河道综合治理技术研究及应用

陈 力,张 蕾

(浙江九州治水科技股份有限公司，浙江 衢州 310002)

1 河道治理的沿革与河道综合治理的由来

1.1 我国传统河道治理模式

在过去很长一段时间，我国在治理河道方面只重视防洪排涝的单目标治理，主要考虑河道行洪速度、河道冲刷等因素，对城镇区和重点河段进行分段、硬化治理[1].20世纪70～90年代，为了遏制洪灾带来的危害，浙江省兴建了大规模河道治理工程，治理后河道形态呈现直线化，河道断面多几何形状规则化，治理断面型式多采用挡墙和硬质护坡.经过大规模治理，河道治理工程发挥了很大的作用，有效的遏制了洪灾的发生.但是随着传统河道治理工程的修建，相关生态的负面效应也显现出来，河道白化硬化带来了生物种类和数量的下降，继而引起淡水生态系统退化，传统的河道设计理念在当今国情下受到了挑战.因此建设既能防洪又具有良好生态功能的护岸逐渐成为河堤建设的重要思想指导[2].而河道的生态修复是一条可以尝试的道路，具有可持续性.董仁哲认为河流生态修复是指在充分发挥生态系统自我修复功能的基础上，采取工程和非工程措施，促使河流生态系统恢复到较为自然的状态，改善其生态完整性和可持续性的一种生态保护行动[3].

1.2 国外河道治理理念的发展

早在1938年，德国学者Seifert便提出“亲自然河流治理”理念，他指出河道治理首先要基于传统河道整治所应具备的各种功能，比如防洪安全、灌溉安全、供水安全、排涝等，同时整治措施还需近自然化.他强调通过技术把工程提升至美的艺术，强调一种美学概念[4].1950年，德国正式提出“近自然河流治理工程学”，即河道整治要尊重植物和生物.在此之后德国在“亲河道”研究的道路，理论体系不断成熟，形成“河流生态修复工程”，将其定义为：将人类社会与其自然环境相结合，以达到双方受益的可持续生态系统的设计方法.20世纪80年代，出现“河流生态恢复”这一概念，其目的是让河流系统恢复到较为自然的状态，提高河流生态系统生物多样性，使得河流系统具有可持续性.

1.3 我国新时期治水精神

如果一味强调完全恢复生态，笔者觉得并不适合我国国情，毕竟无论是过去还是将来，河道整治工程带来的作用不可磨灭，防洪、灌溉、供水、排涝等效益也无法被替代.董仁哲认为现实的河流修复目标是：只能是部分恢复到人类大规模开发改造河流之前“较为自然的状况”，为了实现这个目标一方面要实施适度的人工措施，另一方面，也要充分发挥自然界自我修复功能，改善生态系统的结构和功能[5].在当下的国情下我国也在寻求让河道可持续发展的路，并推出契合“河流生态恢复”的新时期的治水精神：“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的方针；“绿水青山就是金山银山”的理论；“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念；“山水林田湖是一个生命共同体”理念.

在这种大环境下河道治理需在保证防洪、灌溉、供水、排涝等安全的基础上，因地制宜的采用各种生态措施等来减少河道治理对河道生态系统的破坏，使河道生态系统机制在一定程度上得到恢复，使其生态系统可持续地发展.恢复措施可以是通过人工栽种植物措施，维持乡土物种的多样性，从而达到改变植被和生物结构的目标；也可以是通过恢复河道的自然形态和生物栖息地，帮助生态系统进行功能性的自我恢复.总之是立足于河道生态的现状，积极创造良好条件，让河道生态系统一步一步得到恢复.

1.4 河道综合治理理论

近年来，人们对河道生态恢复越来越重视，河道治理在保障防洪排涝的基础上，兼顾了生态、景观需求，河岸景观得到了较大改善.但是，河道治理思路中的分段治理不利于整条河道的生态健康，不利于区域资源的整合和发展.为适应经济社会发展的新形势，应以整条河道为单元治理，在保障防洪排涝安全的前提下，尽量恢复河道生态，并结合水文化、水旅游等理念，着重打造“人水和谐”，为区域内经济社会发展创造更好的条件.

河道综合治理模式便是着眼于整条河道，对其范围内的社会经济、人文、环境、旅游等诸多方面因素进行综合评价，并对河道逐段得进行功能性划分，分析该段河道在功能区所起的积极作用，并以河道生态修复工程为关键技术，寻求适合该段河道的堤岸设计断面型式，以岸上岸下同时治理为原则，以营造出“人水和谐”的水环境、推动区域经济转型升级为终极目标.

2 河道综合治理技术

河道综合治理需考虑区域空间、平面和河道断面三者的关系，以“系统治水、源头治水、科学治水”为手段，实现“人水和谐”的治水特色，从而达到综合治理的效果.

