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        論山丘區(qū)中小河流灘地生態(tài)修復體系構(gòu)建

        2017-01-21 00:51:35汪穎俊程越洲張帆航王金平夏繼紅
        中國水土保持 2017年6期
        關(guān)鍵詞:灘地河流河道

        汪穎俊,張 琦,程越洲,張帆航,王金平,夏繼紅

        (1.龍游縣水利局,浙江 龍游 324400; 2.河海大學 水利水電學院,江蘇 南京 210098)

        論山丘區(qū)中小河流灘地生態(tài)修復體系構(gòu)建

        汪穎俊1,張 琦2,程越洲1,張帆航1,王金平2,夏繼紅2

        (1.龍游縣水利局,浙江 龍游 324400; 2.河海大學 水利水電學院,江蘇 南京 210098)

        山區(qū)中小河流;灘地;生態(tài)修復;靈山港;龍游縣

        灘地具有維護河流系統(tǒng)健康的重要功能,開展中小河流灘地保護和生態(tài)修復是當前河流建設(shè)管理的重點和難點。以浙江省靈山港龍游段灘地生態(tài)修復實踐為例,提出了“穩(wěn)定為主、適度整理,因勢利導、曲直相宜,灘潭相間、安全為要,自然為主、硬化為輔,資源保護、合理利用”的中小河流灘地生態(tài)修復原則和“清、整、通、護、種、景”的修復思路。通過實施安全防護、破碎化處理、水系連通、基質(zhì)修復、植物修復、景觀營造等措施,在靈山港龍游段灘地建立了較為完善的生態(tài)體系,成效顯著。

        灘地是指河道內(nèi)由于泥沙沉積而形成的高出常水位的土地,它是河流系統(tǒng)的重要組成部分,具有調(diào)蓄洪水、補充地下水、調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境、供生物棲息等豐富的功能[1]。灘地也是一個具有復雜結(jié)構(gòu)的動態(tài)系統(tǒng)[2],既受河道坡降、水位變幅、水流狀況和泥沙來量等自然條件影響,也易受人為干擾影響[3]。特別是在中小河流,人類的活動對灘地影響巨大。自黨的十八大提出生態(tài)文明建設(shè)以來,維護中小河流生態(tài)健康已成為社會廣為關(guān)注的焦點和河流建設(shè)的重點任務[4]。作為河道重要組成部分的灘地,受長期以來治理理念和利用方式不合理的影響,生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了不同程度的退化。受采沙、耕種等侵占行為影響,中小河流灘地功能嚴重退化甚至喪失[5-6]。以往人們對大江大河灘地問題較為關(guān)注,而對中小河流灘地關(guān)注較少。因此,開展中小河流灘地生態(tài)修復研究已成為當前中小河流建設(shè)管理的重要內(nèi)容和迫切任務。基于此,我們以浙江省靈山港龍游段為例,在分析該河道灘地現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,探討了中小河流灘地生態(tài)修復的思路和體系結(jié)構(gòu)。

        1 靈山港龍游段灘地現(xiàn)狀及存在問題

        1.1 概 況

        靈山港是浙江省衢州市龍游縣的重要河流,為錢塘江上游衢江右岸的一條重要支流,發(fā)源于遂昌縣高坪鄉(xiāng)和尚嶺,主流自南往北流經(jīng)沐塵至龍游縣城匯入衢江。靈山港為典型的山丘區(qū)中小河流,龍游段主河道長55.95 km,平均比降2.45‰,沿線灘地總面積約2.5 km2,以邊灘為主,并分布有零星心灘,灘地土壤母質(zhì)以河流沖積物為主。

        1.2 存在的問題

        (1)面積減少。統(tǒng)計對比2003、2010和2013年沿線灘地分布情況發(fā)現(xiàn),灘地總面積明顯減少,2013年與2003年相比灘地總面積減少了17.82%,且灘地形態(tài)越來越狹長。

