生态水利设计理念在城市河道治理中的应用

陈雪文，陈长青，白光军，龙惠子

1.苏州高新区狮山横塘街道建设管理服务所；2.中国建筑第八工程局总承包公司江苏分公司；3.山东樱园建筑工程有限公司；4.湖南省惠创环保科技有限公司

经济发展与环境之间的矛盾日益突出，因此我国在不同的区域实施生态可持续发展战略，包括城市河道治理项目。城市河道治理过程中水资源生态设计理念的实现能够有效促进城市河流生态的可持续发展。

一、生态水利设计理念核心内容分析

近年来，随着中国经济的快速发展，环境污染越来越严重，特别是一些生活设施的建设过程对生态环境的影响更为严重。我国经济发展是多方面的，不同地区的天气和气候有很大的差异，大多数地区甚至全年都是雨季，而一些地区年降雨量有限，为了解决国家水资源问题，中国修建了许多水利设施，比如，中国在长江上修建了许多水利工程，以便在雨季储存大量雨水，在汛期结束和开始时必须开闸蓄水，以缓解周边地区的干旱问题，水利工程是解决我国水资源问题的重要途径[1]。

生态水利设计理念是以往大型水利设施建设的科学指导思想。强调环境保护与修复，在施工中贯彻生态水利设计理念，节约用水，提高整体施工效率。生态水利设计理念包括生态理念、人文理念和功能设计，为城市河道的综合治理提供指导和帮助。作为生态途径的一部分，城市河道治理应与污染控制和环境监测相结合，保持河流环境的正常状态。在以人为本的设计理念下，城市河道治理必须考虑城市居民的环境需求，为他们提供一个美丽的水景观区域，使水资源价值最大化。

二、河道治理的生态水利的模式分析

在向可持续发展过渡的现代水资源保护过程中，通过可持续水资源管理，支持并实现经济和社会的可持续发展。一是发展和完善防洪体系。在科学认识的基础上，河道治理应避免越来越片面的追求，忽视质量和生态景观的需求，从制度和发展的角度实施综合治理。二是逐步建立水保护制度。社会保障制度是可持续发展的战略支柱，是社会保障制度的重要组成部分，各级政府和全社会应根据自身能力优先制定预防措施。

第一，适应水资源和水环境承载能力。水资源和水环境承载能力是指水资源保持经济社会发展步伐，满足经济社会发展需要，维持良好生态系统的能力，加强水资源综合监测和管理，优化水资源配置，加强水资源保护。

第二，保护水生态系统。河道治理与环境保护有关，包括堤围及护岸保护、清淤清障工程、控导工程和滩涂围垦开发。堤围及护岸保护是最重要、最常用的河道治理方式，对保证河流安全具有重要作用。清淤清障工程是河流形成的一项重要技术措施。控导工程通常是一项大规模密集的地面作业，一旦达到排水高度，就必须清除障碍物，该控制方法主要涉及节点水资源管理的基本要素，对控制泥沙流和流相具有积极作用。滩涂围垦开发是湿地生态系统的重要组成部分，加强湿地保护功能，严格控制海滩面积，实现海滩的再生和发展[2]。

第三，必须采取生态措施，维护河道生态功能。生态护岸是指恢复后具有自然岸线渗透性的人工支撑，生态护岸不仅可以形成与环境和谐的河流景观，还可以保护和创造丰富的生态系统。水泥、沥青、混凝土等固体材料是传统生态护岸工程中最重要的建筑材料，该技术的应用能有效促进地下水入降低水体的健康水循环，增强水环境的自然清洁功能，具有很强的实用价值和巨大的发展潜力。

三、城市河道治理的现状分析

随着我国城市河流污染的逐步加剧，城市河流的生态管理得到加强，希望能够解决我国城市河流的污染问题，中国七大主要供水网络并不都在城市，而是河流流经城市，因此，大部分水源都得到了很好的保护，水源附近人口稀少，水污染小，水质良好。然而，在许多城市，水源受到污染，相当一部分的生活、工业和农业废水未经处理就排入河流，造成城市河流污染。为了解决水污染问题，必须对城市河流进行治理，近年来，城市河道治理方法和技术日趋多样化。实践证明，应用生态水利设计理念进行河道治理是有效的。

