河北省承德市圍場滿族蒙古族自治縣水務局 王海生,張?zhí)靽?,陳艷紅,陳旭,張龍
習近平總書記在中國加快推進生態(tài)文明建設(shè)過程中提出了:“全黨全社會要堅持綠色發(fā)展理念,弘揚塞罕壩精神,持之以恒推進生態(tài)文明建設(shè)”“我們既要綠水青山,也要金山銀山。寧要綠水青山,不要金山銀山,而且綠水青山就是金山銀山”的重要觀點和論述。
河道作為綠水青山的展現(xiàn)主體,如何讓河道的水變清、岸變綠,是新時期生態(tài)文明建設(shè)過程中不變的主題之一,也是新時期擺在我們面前有關(guān)改善生態(tài)環(huán)境、讓人民安居的重點課題之一。
所謂約束性河道就是可利用工程、植物或工程與植物相結(jié)合的措施,對其內(nèi)的河流進行限制和約束,使期內(nèi)的洪水在達到某防洪標準的前提下,不超越工程的防護極限,從而達到對工程本身和沿岸設(shè)施實施保護不受損壞目的的河道。約束性河道不同于自然河道。
承德位于河北省最北部,屬典型的冀北土石山區(qū)。境內(nèi)有灤河、潮河、遼河三大水系,流域面積在50平方公里以上的河流有238條,總長9692公里,50至100平方公里的河流有112條,100至1000平方公里的河流有114條,1000平方公里以上的河流有12條。這些河流兩側(cè)沿岸多數(shù)是村莊、耕地、交通道路、學校、醫(yī)院等基礎(chǔ)設(shè)施,所以,這些河道都可列為約束性河道范疇。
承德地處華北平原與內(nèi)蒙古高原的過渡帶,山高谷深,山巒重疊,溝壑縱橫,地勢差異較大,河道落差大、彎曲度大、河床易被沖刷。河道的洪水呈一過性、強沖刷性、突發(fā)性特點。
河道治理重在岸坡的防護與整治。一是保護堤防與岸線的安全。二是約束河流,控制河勢變化,加大河道的泄洪能力,提高兩岸土地的綜合利用率。近年來,國家基礎(chǔ)性工程建設(shè)投入不斷加大,水利行業(yè)也因此迎來了前所未有的發(fā)展契機,河流治理工程項目建設(shè)不斷深入。自2010年以來,中小河流治理工程逐步實施,一些重點城鎮(zhèn)、重點地域的河道都得到了高標準的治理,但從治理程度上看,治理率還偏低,農(nóng)村河道大多數(shù)沒有得到治理,已經(jīng)治理的標準還不夠。
在實際的工程建設(shè)中,河道治理還存在著一些問題:一是治理理念單一。大多數(shù)河道治理的目的僅僅是為了防洪,從人與自然和諧發(fā)展角度上看,治理的理念還有待提升。二是治理措施生硬,長期以來,人們對河道的治理只注重其行洪能力和抗沖刷保安全的作用,因此在設(shè)計上護坡結(jié)構(gòu)比較堅硬,還主要延續(xù)采用干砌石護坡、漿砌石護坡、格賓石籠護坡、漿砌石重力式擋墻或格賓石籠擋墻等結(jié)構(gòu)形式。這些治理模式使河道兩岸變成灰黑石塊構(gòu)成的僵硬河岸,缺乏了綠色的生機和靈性,與周圍的景觀不協(xié)調(diào),而且與生態(tài)理念逐步增強的現(xiàn)代人追求回歸自然的需求不一致,河道失去了生態(tài)廊道的作用。
河流是重要的環(huán)境資源和空間載體,關(guān)系到城市生存,制約著城市發(fā)展,是塑造城市風貌和美化城市環(huán)境的重要景觀因素,作為城市中獨特且稀缺的自然景觀資源,河流水系能夠創(chuàng)造優(yōu)美、舒適的生活環(huán)境。近十年來,隨著國家對水利基礎(chǔ)設(shè)施投入力度的加大,河道治理理念也在實踐中逐步發(fā)生轉(zhuǎn)變,由早期單一提高防洪排水能力,以防護為主的工程水利逐步向生態(tài)、自然、有水則清、無水則綠的生態(tài)治河理念轉(zhuǎn)變。
2009年遼寧省大連市全面啟動河道生態(tài)建設(shè),馬欄河是流經(jīng)大連市最大的河流,全長19km,也是有名的臭水河,經(jīng)過幾年的生態(tài)治理,昔日的臭水溝變成了水清、岸綠、景美的景觀河道,直接帶動了沿岸區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。浙江紹興著名的歷史文化名城和名士之鄉(xiāng),紹興環(huán)城河為紹興主要河道,全長12km,昔日紹興的環(huán)城河河水污濁,臭氣熏天,經(jīng)過生態(tài)治理后,紹興環(huán)城河變成了集防洪、環(huán)保、文化、旅游于一體的生態(tài)景觀河。承德市圍場滿族蒙古族自治縣山水林田湖綜合治理工程,引入生態(tài)河道治理理念,治理河道7.9km,形成了集防洪保安、旅游觀光、休閑娛樂于一體的生態(tài)景觀河道。生態(tài)河道治理已經(jīng)成為當今河道治理的總體趨勢。
