔助適量適合該區(qū)域生長的植物，完成治理施工。在施工中應(yīng)當(dāng)盡可能將坡比放緩，并采用土質(zhì)岸坡，輔助植樹起到護(hù)岸的作用，同時(shí)也為水生生物群落提供良好的發(fā)育和生長條件。對(duì)于生態(tài)河道較陡的河岸邊坡，應(yīng)當(dāng)利用木樁或木框結(jié)構(gòu)加固，在保證施工人員安全以及施工質(zhì)量的前提條件下，完成治理工程。針對(duì)部分農(nóng)村生態(tài)河道通航要求，應(yīng)當(dāng)采用復(fù)合斷面式的平原河網(wǎng)生態(tài)河道治理結(jié)構(gòu)，對(duì)于常水位以下，需要采用干砌方式完成；對(duì)于常水位以上，需要采用碎石堆砌方法，減少航行過程中產(chǎn)生的波浪對(duì)河道造成的沖刷，改善農(nóng)村生態(tài)河道周圍環(huán)境。

1.3 集聚地生態(tài)河道

針對(duì)聚集地生態(tài)河道治理結(jié)構(gòu)類型，通常會(huì)在河道兩側(cè)布置植物緩沖帶，利用水生植物構(gòu)成的緩沖帶，吸收各類污染物質(zhì)，解決水體富養(yǎng)化的問題。同時(shí)利用植被緩沖帶凈化農(nóng)村溝渠[4]，一方面可以有效降低農(nóng)村生態(tài)河道的產(chǎn)流量，延緩產(chǎn)流的時(shí)間；另一方面通過這一結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)，能夠減少地表徑流中污染物質(zhì)的累積，并將部分有機(jī)污染物通過植物截留，減少河道水體中的污染物含量，進(jìn)一步降低村民生活用水中的污染物含量。在這一結(jié)構(gòu)類型的河道斷面施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮生態(tài)設(shè)計(jì)的要求，并在滿足防洪要求的前提下，保持河道原本的蜿蜒性，避免河道出現(xiàn)渠化問題。同時(shí)還可采用淺灘與深潭相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村生態(tài)河道自然循環(huán)過程的協(xié)調(diào)，減小對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

2 施工方法設(shè)計(jì)

2.1 河道斷面施工

針對(duì)不同農(nóng)村生態(tài)河道治理類型，可從以下3個(gè)方面選擇河道斷面結(jié)構(gòu)，分別為矩形斷面結(jié)構(gòu)(a)、梯形斷面結(jié)構(gòu)(b)和復(fù)合斷面結(jié)構(gòu)(c)，3種不同河道斷面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 3種不同河道斷面結(jié)構(gòu)示意圖

由圖1可知，在選擇河道斷面結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮農(nóng)村土地資源的利用情況以及生態(tài)河道周圍環(huán)境等因素，確保能夠與自然生態(tài)的循環(huán)模式形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的關(guān)系，減小施工對(duì)周圍環(huán)境的影響，確保農(nóng)村生態(tài)河道體系的穩(wěn)定。對(duì)于農(nóng)村區(qū)域，在施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保河道的天然性不被破壞，并在充分滿足河道自身功能的同時(shí)，減少人工痕跡?；谏鲜鋈N不同河道斷面的優(yōu)缺點(diǎn)，在選擇河道斷面結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)先順序應(yīng)為：c→b→a。對(duì)于農(nóng)村生態(tài)河道，在完成對(duì)河道斷面結(jié)構(gòu)的選擇后，還應(yīng)當(dāng)在正常水位以上采用毛石堆砌的方法構(gòu)成 一個(gè)斜坡結(jié)構(gòu)，以此進(jìn)一步擴(kuò)大水生植物和動(dòng)物的生存空間[5]。針對(duì)部分水流較快河道，為了緩解完成施工后的斷面抗沖刷壓力，還需要在河道兩側(cè)設(shè)置重力式干砌塊石擋墻。

2.2 污染水體治理

完成對(duì)河道斷面的施工后，還需要對(duì)受到污染的水體進(jìn)行治理，根據(jù)污染程度的不同，可采取物理治理方法、化學(xué)治理方法和生物治理方法。

(1)針對(duì)污染程度較低，并且治理施工不會(huì)對(duì)周圍造成嚴(yán)重影響的污染水體，可采用物理方式，利用機(jī)械設(shè)備去除河道周圍的水藻和淤泥，并引水稀釋。這種方法與其他兩種方法相比操作更加簡單，但通常僅能夠應(yīng)對(duì)水體污染程度較低，并且污染物含量較簡單的水體[6]。