中国城市河流主要由河槽、河滩、河岸护堤组成。因此，城市河流治理应针对不同地区采取不同的治理措施，在污水处理过程中，用人工基质代替专门修建的渠道，改善渠道的入渗，利用藻类净化河道，促进藻类生长，减少河流污染。在海滩处理过程中，可以用环保砖或大孔混凝土代替普通混凝土，促进河流过滤和植物生长，增强海滩的美感。在河上路堤种植防护林可用于处理河流沉积，种植植物可以减少污染物和沙子污染河道。

四、生态设计理念在城市河道治理工程中的应用

（一）生态化城市河道治理工程的设计要点

1.把握好生态水利设计理念的基本原则

（1）空间异质性原则

河流形态的转变为河流生物和周围生物创造了良好的生存环境、丰富的物种和可持续的自然生态系统。水污染是城市建设和城市发展中的一个重要问题，工业生产会污染和破坏原有生态系统的平衡。因此，有必要根据空间异质性原则对河流形态进行重构，恢复环境生物多样性[3]。

学生在明确自己的学习任务后，带着问题进入教师设置的情境中去，查阅相关资料，寻找解决问题的方法。通过小组讨论区的在线论坛，小组成员在讨论板上通过发帖的方式与小组成员讨论或者向老师请教，教师进行实时辅导、答疑、教学交流。在解决了交互中的差异后，正副组长总结结论，记录备案，或制作PPT展示，以达到团队合作学习的目的。

（2）景观尺度规划原则

在城市建设综合治理工程中，大尺度景观的恢复效果比小尺度景观的恢复效果更重要。要统筹规划，充分尊重河流的传统生态功能，采取综合环保措施，改善城市生态环境，避免局部优化。

（3）服务社会的原则

水资源必须与城市供水基础设施相适应，以支持生活各领域的发展。

1.注重发挥城市河道水资源的生态功能

在城市河道治理的综合监测中，充分利用水资源的生态功能。城市水资源不仅具有重要的环境调节功能，而且具有一定的自净能力。但由于污染和破坏超出了河道本身的可持续性，这就导致了环境监测功能的丧失，因此，有必要采取排水、疏浚、河流生态功能等技术措施，防止水资源变成污水。在此基础上，重点改善周边生态环境，充分发挥河道蓄水灌溉作用，完善节水设施，建设城市河流生态廊道。在环境保护的指导下，尽量保持原有的河道功能，根据实际需要，增加河流的水量，发展生态网络，分析水资源与环境的关系，促进水循环环境的逐步改善。

2.综合运用各种生态施工技术及材料

城市河道包括河槽、河岸护堤、河滩。城市河流的综合治理应采用多种处理方法，根据河流不同部位的特点，应注意生态技术和材料的应用。例如，人工基础施工技术可以替代混凝土施工技术，改善河道与地下水之间的交换，促进水生植物的生长，在一定程度上减少河道污染。河岸处理可以在河底种植绿色植被，稳定河沙，防止雨水侵蚀。在海滩管理领域，可以用环保砖代替混凝土，促进河流过滤，增强海滩的美观性。此外，在城市河道治理过程中，应特别注意先进施工技术和材料的应用。例如，雷诺兹地毯是一种可以减少河流污染的新材料，它将基石材料转变为金属网。雷诺兹地毯也可以与水和土壤进行交换，促进室内植物的生产，净化和吸收河流中的杂质。

3.在河道护岸施工中渗透生态设计理念

城市河道的生态护岸可分为自然生态护岸和人工生态护岸。首先，生态护岸可以在一定程度上利用植物提高河流强度，防止水土流失，改善生态环境。人工生态护岸是指对园林植物进行生态恢复，人工解决河道破坏问题，创造河流景观。生态护岸中使用一些透气性材料能有效降低气流的影响，促进周围植物的正常生长，积极促进生态环境的建设[4]。

4.加强对污染源的治理

工作人员应重视污染源的治理，加强对不同类型污染源的控制，充分发挥工作的积极性。有关部门和人员要不断投入人力、财力、物力，推动河道治理工作顺利进行，在管理过程中，从根本上控制污染源，有效解决河道污染问题。

（二）生态设计理念对城市河道工程的指导意义

过去，传统的水利工程大多不考虑环境因素，违背了时代发展要求和可持续发展原则。因此，在国民经济发展的过程中，必须建立有利于环境改善的水环境保护体系，生态设计理念对城市河道工程的重要性主要体现在以下几个方面：

