河流生态修复.docx

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1、河流生态修复摘要：河流生态修复的理念渐渐被人们所认知，一些符合生态修复理念的规划设计方法在工程建设中被逐步采纳。在水利部科技创新项目和地方政府的支持下，一些河流生态修复示范工程取得了很好的建设效果并发挥了良好的示范效应。文中结合几个案例，介绍近几年在河流生态修复技术和实践方面所取得的部分进展。关键字：生态修复技术20世纪70年月以来，一些发达我国的科技界和工程界针对水利工程对于河流生态系统产生的负面影响，提出了如何进行补偿的问题，在此基础上产生了河流生态修复的理论与工程实践。我们我国的河流生态修复正处于起步阶段，在理论和实践方面也进行了有益的探究。依据生态水利工程学理论，河流生态修复的任务，一

2、是水文条件的改善，二是河流地貌学特征的改善（董哲仁，2003, 2004） o其目的是改善河流生态系统的结构与功能，标志是生物群落多样性的提高。一些地区结合河流整治和城市水利工程建设，即与防洪、排水、疏浚、供水、城市景观、水文化、人文历史等工程相结合，开展了河流生态修复示范工程建设。这类工程既具备特定的水利功能，可以满意经济社会进展的需求，同时也兼顾河流生态系统健康和可持续性的需求,以实现水利功能与生态系统功能的统一。本文主要介绍我们我国近几年在河流生态修复技术和实践方面所取得的部分进展。1 .水库多目标生态调度河流是生态系统物质流、能量流和信息流的载体，是一个连续的系统。自然河流的连续性不仅

3、包括水文过程的连续性，还包括养分物质输移的连续性、生物群落的连续性和信息流的连续性。大坝工程对河流生态系统的影响主要表现在顺水流方向的非连续化问题，即水文过程和养分物质输移的非连续化。大坝对于河流生态系统的影响包括两个方面：一是大坝与水库本身带来的负面影响；二是在大坝运行过程中对生态系统的胁迫。前者的影响主要造成大坝上下游河流地貌学特征的变化，后者的影响主要造成自然水文周期的人工化。通过改善水库调度进行筑坝河流的生态修复是河流生态修复工作的一项重要内容。通过改进水库调度，可以避开和挽回大坝对自然环境的潜在危害，恢复河流已丢失的生态功能或保持自然径流模式。但改进后的调度不宜显著转变传统水利工程的

4、功能，即减小原有的浇灌、发电和防洪效益。目前，我们我国在水库多目标生态调度技术方面的讨论仅处于初步阶段，有很多关键性课题需要结合详细水库工程深化开展讨论，概括为如下几方面的内容:水库下游维持河道基本功能的需水量确定方法；（2）模拟自然水文情势的水库泄流方式；（3）水库泥沙调控及水库富养分化掌握技术；（4）大坝孔13的合理运用模式及克服温度分层影响的技术；（5）恢复增加水系连通性的调度方法；（6）应对水污染突发事故的水库应急调度预案；（7）水库多目标生态调度法规体系和协调机制。2 .河道整治工程随着生态水利工程学和河流生态学理念逐步被人们认知和接受，在我们我国的一些河道工程规划中，强渊自然河道平

5、面形态的爱护和修复，遵循宜弯则弯宜宽则宽的原则。堤防工程建没要兼顾防洪和生态爱护，正确处理土地采用和生态爱护的关系，尽可能保留河漫滩区域。岸坡侵蚀防护采纳生态工程技术，如植被护坡、具有良好反滤结构的抛石和空心混凝土块等。以下结合3个案例说明这些理念和技术的应用状况。2. 1浙江辛江塘河道整治工程辛江塘河道位于浙江省海宁市，河道全长22.5 k%是海宁市“六横九纵”河道网络框架中西引东泄的主干河道，亦是横贯东西的一条水上运输通道。辛江塘常水位时水面宽27.0 m,河道总宽度42. 5 m。辛江塘河道为平原河网水系，平常水流流速较缓，且河道通航功能在渐渐消退。因此，辛江塘河道岸坡侵蚀的主要缘由是水

