北票市河道生态修复及堤防护岸技术模式研究

李凤利

(辽宁省北票市泉巨永水利服务站，辽宁 北票 122102)

北票市境内分布有巴图营河、黑城子河、蒙古营河、柳河、牤牛河、西官营河、老寨川河、大凌河、凉水河、顾洞河等河流，其中面积超过100km2的有13条，各支流与主流近似呈直交网格水系，好山好水为当地最宝贵的资源和最闪亮的名片。城镇化建设和经济社会的高速发展，当地许多河流均受到了不同程度的污染，其中最为严重有柳河、黑城子河、老寨川河等，部分河段水质已无法满足水生物种生存和农田灌溉用水的要求，河流水质恶化、河岸坍塌等问题突出。所以，研究河岸护坡技术及河道生态修复模式，对增强河流系统的自净能力、改善水环境、维护堤岸稳定等极其重要。当前，工程与生物措施相结合以及单纯利用植物的护岸技术为河道生态修复比较常见的两种模式，但还未形成系统的技术理论和多层次、全方位的生态修复方法[1-2]。鉴于此，文章以北票市全面实施的河流清淤整治工程为契机，探究河流治理时实施的生物、工程技术措施，通过研究生态修复技术增强河流系统的自净功能、河道生物种群和河堤岸坡结构稳定性，从而形成一个维持经济社会可持续发展、促进河流系统与周边环境协同协调发展的良性循环系统，以北票市凉水河干河子段治理工程为依托探索河道生态修复技术措施。

1 工程概况

大凌河为辽西地区最大的河流，其中较大的支流有凉水河、老虎山河、细河等。凉水河属于大凌河左岸的一级支流，发源于努鲁尔虎山平顶山，流经西官营镇、大三家乡、台吉镇和凉水河子河乡后汇入白石水库，河流总长51km，流域面积731km2，平均比降7.2‰，年径流量3435万m3。该河流属性为浅丘、季节性河流，径流量下泄方式以洪水为主，河道径流量非汛期很小，基本断流，流域内人口7.4万人，耕地面积8667hm2。近年来，发生的洪水灾害给凉水河干河子段的西官营镇和大三家乡人民带来了重大的洪涝灾害和经济损失。为保护沿岸居民安全和推动当地水利现代化建设，北票市启动了凉水河干河子段防洪治理工程[3-4]。

1.1 河道护岸现状

长期以来，传统的河流治理方法主要是利用流水量排导功能冲刷携带污染物，采用浆砌石或混凝土改建河道护坡形式以保证河流的顺畅运行。疏挖河道、裁弯取直、混凝土或浆砌石固岸等为传统的河道整治措施，这些技术方案为沿河乡村和城镇建设提供了相对安全的生活环境及发展空间，但此类硬质式护坡形式会进一步加剧水系统循环的破坏，由此引发一系列的生态环境问题。

1.2 生态环境作用

以往的河流治理方式未考虑河道的生态环境、人文景观和形态布局的整治，这严重制约了河流水生态功能和社会服务功能的提升，同时也产生了一些不利影响。①光洁的硬性护坡隔断了水生物、土壤、水系统之间的能量物质循环，这在很大程度上降低了水体的自净能力；②采取浆砌石或混凝土等硬质性护岸材料改变了河流的自然属性，这种护坡形式切断了补给地下水的通道，由此降低了地下水位；③水流速度在裁弯取直措施下明显增大，导致对河岸和河床底部的冲刷作用显著增强，加之河床异质性的减少致使无法组合形成多样性生物群落；④各种污染物无法被裸露硬化的护岸过滤吸收，在降水径流作用下排入河流造成水体污染等问题，另外河道失去了原有的绿色植被护岸的生机。

2 生态系统修复及护岸技术模式

2.1 基本原则

1)自然原则。天然河流的走势大多蜿蜒曲折，为维持河流的自然属性和水体环境，应最大限度的保持其原有地貌。当前，护坡护岸趋向于选用沉石、抛石、木桩等自然材料，实行草、灌、乔立体式河堤防护模式。在达到河流断面行洪安全的基础上改变以往的裁弯取直措施，坚持“遇弯则弯，易宽则宽”的原则随地形和层次变化，恢复河流的横向和纵向连通性；尽量安排一些“带囊状”结构的蓄水湖，这有利用生态保护和自然景观的恢复。