(2)針對(duì)污染程度中等，并且治理施工時(shí)會(huì)對(duì)周圍造成一定影響的污染水體，可采用化學(xué)治理方法。通過加入化學(xué)藥劑的方式，起到殺藻的效果，或添加鐵鹽的方式促進(jìn)水體中磷成分的沉淀。這種治理方法的缺點(diǎn)是成本較高，并且容易造成二次污染。

(3)針對(duì)污染程度較高、并且治理施工對(duì)周圍造成嚴(yán)重影響的污染水體，可采用生物治理方式。通過向農(nóng)村生態(tài)河道內(nèi)投入外源微生物，例如Clear-Flo菌劑、光合細(xì)菌等，加速水體當(dāng)中污染物的降解，起到增強(qiáng)水體自凈能力的效果[7]。除此之外，還可通過讓微生物群落附著在天然材料上的方式，構(gòu)建生物膜，利用生物膜吸附農(nóng)村生態(tài)河道水體中的污染物，達(dá)到凈化水體的效果。

2.3 護(hù)坡搭建

根據(jù)農(nóng)村生態(tài)河道的特點(diǎn)，在搭建護(hù)坡時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇植物根系工藝與硬質(zhì)工程工藝相結(jié)合的搭建方式。首先利用植物根系的生長，在土壤中形成復(fù)雜的根系結(jié)構(gòu)，起到鞏固河道周圍土壤的作用。其次利用硬質(zhì)工程，使用鋼筋混凝土材料，在河道周圍邊坡上搭建穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，達(dá)到穩(wěn)定邊坡的作用。

硬質(zhì)工程施工需要采用事先澆筑的方式完成，根據(jù)農(nóng)村生態(tài)河道網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的尺寸，設(shè)計(jì)澆筑網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，并在施工現(xiàn)場(chǎng)完成對(duì)模型的澆筑。可采用魚鱗型網(wǎng)格，形成兩側(cè)較低，中間凸起的澆筑結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)天然的蓄水臺(tái)。在降水季節(jié)，通過這一結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)更多雨水資源的存儲(chǔ)，達(dá)到水資源高效利用的效果。存儲(chǔ)的雨水可以澆灌河道周圍植物，不需要對(duì)滯留植物進(jìn)行二次澆灌。在進(jìn)行硬質(zhì)工程施工時(shí)，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)農(nóng)村生態(tài)河道的實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)工程參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保魚鱗網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的邊坡傾斜角度能夠達(dá)到生態(tài)河道自然長度上的休止角度[8]。當(dāng)達(dá)到這一要求后，在降水時(shí)，地表徑流不會(huì)對(duì)硬質(zhì)工程材料造成沖刷影響，提高硬質(zhì)工程在后期使用過程中的質(zhì)量，延長其使用時(shí)間。針對(duì)護(hù)坡網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與生態(tài)河道的連接，可選用鋼筋混凝土材料制備而成的錨桿結(jié)構(gòu)，將該結(jié)構(gòu)放置在河道的邊坡當(dāng)中，連接護(hù)坡網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與整個(gè)河道邊坡，確保護(hù)坡網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，發(fā)揮出更大的支護(hù)作用。除此之外，為了進(jìn)一步提高邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在選擇鋼筋混凝土材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)在施工條件允許下，選擇硬度等級(jí)更高的材料。

2.4 植物種類選擇

在選擇農(nóng)村生態(tài)河道治理中的植物種類時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循鄉(xiāng)土植物為主和物種多樣性原則。對(duì)于農(nóng)村生態(tài)河道而言，應(yīng)當(dāng)選擇符合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的鄉(xiāng)土植物，在適宜的環(huán)境中，鄉(xiāng)土植物的成活率會(huì)更高，并且病蟲害也會(huì)得到控制。將鄉(xiāng)土植物應(yīng)用到農(nóng)村生態(tài)河道治理當(dāng)中，不僅能夠起到防護(hù)作用，同時(shí)還能夠提高農(nóng)村整體生態(tài)價(jià)值，更加有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)生物多樣性的保護(hù)。

對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定、健康的植物群落而言，應(yīng)當(dāng)具有更加豐富的物種多樣性。因此，在選擇植物種類時(shí)，還應(yīng)當(dāng)選擇能夠保持植物群落健康、穩(wěn)定的多種植物類型。

針對(duì)農(nóng)村地形結(jié)構(gòu)，還需要選擇不同的植物種類。例如，在山丘農(nóng)村區(qū)域，由于其河道具備流速快、洪水位較高等特點(diǎn)，要求植物應(yīng)當(dāng)具備一定的抗沖刷能力，并且根部需要十分發(fā)達(dá)，應(yīng)當(dāng)選擇細(xì)葉水團(tuán)花、碩苞薔薇等植物類型。在平原農(nóng)村區(qū)域，由于河道具備坡降小、汛期高水位持續(xù)時(shí)間長等特點(diǎn)，要求植物應(yīng)當(dāng)具備更高的耐水淹能力，選擇種植蘆葦、池杉等植物。在沿海農(nóng)村區(qū)域，由于河道具備更高的含鹽量，并且土壤當(dāng)中含有豐富的有機(jī)物，要求植物應(yīng)當(dāng)具備更高的耐鹽堿性，因此應(yīng)當(dāng)選擇枝條相對(duì)柔軟的中小型植物，例如怪柳、海濱木槿等植物。

