近自然流域治理-男生組

近自然流域治理的技術(shù)體系主要包括生態(tài)調(diào)節(jié)措施和工程改造措施：一、生態(tài)調(diào)節(jié)措施

指不拆除原有的破壞河流生態(tài)系統(tǒng)的傳統(tǒng)水利工程，而是對其進(jìn)行改造，如碎化混凝土河底，在等寬河道中修建河心島等，該種措施造價相對低廉，但并不能徹底地恢復(fù)河流原來的風(fēng)貌。二、工程改造措施

是要拆除原有的水利工程，按照生態(tài)原則修建近自然治理的工程措施，如拆除高大、陡峭的護(hù)岸而修建長緩護(hù)坡，改變原有的堤線，恢復(fù)濕地、河岸緩沖帶。

主要實施工程類型：河道蜿蜒性特征的修復(fù)、河道斷面多樣化的修復(fù)、河流緩沖區(qū)的修復(fù)、人工濕地的構(gòu)建、生態(tài)型護(hù)岸的配置、淺灘—深潭結(jié)構(gòu)的重塑、河道內(nèi)部棲息地的改善與加強(qiáng)。案例分析一、《基于近自然設(shè)計的河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究——以長春市飲用水源地入庫河道為例》1、實驗地概況：

實驗地位于長春市二道區(qū)蓮花山滑雪場山麓，長春市石頭口門上游。該地區(qū)域?qū)儆诖箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，氣候東西過渡，熱量水分適中；全年平均氣溫4。8℃，最高溫度39。5℃，最低溫度-39。8℃，日照時間2688h；年平均降水量522mm至615mm，夏季降水量占全年降水量的60%以上。

實驗河流為匯入長春市石頭口門水庫的一條嚴(yán)重受損的山區(qū)河流，總長3。2km，比降5‰，河流上寬2m-4m，下寬1m-3m，河岸坡度大于2:1。實驗河流的受損狀況主要包括以下幾點：（1）泄洪安全（2）水文過程完整性（3）生境多樣性（4）生態(tài)系統(tǒng)健康（5）親水性（6）景觀效果2、修復(fù)理念

傳統(tǒng)的河道整治理念主要基于防洪和景觀，蓮花山受損河流近自然生態(tài)修復(fù)遵循防洪安全、生態(tài)系統(tǒng)功能強(qiáng)化、親水文化空間創(chuàng)造、景觀優(yōu)化提升的新理念。（1）影響防洪功能的關(guān)鍵因子：護(hù)岸、泄洪（2）影響生態(tài)功能的關(guān)鍵因子：土壤侵蝕、水流活力、水質(zhì)污染、河流生境、淺灘—深潭。（3）影響親水功能的關(guān)鍵因子：緩坡護(hù)岸、親水步道、親水平臺、水質(zhì)、水聲。（4）影響景觀功能的關(guān)鍵因子：植物種類、植物配置、復(fù)層結(jié)構(gòu)、沿河步道、跌水效果、護(hù)岸效果。3、修復(fù)技術(shù)方案

基于近自然設(shè)計，采用土木工程和生態(tài)工程相結(jié)合的技術(shù)方案，為提高河流形態(tài)多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和生物多樣性水平。本工程主要采取以下修復(fù)技術(shù)方案：（1）河道蜿蜒性特征的修復(fù):

河流生態(tài)修復(fù)在原始河道自然彎曲的情況下，遵循原始河道的自然蜿蜒性，只在原始河岸基礎(chǔ)上進(jìn)行人工拓寬和加深，盡量保留原河道的自然蜿蜒形態(tài)。在原始河道的直線型部分，盡量模仿自然河流的蜿蜒形態(tài)，因地制宜的進(jìn)行人工優(yōu)化改造，重塑河流的彎曲形態(tài)，使河流逐漸恢復(fù)原始的自然風(fēng)貌。河道斷面多樣化的修復(fù)：緩坡復(fù)試法：

在河流兩岸可利用土地面積較大的區(qū)域采用挖掘機(jī)削減護(hù)岸坡度，將原始直立式河岸或坡度較大的河岸改造為緩坡復(fù)式斷面。功能：平水期，洪泛區(qū)和緩沖區(qū)可供人們野炊、散步、放牧等；洪水期，可以疏導(dǎo)洪水，起到泄洪作用。階梯復(fù)式方法：在河流兩岸可利用土地面積較小的區(qū)域采用階梯復(fù)式斷面，根據(jù)具體的坡度和坡長，在河流的南北岸分別打入3排和2排木樁，每排木樁橫向間距60cm，縱向間距25cm，每排木樁高度相差40cm，木樁間填充拋石，使表面平整，空隙內(nèi)扦插柳樹樁。功能：平水期：洪泛區(qū)和緩沖區(qū)可給游人提供一個散步、觀光的親水文化空間；洪水期：泄洪、排洪，疏導(dǎo)洪水。河流緩沖區(qū)的修復(fù)：