2)生态原则。生态性是指综合治理项目以保证河流生态健康为前提，通过采取一系列的整治措施满足各类水生物种的生长需求。为了实现河流生态系统的持续健康发展应尽可能的保留原有的生物群落，以提升河流的自净能力和维持水系统的良性循环。实施的措施有稳定塘、生物浮岛、人工湿地及生物栅等，注重河流生态走廊和河岸植被建设，更好的有效控制和治理河堤土壤侵蚀；为进一步提升河流水体的生物净化功能，实行发展水生动物、种植耐水和喜水植物措施。这些措施的成本投入较低，且具有提高生物多样性保护、改善局部气候及发挥水景观效益等生态功能，还可解决污染物有效控制费用较高或污水处理工程技术南等问题。

3)整体景观原则。从三维空间的角度统筹河道的左右岸、上下游，将河流各要素恢复与经济模式相耦合，形成整体景观，综合考虑河流水资源利用、水土保持、土地利用等整体要求。

将景观美学相关要求纳入河道的生态修复设计方案，突出景观设计和河岸带宽度的合理规划，实现环境景观美化与河道生态修复、水质净化、防洪治理的有机统一，营造人水和谐相处、周边环境与河道景观有机相融的生态空间，最大程度的满足居民亲水与休闲娱乐要求。

2.2 生态修复及堤防技术模式

2.2.1 基本思路

根据凉水河干河子段的气候特点和地理位置，从以下几方面考虑该河段的生态修复措施技术：①以不降低河流行洪能力为基本前提实施河道生态修复措施，即生态系统修复以不破坏原河道坡面为条件；②应选取适应本地且抗冲能力强、根系发达的林草和乔灌木，快速覆盖待修复的毯面及河堤；③将防冲刷和鱼巢等要求相结合设置岸坡消落带，注重选择合适的消落带植物；④结合河流特征和建设目标要求调整整体结构爱，修复河边湿地、深塘和浅滩；⑤将水生植物、动物、微生物种植或放养于不同河段，由此实现净化河流水体和吸收水体营养液的目的；⑥为杜绝污水入河达到雨水、污水分流的目的，实行分流截流沿线污水口的措施。

2.2.2 生态修复及堤防护岸植被品种

以不引起外来物种入侵为基本要求，结合不同河段土壤成分差异性和当地气候环境特点选取合适的物种。尽量选择可以有效的去除有毒化学物、烟尘、油污等物质，生长后植物景观层分明且立体景观效果、环保效果较好。最终，选取的适用于北票市凉水河生态整治工程的乔木树种主要为：白蜡、栾树、女贞、板栗、香花槐、水杉、杨树、垂柳、香樟、银杏等；灌木树种主要包括：月季花、瓜子黄杨、金叶女贞、石楠、紫薇、火棘球、樱花、红叶小柴等；可供选择的藤本植物有：金银花、迎春花、常春藤等；可供栽植的草种有：三叶草、画眉草、狗牙根和中华结缕草等；河流水域可以发展的水生植物为：睡莲、香蒲、扁杆草、水葱、菖蒲、慈姑等。

2.2.3 生态护岸技术的主要模式

1)混凝土预制砖护岸。采用混凝土预制而成的一种存在大量连续空隙且具有抗压强度的空心砖护坡，此种护岸模式的透水、透气性较好，将草、灌植物播种至空隙内以形成近自然的生态护岸，从而达到净化水质和保护堤岸不受侵蚀的目标。

2)藤条倒挂式护岸。将各类藤条花卉植物种植于城区硬质护岸区，由此形成一种可以降低直立岸硬质感的生态护岸模式，其中常用的花卉有月季、金银花、常春藤、迎春花等。

3)堤岸栽植植物防护措施。该措施可以改善河流水质和减少堤岸硬质感，营造的小气候条件为河流水生植物的生长提供良好的空间，其主要做法是在河道底固定堆砌填装种植土的编织袋，以供植物的生长。