由于農(nóng)村地區(qū)的特殊性，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行規(guī)模較大的人工景觀建設(shè)，針對(duì)這一問題，選擇較為常見并且成本低廉的優(yōu)良水土保持植物。

3 實(shí)驗(yàn)論證分析

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本文通過以上論述，從多個(gè)方面設(shè)計(jì)了農(nóng)村生態(tài)河道治理施工方法。在實(shí)際應(yīng)用中為了進(jìn)一步提高該方法的適應(yīng)性，以某農(nóng)村區(qū)域?yàn)槔?，針?duì)該區(qū)域中的生態(tài)河道進(jìn)行治理，并將治理結(jié)果與該區(qū)域范圍內(nèi)應(yīng)用傳統(tǒng)治理方法后的效果進(jìn)行對(duì)比。本文研究的河道治理長度超過6.5km，流域面積為562.22km2。河道內(nèi)存在大量雜草，并且局部存在嚴(yán)重的河岸沖刷現(xiàn)象，同時(shí)人為侵占河道、樹木等行為，嚴(yán)重影響到了研究區(qū)域范圍內(nèi)河道的行洪排澇能力，急需一種全新的治理施工方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)該農(nóng)村生態(tài)河道環(huán)境的改善。研究區(qū)域河道參數(shù)對(duì)照見表1。

表1 研究區(qū)域河道參數(shù)對(duì)照表

根據(jù)表1可以看出，針對(duì)上述五個(gè)不同分段，利用本文提出的施工方法治理，將完成治理后的結(jié)果進(jìn)行記錄。為了方便比較，將傳統(tǒng)治理方法得到的結(jié)果與上述治理方法得出的結(jié)果進(jìn)行比較。選擇將該區(qū)域生態(tài)河道植物恢復(fù)系數(shù)作為量化指標(biāo)，植物恢復(fù)系數(shù)計(jì)算公式為：

(1)

式中，γ—生態(tài)河道植物恢復(fù)系數(shù)；w—完成河道治理后，研究區(qū)域內(nèi)植物數(shù)量；w′—河道治理前，研究區(qū)域內(nèi)植物數(shù)量；W—研究區(qū)域生態(tài)河道所需植物種植標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

完成上述實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備后，根據(jù)公式(1)，將本文和文獻(xiàn)[3]兩種治理方法施工后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，見表2。

表2 兩種施工方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

根據(jù)表2中得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步分析得出，在本文施工方法下該研究區(qū)域生態(tài)河道周圍植物恢復(fù)系數(shù)均超過0.900，而文獻(xiàn)[3]方法下該研究區(qū)域生態(tài)河道周圍植物恢復(fù)系數(shù)在0.200～0.450范圍內(nèi)，植物恢復(fù)系數(shù)嚴(yán)重不符合該區(qū)域生態(tài)河道的治理要求。同時(shí)，在施工過程中，本文施工方法無論在經(jīng)濟(jì)效益上，還是在社會(huì)效益上均明顯優(yōu)于文獻(xiàn)[3]方法。通過本文施工方法的應(yīng)用與實(shí)施，促進(jìn)了該區(qū)域生態(tài)河道排澇效益的發(fā)揮，同時(shí)棄渣和開挖動(dòng)土面都得到了更加有效的防護(hù)和充分的利用。因此，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明，本文提出的農(nóng)村生態(tài)河道治理施工方法在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效改善農(nóng)村生態(tài)河道環(huán)境。

4 結(jié)語

當(dāng)前，農(nóng)村生態(tài)河道治理仍然處于起步階段，本文根據(jù)治理的結(jié)構(gòu)類型對(duì)施工方法進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。通過本文研究，針對(duì)不同治理類型，提出相應(yīng)的施工方法，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了該施工方法的可行性，所設(shè)計(jì)的施工方法一定程度上有利于農(nóng)村生態(tài)河道治理，且治理效果較好，在實(shí)際應(yīng)用中可提供參考意義。

由于研究時(shí)間有限，雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)束后能夠掌握到預(yù)期的生態(tài)效應(yīng)效果，但就該施工項(xiàng)目的造價(jià)和生態(tài)效應(yīng)之間的關(guān)系并未進(jìn)行充分考慮。同時(shí)，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等還需要更長時(shí)間的檢驗(yàn)，未來的研究工作可以對(duì)此進(jìn)行更加深入的探討。