基于生态修复理论在河流整治中的研究

胡赞+王波

摘要：本文主要介绍了河流生态修复的基本概念理论，通过对目前人类社会和自然相处过程中遇到的不和谐的因素和问题的分析，例如人类工程的影响和水体污染、人为活动的破坏等，从不同的角度提出了对于促进河流生态恢复的解决方案，改善和恢复了河流生态的工程，证明生态修复理论不仅是有利于保护自然的绿色工程，而且是有利于和谐发展人类进程的工程。我们当代的水利工程研究人员将会把生态修复理论作为主要思想和方法来解决多项生态问题，促进人与自然的可持续性发展。

关键词：河流生态修复；生态稳定性；可持续发展

引言：

文明社会的高速发展不可避免的对生态环境有造成过一定的破坏，并且随着社会和政府的共同关注，人们日益重视和保护生态环境和生物多样性。同时在倡导长期可持续发展理念的今天，人们也开始关注河流水利工程对于河流生态修复的种种影响和作用。水是生命之源，我们的文明历史的发展起源也是逐水而居，因此生态水利工程学对于河流生态的研究具有重大意义，同时也作为一个水工学新的领域对于满足人类社会发展需求具有重大作用。我们对于生态修复的研究是为了促进生态可持续发展，促进人与自然和谐相处。

一、生态修复概念分析

（一）河流生态修复概念

所谓生态修复就是指对生态系统停止认为干扰，以减轻压力负荷，依靠生态系统的自我调节能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统向着健康良性的方向进行演化。河流生态修复就是使河流生态系统恢复到与未被破坏前的近似状态，而且能够自我维持动态平衡的过程。通过各种手段使退化的生态重新回到可以为人类所利用的自维持良性生态循环的状态。生态修复是减缓生态退化，促进生态恢复，维持并稳定生态系统平衡的重要措施。

（二）河流生态修复基础理论

河流生态修复基础理论主要由生态学理论、河流四维理论、串联非连续体理论、近岸保持力理论、空间异质性理论组成。生态学理论是生态学的核心部分，是涵盖河流生态系统中的生物群落演替理论、生物多样性理论以及生物食物链理论的综合性理论。生态环境是生态系统的重要部分，也是生物生存的基本单位，在生态学理论的基础上保护现有的河流生态系统，促进系统中的动植物生存发展，恢复区域内植被恢复，也促使生态系统保持可持续性稳定发展。

河流四维理论即具有纵向、横向、竖向以及时间尺度的生态系统。纵向指河流源头到河口的各种变化，也是比较主要的修复重点；横向则是河流与周围环境形成的生态系统，它们之间存在着密切的自然联系和物质交流；竖向指河流以及其底部的各种有机物和生物相互发生作用；而时间尺度，则要重视在河流生态修复中河流的演变历史，了解长时期内河流的变化过程，在历史中寻求变化规律。

串联非连续体理论是一种为考虑梯级水坝引起河流连续性中断产生的生态影响。在此理论中测定河流的一些参数，分析其中的变化因素，评估该工程对河流生态系统影响，同时尽力避免人为工程队生态系统产生破坏。

近岸保持力理论是指近岸地貌和水文因子交互作用创造了丰富的生态环境，而这种生态环境对于河流内的生物意义重大。

空间异质性理论则主要强调空间缀块种类的不均匀性和复杂性，反映了生命系统和生命支持系统的相互依存关系。

这些多种多样的生态因子造就了生态环境的多样性，基于这些理论基础，对了解并制定河流生态修复计划有重大意义。

（三）河流生态修复技术研究

一直以来，各国致力于水域生态系统的研究与修复工作。倪普仁在研究探讨河流健康、河流功能、功能要素和生态修复措施四个层次关系的基础上，指出了河流修复的步骤[1]。日本财团法人河流整治中心从日本国土利用情况和水文化出发，结合以往河流整治的实践，按照修复概要、修河要点、施工过程和建设效果叙述了关于日本生态修复理论在河流系统的技术和施工方法，为日后的河流生态系统修复工作提供了技术支持[2]。河流生态修复技术研究主要包括河流生态多样性技术和生态护岸技术。河流形态多样性不仅是生物群落多样性的基础，更是流域生态系统的核心，河流平面形态分析中需要对河流地貌多样性展开研究，河流生态系统修复中要具有河岸带、河流断面多样化、河流蜿蜒性等多方面进行改善修复技术。生态护岸技术是基于土壤生物工程发展而来的集成性工程措施，目的是生态改善、生态保护和护岸稳定。

