河道生态化设计初探

水利工程的设计元素，开始更加注重考虑河道的生态恢复可能性，从而形成生态河道，使得河道更加自然、原生态，体现出人与自然的和谐，为我们人类打造一个生态良好、水景观优化、水文化丰富的亲水型宜居住城市。

1 河道线型的生态化设计

河道的线型设计就是河道总体的平面设计。近年来，城市土地紧张，河道滨水地带被大量侵占，河宽日益变窄。但是为了泄洪又要保证过水断面，河道取直、挖深河床成为必然的趋势，对驳坎提出了更高的强度要求，建设的费用也随之增加，导致河道的生态性下降，泄洪成为河道唯一的功能。这违背了环境的可持续发展要求，城市河道的生态化治理需要退地还河、恢复水带，减少护岸的多余装饰，恢复其自然形式，避免河道线型的直线化。

河道线型设计可以最大程度地保护生物的多样性，为生物的生活创造适宜的环境，为其繁殖与生存创造良好的场所，保护生物的延续性。如果条件允许，可以适当地增加一些沙洲河湾等半自然的形态，增加美感，改善河流多样性。从工程建设的角度来说，自然曲折的河道可以缓解洪峰带来的冲击，削减水的力量，减缓流速，保护沿线的护岸。同时，也为设计人员进行断面设计留有余地，因河制宜，利于节约成本。2 河道存在的问题

1） 水体系布局混乱。随着近年来市区的扩建、房地产开发、路网建设等因素的影响，部分河流的水体系被打乱，排水受到影响。以市区部分河道为例，房地产开发导致河道受阻，水质因滞留变黑、发臭，严重影响附近居民的生活。

2） 河道生态变差，水污染严重。本市河道护岸基本采用水泥砌石形式，切断了陆地与水体的联系，严重影响生物的多样性并河道自身净化能力变差，污染日益严重。目前，本市水体污染因子主要有： COD、NH3 - N、FN、DO等，水质情况基本为IV 类，水体生态系统破坏严重。

3） 水土流失严重，河道被淤泥堵塞。受夏季洪水的影响，市区河道上游的护坡被冲刷，导致市区河床淤泥堵塞。由于泄洪的需要，每年都必须对河道淤泥进行清理，给政府部门带来很大压力。

4） 河道水体季节性短期。本市属于暖温带季风气候，降水多出现在夏季，冬春时节河道的水位很低，导致流通不畅，河道水质明显恶化。除此之外，上游地区对水资源的需求不断增加，河水流量越来越小，对生态化河道的建设构成威胁。

3 生态化治理的方法 3. 1 河道平面形态设计

河道总体平面生态化设计时，要尽量宽窄结合并保持河道弯曲。从安全角度，弯曲的河道能缓冲洪峰控制洪水的流速，降低洪水对护岸的冲刷程度。从生态学角度，曲折的河道可以为鱼类提供繁殖的场所，洪峰到来时还可作为生物的避风港[1]。

因此，对于本市总体平面生态化设计时，应适当地在城市河道中设置湿地、沙洲、河湾等，可以提高水中的含氧量，增加生物的多样性，有利于城市河道环境的改善。

3. 2 河道断面设计

河道断面设计时应充分考虑土地利用、河岸生态景观、主导功能等因素，以保证河道生态系统的稳定。本市河道护岸基本采用高驳坎的水泥砌石，切断了陆地与水体的联系，两栖动物无法上岸繁殖，生物多样性受到严重影响。陡坡断面也不利于岸边景观的布置，阻碍植物的生长.

在市郊区域，应尽量保证河道的天然性，在满足河道功能的同时尽量减少人工痕迹。选择河道断面时应首先保持天然断面，不能保证天然时依次选择复式、梯形、矩形断面[2]。同时，应增加河道断面的多样性，在断面切换的河段水流速度会发生变化，使水中的含氧量增加。既有利于生物的多样性，并可以产生自然生态景观带。因此，在本市河道断面设计时应注意以下两点：

1） 在满足泄洪的条件下，河道断面尽量加宽并设置弯道，并将河道设计为深浅变化的。

2） 增加河道断面的多样性，对不能保证自然形态的河段设置多种断面形式。 3. 3 河道护岸设计

本市河道护岸多采用混凝土及浆砌块石等，只考虑到了安全性，但是破坏了生物的多样性。许多两栖动物、微生物、植物的生物链被打断，河水与地下水之

间也被阻隔，严重破坏了生态系统的稳定。因此，在河道护岸设计中要充分考虑生态因素并具备以下功能： 一定的结构强度、多种生物共生、自我修复功能、净化功能等。对比三维植被网护岸、地毯式混凝土草坪护岸等多种生态护岸，均具有较大的孔隙率、地下水与河水自由沟通、造价较低、材料柔性化等共同點。

结合全市具体情况，护岸设计时可选用活枝扦插技术和灌丛垫技术。活枝扦插技术是将易生根的植物直接扦插到护岸土壤中，还可与其他生物土壤技术共同应用，该方法可以保持水土，改善护岸周围环境并为动物创造栖息地。灌丛垫技术是将灌丛覆盖在护岸上，增加护岸的强度，并形成绿色植被带，美化环境。

3. 4 植物配置设计

河道生态系统的植物配置设计也至关重要，丰富的植物群落可以提高生物的多样性，改善河道两岸环境。植物根系可以提高土壤中有机物的含量，并改善土壤结构提高其抗侵蚀、抗冲刷能力； 植物的枝叶可以起到截留雨水、抵消波浪、净化水质、天然氧吧的作用。研究表明，植物对能净化河水中的有机污染物，其能滞留河水中89%的氮化物和80% 的磷化物[3]。根据生长地点的不同，河道植物分为水生植物、护岸植物、河堤植物等多种。在植物选择时，要尽量选择适宜本地生长的物种，不能选择情况不明的外来物种。

结合全市的河道生态化治理的具体情况，对于水岸边缘地带要选择根系发达的香根草、百喜草等； 对于污染较重的河段，要选择有净水作用的伊乐藻、狐尾藻、美人蕉等； 对于开阔的河滩地带要配置多种植物，如芦苇、荷花等，以积极构建动物良好的栖息场所。

4 结语

通过对生态河道设计的多方因素进行分析，城市河道的设计人员要充分结合自身城市的特征，不断拓宽思路，结合生态学等相关的知识，互相补充，形成有效的科学设计方法，为实现生态的可持续发展做出贡献，实现人与自然的和谐相处。

参考文献

[1]叶碎高，王帅，张锦娟. 河道植物措施与生物多样性研究进展与展望[J].水利与建筑工程学报，2008，6