6、位变动区以上部分雨水冲刷引起表层土流失和水位变动区处波浪淘刷造成边坡坍塌。据初步统计，河道淤积中约60%为边坡倒塌，30%为表层土流失、10%为动植物腐烂物。2. 1. 1工程规划设计在辛江塘的河道治理规划设计中，遵循了 5个方面的设计要点：（1）保持河道自然平面形态。在辛江塘建设中，本着敬重历史、敬重自然的原则，基本保持现有河道平面形态。拆除阻水建筑物，以满意河道排涝泄洪过水和抗旱引水要求。河道宜弯则弯，宜宽则宽，并增设河滩和岸边湿地等。（2）采纳多样性断面。在满意河道功能的前提下，尽可能保持辛江塘自然 断面，在保持自然 河道断面有困难时，按复式断面、梯形断面、矩形断面的挨次选择。辛江塘大部

7、分河段可用自然 河道断面，在通过主要集镇时采纳梯形、矩形断面。（3）增加水域栖息地多样性。在治理规划中，保留了一些河边静水区和湿地，营造多样性水域栖息地环境，使之具有不同的水深、流场和流速，适于不同生物发育和生长需求，如图1所示。（4）采纳植被进行岸坡侵蚀防护。通过引入植被，应用生态工程技术措施进行岸坡侵蚀防护是辛江塘河道整治的中心环节之一。河岸带植被虽对行洪具有肯定影响，但它有很多其他功能，这些功能源自于河岸带生态系统内的环境过程，如正常发育的河岸带植被对河道岸坡有肯定的加固作用，可以供应遮阴从而降低河流水温，在养分物质循环和水质改善方面也具有重大作用，为野生动物供应多种栖息地环境，并可以增

8、加河道两岸的美学价值。（5）选择相宜的植物物种。河道植物的选择以辛江塘和邻近河道自然植被的植物种类为主体，如杉类、松类、竹类、桑、栾树、椿类等，它们经过了自然界适者生存、劣者消亡的过程，最能适应河道边生态环境、且病虫害较少。依据水位变动状况，进行植物分区。在河道常水位线以下种植水生植物，它的功能主要是净化水质和为水生动物供应食物和栖息场所。沉水植物、浮水植物、挺水植物按其生态习性混合种植和块状种植相结合。高杆、扩散快的植物（如芦苇等）掌握种植。在常水位至洪水位的区域下部以种植湿生植物为主，上部以中生但能短时间耐水淹植物为主。植物配置种植应群落化，物种问生态位互补，上下有层次，左右相连接。种植多

9、年生草本、灌木和乔木树种（如水杉、垂柳、落羽杉、枫杨等）。洪水位线以上配有占总量50%60%的常绿树种.以增加河道欣赏性。2. 1. 2施工技术K7草本植物通过种植种子进行培育，乔木则通过移植进行培育，灌木则通过栽种活枝条进行培育，如图2所示。沟后沿约50坡顶（a）断面图25 cm与强豺向夹角为叫孙1保留静水区和岸边湿地反状上L约 40 90 c_ 实、压实度M so%左右夹角为rr,/枝条伸入的枝条交叉收匿/利蚪E/（b）船视图图2活枝条栽植示意施工中，将活体枝条（长0. 81. 0 m、直径1025mm）置于填土土层之间或埋置于开挖沟渠内。从边坡的底部开头，依次向上进行施工。用上层开挖的土

10、料对下层进行同填，依次进行。填土坡和开挖坡的施工程序有所不同，但其原则是全都的。梢料层安放层面应当略微倾斜（水平角约10。30。）。枝条以与岸线正交的形式安放，并使其顶端朝外，其后端应插入未扰动土 20cm左右。在枝条上部进行回填，并适当压实。为兼顾岸坡稳定和植物生长，土坡表层压实度应比常规堤防工程设计法律规范要求（压实度为95%）适当降低。借鉴美国陆军工程师团的阅历，压实度依据80%85%掌握（Wendi Goldsmith, et al. 2001） o2. 1. 3治理效果工程的后期监测说明，水生植物基本沿河道两侧均衡生长，灌木、树根等降低了暴雨对土层的冲蚀，草皮等对坡面流水也有过滤作用

