現代城市河道生態修復方法與實踐
摘要：河道生態修復是河道污染治理的有效手段之一，其主要內容包括水質水文條件、河流地貌特征以及生物物種等方面的修復。文中通過分析現有城市河流生態破壞現狀及其成因，在生態修復理論基礎上，結合湖南張家界索溪河綜合治理工程，分析說明河流生態修復方法的使用。
關鍵詞：城市河流；污染治理；生態修復
中國分類號：X321 文獻標識碼：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展必不可少的要素，在城市及周邊地區經濟發展和生態保護中，有著十分重要的地位。隨著城市化進程的加快，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荷越來越大，逐步超過水體納污能力，使河道生態系統遭到破壞，導致水體發黑發臭，對城市人民生活帶來較大影響。河道生態修復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、水文特征及生物物種的恢復。文中在分析現有城市河流生態破壞現狀及其成因基礎上，在生態修復理論基礎上，結合湖南張家界索溪河綜合治理工程，分析說明河流生態修復方法的使用，以希望為生態修復技術在河道水環境治理中的應用提供新的思路和參考。[1]
1 城市河道生態破壞現狀及成因分析
城市河道是指城區內用于防洪、排澇、引清、蓄水、排水及航運的天然或人工水道。多年來，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功能，使我國多數城市河道形態結構發生了較大變化，主要表現在：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）河道斷面形狀呈現幾何規則化、單一化的斷面形態；3）河床材料變為硬質化的不透水性材料；4）水利工程的建設造成了河流形態表現出不連續性。河道形態結構的變化，河道系統形態多樣性的降低，使得河道系統生態環境異質性降低，生物多樣性降低，引起水體自凈化能力的下降。并且隨著城市化進程的加快，大量工業、生活污水未經處理直接排入河道，不少城市河道相繼出現黑臭問題或富營養化現象，表明河道的生態功能已經幾乎損失殆盡，人們也由此逐漸認識到河流生態系統的重要性，河流整治工程不僅僅關注其傳統功能如防洪、航運等的發揮，還要有利于生態系統的保護和修復，要與周邊環境和人文景觀相協調。
2 河流生態修復的理論基礎
按照國內有關專家提出的“水文-生物-生態功能河流連續體”概念[3]，河流生態系統由河流水文-水力學過程空間連續性、生物群落結構空間連續性、營養物質流和能量流空間連續性、信息流空間連續性為要素的河流連續體模型；同時，考慮水文、生物及河流生態系統演變和進化的動態特征，需要建立時間坐標和尺度。由此說明：河流生態系統是一種開放的、流動的生態系統，其連續性不僅指一條河流的水文學意義上的連續性，同時也是對于生物群落至關重要的營養物質輸移的連續性。基于河流連續體概念及傳統的河道整治理論，結合生態水工學的相關理念，進行河流生態修復主要包括三方面內容，一是水質條件、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。總目的是改善河流生態系統的結構與功能，主要標志是生物群落多樣性的提高。[2]
3 河流生態修復方法與工程實踐
河流生態修復方法主要包括水質水文條件、河流湖泊地貌學特征、生物物種等方面的修復方法。河道生態系統修復方法的合理使用，能使河道的結構與生態功能恢復到一定程度，從而達到恢復河道生態系統健康的目標。對于特定的河道，應具體分析其受損的功能及程度，再根據河道所處的狀態因地制宜地選擇合理、有效的修復方法。現結合張家界索溪河綜合治理工程說明具體應用情況。[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，自索溪水庫大壩附近武陵源景區標志門開始至索溪土家族鄉龜形洲結束，主河道總長13km。武陵源風景名勝區于1992年被聯合國教科文組織列入了世界自然遺產名錄，而穿越武陵源區的索溪河水環境狀況較差，且防洪標準低，與河道周圍以及上游自然秀麗的峰林景觀極不協調。針對現狀存在的問題，充分利用索溪峪得天獨厚的自然條件優勢及區位優勢，從水質水文條件、河流地貌學特征、生物物種等方面對索溪河進行了修復，并取得良好的生態效果。