        (2)基質(zhì)組成劇烈變化。大部分灘地基質(zhì)以沙礫石為主,細顆粒含量越來越少。河道上游區(qū)段粗沙含量達到63.48%,上、中、下游的土石混合比分別為0.51、0.22、0.24,這主要是由于中下游段采沙、工程建設(shè)等人類活動擾動強度較大所致。

        (3)植被多樣性減少?,F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),靈山港沿線灘地共有61種植物,絕大部分為草本植物,主要有菊科、禾本科、蓼科等58種,緊鄰灘地外緣分布的物種較少。經(jīng)過2012—2013年采沙高峰后,原灘地表面土壤受到破壞,灘地植被被清理,目前被嚴重擾動過的灘地基質(zhì)以棄石渣為主,由于缺乏土壤及細顆?;|(zhì),因此現(xiàn)有植物以草本為主,且均為自然恢復。

        (4)功能退化。人為濫采、偷采及采沙加工場地的建設(shè)侵占、農(nóng)民耕種侵占等行為,對原有灘地擾動較大,造成龍游段尚未擾動的灘地長度僅占總長度的10%,破碎化程度尤為嚴重,灘地穩(wěn)定主河槽、涵養(yǎng)水源、凈化水體、提供生物棲息地等功能退化較為嚴重。

        2 灘地生態(tài)修復原則與思路

        2.1 生態(tài)修復原則

        灘地生態(tài)修復是針對灘地存在的問題,按照河流動力學、生態(tài)學、環(huán)境學和社會經(jīng)濟學的基本原理,采取適宜的措施恢復灘地自我修復、自我組織的能力[1,7]。在灘地生態(tài)修復中,須遵循以下原則:

        (1)穩(wěn)定為主,適度整理。由于灘地容易受到洪水的沖刷,保證灘地安全穩(wěn)定是灘地豐富功能發(fā)揮的基本要求和條件,因此修復過程中必須保證灘地的安全穩(wěn)定。對河道基本穩(wěn)定、未受擾動的灘地,應加以保護;對半擾動灘地,以適當整理為主,促使河道穩(wěn)定;對擾動較大的區(qū)段,應做適度處理,以整理護灘為主,不宜過度開挖或堆積,以免造成河勢不穩(wěn)。在修復過程中,對河灘原有的洼地、河床原有的基質(zhì)等均要注意保護。其中,洼地可增加河灘濕地景觀異質(zhì)性,提高河灘濕地生物多樣性;而河床自然狀態(tài)下的基質(zhì),既有利于河流水體內(nèi)生物、濱水生物的生存和繁殖,也有利于河流水體自然滲透補充地下水。

        (2)因勢利導,曲直相宜。整理過程中,按照河道順直段與彎曲段的水流與泥沙特點,順應河道的走勢,因勢利導,使河勢曲直相宜。對過度疏浚切灘河段,根據(jù)行洪能力及泥沙特點部分引導性恢復原有河勢河形。對灘地要根據(jù)其自身發(fā)育機理引導、促進灘形良性發(fā)展,確保河道主河槽的相對穩(wěn)定。

        (3)灘潭相間,安全為要。修復過程中要盡力減少主槽中的擋水型灘地,以滿足防洪安全和生態(tài)安全的要求。但在局部水面較為寬廣的區(qū)段,應根據(jù)地形特點,適當營造淺灘與深潭相間的河床,重構(gòu)河床微地形,展現(xiàn)自然形態(tài)多樣性。通過河床上中下游、點線面、表中底立體空間的綜合塑造,重新展現(xiàn)自然河床的形態(tài)多樣性,同時營造良好的生物棲息環(huán)境。

        (4)自然為主,硬化為輔。修復過程中,對局部需采取工程防護措施的部位,以滿足防洪安全及灘地相對穩(wěn)定的要求為主。防護結(jié)構(gòu)和材料選擇上應以生態(tài)型為主,所用材料盡可能本土化,在防護結(jié)構(gòu)上做到多功能結(jié)合,對于原堤岸阻隔邊灘與河岸帶物質(zhì)、能量交換的結(jié)構(gòu)和斷面進行適當?shù)母脑?。在防沖護形的基礎(chǔ)上,形成生態(tài)棲息地并使其具有景觀效果等,一舉多用。

