摘要:中小型河流治理的快速發(fā)展對宜居環(huán)境和河道景觀設計提出了更高的要求,建設人與自然和諧的生態(tài)型河流成越來越引起人們的重視。文章依據(jù)各河段的治理情況和防洪標準要求,從河段形式、護岸功能及適用特征等方面分析了自然型、工程生態(tài)型和原生態(tài)型中小河流治理的技術(shù)要點。此類護岸不僅可改善水環(huán)境和河流水質(zhì)狀況,滿足人們對宜居環(huán)境、人文景觀的近水和親水要求,而且能夠達到防洪排澇設計標準,保障城市可持續(xù)安全發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。
關(guān)鍵詞:生態(tài)型河流;護岸形式;植被緩沖帶;河道治理
中小型河流與人類社會發(fā)展密切相關(guān),河流的生態(tài)環(huán)境、物理結(jié)構(gòu)和水文特性受人類活動影響線束,且人類的發(fā)展與進步離不開中小型河流的空間結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境和水域環(huán)境等服務功能[1-3]。2011年國務院明確提出要加快水利改革發(fā)展,遵循防護區(qū)人口密集、洪澇危害嚴重及保護對象重要等原則開展河流的綜合整治,采取清淤疏浚、加固堤岸等措施提高河段防洪標準。廣泛分布的中小型河流通常徑流人口較密集的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市,這與區(qū)域生態(tài)環(huán)境和防洪安全密切相關(guān)。防洪興利為中小型河流的基本功能,通過對河流治理模式的優(yōu)化還可創(chuàng)造具備文化特色和物種多樣的系統(tǒng)環(huán)境。河流整治的設計不僅要考慮排澇、灌溉、行洪等要求,還要注重對水環(huán)境的改善和水質(zhì)的提升。工程實踐表明,硬質(zhì)性護岸結(jié)構(gòu)會加速對中小河流的水生態(tài)環(huán)境破壞,隨著人們對文化生活、河道景觀和自然生態(tài)要求的不斷提升,綜合考慮水利、水文與景觀等多門學科的河道一體化護岸形式成為當前研究的熱點[4-6]。
1傳統(tǒng)河流護岸形式
人們往往只注重對河流治理的工程質(zhì)量和建設規(guī)模,護岸工程較為常用的有混凝土材料或漿砌塊石等硬質(zhì)材料,而考慮人文景觀、自然生態(tài)、社會發(fā)展和歷史環(huán)境的一體化護岸較少,由此使得河流周邊物種單一且生態(tài)環(huán)境差,嚴重影響當?shù)氐南到y(tǒng)環(huán)境。
1.1傳統(tǒng)護岸形式
一直以來,防洪排澇等為河流的基本功能,所以選用的河流護坡結(jié)構(gòu)比較堅硬且斷面形式單一,主要考慮工程形象、水土保持、河流沖刷及行洪速度等因素。所以,預制混凝土塊、現(xiàn)澆混凝土、干砌塊石或漿砌石護坡等結(jié)構(gòu)為河流護坡的主要形式[7]。
1.2對生態(tài)環(huán)境影響
在特殊時期形成的傳統(tǒng)護坡形式與河流護岸,可為沿河鄉(xiāng)村和城市建設提供相對安全的發(fā)展空間及生活環(huán)境,同時可降低土壤侵蝕和有效防洪。然而,此類護岸形式不利于維持人水和諧發(fā)展及保護水自然清潔等[8]。1)自然景觀影響。雖然走向筆直、斷面整齊的河流具有一定的景觀功能,但是這與人文景觀和自然生態(tài)的現(xiàn)代化發(fā)展存在較大差異。擋土墻和堅硬護坡對原來的自然景觀的破壞后將難以恢復[9]。2)生活環(huán)境的影響。在水環(huán)境中各種添加劑的化學反應、擋土墻及護坡的碳化反映等均可對水質(zhì)和水環(huán)境產(chǎn)生不利影響;同時堅硬的護坡阻斷了地下水源的自然補給,加之垃圾的傾倒和各種污水的排放,對生態(tài)環(huán)境的修復產(chǎn)生不利影響并嚴重威脅著人類的生存環(huán)境,特別是在枯水期往往存在河水惡臭刺鼻的問題。所以,人類的生存環(huán)境受傳統(tǒng)護坡結(jié)構(gòu)及護岸的影響顯著[10]。3)生態(tài)環(huán)境影響。封閉型坡面為以往河道護坡的常見模式,該模式破壞了水系統(tǒng)與陸地之間的物資、能量交換,不利于物種多樣性保護和河流自凈能力的提升。另外,硬質(zhì)坡面不利于水生植物的生長,并使得各類水生動物的生存環(huán)境也遭到破壞,由此阻斷了水系統(tǒng)的良性循環(huán),從而破壞河流生態(tài)環(huán)境。
2生態(tài)型河流及其護岸模式
2.1生態(tài)型河流的概念與特征