生態(tài)河道治理主要體現(xiàn)在防洪堤生態(tài)護坡上??傮w上看,目前防洪堤生態(tài)護坡技術(shù)主要有7種,包括植物型護坡、土工材料復合種植基護坡、植被型生態(tài)混凝土護坡、生態(tài)袋護坡、自嵌式擋土墻護坡、多孔結(jié)構(gòu)護坡等。
通過研究分析生態(tài)河道治理中生態(tài)護坡形式可以看出,現(xiàn)有生態(tài)護坡形式有各自的優(yōu)點、缺點和適用條件,雖然滿足了相應條件河道的治理要求,但是都存在著片面性和不充分性,不能完全滿足冀北山區(qū)約束性河道的治理要求。比如:植物型護坡優(yōu)點是便于施工,價格經(jīng)濟,管理粗放,綠化率高,但抗沖刷能力較弱,主要應用于水流條件平緩的河道治理;土工材料復合種植基護坡優(yōu)點是固土效果好、經(jīng)濟環(huán)保,但抗暴雨沖刷能力較弱,取決于植物的生長情況;植被型生態(tài)混凝土護坡需降堿處理問題,強度及耐久性有待驗證,護岸價格高;生態(tài)袋護坡優(yōu)點是施工簡單快捷,但袋體易老化,袋內(nèi)物質(zhì)易被沖刷流失造成壩體沉降,影響岸坡穩(wěn)定;多孔結(jié)構(gòu)護坡具有較強的水循環(huán)能力和抗沖刷能力,但堤壩坡度不易過大,否則磚內(nèi)土體易被水沖刷流失,引起壩體凹陷和坍塌等等。為此對冀北山區(qū)約束性河的生態(tài)治理模式進行創(chuàng)新非常必要。
“約束性河道生態(tài)治理模式”是利用一種斜孔防洪堤生態(tài)護坡磚進行生態(tài)護坡,這種生態(tài)治理模式不僅能發(fā)揮上述生態(tài)護坡形式的優(yōu)點,同時能克服其缺點和不足,能完全滿足冀北山區(qū)生態(tài)河道治理要求。
斜孔防洪堤生態(tài)護坡磚為正六棱柱體,磚體內(nèi)部有斜孔貫穿,此斜孔為栽植孔,內(nèi)部可栽植花草,栽植孔與磚體表面有一個夾角,此夾角由防洪堤的迎水坡坡度(坡角)來確定,此夾角與防洪堤迎水坡坡角之和為90°。
具體實施方式:在實際施工過程中將護坡磚貼合于防洪堤壩斜坡上,并按照設(shè)計要求相互拼接砌筑布滿堤壩斜坡,拼接過程中保證栽植孔孔眼向上。在砌筑之前,首先要進行壩體基礎(chǔ)處理、邊坡整形和壩體壓實工作,砌筑完成后,做好灌漿壓頂,保工程的整體性,最后進行草種撒播或花草栽植。
1.創(chuàng)新性
斜孔防洪堤生態(tài)護坡磚為正六棱柱體,磚體內(nèi)部有斜孔貫穿,此斜孔為栽植孔,內(nèi)部可栽植花草,栽植孔與磚體表面有一個夾角,此夾角由防洪堤的迎水坡坡度(坡角)來確定,此夾角與防洪堤迎水坡坡角之和為90°。
2.高效性
(1)防洪效果優(yōu)?,F(xiàn)有的生態(tài)護坡磚也具有栽植孔,但孔徑與磚體表面垂直,砌筑壩坡以后,與壩坡坡面垂直,從總體上是傾斜的,孔內(nèi)土體易被水沖刷掉,進而沖刷堤壩土體,引起壩體凹陷和坍塌,影響堤壩穩(wěn)定。而斜孔生態(tài)護坡磚克服了其缺點和不足,砌筑到壩坡后,孔口全部垂直向上,孔內(nèi)土體和堤壩土體不會被沖刷流失。短期內(nèi),堤壩是靠堅硬的護坡磚體防洪抗沖的,而植物成活根系發(fā)達以后,植物根系起到了深根錨固、淺根加筋的作用,將磚體牢牢地固定在壩坡上,大大提高了壩體的防洪抗沖能力。
(2)綠化速度快。斜孔生態(tài)護坡磚砌筑到壩坡后,孔口全部垂直向上,能很好的截留降水,為植物快速生長提供更多的水分,促進植物根系萌發(fā)和生長,加快綠化速度。
(3)適用范圍廣。該模式適用于冀北山區(qū)平緩、彎曲、過陡等各種類型的河道,適用于水位線以上和以下壩坡砌筑,可以做到從堤壩壩肩到壩腳的全方位治理和綠化。
(4)經(jīng)濟效益高。該模式能發(fā)揮較大的經(jīng)濟效益,比如選用馬蓮草進行護坡,不但能使堤壩成為綠色長廊,還能使壩壩成為綠色經(jīng)濟帶。馬蓮是一種優(yōu)良的草種,根系發(fā)達,耐鹽堿,耐干旱,耐瘠薄,具有很強的水土保持功能和生態(tài)功能,同時它也是一種經(jīng)濟草種,種子可以入藥,葉子可以作為副食加工的輔助品。
如圖1。
圖1 冀北山區(qū)約束性河道生態(tài)綠色長廊模式研究實例展示
本文以“兩山”理論為指引,以發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題的思路為脈絡(luò),對冀北山區(qū)河道的特點、治理現(xiàn)狀和存在問題進行了細致分析,對生態(tài)治理形式進行了研究和探索,通過新產(chǎn)品研發(fā),提出了適合冀北山區(qū)的“約束性河道生態(tài)治理模式”,創(chuàng)新了冀北山區(qū)河道防護體系,通過具體的研究實踐,驗證了新型防護體系的創(chuàng)新性和優(yōu)越性,為構(gòu)筑冀北山區(qū)沿河生態(tài)綠色長廊提供了高效的治理模式。