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摘要：河道治理是传统实用的工程，是一个古老而活跃的领域。从上个世纪70年代开始，水利工程与河流生态系统的关系问题在国际科技界就引起了广泛的关注，成为环境领域中的一个热门话题。人们从不同角度分析了水利工程对于河流生态系统产生的负面影响，并在此基础上产生了河流生态恢复的理论与工程实践，生态水利理论与实践也应运而生。本文针对通过对国内外一系列应用生态水利治理河道的案例的收集与研究进行探讨。
【关键词】生态学水工学；河道治理技术；措施
引言
自1963年11月毛主席提出“一定要根治海河”以来,海河流域已治理了40多年,共建成了大、中、小型水库1900多余座,开挖、疏浚骨干行洪排、沥河道50余条,修筑骨干堤防6100多km,发展灌溉面积7×106hm。还建成了引滦入津、引黄济津、引青济秦等多个跨流域调水工程,形成了较为完善的防洪、除涝、供水体系,为海河流域的发展、提高人民生活水平发挥了巨大的作用。
为适宜国民经济发展的需求,连续大规模进行水利工程建设,过度开发地表水、掠夺性超采地下水,打破了原有的生态平衡,导致生态环境进一步恶化,形成了海河流域有河皆干、有水皆污的严重局面。过去在河道治理上是以传统的水工学为基础,以防洪除涝为第一任务的,上述成就也彻底改变了河流的自然状态,引起了河流生态系统功能的变化。今天社会经济需要进一步发展,恢复河流生态,由传统水工学的治河思想向恢复流域生态环境治河理念转变,是今后水利工作者必须遵循的原则,下面仅就生态治河技术在工程设计中的应用阐述一些我们的做法。
一、生态水利的研究现状
1.1国外研研现状
欧、美、日本等一些高度城市化的经济发达国家，由水环境自然生态破坏而给城市环境带来的种种负面影响已日益显现、日趋严重，从而引起社会的广泛关注，开始投入巨资进行水环境治理，并且把河道的环境综合整治作为一项生态修复工程来进行，目标是逐步恢复其自然生态。在治理的过程中，生态水工学及多自然型河流治理法的理念应运而生，并逐步得到应用和发展。“多自然型河流治理法”即“多种生物可以生存、繁殖的治理法”，它以“保护、创造生物良好的生存环境与自然景观”为建设前提，建设具有一定防洪标准的河流水利工程。
1.2我国的研究现状
（1）忽略了河流形态的多样化。在我国江南河网密度高的地区，裁弯取直设计把河流自然状态的弯曲形状改变成直线，使自然河流中主流、浅滩和急流相间格局改变。这导致浅滩中湿地消失，而喜欢在急流中游行的色类减少甚至绝迹。在横断面上，改造过的河床常用输水性能好又便于施工的梯形断面，使得水流流速均一化。另外，河道疏浚工程，主要关注清除淤积工程量，往往忽视原有河道断面的生态合理性，也使得河道断面出现均一化倾向。需要强调的是，河流形态的多样化是生物物种多样化的前提。河流形态均一化，在某种程度上往往对生物多样性造成影响。
（2）忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联系
河流整治工程着眼于河道本身，忽视了河流周围的生物群落的存在，更忽视了整治后原有生物群落的恢复。忽略了整治后原有生物群落的恢复。渠道或改造过的河道断面、沿河迎水坡面采用硬质材料，如混凝土、浆砌块石等，使得植物难以生长，进而又影响到鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息，而这些动物又是鸟类的食物，于是食物链就此中断。
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（3）忽略了浅滩和湿地的作用
人们为了争取土地，沿河两岸堤防间距缩窄，使得河流失去浅滩和湿地。浅滩具有曝气作用，使水净化，又增加氧气供给，为无脊椎动物生存提供方便。浅滩又为鱼类产卵提供栖息地。
二、生态水工学在河道整治工程设计中的应用措施
2.1还要逐步建立水安全防御体系