緩沖區(qū)位于河流與陸地交界處，直至河水影響消失的區(qū)域，是陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過渡帶，河岸帶生態(tài)系統(tǒng)是一類具有高地下水位的生態(tài)系統(tǒng)，具有獨特的植被、土壤、地形、地貌和水文特征。緩沖區(qū)的主要作用是為洪水讓路，分蓄和削減洪水；將洪水中的污染物沉淀、過濾、凈化、改善水質(zhì)；截留、過濾暴雨徑流，凈化水體；提供野生動植物的生息環(huán)境；保持景觀的自然特征；為人類提供良好的生活、休閑空間等。

當(dāng)已經(jīng)配置了緩沖帶時，減低河岸邊坡是最有效的恢復(fù)措施。減小河道邊坡，首先可以降低河岸塌方頻率，從而減少直接進(jìn)入河流的泥沙；其次能夠增加河道的寬度，形成類似于洪泛平原功能的區(qū)域。洪峰期間，河流可以漫到洪泛平原，從而消耗洪水能量，減少水流對河岸的沖刷，水面擴(kuò)大后，降低了流速和輸沙能力，從而使泥沙沉積在邊坡上，減小下泄水流的含沙量。本研究采用降低河岸邊坡比降、利用自然材料護(hù)岸和種植水生植物菖蒲及柳樹的方法恢復(fù)河流緩沖區(qū)。人工濕地的構(gòu)建：

濕地是一種自然景觀，一個自然綜合體，是地球上具有重要環(huán)境功能和生態(tài)系統(tǒng)的多種生物的棲息和孽生地。它既是一項重要的自然資源，又是地球生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，與森林、海洋一起并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)。濕地具有較強(qiáng)的消解污染物的能力，被譽(yù)為“地球之腎”。濕地的主要生態(tài)功能包括為魚類和野生動物提供食物和生存環(huán)境；蓄積來自水陸兩相的營養(yǎng)物質(zhì)而使底質(zhì)具有較高的肥力；工業(yè)和生活廢水的凈化；碳、氫、氮和硫（包括溫室氣體）的生物地球化學(xué)循環(huán)。人工濕地不僅可以對河道水體污染進(jìn)行治理，還可以美化環(huán)境，保持河道的自然生態(tài)，為水生動物與兩棲動物提供棲息地。

本工程在河道上游和中游各修建一個人工濕地，將上游濕地、中游濕地與整個河流貫穿起來，構(gòu)成一個河流—濕地耦合系統(tǒng)。使河流在平水期蓄集河水，確保河道內(nèi)有常流水，即使在旱季也能保持水面；洪水期增加洪水在河道內(nèi)的滯留時間，消減洪水能量，降低洪水對下游河道的沖擊強(qiáng)度。

河水在河流—濕地耦合系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行沉淀和滲透的過程中，河水中的有毒重金屬和其他顆粒狀污染物在濕地內(nèi)進(jìn)行沉淀，通過土壤的截留、濕地內(nèi)植物根系的吸附和吸收、微生物的分解后滲入地下，慢慢匯入地下水系，補(bǔ)給地下水源，通過地下水系匯入水庫，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

生態(tài)型護(hù)岸的配置：

本工程充分體現(xiàn)“近自然生態(tài)修復(fù)”的理念，用塊石、碎石、木樁（長1。5m～2。2m，直徑13cm～15cm）、活體樹樁（長30cm～40cm，直徑2cm～4cm）等自然材料及廢舊輪胎等構(gòu)建多孔隙“柔性生態(tài)護(hù)岸”代替無孔隙的鋼筋、混凝土硬質(zhì)護(hù)岸。