3.2 水質、水文條件的恢復
水質水文條件恢復主要通過水資源的合理配置維持河流最小生態需水量，通過河道內外污染源處理改善河流水系的水質，提倡多目標水庫生態調度，以恢復下游的生態環境。索溪河屬山區性河流，河道坡降較大，河水暴漲暴落，水位水量隨季節變化顯著。非汛期，由于天然降水量小，索溪水庫對徑流的攔截，河道內水流很小，水位很低，甚至干枯，水生生物棲息場被嚴重毀壞，喪失生態及景觀功能。因此，需要考慮索溪河生態環境需水。鑒于索溪水庫工程任務以旅游為主，結合防洪、發電、養殖、灌溉等綜合利用功能，根據生態需水量計算成果，結合水庫的發電及旅游放水情況，綜合確定在枯水期全天候下泄流量4~5m3/s，以滿足生態需水要求，并保證索溪河最小生態水深0.5~1.0m。另外，通過兩岸鋪設截污干管、底泥疏浚等措施，消除內外污染源，以改善河道水質條件。
3.3 河流地貌學特征的修復
河流地貌學特征通過恢復河流的縱向連續性和橫向聯通性，保持河流縱向蜿蜒性和橫向形態的多樣性，采用生態型護坡進行修復，為生物多樣性創造棲息環境。張家界索溪河從河流形態上保持了河流的蜿蜒性，即恢復生態濕地、河灣、急流和淺灘。河道斷面采用了復式斷面，枯水期水流歸順于主河槽，河灘處作為休閑景觀平臺，以滿足人們“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。通過挖掘和墊高的方式來實現淺灘和深槽，時寬時窄，時深時淺，因地制宜，變化自然，利用上游水庫調度的水體川流不息，匯聚成時急時緩的山間小溪景觀。游客可以涉水游玩，同時附近居民長久以來借助山間小溪小聚并清洗家用物品，形成獨特的地方文化和民族風情。沿河設置3 道擋水壩，最大設計落差不超過1.5m，以滿足魚類上溯的需要。在保證護岸結構安全的前提下，河道護岸采用斜坡式生態型護岸，具體包括混凝土格埂加干砌石護坡、塊石壘砌斜式擋墻、生態石籠植草護坡、環保綠化混凝土護坡等，并以防沖及生態效果好的混凝土格埂加干砌石護坡護岸為主，改變了原直立墻生硬的視覺效果，從而改變原游客“憑岸觀河”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
生物物種的恢復主要包括保護瀕危、珍稀、特有生物物種，恢復河湖水庫水陸交錯帶植被以及水生生物資源，以恢復水生生態系統的功能。張家界索溪河通過種植水生植物以及為水生動物營造棲息環境，吸引索溪河上下游河流中的各種水生動物，修復索溪河水中的生物鏈，達到豐富水體和凈化水質的目的。寬窄深淺不一的主河槽和擋水壩（或攔沙壩）、潛壩的設置，即為恢復水生植物以及為水生動物棲息的生態環境，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和綠化工程的有機結合，適合該地區主要培植的草種，其目的一方面是保護邊坡及預防和抑制崩塌，防止水土流失，另一方面保護生態環境，并使整條河道形成綠色植物景觀。
4 結語
河流生態修復包括水質水文條件、河流湖泊地貌學特征、生物物種等方面。河道生態系統修復方法的合理使用，能使河道的結構與生態功能得到一定程度的恢復，并達到恢復河道生態系統健康、提升水體自凈能力的目的。河流生態修復工作在我國還處于初級階段，在實際工作中，既要借鑒西方國家的先進研究成果和經驗，又要結合我國國情，有針對性地結合城市河道的功能和特點，在滿足城市防洪安全的前提下，因地制宜開展河流的生態修復，把河流形態多樣性與生物多樣性目標應用到河道整治工程建設中去。
參考文獻
［1］王雪，田濤，楊建英，等.城市河道生態治理綜述［J］. 中國水土保持科學，2006（5）：106-111.
［2］董哲仁，孫東亞，彭靜. 河流生態修復理論技術及其應用［J］.水利水電技術，2009（1）：5-9.
［3］陳利頂，齊鑫，李芬，等.城市化過程對河道系統的干擾與生態修復原則和方法［J］.生態學雜志，2010（4）：805 - 811.
［4］趙進勇，孫東亞，董哲仁. 河流地貌多樣性修復方法［J］.水利水電技術，2007（2）：78-83.
［作者簡介］劉小梅，女，1965 年生，1986 年畢業于太原理工大學，碩士，高級工程師，副總工程師，從事水務工程規劃設計及技術管理工作。
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