1.保护生态环境

如今，环境问题已经成为制约人类发展的全球性问题，中国高度重视水利工程建设和城市河道工程，在防止水土流失和保护自然水资源方面取得了良好的效果。然而，由于我国面积大、人口多、资源需求大、能源消耗大，许多地方特别是偏远地区水资源短缺，在水资源管理中，浪费现象时有发生，生态环境恶化越来越严重，生态环境危机和水资源短缺逐渐显现。此外，传统的水利活动过于依赖自然，忽视了环境保护问题，导致生态环境恶化。保护生态环境不仅是一项长远规划，更是人类未来生存、经济发展、社会稳定、和谐可持续发展的坚实保障，生态环境恶化不仅是中国的头等大事，也是世界的头等大事，为了保护和改善生态环境，人与自然应该和谐发展，建设社会主义文明国家。

2.生态水利和环境可持续发展

随着我国经济的发展，水利设施的建设越来越受到人们的重视，水利工程的规模和数量越来越大。从整个水利的现状和发展来看，水资源开发得到了广泛应用，我们既要原有水利工程的功能，又要重视生态环境，减少对资源的依赖和开发，不必要的环境破坏。生态环境是人类生存和发展的自然基础，传统的水利工程相对落后，不能达到人与自然和谐发展的要求，生态环境的恶化与传统水利工程有着直接的关系，只有遵循生态设计理念，才能实现人与自然的和谐发展，实现可持续发展的目标。

3.生态水利可以实现生态系统循环

生态系统要健康发展，就必须保证生态系统的良好循环，这就需要建立和完善环境保护、监测和管理体系，合理利用生态水，实现可持续发展的目标。

五、生态水利在河道治理工程中的应用对策

（一）河堤的生态环境营造策略

河道治理的直观联系是河道大坝的建设，良好的防洪不仅可以极大地促进河道治理进程，而且为改善水质和生态环境多样化提供了良好的基础前提。环保施工方法如碎石清除、自埋挡土墙、地质支撑、链式生态砖墙等，无论采用哪种方法，都要充分考虑河道流域的环境因素，选择最合适的方案，以适当的方式改善水质，避免水土流失和水质恶化[5]。

（二）河道自然化策略

生态平衡是每个人都向往的一种状态，然而，随着城市化和工业化的发展，很难实现生态的全面平衡，我们只能努力实现一些地区的生态平衡，以改善其他地区的环境。在保证河道生态功能和水资源积累的基础上，更好地保证经济效益和生态效益一直是河道治理的预期效果。在河道治理过程中，应在原有生态系统的基础上进一步发展相应的建设和补充。从生态水电的角度看，这是一项系统而复杂的工作。有关人员不得盲目、片面地设计河道构筑物，应该多借鉴国内同类地区河道治理的经验，结合一些新的产品和技术，因地制宜地开展科学合理的河道治理建设。

（三）治理退化的河岸带策略

整个流域沿海地区的管理与建设是影响河道治理整体效果的又一重要环节，只有整体环境相对适宜，选择生态环境创建和管理的方式，才能改善整体生态环境，吸引更多的野生动物栖息，加快生态链的改善过程，丰富地下水储量。治理退化的河岸带一般涉及三个方面：首先，根据当地生物的生存能力，改善退化的河岸带的生存能力。其次，进一步适应退化的河岸带生态空间，避免突发洪水等因素对退化的河岸带生态环境的影响。最后，积极推进河岸地区造林措施，加强水土流失治理，实现区域生态环境立体化。

（四）注重其他综合因素

河道治理是一个综合性的问题，而不是一个简单的问题。河道治理和生态建设中有很多细节可以应用，因此，在河道规划设计阶段，规划出一个宽广、狭窄、有序、丰富、立体的河流环境，后期不断细化和补充，对构建多维度、长期性的河流环境也起到了重要作用，对河道进行系统合理的规划，可以形成清晰的生态网络，促进更好地发展。

六、结论

生态河流需要多种因素的共同作用，只有加强生态、工程和水力学的结合，才能研究出有效的设计方法，河流生态管理是河流系统可持续发展的工程，植被恢复措施应配合水生动物和微生物的选择性繁殖，恢复生物多样性和良好的生态系统。