主要采取以下四種類型的“柔性生態(tài)護(hù)岸”，拋石+植物護(hù)岸、輪胎+拋石+植物護(hù)岸、木樁+拋石+植物護(hù)岸、階梯木樁+拋石+植物護(hù)岸多孔隙“柔性生態(tài)護(hù)岸”主要有以下優(yōu)點：可塑性強(qiáng)，可根據(jù)周圍地質(zhì)的變動自行調(diào)整，能抵御更強(qiáng)的自然變動；增加河岸孔隙度，為生物提供一個多孔隙的棲息地；與周圍自然環(huán)境融為一體，體現(xiàn)河流自然景觀；減少材料成本、運(yùn)輸費(fèi)用和工程施工費(fèi)用。淺灘—深潭結(jié)構(gòu)的重塑：淺灘和深潭結(jié)構(gòu)的重塑有助于植被的良好發(fā)育和構(gòu)建多樣性的生物棲息地，還可以營造天然的河流景觀。Herricks在美國的一條河流中，通過對魚魚類生境條件的研究調(diào)查，在河流的不同位置制造出不同的淺灘和深潭，為魚類提供了一個生長繁殖和棲息的場所。

深潭與淺灘的大小及其組合應(yīng)根據(jù)水力學(xué)原理來確定，按照彎道出現(xiàn)的頻率來成對設(shè)計，即一個彎曲段，配有一對深潭與淺灘，每對深潭—淺灘可按下游河寬的5～7倍距離來交替布置。河道內(nèi)部棲息地的改善與加強(qiáng)：通過在河道內(nèi)部設(shè)置各種生態(tài)措施來增加水流多樣性，使水流對河床產(chǎn)生不同程度的沖刷，改善河道內(nèi)部微地形、加強(qiáng)河道棲息地功能，以增加河道內(nèi)棲息地多樣性水平和生物多樣性水平。本次工程主要采用丁壩、溢流堰和生態(tài)跌水工、人工島等措施來改善和加強(qiáng)河道內(nèi)部棲息地。河道測溝的人工維持管理：

該河流為山區(qū)河流，兩岸均為山地，坡度較大，降雨時，徑流運(yùn)動較快，水分下滲率低，因此，降雨時地表徑流對河岸的沖刷強(qiáng)度很大。在該河流的生態(tài)修復(fù)過程中，根據(jù)水流沖刷強(qiáng)度的不同，分別采用拋石+植物組合、木樁+拋石+植物組合、木樁+拋石+植物+小型堰組合等方式對原始河岸的上游、中游和下游的三條沖刷溝進(jìn)行人工維持和加固。河岸帶植被重建：

植被恢復(fù)是最普遍的河流修復(fù)的重要技術(shù)方法。植被可以影響河流的流動、河岸抗沖刷強(qiáng)度、泥沙沉積、河床穩(wěn)定性和河道形態(tài)進(jìn)而對河流產(chǎn)生很大影響。同時，合理分布的植被還有助于減輕洪水災(zāi)害、凈化水體，提供景觀休閑場所和多種生態(tài)服務(wù)功能。正常發(fā)育的河岸帶植被對河道岸坡有一定的加固作用，可以提供遮蔭從而降低河流水溫，在營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和水質(zhì)改善方面也具有重大作用，為沿岸野生動物提供多種棲息地環(huán)境和生態(tài)廊道，并可以增加河道兩岸的美學(xué)價值。在植被恢復(fù)時，選擇適合當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土植物，草本植物通過種子進(jìn)行培育，喬木則通過移植進(jìn)進(jìn)行培育，灌木則通過栽種活枝條進(jìn)行培育。混合植物帶能有效去除COD、NH4+_N、TP等污染物，改善局部水環(huán)境。

河岸帶植被恢復(fù)的方法主要有，鄉(xiāng)土植物的種植，保持河岸帶植被的遺傳多樣性和生物多樣性，在河岸帶植被恢復(fù)時要考慮到水流的擾動、當(dāng)?shù)赝寥赖踪|(zhì)、不同種類植被的特性、種植密度、種植寬度、鄉(xiāng)土植物重建等因素

該工程通過對河道兩岸的鄉(xiāng)土植物群落進(jìn)行調(diào)查和查閱相關(guān)文獻(xiàn)，最后確定所采用的植物種類。邊坡植物主要采用當(dāng)?shù)啬退汀⒐芾矸奖?、樹姿?yōu)美的垂柳、垂絲海棠、梧桐、俄羅斯紅葉李、毛櫻毛櫻桃、野薔薇等樹木；地被植物主要采用根系發(fā)達(dá)、抗寒、抗旱的豆科植物紫花苜蓿；水生植物主要采用繁殖迅速、枝葉柔韌性強(qiáng)、對洪水阻力小的蘆葦和菖蒲。

