[生态河堤在河道治理中应用研究]
张俊华1，戴婷婷1，张扬2
1．河海大学现代农业工程系 江苏南京（210098）
2．连云港市水利局 江苏连云港（222004）
E-mail：jhzhangnt@http://www.wendangku.net/doc/908b06f1f90f76c661371a65.html
摘要：当前我国河流治理中普遍存在一些问题。人们在越来越重视生态环境同时，也开始注重水利工程的生态环境问题。堤防建设是河道治理的重要组成部分，生态河堤作为一种新概念的河堤，是集各学科与一体的水利工程，得到了水利界的认可。
关键词：生态 河道治理 生态河堤
1.引言
随着城市的发展，人口与建筑密度增大，城市赖以生存的水源－河流，已渐渐被挤到遗忘的边缘，一条条僵直而又毫无生气的硬质河岸，让我们失去了往日青草碧碧，蛙声鼓噪，苍苔泥淖，漫滩矶渚的景致空间，失去了孩童钓虾摸蟹，河边嬉戏的场所。与此同时，城市滨水空间不断扩大的铺装场地与硬质驳岸，城市过境水系以及城市内部中小河流的混凝土垂直驳岸建没，使河岸土地利用方式发生变化，从而使水岸景观相应发生变化。
社会经济发展的同时，人们对生态环境的影响越来越重视。我国《国民经济和社会发展第十个五年计划》中提出，必须重视生态建设和环境保护，加强自然保护区和生态示范区建设，保护陆地和海洋生物的多样性。人们在越来越注重城市环境和保护生物多样性的同时，也开始注重水利工程的环境问题，在治河工程中，要尊重河流的自然状况，尊重各类生物种群的生存权利；水利工程要为动植物的生长、繁殖、栖息提供条件。
2.当前我国河流整治现状及存在的问题
长期以来，人们比较注重河道自身的功能，如行洪、排涝、航运等，因此河道断面形式单一，走向笔直；河道护坡结构也比较坚硬，其主要考虑的是河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等，为此平常多采用浆砌块石或干砌块石护坡，现浇混凝土护坡，预制混凝土块体护坡，或土工模袋混凝土护坡等结构。这类河道护坡和护岸结构形式是在一定历史条件下形成的，它在约束水的行为、防止水土流失方面做出了较大贡献，但在对保护水的自然清洁和维持人与水环境的和谐方面还有诸多缺陷。
1
①在河流整治中硬化渠道，导致城市生态系统和水环境的破坏
目前，国内城市的河道治理工程片面追求河岸的硬化覆盖，片面强调河流的防洪功能，而淡化了河流的资源功能和生态功能，破坏了自然河流的生态链，导致生态环境恶化。为保护城市安全，河堤年年加高，并大量建设钢筋混凝土、块石等直立式护岸，河流完全被人工化、渠道化，人工与自然的比例失调，破坏了原有的生态平衡。从生态学角度讲，硬化河床是治标不治本的做法，根本解决不了水污染净化的问题。河道是有自净能力的，自然的河道有大量的生物和微生物，它们都有降解水体污染物的作用，植物还可以向水里补充氧气，有利于防止污染。使用水泥衬底和护坡后，割裂了土壤与水体的关系，使水系与土地及其生物环境相分离，有些生态功能就会随之消失，失去自净能力河道只会加剧水污染的程度。
②裁弯取直，改变了自然流态
俗话说，“水性喜曲”就是说水的流态不是笔直的。因此，我们在河道治理中要顺其自然。从蓄水的功能上说，“长藤结瓜”是较理想的布局，能较好的满足用水要求。但从地形图的规划布置到实地的现状是有一定区别的，不能过分地强调“裁弯取直”。由于河道裁弯后，河道长度缩短，比降变陡，其上下游河段必需进行调整。主要表现为：上游河段水面比降变陡，流速增加，水流挟沙能力增大，导致河床冲刷，水位下降；下游河段来沙量增大，洪峰出现的时间提前。这些调整又会给河道防洪、周围环境带来一些不利影响。
③河道断面单一对生物多样性造成影响
在自然的河流横断面上，浅滩与深潭相间，是生物群落的栖息生长之地，而改造过后的河床常用输水性能好又便于施工的梯形等单一且规则的断面型式，使得水流流速均一化，破坏了原有河道多样性的特征。而河流形态多样性是生物物种多样性的前提，河流形态的规则化、单一化，在不同程度上对生物多样性造成影响。
