河道生態(tài)建設(shè)技術(shù)研究

1、河道生態(tài)建設(shè)技術(shù)研究 健康和自我維持的河流生態(tài)系統(tǒng)為人類供應(yīng)重要的社會(huì)產(chǎn)品和生態(tài)服務(wù)功能，已成為現(xiàn)實(shí)社會(huì)可持續(xù)進(jìn)展的重要因素。近年來(lái)人們廣泛認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的河流治理工程（如僅側(cè)重于防洪、排澇、水運(yùn)、澆灌等功能）對(duì)河流生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響（如河流的各種生態(tài)過(guò)程遭到破壞、河流水體污染嚴(yán)峻等）。因此，河道生態(tài)建設(shè)是融現(xiàn)代水利工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物科學(xué)、生態(tài)學(xué)、美學(xué)等學(xué)科為一體的水利工程。它是實(shí)行各種措施使受損河流盡可能恢復(fù)至近自然狀態(tài)，以及實(shí)現(xiàn)其生態(tài)服務(wù)功能為目的的。 1.植物措施的護(hù)坡原理 植物措施護(hù)坡主要是利用植物的降雨截留、徑流延滯、土壤增滲、蒸騰、土層固結(jié)、根系土壤的增加、土壤濕度調(diào)整、土體支

2、撐和拱頂、負(fù)重和風(fēng)力傳遞等作用來(lái)庇護(hù)坡岸的穩(wěn)定，恢復(fù)河道的生態(tài)功能和生物多樣性。 1.1水土流失的控制作用 造成水土流失的主要自然因素為降雨和風(fēng)力。樹(shù)葉和地面凋落物部分，可用吸收雨滴降下的能量，削減地表土壤飛濺損失；植物位于地表的部分可過(guò)濾地表徑流中的沉積物，同時(shí)植物的莖、葉部分可增強(qiáng)地表粗糙度，從而延緩地表徑流速度；植物及其凋落物可提高土壤的孔隙率和滲透性，增強(qiáng)降雨滲入量，從而涵養(yǎng)水源和延緩徑流產(chǎn)生洪峰的時(shí)光。植物及其凋落物通過(guò)蓄水作用而增強(qiáng)土壤濕度，從而降低了風(fēng)力對(duì)土壤地表的影響。1.2土壤的加固和穩(wěn)定作用 植物對(duì)邊坡的加固作用主要是通過(guò)根來(lái)起作用的。植物能夠降低土壤空隙的壓力，吸收土壤水

3、分，增加土壤顆粒之間的粘附力。例如，禾草、豆科植物和小灌木在地下0.751.50 m深處有顯然的土壤加強(qiáng)作用，樹(shù)木根系的錨固作用可影響到地下更深的巖土層。大量試驗(yàn)證實(shí)沙土中生長(zhǎng)少量根就能顯著提高沙土的抗剪強(qiáng)度，根的直徑越細(xì)，其抗拉強(qiáng)度越高。另外，植物軀干、根系對(duì)邊坡土壤的錨固和抗滑作用，植物對(duì)土壤水分的蒸發(fā)蒸騰作用減小土壤孔隙水壓力而利于邊坡的穩(wěn)定等。 1.3生態(tài)修復(fù)和水質(zhì)凈化作用 河岸帶植物群落在生態(tài)環(huán)境修復(fù)和水質(zhì)凈化方面具有非常重要的作用。岸邊帶生態(tài)系統(tǒng)具有廊道功能、緩沖功能和植被護(hù)岸功能，如岸邊帶的植被吸收可以控制水體污染物質(zhì)的輸入和輸出；岸邊帶還可以穩(wěn)定堤岸，促進(jìn)岸邊的水土保持，為水生

4、生物供應(yīng)一個(gè)繁衍生息的場(chǎng)所，提高水域和陸地的生物多樣性，使囫圇水陸系統(tǒng)保持良好的生態(tài)繼續(xù)性，提高水體自凈能力。 2.植物措施的類型 2.1單純植物護(hù)坡技術(shù) 單純植物護(hù)坡是河道生態(tài)建設(shè)中所有采用植物舉行庇護(hù)岸坡的技術(shù)。該技術(shù)主要用于修復(fù)那些岸坡較緩、土壤侵蝕不嚴(yán)峻的河流。 2.1.1喬灌草結(jié)合護(hù)坡技術(shù)喬灌草結(jié)合護(hù)坡技術(shù)是指從河道坡腳至坡頂依次種植沉水植物、浮葉植物、挺水植物、濕生植物（喬灌草）等一系列護(hù)坡植物，形成多層次生態(tài)防護(hù)，兼顧生態(tài)功能和景觀功能。挺水、浮葉以及沉水植物，能有效減緩波浪對(duì)坡岸水位變動(dòng)區(qū)的侵蝕。坡面常水位以上種植耐濕性強(qiáng)、固土能力強(qiáng)的草本、灌木及喬木，共同構(gòu)成完美的生態(tài)護(hù)坡系