為了控制和防止工程前期的水土流失，在施工過程中同步插入柳條，使其根系固定岸邊土壤；在工程完成后立即在整個河岸帶上播種地被植物紫花苜蓿，使其盡快覆蓋整個地面，防止水土流失。動植物棲息地的保護(hù)和恢復(fù)：

在河流的治理規(guī)劃中，保留一些靜水區(qū)和濕地，營造多樣性的水域棲息地環(huán)境，使之具有不同的水深、流場和流速，適于不同生物發(fā)育和生長需要。

河流生態(tài)修復(fù)工程對動植物棲息地應(yīng)本著避讓原則和最小破壞原則。在本次施工過程中對原始河岸邊的柳樹、楊樹等植物盡最大可能進(jìn)行保留。對于已經(jīng)受損的動植物棲息地，例如，人工構(gòu)建多孔隙河岸帶創(chuàng)造植物生長基盤的方式恢復(fù)植物生境；構(gòu)建多孔隙柔性生態(tài)護(hù)岸的方式恢復(fù)青蛙、蛇類等動物的棲息地生境；在河床內(nèi)植入棲木為野生鳥類提供一個落腳之地和避難場所；人工搭建魚巢為魚類提供避難、棲息、繁殖之場所。4、成果（1）2008年6月～2009年9月，修復(fù)工程經(jīng)歷了7場典型洪水的考驗，河道泄洪暢通，除了3處遭到輕微損壞外，河流主體部分安全穩(wěn)固，修補(bǔ)后的受損部分之后（2）修復(fù)工程恢復(fù)了河流與河漫灘的水文連續(xù)性，維持了河流水文過程的完整性。洪水期，生態(tài)河道能有效緩沖洪水；枯水期，生態(tài)河道能有效蓄積河水，使河流不至于干涸、斷流，維持了水流的連續(xù)性。（3）修復(fù)一年后A-1區(qū)、A-2區(qū)、A-3區(qū)的河床底質(zhì)適宜性指數(shù)分別由原來的0.20、0.17、0.18提高到0.31、0.35、0.38；未修復(fù)的B-1區(qū)、B-2區(qū)、B-3區(qū)的河床底質(zhì)適宜性指數(shù)均在0.21以下。（4）修復(fù)后的A-1區(qū)、A-2區(qū)、A-3區(qū)的植物群落生物多樣性指數(shù)和底棲動物群落生物多樣性指數(shù)均高于未修復(fù)的B區(qū)；修復(fù)區(qū)內(nèi)的大型動物如魚蝦類，青蛙，蛇等數(shù)目和出現(xiàn)頻率均高于未修復(fù)區(qū)。（5）修復(fù)工程通過降低河岸坡度、設(shè)置親水臺階、搭建親水平臺、鋪設(shè)沿河步道、建造濕地廣場、修建透水堰壩、創(chuàng)造娛樂場所等措施，增加人們的親水和娛樂機(jī)會，提高河流的親水性。（6）修復(fù)工程重塑了河流的蜿蜒曲折風(fēng)貌、恢復(fù)了河岸線的優(yōu)美自然景觀。5、不足（1）生態(tài)護(hù)岸采用的木樁暴露在空氣中，日曬雨淋，久而久之會逐漸氧化、變形、腐爛。（2）不同于傳統(tǒng)的水利工程，河流近自然生態(tài)修復(fù)工程的竣工并不代表河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)的實現(xiàn)，最終目標(biāo)的實現(xiàn)往往需要幾年，甚至十幾年。（3）本項目由于經(jīng)費(fèi)有限，研究范圍僅局限于長春市石頭口門水庫上游1.5km處長度約為1km的河段，修復(fù)工程從防洪、生態(tài)、親水、景觀等方面達(dá)到了預(yù)期的效果，取得了一定的成績。二、《北京地區(qū)退化河溪近自然治理措施研究——以懷九河為例》1、河溪近自然治理的內(nèi)涵

河溪近自然治理也稱近自然生態(tài)工法或多自然型河流治理法，是在指能夠完成傳統(tǒng)河流整治任務(wù)的基礎(chǔ)上可以達(dá)到接近自然、廉價并保持景觀美的一種治理方案。2、懷九河生態(tài)系統(tǒng)特征及其近自然治理狀況（1）總體情況良好，但河段差異性極大。（2）整個大流域自然資源豐富，可以為河溪近自然治理提供充足的原材料。（3）污染源單一。3、懷九河河溪近自然治理措施設(shè)計