        (5)資源保護,合理利用。修復過程中要注重保護河道中的生物資源、沙石資源。對于局部整理多出的沙石,可以用于其他需要區(qū)段進行平衡,也可以用來營造濕地,為魚類和其他水生生物的生存提供基本條件,促使灘地逐步恢復應有的形態(tài)與功能。同時,適度建立親水平臺和通道,強化人與河道的聯(lián)系,使河道周邊村落居民參與河道管理,關(guān)注河道健康,形成人水相親的和諧關(guān)系。

        2.2 生態(tài)修復的總體思路

        根據(jù)以上原則,中小河流灘地應按照“清、整、通、護、種、景”的思路進行生態(tài)修復?!扒濉敝饕盖宄系K,清除擋水淤積體、清理生活垃圾、清除較高大阻水植物等,順暢水流,保障行洪安全?!罢敝饕感拚麨┬?、歸并零散灘地,回填挖坑,平整灘面,以保障灘體安全、提升灘體美觀度。“通”主要指連通灘體內(nèi)、外部地表地下水流路,增強水體流動性,提高水體自凈能力,改善灘地水生態(tài)環(huán)境?!白o”主要指保留、保護生態(tài)良好的灘體,同時通過拋石、打木樁、放置松木籠等工程措施對水流沖刷較重的灘頭、灘邊進行防沖保護,以穩(wěn)定灘體、保障安全?!胺N”主要指選擇適宜濱河地帶生長的蘆葦、野茭白、菖蒲等種植在灘邊,一方面利用其根、莖固灘,保障灘體穩(wěn)定,恢復、優(yōu)化灘地生態(tài)系統(tǒng);另一方面降低水體流速,攔污、降污,凈化水質(zhì),提高灘體水環(huán)境質(zhì)量?!熬啊敝饕冈谌丝诿芗瘏^(qū)段適度開展灘體水文化景觀建設(shè),搭建人灘友好通道及平臺,拉近人水距離,發(fā)揮灘體文化服務、休閑娛樂等社會服務功能,并加大保護灘地的宣傳教育力度。

        3 灘地生態(tài)修復體系

        按照中小河流灘地生態(tài)修復的原則和思路,龍游縣靈山港灘地生態(tài)修復體系主要包括安全防護、斑塊歸并與水系連通、基質(zhì)修復、植被修復及親水設(shè)施設(shè)置等子結(jié)構(gòu)體系。

        3.1 安全防護子體系

        保證灘地安全穩(wěn)定是灘地生態(tài)修復的首要要求[4,7]。灘地的安全防護主要是防止灘形劇烈變化并促其良性發(fā)展。主要采取拋石、生態(tài)混凝土砌塊、生態(tài)混凝土球、格賓網(wǎng)等措施保護灘頭和灘身沖刷部位。在流速較大、流向不穩(wěn)的位置,采用格賓網(wǎng)短丁壩的方式進行防護。在采取安全防護措施時還結(jié)合了邊緣形態(tài)塑造,在灘地與堤腳連接處,填平了堤腳溝槽,以免給堤防安全帶來隱患。

        3.2 斑塊處理與水系連通子體系

        人為挖采或大規(guī)?;顒痈蓴_,使灘面出現(xiàn)了大量深坑,治理中主要實施了適當?shù)耐恋仄秸?,歸并孤立零散灘地。同時,疏導了較大灘地間的溝槽,使水流通暢,尤其是疏浚了主流區(qū)域的孤立小沙丘,通過歸并整理,從而形成了明顯的河道主槽。在灘地修復中還注意處理好灘地與周邊村莊間排水通道布置、堤腳防護及堰壩的關(guān)系,尤其是將疏浚清理的主槽床質(zhì)回填至因無序開采形成的堤腳溝槽,以保障堤防安全。