5、統(tǒng)，既能有效地控制土壤侵蝕，又美化河岸景觀。全系列生態(tài)護(hù)坡技術(shù)主要應(yīng)用在那些消失表層土壤侵蝕、植被稀有、景觀要求較高的河段。例如，李小平和張利權(quán)在浦東機(jī)場(chǎng)鎮(zhèn)河道中采用沉水植物菹草、挺水植物茭白和菖蒲、濕生植物結(jié)縷草、垂柳和杞柳舉行河道修復(fù)工程，10個(gè)月后發(fā)覺(jué)土壤剪切力和生物多樣性都得到顯然改善；劉娜娜等分析了中山岐江公園親水生態(tài)湖岸建設(shè)中實(shí)施喬灌草結(jié)合技術(shù)改造后，生態(tài)環(huán)境得到改善，生物多樣性顯然提高。 2.1.2活枝扦插技術(shù)利用可以生根的植物活枝直接扦插或按壓進(jìn)入坡岸土壤?；钪ι螅瑢⑵掳锻寥李w粒連固在一起，同時(shí)吸收多余的土壤水分。該方法扦插速度快，并可以與其他植物措施（如活枝捆栽方法等）聯(lián)

6、合使用。其生態(tài)效果為強(qiáng)化土壤表面侵蝕控制，與周邊植被一起改善植物自然定居的環(huán)境，創(chuàng)建坡岸兩側(cè)的生物棲息地。該技術(shù)適用于生態(tài)問(wèn)題比較容易，水力知識(shí)題不大的河段。 2.2植物工程復(fù)合方法 植物工程復(fù)合方法是生物技術(shù)與工程技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合式生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。這種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)強(qiáng)調(diào)活性植物與工程措施相結(jié)合，技術(shù)核心是植生基質(zhì)材料，依賴錨桿、植生基質(zhì)、復(fù)合材料網(wǎng)和植被的共同作用，達(dá)到對(duì)坡面舉行綠化和防護(hù)的目的。該技術(shù)主要用于修復(fù)那些侵蝕十分嚴(yán)峻、消失整體滑塌的陡坡。2.2.1土工布灌木層插和石籠灌叢層插土工布是水利上常用的固坡結(jié)構(gòu)，每一層土工布都包裹一層土壤，將可生根的灌木柳枝水平栽插在兩層土工布之間的土坡中

7、，就形成了土工布灌木層插的復(fù)合式土壤生物工程固坡結(jié)構(gòu)。此方法的種植過(guò)程比容易灌叢層插要復(fù)雜，成本較高；但可構(gòu)造一個(gè)全新結(jié)構(gòu)的、具有很好固土效果、抗沖刷性能強(qiáng)的生態(tài)坡岸，恢復(fù)沖蝕比較嚴(yán)峻的凹岸生態(tài)環(huán)境。2.2.2三維植被網(wǎng)護(hù)岸技術(shù)原用于山坡中大路路坡的庇護(hù)，現(xiàn)在也被用于河道岸坡的防護(hù)。它是以熱塑性樹(shù)脂為原料，經(jīng)擠出、拉伸焊接、收縮等一系列工藝制成的兩層或多層表面呈凸凹不平網(wǎng)袋狀的層狀結(jié)構(gòu)孔網(wǎng)，網(wǎng)底層為一個(gè)高模量基礎(chǔ)層，采用雙向拉伸技術(shù)，具有一定的彈性和強(qiáng)度，可防止植被網(wǎng)變形，并能有效防止水土流失。網(wǎng)表面為一個(gè)起泡層，蓬松的網(wǎng)袋內(nèi)有較大的容土空間，植草掩蓋率高，這種三維結(jié)構(gòu)保證了草籽更好的與土壤結(jié)

8、合。按照岸坡地形地貌、土質(zhì)和區(qū)域氣候等特點(diǎn)，在岸坡表面掩蓋一層三維植被網(wǎng)，并按一定的組合與間距種植多種植物，通過(guò)植物的生長(zhǎng)達(dá)到根系，加強(qiáng)根莖葉防沖蝕的目的，可在坡面形成茂盛的植被掩蓋，在表層形成盤根錯(cuò)節(jié)的根系，有效抑制暴雨徑流對(duì)邊坡的侵蝕，增強(qiáng)土體的抗剪強(qiáng)度，大幅度提高岸坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。 3.展望 河道恢復(fù)是動(dòng)態(tài)的、易受植物群落演替特征和恢復(fù)力影響的過(guò)程，因此要經(jīng)受較長(zhǎng)時(shí)光，但是往往工程實(shí)施后缺乏長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，這可為河道的適應(yīng)性管理和其它工程項(xiàng)目的實(shí)施供應(yīng)重要的科學(xué)依據(jù)；不同地區(qū)河道重建中適合喬灌草種類的抉擇與最佳搭配；河道植物（木本植物和草本植物）的固坡作用和水土流失控制中的作用機(jī)理，以及實(shí)施植物措施后對(duì)提高生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性、生境改善、降低面源污染入河等的經(jīng)濟(jì)知識(shí)題等；河道建設(shè)項(xiàng)目以及不同河道工程中勝利利用植物措施的全面