生态水利技术在河道治理工程中应用的探讨

吴颖政

沂沭河水利管理局 刘家道口水利枢纽管理局，山东临沂 276000

在过去很长一段时期内，我国河道治理工程仅关注河道的传统功能，却忽视了河道的生态环境。在此背景下，河道功能较为单一，原有的生态系统被严重破坏，景观功能和生态功能大幅度弱化。在河道治理工程中应用生态水利技术，在很大程度上打破了传统河道治理的局限性，对河道的可持续发展大有裨益。

1 生态水利的内涵

生态水利技术主要是指为切实保护当前水资源环境，补偿受损河流生态系统，实现社会效益、生态效益、经济效益平衡发展的各项技术。在河道生态破坏日益严峻的背景下，河道治理工程必须紧跟社会发展的步伐，全面落实对生态水利的研究，切实加大生态水利技术在河道治理工程中的应用力度，使得河道治理工作能够切实满足可持续发展理念的内在要求，进一步提高河道的整体质量。在河道治理工程中，应积极贯彻生态水利的基本理念，不断提高河道设计的科学性和合理性，配置有效的控污设施，从而有效促进河道的生态平衡，实现人与自然的和谐共生。

2 河道治理工程存在的问题

2.1 河道治理难度较大

部分位于河道周围的居民，为了自身的生活便利，随意向河道倾倒污水和垃圾，或为了获取经济效益，开采大量的河砂，这些都会对河道造成非常严重的破坏，导致河道的生态环境和流向发生改变，进一步加大河道治理难度[1]。

2.2 生态系统受损严重

近年来，很多河道被混凝土三面衬砌，河道与其他河流之间的联系被切断[2]。即使相关部门采取截污分流、引水冲污等措施，但生态系统受损问题仍然没有得到有效改善，水体污染的负担不断加重。此外，动植物的生存空间不断恶化，生态系统中的生物结构严重失衡，让生态系统受损问题进一步加重。

3 河道治理工程中生态水利技术的应用价值

在生态治理工程中，生态水利技术的应用价值主要表现在以下4个方面：

第一，生态水利技术以生态平衡为基本出发点，能够有效促进生态的可持续发展。利用生态水利技术开展河道治理工程，可以全面优化河流的生态系统，有效缓解河流断流、植被破坏等问题，使生态系统实现良性循环，进一步增强河道治理工程的实际效果。

第二，河道治理工程与生态水利技术的目的都是保证人与自然和谐共处，两者存在着诸多相似之处。在河道治理工程中应用生态水利技术，能够切实增加环境的承载力，不断提高河流的自我净化能力，进一步优化河道治理工程的综合效益。

第三，生态水利技术使用的材料大多具有环保特性，能够在保障河道治理工程质量的前提下，减轻河道治理工程对水质的影响，为水生生物提供更加适宜的生存环境，进一步促进水生生物的多样化发展[3]。

第四，生态水利技术对河流侵蚀具有良好的抑制作用，能够对河道的上下游进行统筹规划，有效缓解河道的水土流失问题，全面优化河道的生态环境。

4 河道治理工程中生态水利技术的应用原则

4.1 因地制宜原则

在河道治理工程中，应对当地的地质环境、气候条件、河道问题等有清晰明确的认识，根据实际情况深入分析导致现阶段河道问题的具体原因。在此基础上选择适宜的生态水利技术和河道治理手段，取得更加有效的河道治理效果[4]。

4.2 全面规划原则

当前，区域性、针对性的河道治理已无法满足河道生态恢复的内在要求，必须从整体角度出发，全面规划河道治理工作，防止出现顾此失彼的问题。

4.3 分步治理原则

河道问题不是一朝一夕形成的，因此，应用生态水利技术开展河道治理工作，应切实遵循分步治理的基本原则，防止一次性完成过多工作导致的乱象，促进河道生态的可持续发展。

5 河道治理工程中生态水利技术的应用措施

5.1 全面落实整体性设计

受各种因素的影响，河流的生态环境较为复杂。河道治理工程应避免在短时间、小区域开展生态设计工作，而是要在较长的时间和较大的范围中，切实保证河流生态环境的可持续发展[5]。全面落实整体性设计，能够进一步完善河流生态环境的功能和结构，让各个要素之间发生相互作用，共同优化河流的生态环境。在河道治理工程中，相关部门不应执着于水文体系的单独修复，避免对其他生物造成影响，而应综合各方面因素的影响，科学控制河道的水量和水位。针对河道中存在的淤积问题和侵蚀问题，应根据实际情况进行重点设计，防止河道在长时间的运行过程中，出现河道改变或河道堵塞等情况。同时，还应广泛收集与河道有关的历史资料，积极开展河道周边环境的调研工作，以此为基础，综合评判河道治理工程对河道生态系统造成的影响，进一步优化河道治理的整体效果。