        3.3 基質(zhì)修復子體系

        基質(zhì)修復以其自身修復和就地填筑沙礫石為主。根據(jù)河道的水勢和形態(tài),按照自然穩(wěn)定灘地外形的平順弧形或凹凸交錯狀進行塑造,目的是促進被干擾灘地通過水流的沖、淤運動,將流水中的泥沙及上游的沙石重新分布。同時,在破壞嚴重的區(qū)段通過一定級配的卵石填筑使其具有防沖及護灘功能,加速灘地的基質(zhì)修復。

        3.4 植被修復子體系

        植被修復主要是重新種植喬木和灌木,草本植物以自然恢復為主。對植被分布均勻、保護較好的灘地,保持其原有狀態(tài)[7-8];對于植被破壞嚴重的灘地進行一定的人工干預,恢復原有部分植被,考慮到灘地位置的特殊性,栽種植被時還要考慮防洪的要求。樹種選擇以根系發(fā)達、固土能力強,枝葉茂密、柔韌性好,生長速度快的鄉(xiāng)土樹種為主,同時考慮其耐旱、耐澇、耐瘠薄的特性。栽植時,密度要合理。喬木和灌木主要栽種于近堤防沿線。另外,在溝槽內(nèi),可補種水生植物,以小蘆葦、菖蒲為主。有條件的河段可設(shè)置透水堰壩或礫石群等,在理順水流狀態(tài)的同時,對河道內(nèi)生物棲息地進行修復。

        3.5 親水設(shè)施設(shè)置子體系

        在集鎮(zhèn)和村莊集中區(qū)段,河道灘地生態(tài)修復時充分考慮居民休閑親水的要求,盡可能修建濱水步道、臺階和廊橋等親水設(shè)施。在灘地適當位置,通過鋪設(shè)透水路面,放置小卵石、條石等,形成蜿蜒的親水步徑;在水邊緣,通過放置零星石塊,既能有效保護灘地邊緣的穩(wěn)定,又能為居民提供親水眺望的平臺;在調(diào)洪與水系連通通道上,修建小型拱橋,打通居民親水的通道。

        4 結(jié) 語

        多年來,中小河流灘地保護未能引起人們的足夠重視,致使其數(shù)量減少且功能嚴重退化。近年來,隨著我國對中小河流治理問題的重視,灘地的保護和修復已成為中小河流治理中關(guān)注的重點和難點?;诖耍覀円造`山港龍游段為例,探討了中小河流灘地生態(tài)修復的基本原則、總體思路和體系結(jié)構(gòu)。實踐證明,在灘地生態(tài)修復中安全防護體系的建立是首要工作,在此基礎(chǔ)上應加強灘地的保護,在具體修復時應系統(tǒng)考慮,注重灘地邊緣形態(tài)、基質(zhì)組成、植被修復和景觀營造等。

        另外,由于中小河流灘地生態(tài)修復問題的探討才剛剛起步,對灘地的水流特性、生物分布、基質(zhì)組成、水沙運動、環(huán)境凈化等方面的機理尚不清楚,這為灘地生態(tài)修復的科學性、準確性帶來了很大的困難。因此,在修復中,應注重相關(guān)基礎(chǔ)理論研究,為灘地生態(tài)修復提供理論依據(jù)。同時,還需要加強灘地監(jiān)測和管理,為保證灘地生態(tài)系統(tǒng)的健康運行和檢驗相關(guān)理論提供依據(jù)。

        [1] 秦小軍.河灘洼地的生態(tài)意義及其保護[J].貴州教育學院學報:自然科學版,2007,18(2):73-75,91.

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        (責任編輯 張培虎)

        國家自然科學基金項目(41471069);浙江省水利科技項目(RC1527)

        X171.4;TV853

        A

        1000-0941(2017)06-0057-03

        汪穎俊(1974—),男,浙江龍游縣人,高級工程師,碩士,主要從事河道生態(tài)建設(shè)與管理工作;通信作者張琦(1994—),女,福建龍巖市人,碩士研究生,主要從事灘地生態(tài)修復研究。

        2016-12-20

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