王 晶，于 杰，趙方瑩，張靈貴,王勁峰,張 峰

(1.北京市豐臺區(qū)水文和水土保持工作站，北京 100071； 2.北京圣海林生態(tài)環(huán)境科技股份有限公司，北京 100083；3.北京市豐臺區(qū)水務(wù)局，北京 100071)

河道治理是通過河底清淤、岸坡防護(hù)、兩岸綠化等措施，建設(shè)生態(tài)型河流，實(shí)現(xiàn)水清岸綠景美，保障河道的生態(tài)安全、水源安全和行洪安全。隨著河道治理力度逐年加大，河道生態(tài)修復(fù)、疏浚清理、截污管線改造等項目也逐漸增多，這些項目施工過程中的土石方開挖、回填及臨時防護(hù)措施不到位等勢必會破壞河道原生地貌和地表植被，并產(chǎn)生棄土棄渣，造成不同部位水土流失現(xiàn)象的發(fā)生，因而有必要對河道生態(tài)治理措施體系進(jìn)行系統(tǒng)研究，以引導(dǎo)和強(qiáng)化河道治理過程中的生態(tài)措施布設(shè)，減少施工過程中的水土流失。

目前，眾多學(xué)者對輸電線路、高速公路、煤礦區(qū)等開發(fā)建設(shè)項目的水土保持或生態(tài)治理措施體系進(jìn)行了大量的研究[1-10]，而對山區(qū)河道生態(tài)治理項目的措施體系研究甚少。基于此，我們依據(jù)不同地形、斷面、水文形態(tài)河道的水土流失特點(diǎn)，通過實(shí)地調(diào)查與文獻(xiàn)查閱相結(jié)合的方法，探索研究了北京市山區(qū)河道生態(tài)治理措施的體系構(gòu)建，旨在總結(jié)其成功經(jīng)驗(yàn)和不足之處，為今后山區(qū)河道的生態(tài)治理提供參考。

1 山區(qū)河道水土流失特點(diǎn)及生態(tài)防治要點(diǎn)

1.1 山區(qū)河道水土流失特點(diǎn)

山區(qū)河道人為活動影響較小，水土流失主要由其特殊的地理條件而引發(fā)。山區(qū)地形起伏較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣候差異懸殊，暴雨集中且強(qiáng)度大，而山區(qū)河道坡降大，流域面積小，匯流時間短，汛期洪水位高，水流速度快，洪水?dāng)y沙能力和沖刷能力強(qiáng)，推移質(zhì)和懸移質(zhì)多，河岸抗沖刷能力差，一遇洪水，輕則河岸坍塌、滑坡，淤塞河槽等，重則損毀耕地、摧毀鄉(xiāng)鎮(zhèn)村莊等。

1.2 山區(qū)河道生態(tài)防治要點(diǎn)

依據(jù)山區(qū)河道水土流失特點(diǎn)，要做好其水土保持工作，就必須因地制宜，綜合考察上下游、左右岸，以及與整個流域的相互關(guān)系，統(tǒng)籌規(guī)劃，綜合治理。其生態(tài)防治要點(diǎn)主要有：清理淤泥、疏通河道、加強(qiáng)關(guān)鍵河段的岸坡防護(hù)和保護(hù)原有植被；加強(qiáng)施工過程中的攔擋、覆蓋、排水、沉沙等臨時防護(hù)措施的應(yīng)用，在施工結(jié)束后，要及時清除殘留在河槽內(nèi)的廢棄物，恢復(fù)施工臨時占地原貌，做好景觀綠化與植被恢復(fù)工作，保護(hù)河道生態(tài)環(huán)境。

2 山區(qū)河道生態(tài)治理措施體系

2.1 常水位以上坡面生態(tài)治理措施

常水位以上坡面雖不受水流的直接沖刷，但受人為活動、降水和地表徑流的影響較大，因此應(yīng)采取綜合防護(hù)、排水、消能等措施，以減輕地表徑流沖刷，保護(hù)邊坡穩(wěn)定，減少泥沙淤積河道。

