生态水工学的理论方法及其在河道治理中的应用

□ 王留红（新安县水利局）

0 引言

生态水工技术以保护生态为主，进行全面的整顿和治理，主要运用在堤线的布局、堤形的选择以及河流断面的面型选择、河岸工程技术、亲水设计这几个方面，对水利工程的先进理论加以吸收，同时融入了生态学的原理，形成一门新型的学科，不仅在水利工程如何满足人类社会的需求有所研究时，还兼顾了水域生态系统的健康和实现需求的可持续发展。当前，为了适应国民经济的发展，不断进行大规模的水利工程建设。地表水的过度开发、掠夺性地开采地下水，已经打破了原有的生态平衡，环境问题日益严峻，已经形成了海河流域的大面积枯竭、污染的局面。在传统的河道治理上，主要以防洪防涝为主，而当前的局势要求转变河流治理方法，采用生态水工学的理论方法治理河流是水利工作发展的必然趋势。

1 堤线布置和堤型选择

1.1 堤线的布局

尽量按照原有的河流湖泊的形态进行，保留现有自然的形态，保留或恢复有蜿蜒、分叉的散乱区域，这些区域包括湿地、急流、浅滩、河湾等。

1.2 确定堤线

按照适度放宽的设计原则，科学地处理好防洪与生态保护需求之间的平衡关系。充分考虑河槽、河漫滩的双重功能，不仅可以有效防洪，还需要有适当的浅滩宽度，为植被提供广阔的生长空间，让生物拥有自然栖息地，使河流拥有一定的自净化功能。

1.3 堤型的选择

避免出现滑动、防止渗透，确保堤岸的安全和稳定；除此以外，还应根据生态保护的具体情况而定。充分利用原有材料合理使用，保护植被正常生长，有效实现河流的侧向联通性。

2 河流断面形式规划

2.1 矩形断面

占据的空间较小，只需在原有河道的基础上深挖即可。该形式适宜用在枯水期和汛期水位较稳定的河流地段。由于城镇河流经过的地区大多是较繁华地段，导致难以通过改变河道的原有断面来增加可下泄功能的规划方案。因此，在治理洪水时，充分考虑使用特殊的工程结合非工程措施，实现科学的防洪。常用的防洪措施包括地下调节池、蓄滞水湿地以及流域内的雨洪调节地等；有条件的话还可以使用双层河道的治理方法。

2.2 梯形断面的优点在于构造简易，只需满足泄洪的要求

其坡度较平缓，有助于两栖动物的活动和繁衍，促进生物多样性发展；也为周边居民提供了良好的休闲环境，满足居民对城市亲水的生活需求。

由于城郊大型河段的河滩地带比较宽，则采用复式断面的形式；该形式的设计特点是：当河流处于枯水期时，水流会经过主槽河道，比较稳定；当处于洪水期时，会出现洪水漫滩的现象，导致过水断面的增大。当洪水处于低水位时，可不修建防洪堤。

3 护岸工程技术

3.1 多自然型护岸

该种方法适用于流程短、冲刷不严重的河流。护岸的关键在于适用河道原有的植被、木材、原石等作为混凝土创建更多的自然属性的河道。

3.2 多孔质护岸技术

多孔质的护岸措施是在使用混凝土预制件而构成的为孔状结构的形式，比较适合动植物生存。多孔状的结构有盒式结构、自然石连接以及鱼巢结构等形式，各具特色。使用这种护岸技术的特点在于操作简便，可为动植物提供适宜的生长和活动环境，又可抗冲刷，具有一定的典型性。该方法兼顾生态型和景观型护岸的要求，适合继续推广使用。

3.3 土工网复合植被技术

该技术的种植基通常采用种植土、草籽或者聚乙烯等类的高分子材料，制成成片的网状结构，该种护坡结构现在运用较广。具有固土网垫质地疏松柔软，可随时填充或储存土壤和沙粒，使其更为牢固。这样，植被的根系就可以穿过网孔，自由生长，到一定程度后就可以形成草皮、网垫，促使泥土的表层更为牢固，确保一定的稳定性。

3.4 网格反滤生物工程

具体是指在坡面上方砌筑方格，在方格内种植植被，根据当地气候条件选择物种类型。该护坡方式具有成本低、防冲刷、抗冻胀以及见效快的优点，是一种经济实用的新方法。

3.5 植被型生态混凝土

该种护岸方式自日本引进，主要利用难溶性肥料、保水材料以及多孔混凝土组成。在护岸结构中可以利用生态混凝土预制块体做成砌体结构挡土墙或直接作用为护坡结构。

4 亲水规划

所谓的亲水规划就需要全面考虑当地生物在栖息环境、环境美化、居民日常生活以及岸边旅游休闲等方面寻求最大的平衡点，达成一种尊重自然、靠近自然、保护自然的新形式。该模式考虑到人类活动对河流流域影响的重要性，从而通过建设护岸措施、休闲道路、河道流水以及沿岸设施等，整体上形成一个和谐、舒适的亲水环境。水上活动的设计可有钓鱼、泛舟、漂流等，还可建立亲水走廊、广场喷泉等，创造一个适宜的休闲娱乐场所。

5 生态修复技术

生态修复技术是一种采用生态工程学或者使用生态循环的原理对生态的保护技术，主要是针对已经受破坏、受污染的生态环境做出治理，从而实现生态的良性发展。对其改良和恢复，加强重视程度。改善的内容包括生物生存物理、生物生存的邻里关系、化学环境的改善以及食物链的改善、微生物的繁衍改善等内容。河道生态修复的最终目的是对河道生态环境的修复全面完善，将其还原到未受到破坏前的状态，且具备自我修复维护动态平衡的功能，并得到健康和谐、有丰富的生物种类、良好的生物栖息地、有较好的生命力且发挥着自然生态功能的河流。在治理时，主要是考虑缓冲区的行洪，可有效削弱洪水势力、分蓄洪水，降低破坏性。生物—生态的双重修复需要用到诸多方面的技术，涉及到较多方面，例如，生物强化人工河道技术、底泥污染控制技术、人工曝气复氧技术、自然河道生态塘技术、生态修复耦合系统以及生态护岸等方面；应结合河流的具体情况，合理地结合选用修复技术。

6 结语

当前，生物环境问题已经受到广泛的关注，越来越多的修复方法已经投入使用。如文章介绍的修建生态河堤、增加河边湿地及河滩面积，保护生物的多样性等方式。生物环境已经成为世界各国共同关注的问题，其治理方法也在不断创新。文章针对生态水工技术进行了各个层次的分析，希望可以对相关工程项目提供有效的参考和借鉴，并在日后的工作中取得更多的经验，提高工程效益和生态效益。

[1]缪欣欣.几种新型材料在我市水利工程中的应用[J].广东水利电力职业技术学院学报,2010,12(01):101-102.

[2]张淑华,李宇.创建生态水利实现人水和谐[J].河南科技,2010,11(24):111-112.

[3]唐国滔,姚焕玫,胡湛波.生态护岸技术的研究及其发展趋势[J].水产科技情报,2010,09(04):133-134.