2003年上半年SARS的爆发突显了我国公共卫生防御体系方面的苍白无力，现在己经各级政府和全社会的高度重视和关注。而水作为人类不可或缺的资源，水安全是关系经济发展、社会稳定和生态安全的大事，世界范围内的水危机己经到来或潜伏着。如上世纪90年代的几场大洪水。应对水危机的水安全防御体系的建设应及早摆到议程并提高到战略的高度，对应付突发的水危机更是有备无患。安全防御系统是可持续发展战略支撑和社会保障体系的重要组成部分，内容主要包括防洪安全、供水安全和生态环境用水安全。系统须具备信息采集、预警、过滤分析和决策支持等要素功能，涵盖水危机管理过程中的预防、控制和应急救治等环节过程。预警功能主要包括对水文、潮汐、气象、水质、地理及社会信息的采集、传输、整理和判断。分析功能主要是运用机理法和统计法，借助数学模型进行情景分析。决策功能是在情景分析的基础上，依据自身己经具备的能力，拟订防御措施，供决策参考。
2.2河岸滩整治
河岸滩地的主要特点是地下水位高,一般常年有明水,为发挥其缓洪滞蓄的作用,选择耐湿耐水渍水淹的草本植物进行防护。蓟运河某河段长约2km,沿河岸及岸滩2m～30m范围内生长着茂密的芦苇,是一处天然的生态岸坡,原规划方案是挖除河岸及岸滩芦苇疏浚河道后采用浆砌石护坡。实施时调整为保留天然河岸及岸滩芦苇,将岸堤加高培厚使其达到防洪标准的要求,对局部芦苇稀疏或无芦苇部位,采用移植的办法增补。实践表明在河道浆砌石护坡段由于水流急、冻涨等因素坍塌破坏现象不断发生,经常需要修复;而天然芦苇段堤防稳定,无淘刷破坏现象,主要是植物的根系产生了固结土粒的作用,保持了河道天然状态。
2.3 控导工程
控导工程主要指节点上各类水闸、船闸等对水沙分流、河相变化起主动调节控制作用的水利枢纽设施。此类工程措施，特别是关键节点上大型控导工程因改变河道分水分沙条件，牵一发而动全身，必须充分论证，遵循河流动力、潮汐作用主泥沙冲淤的规律特性，统筹兼顾考虑包括生态、环境因素的影响。在工程上下游的消力池、护岸设施既要确保工程安全和维护河床河势的稳定，还要有利于人与水的亲近和水生物的生长活动，要照顾到水生动物的洄游特性，并采取适当措施提供方便。在可能的情况下，要考虑工程措施的可逆性，为可持续利用打下基础。
2.4防护林
防护林按其应用的目的不同,可分为护岸林、堤脚保护林、防浪林等。外坡及其防护林带有固堤、防风沙和美化大堤的功能,在河道治理中应尽可能设置,就向高等级公路两侧的防护林带一样起到防风固沙的作用。在天然河道的凹岸,大堤常受洪水冲淘,行洪时洪水常常发生顺堤流的现象,应设置内坡堤脚保护灌木林。树种应以“乡土树种为主”、“适地适树”的原则选择。海河流域的骨干河道的堤防上大多种有防护林带,起到了固堤、防沙和美化环境的功能,在根治海河骨干河道的“六成(河成、堤成、路成、桥成、树成、田成)”标准中,其中的树成和弃土成田为两项重要的生态指标。
三、结束语
海河流域属于半干旱半湿润地区,年际年内径流分布不均,不同河道(或河段)应有不同治理目标,治理中尽量顺应河势,维系天然河道特征,采用不同的生态水工模式,遵循“因地制宜、因害设防”的原则。为满足生态治理的需要,应尽快制定或修编以生态学理论为基础的治河工程规程规范,以便指导生态水工模式的工程规划、设计和施工等工作。
参考文献
【1】董哲仁,生态水工学的工理念.中国水利.2003年第1期.
【2】何杉,用生态学的理念改造海河流域水利工程体系.海河水利网.2003年11月
【3】许士国高永敏刘盈斐，现代河道规划设计与治理一一建设人与自然相和谐的 水边环境，中国水利水电出版社，2006年.
论文作者:赵永智
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第9期
论文发表时间:2019/9/2
标签：河道论文; 海河论文; 河流论文; 生态论文; 水工论文; 工程论文; 流域论文; 《建筑实践》2019年第9期论文;