(1)生態(tài)植被毯結(jié)合植物護(hù)坡。生態(tài)植被毯是以稻草、麥秸、麻等植物纖維為原材料，依據(jù)特定的生產(chǎn)工藝制成，結(jié)構(gòu)分上網(wǎng)、植物纖維層、種子層、木漿紙層(無紡布層)、下網(wǎng)，同時在網(wǎng)內(nèi)加入肥料、保水劑等材料，為植物種子出苗、后期生長提供良好的基礎(chǔ)條件，減少后期的養(yǎng)護(hù)管理工作量。在坡面鋪設(shè)生態(tài)植被毯能夠固定土壤，增加地面粗糙度，減少坡面徑流量，減緩徑流速度，緩解雨水對坡面表土的沖刷，且生態(tài)植被毯能夠生物降解，無污染，保水保墑，建植簡易、快捷，維護(hù)管理粗放，養(yǎng)護(hù)管理成本低廉。生態(tài)植被毯結(jié)合植物護(hù)坡適用于坡比1∶1.5～1∶1的穩(wěn)定土質(zhì)邊坡。

(2)喬灌草生態(tài)護(hù)坡。坡面栽植固土能力強(qiáng)的喬木、灌木和草本等一系列護(hù)坡植物，營造錯落有致、層次豐富的植物空間結(jié)構(gòu)，構(gòu)造自然和諧的生態(tài)綠化景觀。植物優(yōu)先選用鄉(xiāng)土樹種，其次選擇固土保水效果好、色彩豐富景觀美的植物品種。喬灌草生態(tài)護(hù)坡適用于坡度較緩、坡面較長的土質(zhì)坡面。

(3)生態(tài)緩沖過濾帶。在河道緩坡地帶種植喬、灌、草，形成穩(wěn)定的生態(tài)緩沖過濾帶，當(dāng)洪水經(jīng)過緩沖過濾帶時，在植被過濾帶的阻滯下，流速大為減慢，沖刷力也減弱，進(jìn)而減少緩坡地的土壤流失。河道生態(tài)緩沖過濾帶既能保持水土又能固土護(hù)坡，能提高岸坡土壤肥力、改善坡地生態(tài)環(huán)境。生態(tài)緩沖過濾帶適用于河幅寬闊、坡度較緩、坡面較穩(wěn)定、侵蝕不嚴(yán)重的自然式或近自然式斷面山區(qū)河道。

2.2 常水位以下坡面生態(tài)治理措施

常水位以下坡面是水陸交錯區(qū)域，常年受水流的直接沖刷，水土流失嚴(yán)重，應(yīng)采用工程護(hù)岸與植物護(hù)岸相結(jié)合的方式，減緩水流對坡面的沖刷。

(1)石箱籠擋土墻護(hù)岸。采用鋼絲、鉛絲或聚合物編織成網(wǎng)格箱籠，內(nèi)裝填石塊或礫石修建成擋土墻。這種護(hù)岸方式具有極好的柔性、透水性，耐用性和耐沖刷能力強(qiáng)，多孔和粗糙的表面可為植物和水生動物提供附著生長條件和多樣的棲息環(huán)境，箱籠上覆土后可種植花草、灌木。石箱籠擋土墻護(hù)岸既能營造生態(tài)環(huán)境的多樣性，又能提高坡面的穩(wěn)定性，是應(yīng)用比較廣泛的生態(tài)護(hù)岸形式之一，適用于水位較高、沖蝕嚴(yán)重、坡度較緩的山區(qū)河道。

(2)漿砌石擋土墻護(hù)岸。土質(zhì)較差時，底層基礎(chǔ)可采用混凝土澆筑；土質(zhì)一般時，可采用大塊石做基礎(chǔ)；土質(zhì)較好的坡面可采取鋪設(shè)級配砂石做基礎(chǔ)。無論采用何種基礎(chǔ)，其底部承載力應(yīng)足以支撐上層結(jié)構(gòu)體，以防止底部發(fā)生沉陷。墻體漿砌石和干砌石比例應(yīng)根據(jù)環(huán)境和地質(zhì)條件而定，設(shè)計高度應(yīng)和墻體寬度比例合理，墻體迎水面外觀應(yīng)砌筑平整美觀。漿砌石擋土墻護(hù)岸適用于暴雨、洪水頻繁的山區(qū)河道。

(3)水生植物護(hù)岸。水生護(hù)岸植物要根據(jù)水深、流速、水質(zhì)、土壤條件等選擇適宜的植物品種，宜選擇根系發(fā)達(dá)、固土能力強(qiáng)且具有觀賞性的水生植物。水生植物的抗沖刷和耐淘蝕能力一般，有的壽命較短，因此要多種植物綜合運(yùn)用。水生植物護(hù)岸適用于水流較緩慢、坡度平緩的山區(qū)河道。

(4)拋石結(jié)合植物護(hù)岸。將直徑5～36 cm的卵石、塊石等有層次地堆積或散置于斜坡式岸邊，并與坡面植物相結(jié)合構(gòu)成健全的坡面防護(hù)體系，在防治水土流失的同時，為水生生物提供繁衍、棲息的場所，構(gòu)建完善的河道生態(tài)系統(tǒng)。拋石結(jié)合植物護(hù)岸適用于河床坡度較緩、河岸相對廣闊的河道。