3.生态河堤在河道治理中的应用
从上述情况可以看出，原河道治理对生态环境造成了较大的影响，河道治理必需推行一种新的方法。生态河堤作为一种新概念河堤，得到了水利界的认可。生态河堤以“保护、创造生物良好的生存环境和自然景观”为前提，在考虑具有一定强度、安全性和耐久性的同时，充分考虑生态效果，把河堤由过去的混凝土人工建筑改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态的护坡，它是融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学、美学等学科于一体的水利工程。
2
生态河堤也称“多种生物共生、繁殖的治理法”，是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸。它拥有渗透性的自然河床与河岸基底，丰富的河流地貌，可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能，同时具有一定的抗洪强度。生态河堤除了具有护堤抗洪等基本功能之外，对河流水文过程、生物过程还有如下促进作用[1]：（1) 适合生物生存和繁衍
（2) 增强水体自净作用
（3）调节水量、滞洪补枯
3．2 生态河堤的类型
生态河堤的类型很多，归纳起来主要有以下三种：
（1）自然原型护岸模式主要采用植物保护河堤，以保持自然河岸特性，如种植柳树、水杨，白杨以及芦苇、菖蒲等具有喜水特性的植物，由他们发达的根系来固堤，加之柳枝柔韧，顺应水流，增加抗洪、保护河堤的能力。
（2）自然型护岸模式不但采用种植植被，且采用石材、木材等天然材料护底，如在坡脚设置各种种植包、石笼、木桩(设有鱼巢)等护岸，斜坡种植植被，实行乔灌结合，固堤护岸。
（3）工程自然型护岸模式在自然型护岸的基础上，再用混凝土、钢筋混凝土等材料，确保大的抗洪能力，如将钢筋混凝土柱或耐水圆木制成梯形箱状框架，并向其中投入大量石块，或插入硅管，形成很深的鱼巢，再在框架外埋入大柳枝、水杨枝等，邻水侧种植芦苇、菖蒲等水生植物，使其在缝中生长繁茂葱绿的草木。
3．3 各类生态护岸的实施方法
根据国内外生态护岸的经验，结合各条河道的特征，生态护岸的设计应兼顾以下原则[2]：（1）生态护岸应满足河道功能河堤防的稳定要求，并降低工程造价；
（2）尽量减少刚性结构，增强护岸在视觉中的“软效果”，美化工程环境；
（3）进行水文分析，确定水位变幅范围，结合植物调查结果，选择不同区域和部位的合适的植物；
（4）应设置多孔性构造，为生物提供一个安全的生长空间；
（5）尽量采用自然的材料，避免二次环境污染；
（6）布置建筑物时考虑人们的亲水要求。
3
自然原型护岸模式，一般是指植被法。主要用于一些小河道、溪流的堤岸保护及一些局部冲刷的地方，如图1。
采用植物保护河堤主要用于小河、溪流的堤岸保护和一些局部冲蚀的地方，以保证自然堤岸特性。如种植柳树、白杨等具有喜水特性的植物，由它们发达的根系稳固土壤颗粒增加堤岸的稳定性，加之柳枝柔韧，顺应水流，可以降低流速，防止水土流失，增强抗洪、保护河堤的能力。这种方法从工程角度上来讲比较简单，当河岸较陡时，可辅助采用土工织物固坡，以达到结构稳定的要求。
固土植物可以选择的主要有沙棘林、刺槐林、黄檀、池杉、龙须草、金银花、油松、黄花、常青藤、蔓草等等，可以根据该地区的气候选择适宜的植物品种。
图1：自然原型护岸
（二）自然型护岸模式
自然型护岸模式通常综合应用“植被法”、“土壤生物工程法”和我国习惯使用的“结构措施法”，如图2、3。
土壤生物工程法有很好的环境效益，在国外广泛应用。通俗的讲，土壤生物工程法是用乔木或灌木的发达根系纤维来固定岸坡，形成“植物加筋土”，即把植物当作结构的一部分，来增加土的抗剪强度，防止坡岸坍塌。这种方法一般都结合一些结构措施来应用，以使岸坡更加稳固。
4
图2：自然型护岸模式
图3：自然型护岸模式
（三）工程自然型护岸模式
