湯勇生
(水利部綜合事業(yè)局,100053,北京)
目前,一些發(fā)達國家在進行河流回歸自然的改造。瑞士、德國和日本等國于20世紀80年代末提出了全新的“親近自然河流”概念和“自然型護岸”技術。這些國家普遍認為,保持河道的自然環(huán)境對保護動植物資源、保護水質(zhì)、防止水土流失都有極為重要的作用。修建生態(tài)河堤,恢復河岸植物群落與河畔林帶,已成為國際上河堤建設的趨勢。借鑒國外河堤建設的經(jīng)驗,讓城市河流持續(xù)發(fā)揮其水系功能,建設人水和諧的宜居城市,是多自然型城市河流建設應解決的問題。
建設多自然型河流對水利設計人員提出了更高的要求,因為保護不同地域河流的自然形態(tài)就意味著無設計標準可依,而統(tǒng)一的標準會讓多樣性的河流變成單純的水渠。
多自然型河流的建設因最大限度使用了天然植被和石材,并構筑成近似自然的形態(tài),故可避免設計上的色彩過分張揚,表現(xiàn)出一種樸素自然的美。
多自然型河流的建設主要體現(xiàn)在護岸、丁壩、落差工程及堤防等方面。
為了形成更加豐富的自然環(huán)境,在施工時建議按照下面的順序進行選擇。
(1)生物材料施工法
即全部利用植物栽植進行護岸的方法。如在水流和波浪比較平緩的地方使用蘆葦,而在水流湍急的地方采用種植柳條的方法。圖1是日本某城市河段處理后的效果。
(2)混合施工法
即采用植物和石頭組合的施工護岸法。這種方法是將柳枝插入石縫中,當柳枝成活后會固定石塊周圍的沙土,使石塊與石塊之間緊密結(jié)合為一體,從而保護了河岸混合施工效果(見圖 2)。
(3)剛性材料施工法——木材、石材、混凝土
在與居民區(qū)距離較近的河流沿岸,或居民住宅集中、如建設生物護岸占地過多的區(qū)域,不得不采用石材和混凝土護岸。在漿砌石護岸上方可以進行草本植栽(見圖3),以淡化人工構造物的生硬感。
丁壩是以建在水中的突出部分來減緩水的流速,從而間接對河岸起到防護作用。丁壩的出現(xiàn)使兩個丁壩之間的河岸以軟性護岸手段進行防護成為可能。
落差工程系河流中的橫向構造物,它使河床坡度舒緩,將河水流速降低,借此減緩河水對河岸的侵蝕(見圖 4)。
堤防的首要功能是防洪,但仍需兼顧生態(tài)和諧。目前較為普遍的做法是建設復合式河堤,即在常年水位以下用人工材料建筑直立式河堤,以節(jié)約用地并保證堤防強度,而在常年水位之上則保留斜坡式土地并進行綠化,保持河堤及城市的生態(tài)。
瑞士蘇黎世州河流保護建設局從數(shù)年前開始,將已被直線化的河流和暗渠化的河流盡量恢復其自然形態(tài)。改造計劃總概算約合30億元人民幣。在嘗試改造的過程中,建設局對蘇黎世州內(nèi)所有的小河都作了周密調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括:平時和洪水時的流量,周圍土地的全部情況,恢復改造小河的方法和存在的技術難題等。改造方案也確保了用地安全,如雷雨時小河流量會達到平時的400~500倍,這樣多數(shù)河流只是收集平時降雨流量。當雷雨時,大部分水量又排到過去的下水道中。如圖5所示的某小河重見天日后,道路寬度被削減了一部分,但出現(xiàn)了一個由流水、綠化帶構成的生態(tài)網(wǎng)絡,方便居民親近自然。
①多自然型河流建設時需要占用較多土地,因為植栽需將河岸坡面筑成舒緩的斜坡,以利柳樹生長。而直立的混凝土護岸則無此顧慮。另外,如果允許侵蝕和沉積之類的自然活力存在,為確保生命財產(chǎn)不受損害,則需更多的土地作為行洪區(qū)。
②我國地域復雜,某些區(qū)段的河流汛期流量較大,自然護岸的強度存在不足。在建設多自然型河流時,一定要做好前期調(diào)研、論證及設計工作。
③河流或湖泊欲進行生態(tài)整治改造前,必須先作規(guī)劃,確定治理原則。目前,絕大多數(shù)河(湖)的生態(tài)整治或景觀工程改造,均與河流或湖泊提高防洪標準或疏浚工程結(jié)合進行,所以,其規(guī)劃的大部分原則應遵循一般河流或湖泊的整治原則。
多自然型河流建設優(yōu)點很多,如可以保全生態(tài)系統(tǒng)和形成優(yōu)美的景觀等等。在我國應用時會遇到一些難題,我們在設法解決難題的同時,要兼顧我國基本國情,創(chuàng)造出中國式的多自然型河流建設方法,尤其是城市河流領域的建設方法,對城市防洪和城市的宜居性起到重要作用。
[1]劉影.淺談城市河流水環(huán)境問題的綜合治理[J].科技創(chuàng)新導報,2009(11).
[2]余曉華,喬白.多自然型河流建設措施的初探[J].西北水電,2009(5).
[3]朱晨東.當代多自然型城市河流的設計與實踐[J].水利規(guī)劃與設計,2005(2).