2.3 河床生態(tài)治理措施

(1)河道清理整治。結(jié)合河道兩側(cè)治理及河道邊坡防護(hù)等措施的實(shí)施，將河道內(nèi)堆積的垃圾和淤積的泥沙等進(jìn)行清除，清理出來的土、石等堆積起來，形成截流壩，在上面堆砌天然石，起到積蓄雨水和美化環(huán)境的效果。同時在河道蓄水段下游種植適量水生、濕生植物，營造生物通道，提高水體的自凈能力，河道兩側(cè)點(diǎn)綴些花灌木，增強(qiáng)河道的觀賞性。

(2)石籠沉排護(hù)底。石籠沉排是一種較薄、較柔軟的石籠，塊石的間隙較多，其凹凸不平的表面可起到減緩流速和降低水流沖擊強(qiáng)度的作用，同時沉排上面可覆土撒播草籽或扦插柳條等耐水淹的植物，過水后一段時間植物可迅速生長，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)河床的目的。石籠沉排護(hù)底適用于河幅寬闊、坡度較緩、水位較低的山區(qū)排洪河道。

(3)跌坎。跌坎是構(gòu)筑于河道中的橫向構(gòu)造物，建筑材料應(yīng)盡量采用大型天然石塊。跌坎應(yīng)避免全斷面阻隔，應(yīng)留高度適中的流水路，以利于水生動物上下游的遷移；跌坎應(yīng)嵌入護(hù)岸底部，以抗擊水流沖擊；在河床坡度較陡處可連續(xù)設(shè)置幾道跌坎，形成階梯式落差，以降低上游流速、增加泥沙沉降，使其具有攔沙及穩(wěn)定河床的功能；跌坎的高低、寬窄應(yīng)視河流流速和水深情況而定。跌坎多用于山區(qū)水流平緩、水位低的河道。

(4)水質(zhì)凈化措施。依據(jù)河道所處區(qū)域，以及水質(zhì)情況和污染物來源等選擇植物或工程水質(zhì)凈化措施。應(yīng)用植物凈化水體時要根據(jù)水深、水質(zhì)、水流大小等選擇合適的植物種類；應(yīng)用工程措施攔污時，要注意水質(zhì)凈化措施不能影響河道功能的發(fā)揮。水質(zhì)凈化措施適用于風(fēng)景觀賞、郊野村落集中的河道。

2.4 建設(shè)期間生態(tài)治理措施

項目建設(shè)過程往往是產(chǎn)生水土流失或造成生態(tài)破壞的主要階段，應(yīng)在合理項目布局、優(yōu)化施工組織和施工工藝、加強(qiáng)土石方平衡利用的同時，遵循“先攔后棄”的原則，做好項目施工過程中的臨時防護(hù)措施，以減小施工擾動區(qū)域，降低施工活動造成的水土流失或生態(tài)破壞。

施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路等臨時占地區(qū)域在施工過程中也會擾動原有地貌，施工結(jié)束后應(yīng)及時做好恢復(fù)工作，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐牧⒌貤l件進(jìn)行生態(tài)植被恢復(fù)。在綠化過程中，應(yīng)盡可能優(yōu)先選用當(dāng)?shù)剡m生的鄉(xiāng)土樹草種，采用喬灌草相結(jié)合的綠化模式，并與周圍的景觀協(xié)調(diào)一致。

3 結(jié) 語

北京市大部分山區(qū)河道生態(tài)治理取得了不小的成績，但也存在不少的問題，主要表現(xiàn)在對所采用的技術(shù)還缺乏生物科學(xué)、生態(tài)學(xué)及可持續(xù)發(fā)展理論的綜合運(yùn)用，所以還應(yīng)多吸取國外河道生態(tài)建設(shè)的有益經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合北京市河流生態(tài)系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，因地制宜地提出一些切實(shí)可行的技術(shù)方法，以有效緩解硬質(zhì)護(hù)岸給河流生態(tài)系統(tǒng)造成的危害，為構(gòu)建生態(tài)和諧型城市河道，促進(jìn)城市人口資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)、有序、可持續(xù)發(fā)展，提供一定理論依據(jù)和技術(shù)支持。就目前而言，北京市山區(qū)河道生態(tài)治理措施體系可概括為圖1。

圖1 北京市山區(qū)河道生態(tài)治理措施體系