4)石笼护岸。将种植土、碎石等装入柳条、喷塑铁丝网或镀锌笼内，结合植物碎石堆砌成砌体挡土墙或台阶状护岸，由此增大河岸的生态性与稳定性。对于块石缺乏而沙子或碎石来源广泛的区域，石笼护岸具有较强的适用性与可行性。一般情况下，石笼网直径为6-8cm，工程实践中可结合具体的填充材料尺寸适当的调整孔径，表面覆盖土层种植植物或者为微生物、动物、水生植物营造生存空间。由于存在应用灵活、整体性好、抗冲刷能力强、地形变化适应性好等特点，此类护岸模式可适用于流速大的河道断面。

5)栅拦护岸模式。栅拦护岸的主要机构为各类木质材料或其他废弃木材，其主要内容是将木桩打入坡脚以增大其强度，利用木材横向放置于木桩上方。结合不同的景观要求可以将木兰设计成各类形状，为进一步加固坡脚可在围栏后回填土料或堆积石料，同时可以营造良好的环境满足水生动植物和微生物的生存。将草坪植物种植于围栏以上坡面，同时配备木质台阶以实现多目标的协调统一。

6)石材-木桩复合型护岸。为保证护坡安全性与稳定性于坡底实施生态混凝土护岸，同时为满足水生植物生长创造较好的空间；将卵石或砾石放置于木桩框架内以防护坡面上部结构，此类生态护岸结构融合了净水、景观、亲水等功能。

2.2.4 技术模式

根据北票市凉水河干河子段治理工程制定生态修复计划，遵循自然和谐、人水相亲、宜宽则宽、易弯则弯的原则分阶段制定科学的河流结构修复方案。在符合河流防洪功能的条件下修复河道生态功能，以最大限度的接近河流原有自然状态为基准修复退化的河道生态系统。

1)上、中游段。针对深塘、浅滩等部分河面较宽的区域，沿自然弯曲的走向疏浚河道，修复水边湿地、深塘、浅滩等，对河道结构作适当的调整。建设实施的护岸模式为石笼、混凝土预制砖护岸，布设的植被措施以经济林、材林为主，摊面和河堤栽植银杏、水杉和杨柳；堤肩栽植间距为4m的水杉、银杏，行距为5m×5m的板栗、杨树栽植于内外堤坡及摊面，行距为4m×4m的柳树种植于靠近水面侧，选用画眉草、白三叶等草种综种植于堤坡坡面。其中，承包合同的签订遵循谁栽树、谁管理、谁承包、谁收益的原则。河道水面种植水生植物、放样水生微生物和动物，湿生植物种植于湿地区和浅水区，可供选择的有扁干草、水葱、香蒲、菖蒲等草种。

2)下游段。为解决下游段坡堤易滑塌、土质松软等问题，护岸模式选用栅拦护岸。由于土层较薄、土壤贫瘠等条件限制，凉水河下游段宜种植物种较少，株行距3m×4m香花槐间种于摊面、两岸堤肩，株行距0.6m×0.6m的2行红柳放浪林种植于迎水坡正常水位线上区；株行距3m×3m的刺槐种植于护坡地、背水坡，选用狗牙根等草种种植于坡面。

2.3 管护措施

1)竞标承包、明确管护职责。管护区间设定为邻水坡15m内、背水坡6m外区域，采取招标的方式完成树木花草管理工作，严格按照相关要求防止人畜破坏。

2)合理分配效益。按照水利部与承包户为2∶8的原则分配成材收益。

3)完善审批制度。针对成材后的护堤乔木的采伐，必须由承包户提出申请并经林业部批准、水利部核实后方可采伐，若未按照该流程审批，则以森林法和水土保持法为依据给予相应的处罚。

3 结 论

河道生态修复属于一项涉及生物、动植物等措施的能量、物质交换的完整的生态系统工程，因此其动态性较强。在满足稳定性条件下以营造生态环境和恢复物种多样性为目标，从真正意义上实现生物、土壤、河流之间的能量物质循环，通过河流系统的良性循环提升水系统的自修复、自净化能力，从而为河流整体生态系统、修复受污染河流水体提供保障。