工程自然型护岸模式不仅种植植被，还采用天然石材、木材护底，如在坡脚设置各种种植包、采用石笼或木桩等护岸，斜坡种植植被，实行乔灌结合，固堤护岸。在此基础上，再采用钢筋混凝土等材料，确保大的抗洪能力，如图4、5。
这类河道的护岸功能主要以防止岸坡冲刷为主，在材料选用上常常采用浆砌或干砌块石、现浇混凝土和预制混凝土块体等比较硬质且安全系数相对较高的材质；在结构型式上常用重力式浆砌块石挡墙、工型钢筋混凝土挡墙等直立式护岸结构。
5
http://www.wendangku.net/doc/908b06f1f90f76c661371a65.html
4：工程自然型护岸模式
图
3．4 生态河堤建设中需要注意的一些问题
（1）“依山傍水”是人们理想的居住环境。在进行护岸工程设计时，必需特别注意人、水面、地面三者之间的关系，做到人与自然的和谐相处；
（2）由于河道的天然形态，因此在治理时，应尽量根据各河段的具体情况，采用相应
6
（3）选择护岸材料时，应根据河流的位置、区域自然条件、施工条件，并综合考虑护岸的性质、部位及材料对生态环境的影响等因素，决定所用护岸材料；
（4）堤防工程建设必须考虑当地的自然条件、社会环境、经济发展等因素。首先，必须服从流域防洪规划，堤岸线的布置应保证排洪的需要；同时应与当地总体规划协调，服从当地总体规划所赋予堤防的功能任务。
4.结语
河道整治是一项系统工程，属多功能、多学科交叉工程。许多问题相互联系、相互影响、相互制约。既需要规划设计部门从长远的、全方位的角度全面深入地研究、论证，更需要政府部门的正确决策，从而使河道治理取得最佳效果。
河流建设者们应仔细研究“真正的河流”的含义，科学地运用河流自然化处理的生态工法来治理河道。只有当人们真正理解并付诸于实践之后，才能真正享受到自然形态河流最丰富多彩最美丽动人的一面。
参考文献
[1] 刘晓涛．城市河流若干问题的探讨．上海水务，19（3）
[2] 邓卓智．生态护岸的一些做法
[3] 张纵，施侠，徐晓清．城市河流景观整治中的类自然化形态探析[J]．浙江林学院学报，2006，23(2)：202-206
[4] 王海亚．生态水工学的理论方法及其在河道治理中的应用[D]．武汉：武汉大学，2004.11
[5] 陈飞．上海浦东张江吕家浜河道生态治理实践[J]．城市道桥与防洪，2005，9(5)：97-98
7
Eco-dikes in Treatment of
Rivercourse
112
Zhang Jun-hua ，Dai Ting-ting，Zhang Yang
1.Department of Modern Agricultural Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，China
2.Lianyungang Water Conservancy Bureau，Jiangsu，222004，China
Abstract
There are some problems in the treatment of rivercourse in China now. People begin to attach importance to the water conservancy project entironment at the time of eco-environment being more and more concerned. Building dike is the important part of treatment of rivercourse, Eco-dikes is a general water conservancy project including several subjects and has been accepted by water conservancy field as a new conception dike.
Keyword: Ecology Treatment of rivercourse Eco-dikes
8