佟艷輝
(遼寧水利土木工程咨詢有限公司,遼寧 沈陽 110000)
為進一步加快農村河道的綜合整治以及推進中小河流治理,我省以縣域為單元整鎮(zhèn)整鄉(xiāng)的開展中小河流治理,通過實施河道疏浚、生態(tài)修復、水系連通、岸坡整治等措施提升河流防洪功能,有效解決了河流水系存在的問題,逐步實現重點河道水清、岸綠、景美、河暢的近自然生態(tài)整治目標[1-3]。中小河流治理的重點為護岸選型設計,傳統(tǒng)的護岸設計通常選用土石混合或土堤等材料,單純從防洪的角度堆砌硬質護岸,這有利于增強堤岸的抗水沖刷和防洪功能。然而,諸多維護生態(tài)系統(tǒng)的自然因素也會因硬質堤岸的應用出現破壞,如河床與植被之間的聯系被阻斷、生硬缺乏美感且沖刷發(fā)生轉移等。
傳統(tǒng)護岸多利用混凝土塊、塊石等耐沖蝕材料,這對河流趨彎取直和自然演變屬性產生影響[4]。為保證航運安全有時使河道渠化整治,有的裁彎取直整治工程大大改變了河流坡度和縱向形態(tài),河流趨直使得其蜿蜒的基本特性受到限制;此外,流態(tài)單一河流,其復雜的流態(tài)受傳統(tǒng)整治工程消失不見,空氣與水體間的交換明顯減弱,各種物質在水體內的時空交換功能下降。為增強河道的通航能力,整治工程通常以幾何規(guī)則形式改造河床斷面;對深灘、礙航的淺灘采取拋石處理、疏浚開挖等措施,從而改善流態(tài)。河床形態(tài)經硬化處理后更為單一,雖達到通航要求卻嚴重破壞了河流生態(tài)環(huán)境多樣性;另外,硬化處理后的邊坡、河岸、河床,破壞了遷徙鳥類的親水環(huán)境、魚類產卵以及食物來源場所,微生物生存和交換的空間環(huán)境也發(fā)生了極大的改變[5-6]。河流屬于體現自然風貌和城鄉(xiāng)特色的重要載體,也是極為珍貴的自然資源,所以重塑河道景觀對實現水生態(tài)文明和美麗鄉(xiāng)村建設十分必要。
在中小河流大規(guī)模整治的時代背景下,如何充分融合人水相親、自然生態(tài)的治水理念,兼顧河流生態(tài)修復與防洪安全科學設計生態(tài)景觀護岸斷面形式,逐漸引起水利工程領域以及社會各界的廣泛關注。據此,本文結合不同類型河流的整治目標和生態(tài)治理經驗,全面探究中小河流生態(tài)護岸措施,并提出有利于減少自然地貌受干擾破壞、維持河流良性循環(huán)和水生動植物生長環(huán)境的生態(tài)護岸新模式。
依據河流規(guī)劃實際需求和防洪排澇標準,將具有生態(tài)景觀、防洪排澇、引水灌溉、航運等功能的護岸,劃分成人工和自然兩種護岸形式[7]。其中,斜坡式、垂直式和復合式為較常見的人工護岸形式,陡坡型和自然型為普遍應用的河流自然護岸。
中小河流流經建筑物集中或人口密集的郊區(qū)、城區(qū)時,由于存在較高的防沖、防洪要求,因此對護岸的耐久性、抗侵蝕性和抗沖性要求較高,其護岸材料以硬質性生態(tài)磚、混凝土和石材為主,并于堤后種植相應的植物,河流形態(tài)大多經人工裁彎取直處理。人工護岸可大大減少河道淤積,充分發(fā)揮河流的防洪排澇功能。
1.1.1 斜坡式護岸
斜坡式護岸一般適用于河道寬度適宜、土地建筑物使用較松、流經鄉(xiāng)村或城郊的河段,這種護岸可以選用生態(tài)袋或生態(tài)磚搭配無紡土工布、干砌石等材料,坡腳壓護材料大多選用景觀石或塊石。生態(tài)護岸材料可以明顯改善河流的自凈功能,為水生動植物生長、棲息創(chuàng)設適宜的空間環(huán)境。
1.1.2 垂直式護岸
垂直式護岸一般適用于河道寬度較窄、土地使用緊張、建筑物密集或流經城鎮(zhèn)中心區(qū)域的河段,汛期水流速度快且汛期與枯水期水位相差大。由于具有較高的護岸要求,以混凝土或漿砌石等硬質護岸材料為主。此外,流速較緩的河段也可選用生態(tài)魚巢磚和鉛絲石籠等生態(tài)環(huán)保、透水性較強的材料。