此外，相关部门还应全面监测河道内部的变化情况，根据监测结果调整生态水利技术的应用策略，从而为河道生态系统的平衡发展奠定坚实的基础。

5.2 建立有效的生态河堤

在河道治理工程中，建立有效的生态河堤，能够切实提高水质，进一步优化河道生态的多样性。目前，生态河堤主要包括自嵌式挡土墙、格宾石笼护岸、链锁式生态砖块护岸、土工网垫护岸、土工隔栅石垫等[6]。

第一，自嵌式挡土墙。自嵌式挡土墙是一种加筋挡土结构，整体的施工难度较低，具有良好的结构性能，能够丰富生态景观。

第二，格宾石笼护岸。格宾石笼护岸能够在很大程度上抵御水流对河堤造成的冲刷，切实减少水土流失，为动植物提供生长栖息的场所。

第三，链锁式生态砖块护岸。链锁式生态砖块护岸是由尺寸大小相同的预制空心混凝土块连接而成的锁链型矩阵，主要被应用于拐点较多的河岸[7]。

第四，土工网垫护岸。土工网垫护岸往往采用聚乙烯或聚丙烯等高分子材料，具有柔韧性好、强度高等特征，同时网垫含有大量的空隙，可以根据实际需求填充适宜的土壤，供植被生长发育，使得表层土壤能够与植被紧密结合在一起，有效避免水土流失。

第五，土工隔栅石垫。土工隔栅石垫一般采用卵石对坡面进行铺垫，在此基础上进行土工隔栅加筋固定，不仅能够对岸坡形成良好的保护作用，还能够有效减轻对生态环境的影响，保证陆地与河道的水汽连续性[8]。

5.3 提高堤线布置和堤型选择的合理性

生物物种的多样性需要以河流形态的多样性为基础。在河道治理工程中，应切实提高堤线布置和堤型选择的合理性。在堤线布置的具体实践中，应结合当前的实际情况和具体需求，最大可能保留河道的自然形态，减少对浅滩、急流、河湾、湿地的破坏。在确定堤线时，应严格遵循宜宽则宽的基本原则，科学处理生态保护、行洪与土地开发之间的矛盾关系。河漫滩和河槽的设计要切实满足行洪的内在要求，并且保证适宜的浅滩宽度，为植物的茁壮成长、动物的繁衍生息提供良好的空间，进一步提高河水的自我净化能力。在选择堤型时，不仅要满足生态保护和生态恢复的内在需求，还要满足滑动稳定、渗流稳定的具体要求。

5.4 优化河流断面设计

在河道治理工程中，需要结合河道的具体功能，设计适宜的断面形式。由于河道两侧可利用空间大小的不同，可以将城市河道划分为城镇区域河流段、人口集聚地河流段、城郊大型河流段。

(1)城镇区域河流段。城镇区域河流段往往会流经人口密集的居住区和繁华的商业区，通过改变河道已有断面增加泄洪流量具有较大的难度，因此往往采用工程与非工程相结合的方式，达到治理洪水的根本目的。常用到的工程措施主要包括地下调节池、蓄滞水湿地、雨洪调节池等。如果条件允许，可以采用双层河道的治理手段。

(2)人口集聚地河流段。人口集聚地河流段往往处于人口较密集的区域，河道两岸的空间相对较小；在治理河道的过程中，需要科学布置护岸和周围景观，保证居民的生命财产安全，有效突出亲水和休闲功能，营造人与自然和谐共处的宜居环境，进一步提高居民的生活质量。目前，人口集聚地河流段的河道治理往往采用梯形断面和矩形断面。第一，梯形断面。梯形断面的整体结构较为简单，能够切实满足泄洪的实际要求。梯形断面的坡度往往比较平缓，对两栖动物的生殖繁衍具有积极影响，能够增加河道的生物多样性，同时为周围居民创造更多的水渠，切实满足周围居民的用水需求。第二，矩形断面。矩形断面的占地面积相对较小，一般在原有河道的基础上进行深挖即可，主要被应用于汛水期、枯水期水位变化不大、全年各个时期水位基本相同的河道。

(3)城郊大型河流段。城郊大型河流段往往拥有比较广阔的河滩地，可以根据实际情况采用复式断面。在水流量较小的枯水期，水流归主槽河道；在水流量较大的洪水期，洪水会直接漫过河滩地，洪水水位相对较低，过水断面相对较大[9]。在正常情况下，不会修建较高的防洪堤。