在和諧發(fā)展和生態(tài)安全的治理要求下,對受損河流的恢復為治理工程的主要目標,采取生態(tài)護岸、河床等技術(shù)手段形成生物多樣性高、安全穩(wěn)定性好、生態(tài)和諧且河流健康且的體系,從而建立非自然原生型功能健全的河流,這也是實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護和河流系統(tǒng)良性循環(huán)的關(guān)鍵。以維持自然為基本原則的河流不僅有助于促進水系統(tǒng)動態(tài)平衡,,而且有利于減少對資源的占有,提高水環(huán)境質(zhì)量及其自凈能力,這對于改善河道的防洪能力和沿河城鎮(zhèn)的宜居環(huán)境具有重要意義[11]。綜合考慮了水利、水文與社會經(jīng)濟特性的河流治理工程,可通過對水土資源的合理利用和維持生態(tài)環(huán)境的持續(xù)發(fā)展,從而為城市發(fā)展和當?shù)鼐用駝?chuàng)造良好的空間環(huán)境。
2.2生態(tài)護岸結(jié)構(gòu)及模式
為提高沿河防洪標準和改善沿河村莊生態(tài)環(huán)境,防護工程應注重對河道的生態(tài)保護與治理,逐步實現(xiàn)人類活動、經(jīng)濟社會、自然生態(tài)、水資源與河道的和諧發(fā)展,將土地保護、景觀設計、城鎮(zhèn)發(fā)展、生態(tài)建設與河道治理有機結(jié)合,減少河流洪患,有效開發(fā)水資源,改善小流域氣候和生態(tài)環(huán)境,由此達到河道治理的目標。首先,供水輸水、防洪排澇等為河流護岸的最基本功能,其次考慮人類活動、生態(tài)景觀等需求。選用樹木、灌木、林草和水生植物等組成基本的植物群為生態(tài)型護坡的有效方法,不同功效的植物類型匯總見表1。工程實踐中,應考慮植物存活的水狀況、土壤類型、氣候條件以及土質(zhì)的成分等選取適當?shù)拇钆湫问健:拥郎鷳B(tài)治理選用的材料主要有復合植被、多孔隙結(jié)構(gòu)及籠系結(jié)構(gòu)材料等,這些材料通常具有柔性、多孔隙等特征,護坡形式如圖1,各材料的特征見表2。中小型河流的邊坡沖刷問題較小且縱向坡度不大,工程應用中具有較強的環(huán)保、景觀和生態(tài)要求,因此在城鎮(zhèn)河道護坡工程中可選用多孔隙結(jié)構(gòu)、人造材料復合植被及天然材料護坡等形式。河道的沖蝕、坡度等條件因河段的不同而不同,因此要考慮不同河段的水力條件、防洪要求等選取合適的護坡措施,較為常用的有工程生態(tài)型、自然型和原生態(tài)型治理模式。結(jié)合各河流的功能要求和實際情況,選擇的護岸形式如表3。
3兩岸岸坡的植被緩沖帶
河流廊道棲地的品質(zhì)會因人為干擾而發(fā)生改變,因此應結(jié)合河道具體情況采取合理的治理措施,最大程度的發(fā)揮河道生態(tài)保護、休閑娛樂、防洪安全等功能,通過增加水幕、音樂噴泉等,為物種多樣性和沿河居民提供景美、灘綠、流暢、水清的場所。
3.1植被緩沖帶功能
植被緩沖帶具有提高河流穩(wěn)定性,減緩洪峰和降低人類活動影響等許多功能,同時具有資源、游憩和美觀等生態(tài)功能,其中凈化水體為植被緩沖帶最突出的功能。沿江栽植大面積的綠化有利于減緩水體環(huán)境受土壤污染的影響,且對于提高河流的滲濾凈化具有重要作用。水系水質(zhì)的提升和多層次、大范圍的河流水系持續(xù)美化,可提供必要的水環(huán)境容量供水生動物和鳥類的生存發(fā)展,由此實現(xiàn)提高河流的生機和自然活力,增強各河段的景觀個性、地方特色及其水環(huán)境吸引力的目的,同時不同季節(jié)的景色變化又可通過合理選擇物種明確的展現(xiàn)。因此,將植被緩沖帶栽植于河流廊道與人類活動區(qū)之間,對于降低河流生態(tài)系統(tǒng)受人類活動的影響具有顯著的作用[12]。
3.2植被緩沖帶的布置
主題性為緩沖帶設計的主要體現(xiàn),環(huán)境景觀的基礎為水與綠的有效結(jié)合,而綠化帶的設置應考慮草地、樹林等措施。從美學角度分析,河流治理應最大限度的追求自然美,應該保持岸線的純自然型和營造自然景觀與管徑,由此實現(xiàn)岸綠、景美、水清的近自然感覺。在實際工程中,植被緩沖帶的布置應考慮如下量方面:1)將高大喬木布置在堤岸以外或其上面的空間,在提供足夠的硬地面積滿足活動與步行要求外,還要保證視線通透和樹蔭面積的足夠。2)在條件允許的情況下對遠離水岸的空間,可采取大范圍綠地的治理方法,同時要避免由于樹木過密遮擋視線和綠地一覽無余的的問題。
3.3河道管理要求
科學的管護管理體系是決定生態(tài)護岸效應能夠得以發(fā)揮的關(guān)鍵,其中植物栽培活動具有季節(jié)性屬性,因此在具體實施時通常會受時間的限制。若發(fā)生耽擱,應適當?shù)男薷脑械姆N植計劃。應在完成初始栽植后的兩年及以上時間內(nèi),檢查其成活狀況,負責后期照護和林草栽植的單位最好為單一機構(gòu),從而保障適宜的植被生長環(huán)境和預期效應的實現(xiàn)。近年來,強降雨等極端氣候的出現(xiàn)使得城市內(nèi)澇、洪水等災害的增多。所以,河流治理仍存在較大的發(fā)展空間,為便于汛期防汛可將路面工程設置于堤防頂部,并為旅游開發(fā)奠定基礎。
4結(jié)論
生態(tài)型河流治理不僅可滿足河道生態(tài)景觀和沿河居民近水、親水的要求,形成一條景美、灘綠、流暢、水清的綠色生態(tài)長廊,而且可達到防洪標準要求。在改善環(huán)境的同時,生態(tài)護岸形式還可凈化空氣環(huán)境,這對于增強區(qū)域的整體環(huán)境景觀和河道防洪能力發(fā)揮著重要作用。