1.1.3 復合式護岸
由斜坡式與垂直式護岸組成的復合式護岸,一般適用于具有較高景觀要求的城區(qū)河段。河水在正常水位情況下處于垂直硬質河岸斷面內,遇過境洪水時則淹沒垂直斷面,能夠加大過境斷面的兩側柔性斜坡式護岸有利于減輕岸坡受洪水的沖刷。由于具有較寬的占地面積,通過形成高低落差復合式護岸可以建成多層次的景觀。這種護岸形式的運動、休閑和親水功能較強,有利于最大限度的保留生態(tài)系統(tǒng)自然性、發(fā)揮生態(tài)護岸游玩性以及模擬構建穩(wěn)定的自然植物群落。
對于水流速度不大、河道寬直的中小河流以及流經公園、鄉(xiāng)村、城市郊區(qū)等建筑物少或人口稀疏的河段,由于存在較低的防沖、防洪要求,護岸材料可以選用當地的石料、土料,并考慮現狀河道的自然形態(tài)栽植適宜的植物固岸,以滿足河道岸坡穩(wěn)定和維持其天然屬性的要求[8-9]。自然護坡可以增強水體的自凈功能、有效的調節(jié)水位以及實現滯洪補枯的作用,為維持水陸系統(tǒng)的生態(tài)平衡發(fā)揮著積極作用。
1.2.1 陡坡型護岸
陡坡型護岸一般適用于嚴重沖蝕的河段或較陡的坡岸,為增強岸坡的抗沖功能,其加固護岸和護底材料多選用適宜植物、天然木材或石材。采用漿砌石塊或石塊進行護底、拋石壓腳,坡腳防護材料有松木樁或石籠;選擇沿階草、狗牙根或馬尼拉等根系發(fā)達的護坡草皮搭配灌喬木組合,以增強土質護岸的穩(wěn)定性。
1.2.2 緩坡型護岸
緩坡型護岸一般適用于腹地大或坡度緩的河段,在天然性狀態(tài)下配合原護岸種植植物,以提高河岸的整體穩(wěn)定性,通過配置植物群落維持原系統(tǒng)的棲息和生存環(huán)境。華南地區(qū)常見的耐濕喜水植物有蘆葦、花葉蘆竹、香蒲及鐵刀木、落羽杉、蒲桃、水翁等,為增加護岸的生態(tài)景觀效果及抗洪能力利用根系發(fā)達的植物加固護岸。
遼寧省新民市某生態(tài)整治工程總長20.165 km,主要流經農田、村莊和鄉(xiāng)鎮(zhèn)等區(qū)域,主河道較寬且周圍建筑物群落呈點狀聚集、沿途人口較為稀疏,河流用地相對寬松具有明顯的山區(qū)型特征。河床坡降大且山地集雨區(qū)陡峭,汛期洪水暴漲極易形成洪澇災害,而枯水期常年水量不足甚至出現斷流,河道淤積、年久失修、防洪排澇標準低且行洪能力逐年下降。
為提高河流的防洪排澇標準以及改善水生態(tài)環(huán)境,河道護岸斷面形式擬選用復合型,以提高河流的生態(tài)景觀效果和改善河流基本功能。重要農田村莊、村鎮(zhèn)、部分支流的防洪標準為5~10 a、20 a和2 a一遇,設計整治方案為:對河道實施清淤疏浚整治以增強行洪能力,清淤底高程按照護岸高度、水面線及河道比降綜合確定;考慮到當地卵石較多的實際情況,設計的斷面形式具有較高的石材利用率,并符合便于就地取材、因地制宜的原則。
隨著科技的發(fā)展和時代的進步,資源的需求和氣候環(huán)境的變化對河道整治工程的要求越來越高。中小河流的灌溉、供水、行洪、排澇、休閑娛樂等功能,不僅能夠滿足區(qū)域生產生活要求,而且可為城鎮(zhèn)農村發(fā)展提供有力支撐。河道生態(tài)需要綜合考慮美學、人文、社會和生態(tài)等因素,并注重安全、自然等功能,充分發(fā)揮自然景觀、生態(tài)系統(tǒng)和水利工程的整體優(yōu)勢,使得人文歷史、生態(tài)資源、自然環(huán)境與工程的有機結合,從而實現生態(tài)系統(tǒng)平衡、人居環(huán)境改善和區(qū)域經濟發(fā)展的總體目標。