5.5 逐步恢复退化河岸带

在过去很长一段时间内，我国河道治理工程对生态保护并不是十分重视，导致河岸带出现不同程度的退化。随着社会的不断发展，人们的环保意识逐渐增强，在河道治理工程中逐步恢复退化的河岸带，不仅可以为动物提供良好的栖息地，丰富地下水储存，还可以有效调节河岸的生存空间，有效减少突发性水灾的发生概率，使得河道更加接近自然状态，这对生态环境的健康发展具有非常深远的影响。针对此情况，相关部门必须对逐步恢复退化河岸带工作给予足够的重视，尽可能让河岸带恢复原有面貌。以济南市平阴县东阿镇的河道治理工程为例，它根据河岸带的内在特征，将冲刷区与深浅滩进行有效结合，为各种生物提供了良好的生存环境，达到了恢复生态的根本目的。值得注意的是，生态环境具有较强的整体性，在逐步恢复退化河岸带的过程中，应构建适宜的物种循环链，使各个生态系统要素能够相互促进，进一步提高生态系统的稳定性。

5.6 建设自然化的河流

建设自然化的河流主要是指在河道治理的过程中，重现或维持原始的河流自然形态，充分发挥河流在水系中的重要作用[10]。就当前河道治理工程的发展现状来看，建设自然化的河流，在抗涝防洪的同时，能够保护自然环境，实现人与自然的和谐共处。在建设自然化河流的具体实践中，应尽可能接近最原始的状态，在此基础上创造出多元化的环境。比如：可以将河岸线设计为不规则形，顺应自然发展规律。同时，在治理河道的过程中，应根据河道的情况，科学、合理地划分区域和阶段，充分应用自然之力，设置符合河流流动性质的弯道。对河流景观构造而言，应尽可能选择当地的自然植被和自然材料，使得河道呈现出原生态特征，进一步促进河流的自然化发展。

5.7 建立水生动植物种群

在河道治理工程中，建立水生动植物种群，能够增加河流水生生物的多样性，优化生态系统。

首先，建立水生动物种群。目前，我国许多河流中的微生物和浮游生物过剩，对水质造成了一定影响，严重破坏了河流的生态平衡。究其根本在于河流中的动物种类和动物数量大幅度减少。针对这种情况，应结合河道的实际情况，切实增加河流中的动物种类和动物数量，建立有效的水生动物种群。比如：可以适当地增加鲫鱼、螺、鲍的种群数量，有效清除河流中的垃圾和浮游生物，维持河道内的生态平衡[11]。

其次，建立水生植物种群。水生植物种群可以切实提升河道的观赏性，有效增强河道的抗洪能力。在具体的工作实践中，应充分考察河道周围的土壤环境和当地的气候条件，尽可能选择固土能力强、根系发达、具有一定观赏性的水生植物，从而在治理河道的同时，给人们带来良好的视觉享受。

此外，如果河道本身的污染情况较为严重，则应对污染源的成分进行综合评判，根据实际的污染成分、污染程度，选择具有净化水质功能的水生植物，有效吸收河道中的污染物，达到净化河道的目的。比如：可以在河道中种植睡莲等浮叶植物、金鱼草、黑藻等沉水植物，有效吸收河水中存在的氮、磷、钾等营养物质，降低河水中氮、磷、钾的实际含量，从而对浮游生物的生长起到良好的抑制作用，切实增强河流的供氧能力，不断提高河流本身的自净能力[12]。值得注意的是，在建立水生动植物种群时，应综合评估水生动植物可能对河道造成的不良影响，杜绝水生动植物在河道中泛滥成灾，避免进一步加剧河道的生态问题。

5.8 关注工程施工中的生态保护

在河道治理工程中，应尽可能保留原有的植被，严禁出现乱砍滥伐的问题。针对河道治理工程中产生的废渣，应根据相关规定运送至指定的弃渣场进行处理，并且设置科学、合理的挡渣墙、盲沟和返滤层。针对裸露出来的地表，应进行必要的绿化覆盖。

此外，在河道治理工程施工中，严禁将未经沉淀的水泥浆水、泥浆水直接排入下水道，严禁将生活污水、施工废水直接排放至农田、灌溉水渠、饮用水源中，严禁将化学品、燃料、油料随意堆放，从而有效减少对周围水系、农田、土壤造成的不良影响。

6 结束语

目前，我国河道治理难度大、生态系统受损严重的问题较为突出。河道治理工程中生态水利技术的应用，应切实遵循因地制宜、全面规划、分步治理的基本原则，并且落实整体性设计，建立有效的生态河堤，提升堤线布置和堤型选择的合理性，优化河流断面设计，逐步恢复退化河岸带，建设自然化的河流，建立水生动植物种群，关注工程施工中的生态保护，从而进一步增强河道治理的整体效果。