(1)河道定位

对相关规划进行整合分析，进行多规合一，提出规划分区，可按照区域特色，划分生态保护区、绿色休闲区、文化传承区、综合开发区、产业拓展区.在分区功能的前提下，进行相关治理.以全局的眼光对整条河道进行整体规划、部署，以河流水系为主线，结合河道沿线自然资源、人文资源优势和产业特色，以保障防洪安全、生态景观建设、基础设施配套为重点，多部门合力共建生态家园，助推乡村休闲旅游和产业转型，促进区域社会经济健康发展.

(2)防洪工程

研究河道防洪治理存在的问题，划定治理区域，根据存在问题提出治理措施，或新建堤防、护岸、或堤防加固、或拓宽河道、或改造堰坝.

(3)生态修复工程

保持和恢复河道形态的空间异质性原则，河道生态系统生境异质性主要表现为：水-陆两相和水-气两相的联系紧密性；上中下游的生境异质性；河道纵向的蜿蜒性；河道横断面形状的多样性；河床材料的透水性和多孔性等.可以说，保持和恢复河流形态异质性是提高生物群落多样性的重要前提之一[6].大量研究表明生物多样性与河流地貌多样性呈正相关关系[7].

①保证河型多样性和形态蜿蜒性.不同河型的河流生物多样性特征不同[8].保证河道形态呈现出蜿蜒性，可保证河道格局的交错形态，保证生物种类的多样性，尽量将河道恢复至自然化状态，有利于提升河道的自净能力.

②河道横断面多采用几何非对称形状，通过保留河滩、营造河滩，使河道的浅滩和深潭相间，使河道呈现多种地貌，可以随水文因素季节性变化，为水生物创造多样的栖息环境，有利于水生物种类的恢复.

③突破传统河岸硬化白化，采用硬质工程隐蔽化，上部覆盖植物措施的办法，让堤岸呈现出亲自然的柔美感，植物措施的变化也可为河岸创造生机和乐趣.植物措施的选用尽可能因地制宜，以根系发达、维护成本、生态效果好的本土植被为主.

④堤岸修复采用天然卵石进行防护，配以水生植物措施，一方面，让河道亲自然，另一方面，也为为水生物创造自然的栖息地，再者，水生植物，可以对水体中的污染物起到转移、转化及降解作用，最终改善水环境，增强水体自净能力.

⑤河道堤线进行调整、断面结构进行优化，为的是最大限度的保护原有树木，减少了水土流失.

(4)景观工程

在保证河道安全的基础下，如何造物造景是给河道带来的生机的重要手段.

①堰坝改造：注重堰坝形态设计与新材料使用，我公司设计的石梁溪、庙源溪综合整治工程，堰坝呈现出叠石式、梯田式、连拱式、台阶式、坡面造型等，不同造型，不同质感、体现出堰坝的不同韵味，打造了“一堰一景”.而且将城市微小水体园林景观很好的引入堰坝造型设计中，通过水体曝气，改良了水质，打造了“水和堰融为一体”的奇特景象.再有就是增加创新设计点，增设堰坝调节池，在满足流量、水位的调节下，还能作为鱼类洄游、游客亲水戏水之用.

②其他水景观节点：从整个河道的景观来统筹，以整个空间为基础，提出水景观节点的整体布局，可以是文化广场，可以是水文化展示点，也可以是文化长廊，多种措施的配合为河道增添了色彩.

(5)绿道网工程

结合生态堤防建设布置在堤顶、坡面和堤脚亲水部位与其他乡村道路形成网络，是区域乡村旅游、休闲观光、运动健身和沿岸生产的主要通道，更是人们亲水的主要通道.

(6)人文融合理念

每一条河道都有自己的特点，都有自己的气息，在综合治理过程中，充分挖掘当地人文资源，通过设置主题广场，文化墙、文化长廊和纪念碑等形式，彰显历史文化，不断提升文化品位，让游客游览时，更多地了解区域厚重的历史文化底蕴.

(7)水岸同治模式

只有通过限制岸上畜禽禁养、砂石禁采、截污纳管等水岸同治的措施，河道的水质才能有所提升和保障，河道的生命才具备可延续性，前面的各种措施才能更好地体现，最终实现“综合治理”的目标.

3 河道综合治理典型实例

衢州市以“综合治理”的理念打造的典型河道主要为柯城区石梁溪、庙源溪，衢江区上山溪等.其中柯城区石梁溪以“山水人文，秀水石梁”为总体目标，形成“一核两轴四区”的整体布局，从水生态修复、水安全保障、水环境治理、水文化培育、水经济发展以及水管理落实等6个方面进行综合治理，将石梁溪建设成浙江省“最美溪流”；柯城区庙源溪以“一滩二岛二道多堰坝”为总体布局，结合河道环境整治，推进河道清淤清障、河道护岸、堰坝整治等多项工程，打造集健身、旅游、休闲、文化等为一体的生态绿带；衢江区上山溪以打造集“生态旅游、民俗风情、宗教文化、城乡休闲”气息为一体的休闲景观福地为目标，形成了“一核二带、五区九点”的整体布局，串成“地绿、水美、景美、人美”的美丽上山溪.