11、，发挥了肯定的水质改善功能。治理后，水华问题基本得到有效掌握，水体悬浮物削减了约60% ,水体透亮度提高了 20cm。生物多样性水平明显提高，过去很少消失的一些物种如蛙类、蜻蜓等常常消失，野兔、鸟类等活动频繁。依据该工程地区其他河道的治理阅历，传统景观河道工程（如砌石护岸工程）投资约为124万km,而依据生态修复理念建设的河道工程投资为81. 21万元/ km,大大节省了工程建设费用。此外，通过对工程区其他历史治河成果的观看、分析及比较，只进行清淤河道的使用周期大约为10 20年。而清淤与采用生态工程技术进行岸坡防护相结合，能有效稳定河道形态，据初步分析，其生命周期约为3540年，延长近一倍。

12、同时，今后的治理工作重点是清淤，从而可以节省工程投资，使河道的治理走上一条良性循环之路。2. 2北京市北护城河北护城河全长5. 96km,起自海淀区新街口豁口暗沟出口，终点为东城区东直门闸，穿越海淀、西城、东城三个区。1981年由于修建环线地铁，曾进行改造，缩窄了宽度，加建了直立的混凝土岸墙。20多年来，两侧混凝土岸墙有局部倒塌、裂缝、侵蚀剥落、风化等现象发生。加之河中有污水排人，造成水质恶化。在北护城河的改造工程设计中，从生物多样性恢复、自然景观、水文化和防洪等多目标动身，在规划建设范围，把原来单一的断面形式转变为复式断面或缓坡（图5和6）,并进行岸坡植被，设置亲水平台和台阶。目前工程正在施

13、工中。左井滨人行 沿岸木 水中 水生植物河路步道平台汀步卜铺卵石S5部分河段的复式断面（2 +600 5+300）（单位：m）慨境透水微地形微地形辅绿化 o蚊1 100河道巾心线47.QO48.O3缶300炊方 3556 Em48.30-人行步道47.90水生植物F健卵石I水生植物吊铺卵石水中栈桥 22 900绿化美化横断面图殖酒出10+000新街n外人街桥o+5i图6北京市北护城河整治横断面（0 +000 0+501）（单位：m）2 . 3北京市转河转河的起点为西直门外的高粱桥，终点为北护城河的起点，全长3. 7km。在1975年到1982年间这一段河道被填埋。2002年始进行转河整治工程建

14、设，恢复其历史原貌（邓卓智，2004）,其工程建设目标除防洪外，主要是改善河道景观,为本地居民供应一个优良的休闲消遣环境，并进展旅游。防洪排水标准按20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。河道整治要求严格掌握污水排放，并扩大水面，水面宽度为1525 113o为了进展旅游，本河段全线通航。为此，新建船闸1座、桥梁13座、码头2座、补水闸1座。在河道管理范围内形成历史文化园、生态公园、叠石水景、滨水游廊、亲水家园和绿色航道6个景区。断面图如图7所示。坡地延伸到浪河册面近水石塔河坡绿化补水水位I正帝木位补水水位城市组织施地7断面效果转河整治后，生物多样性水平也有所提高，河道内明显可见到鱼、青蛙等生

15、物物种，植被和人文景观也获得了大多数居民的认可。3 .生态修复江西样本4月27日至28日，科技部组织专家对由省科技厅组织、省山江湖开发治理委员会办公室牵头实施的“十一五”我国科技支撑方案鄱阳湖生态爱护与资源采用讨论项目进行验收。验收专家对鄱阳湖生态修复和爱护现状赞美不已，全都认为：该项目将为爱护鄱阳湖生态平安、促进鄱阳湖区可持续进展供应科技支撑,同时为中国湖泊水环境爱护与水生态平安供应借鉴。项目为鄱阳湖生态经济区建设服务鄱阳湖生态经济区建设是江西进展的时代主题，也是山江湖工程当前最主要的目标和任务。鄱阳湖生态爱护与资源采用项目，就是山江湖工程为促进鄱阳湖生态经济区建设而实施的“十一五”我国科技支撑方案项目，这也是科技部对我省科技投入最大的项目。鄱阳湖是我们我国第一大淡水湖，担当着调洪蓄水、调整气候、降解污染等多种生态