二、河流生态系统所面临的问题

（一）人为因素影响河流形态

我国大部分河流江道在形态上失去了天然河道的特点，这主要是由于人类活动特别是人为建筑改变了河道形状。在现代社会发展规划中，人类往往会依附河流修建人工建筑物，例如水坝、水力发电站、水上娱乐设施等，虽然这些建筑物的出现对于人类文明发展史不可避免的，但是也对河流形态产生了巨大影响。它们改边了河床的形状，河槽的宽度以及河岸的生态环境等。河流越宽越容易冲刷变形，密集的建筑物使河床的稳定性降低，导致河岸坍塌变形[3]。

（二）湿地水体受到污染

湿地因为拥有许多对于人类的有益的功能而显得尤为重要，它是人类可持续发展的必要物质基础。然而在过度排放水体污染物下，使得河流环境不能完成水体自净，水境质量逐步下降，导致水体的物理化学特征均发生不良变化，打破了河流系统的生态平衡性。同时因为人为的不合理开发导致湿地面积变小，生物多样性下降，湿地功能急速退化[4]。

（三）水生生态系统受到破坏

生态系统遭到破坏是指在人为因素和自然因素的共同影响下使生态系统中某些生态因子发生了不良变化，导致产生不符合人类和生物的生存需求，系统整体产生与进化方向相反的位移。由于近几十年社会的高速发展，急功近利的心态致使人类过度开垦，过度排污等，使得河流生态系统遭到了极大的破坏，水生生态系统退化。

三、生态修复理论在河流整治中的应用

在生态水里工程设计中，我们依据生态修复理论基础，本着工程安全经济、河流异质性、河流尺度整体性以及反馈维稳调整的原则，在河流护岸上做出人为的对自然生态系统发展平衡的引导，按照河流的护岸地形来设计工程。根据生物多样性来选择最为合适的植物来构成丰富的植被，采用天然植被护岸时，多样的植物材料可根据河流水位高低、土壤、气候进行不同的分类，对于河流的生态恢复有极大的促进作用。我们也要对护岸的土体进行测试和加固，保证护岸土地负载能力和稳定性。实验结果表明，护岸土体的最佳密度为百分之八十到百分之八十五，要尽力去维持土体稳定平衡，同时也要满足对于不同植物生长需求。

结论：

我们人类在与自然的相处中经历了四个时期，分别是人类被迫屈服于自然、人类努力征服自然、人类屡遭自然惩戒、人类与自然和谐相处。我们已经受到了太多的大自然對于我们的惩罚，现如今与自然和谐相处，坚持可持续性发展已经成为了主流，而河流生态更是我们极为重要的部分。改善和恢复河流生态的工程是有利于保护自然的绿色工程，是有利于和谐发展人类进程的工程。

参考文献：

[1]王兴勇，陈兴茹，刘树坤.城市河流景观规划基本原则和主要内容探析[J].中国水利水电科学研究院学报，2015，13（06）：442-448.

[2]张晴.清原县中小河流生态破坏原因分析及治理模式[J].黑龙江水利科技，2012，40（10）：244-246.

[3]赵楠，张睿，尚磊.河流生态修复的研究内容和理论技术[J].河南水利与南水北调，2015，（05）：55-57.

第一作者简介：胡赞（1988-），男，陕西大荔人，助理工程师，硕士生，研究方向为水利工程.

第二作者简介：王波（1985-），男，陕西商南人，助理工程师，硕士生，研究方向为水工结构工程.endprint