目前综合治理已初步取得一定的成效，部分河道已完成建设，部分河道正处于建设当中.现以衢州市柯城区石梁溪流域综合治理工程[9]为例进行介绍.

3.1 工程需求

(1)安全需求

防洪体系不完善，部分河岸基础冲刷严重，需进行堤防护岸建设，确保河道防洪安全.

(2)生态环境需求

多数河段水质差、水生态环境恶劣，已建工程硬化、白化严重，需对河道水环境进行生态化治理改造，恢复河道自然生态.

(3)产业转型需求

区域产业以养殖、柑橘种植为主，产业结构单一，需以综合治理为契机，倒逼产业结构转型，促进区域社会经济健康、可持续发展.

3.2 治理理念

(1)河道综合治理、保障基础安全；

(2)因地制宜治理、注重生态景观；

(3)挖掘人文资源、助力乡村旅游；

(4)推进产业转型、实现生态富民.

3.3 治理目标

通过“水净、水清、水美”三步曲，采用工程措施将石梁溪建设成为：安全生态、休闲旅游、运动健康、产业富民的“最美河流”，促进了区域社会经济健康、可持续发展.

3.4 总体布局

治理工程从区域整体出发，切实分析区域现状及存在的问题，综合区域经济、社会、发展的需要，以问题与需求为导向，科学合理制定区域治理的整体布局，统筹安排防洪排涝、灌溉供水、水环境治理和生态修复、水文化与水景观等工程措施.

治理工程的“一带、一道、十八景”以点窜线，以线带面的整体布局，一带：石梁溪生态景观风情带；一道：沿溪生态绿道；十八景：由司马堰等十座特色堰坝和碧水潭等八处山水景观组成.

3.5 治理路线

(1)避免传统水利治理硬化、白化、渠化的弊端，在保障防洪安全的基础上，尽可能采用生态材料和绿化措施，保护水特色、修复水生态、改善水环境、提升水景观.

(2)在保障堰坝原有灌溉供水功能的基础上，对堰坝进行特色化改造，形成一堰一景，增添堰坝亲水戏水、鱼类洄游、改善水质、休闲旅游、两岸交通等功能.

(3)绿道主要结合生态堤防建设布置在堤顶，与其他乡村道路形成网络，是区域乡村旅游、休闲观光、运动健身和沿岸生产的主要通道.

(4)漫步道主要布置在坡面和堤脚亲水部位，是游人漫步和亲水的主要通道.

(5)在综合治理过程中，充分挖掘当地人文资源，通过设置主题广场，武术造型文化墙等形式，让游客游览时，更多地了解区域厚重的历史文化底蕴.

(6)以“五四三”工作为抓手，实施畜禽禁养，累计禁养生猪15万头；实施砂石禁采，共关停20余家制砂厂；以河长制为抓手，构建区、乡、村三级跨区域综合治理体系；实施截污纳管，实现沿线45村全覆盖；生活垃圾处理实现“户集、村收、乡运、区处理”100%全覆盖.

该治理工程以全局的眼光对整条河道进行整体规划、部署，以河流水系为主线，结合区域沿线自然资源、人文资源优势和产业特色，以保障防洪安全、生态景观建设、基础设施配套为重点，多部门合力共建生态家园，助推乡村休闲旅游和产业转型，促进区域社会经济健康发展.

4 结 论

河道综合治理在强调安全、生态、产业，在防洪安全的基础下，本着治理与生态协调，多层次优化利用资源，综合规划，统一治理，充分利用了河道生态系统自我设计，自我修复的功能的原则，打造了生态景观带，带来产业的绿色发展，遵循可持续发展的原则并实现了多规融合的理念，为河道发展、城市发展带来巨大契机.

参考文献：

[1] 张震雨,陈强富，张展羽,等.农村河道生态治理模式研究[J].中国农村水利水电，2009(10):55-56，60.

[2] 丁 鹤.对城市河道可持续开发利用趋势的认识[J].海河水利，2002，21(1):24-26.

[3] 董仁哲,张 晶,赵进勇.道法自然的启示——兼论水生态修复与保护准则[J].中国水利，2014(19):12-18.

[4] SEIFERTA.Natumaeherer Wasserban[J].Deutsche Wasser Wirtsehaft,1983,33(12):361-366.

[5] 董哲仁,张爱静,张 晶.河流生态状况分级系统及其应用[J].水利学报,2013,44(10):1233-1238.

[6] 董哲仁.探索生态水利工程学[J].中国工程科学,2007,9(1):1-7.

[7] 王兆印,程东升,何易平,等.西南山区河流阶梯-深潭系统的生态学作用[J].地球科学进展,2006,21(4):409-416.

[8] 董哲仁.论水生态系统五大生态要素特征[J].水利水电技术,2015,46(6):42-47.

[9] 翁小华,李 俊.衢州市柯城区石梁溪流域综合治理工程[R].衢州:浙江九州治水科技股份有限公司,2014.