河道的近自然治理的方法包括生態(tài)調(diào)節(jié)措施和工程改造措施，生態(tài)調(diào)節(jié)措施是指不拆除原有的破壞河流生態(tài)系統(tǒng)的傳統(tǒng)水利工程，而是對其進(jìn)行改造；工程改造措施則是要拆除原有的水利工程，按照生態(tài)原則修建近自然治理的工程措施。生態(tài)調(diào)節(jié)措施：（1）構(gòu)建河心島和生態(tài)型丁壩以增加流速多樣性。（2）構(gòu)建河道的復(fù)式斷面。（3）保護(hù)或恢復(fù)河溪自然的低水槽和深水槽。工程改造措施：（1）利用柳枝、石塊構(gòu)建生態(tài)型護(hù)岸。（2）修建階梯形潛壩。（3）修筑魚道。4、治理后

北京作為祖國的首都，其河溪治理情況具有示范作用，懷九河的四渡河河段在2005年進(jìn)行了近自然治理，施工人員通過改變河流的橫斷面、減緩岸坡角度等手段，使得該處河段的景觀面貌煥然一新，其中最為明顯的就是河溪緩沖帶的恢復(fù)，施工人員盡量依靠、發(fā)揮自然的自我修復(fù)能力，讓當(dāng)?shù)刂参锬苈纳L，而事實上，一些雜草，如灰菜等在第二年就很好的覆蓋了整個護(hù)坡，使河流環(huán)境很快恢復(fù)到原有的自然風(fēng)貌。三、我國城市河流近自然治理的理論與實踐研究——以成都金堂北河綜合治理工程為例1.目前存在的問題

防洪標(biāo)準(zhǔn)較低

水質(zhì)污染嚴(yán)重

景觀效果較差

2.工程治理措施（1）設(shè)計思想改善河流周邊環(huán)境，為人們提供休憩的自由空間，為各種生物創(chuàng)造富有多樣性的生境條件提高市政建設(shè)(交通停車、綠化、環(huán)境及景觀)水平，結(jié)合商業(yè)經(jīng)濟(jì)開發(fā)將自然景觀整治與文化景觀保護(hù)利用相結(jié)合（2）規(guī)劃設(shè)計方案

①河流水體

②河流形態(tài)

穩(wěn)定河寬

堤距

堤線布置

斷面

③護(hù)堤

斜坡式護(hù)堤

④河流景觀

3.工程措施影響評價

（1）有利影響

保護(hù)了左岸兩鎮(zhèn)及金堂縣城趙鎮(zhèn)的安全

改善沱江干流北河兩岸生態(tài)環(huán)境

有利于保護(hù)北河的水環(huán)境

（2）不利影響

施工噪音

施工廢水

固體廢棄物

工程占地

4.結(jié)論與建議

（1）我國城市河流近自然治理的特點

①理念：社會可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)生物多樣性、人與自然和諧共處

②隨著人類對河流結(jié)構(gòu)，功能以及人類自身生產(chǎn)，生活行為的認(rèn)

識，近自然治理在河流管理和治理中已呈現(xiàn)出重要的戰(zhàn)略地位，同時也得到國內(nèi)外各界的認(rèn)可。

③防洪和水資源利用方面滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)的前提下，最大限度的保

留了河流的自然形態(tài)。

④河流生態(tài)功能的改善和提高方面

⑤河流景觀的營造方面

⑥親水方面（2）我國城市河流近自然治理所存在的問題

①治理是以防洪為主，加上資金的有限，護(hù)岸硬質(zhì)化的現(xiàn)象較嚴(yán)重

②我國現(xiàn)有的水利工程設(shè)計規(guī)范不利于近自然治理實行

③各部門工作相對獨立，未能形成各領(lǐng)域?qū)＜夜餐瑓⑴c的工作體制

④方案確定及治理過程中，公眾的參與較少（3）建議

①

制定有利于近自然治理的體制

②嚴(yán)格有關(guān)環(huán)境影響評價的條例

③匯集各學(xué)科專家共同參與

④鼓勵公眾參與

（1）有利影響保護(hù)左岸兩鎮(zhèn)及金堂縣城趙鎮(zhèn)的安全避免北河洪水對棲賢、三星二鎮(zhèn)的沖襲保護(hù)了棲賢、三星及金堂縣城鎮(zhèn)的防洪安全3、工程措施影響評價改善沱江干流北河兩岸生態(tài)環(huán)境改善北河兩岸生態(tài)環(huán)境，提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，防止兩岸的水土流失，減少北河河床淤積?？⒐ず?，岸坡不再坍塌，河中推移質(zhì)減少，糙率降低，有利于排泄北河洪水。

有利于保護(hù)北