浅谈河道的生态治理_河道生态治理技术

浅谈河道的生态治理由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“河道生态治理技术”。

浅谈河道的生态治理

李涛、朱文明（长江重庆航道工程局，重庆 渝中区，400011）

摘 要：本文分析了河道治理的现状弊端及河道生态治理的发展，提出了河道生态治理采用河道护岸生态治理、河道底泥疏浚治理及疏浚土的处理与改良相结合的方案。关键词：河道；护岸生态治理；河道底泥疏浚治理；疏浚土的处理与改良

1.河道治理的现状

河道岸坡的整治工程在城市河道建设中具有多方面的作用，一是保护堤防与岸线的安全，二是控制河势变化，加强河道纵深冲刷以扩大泄洪能力，同时也增添河道两岸的自然景观。

长期以来，人们比较注重河道本身的功能，如行洪、排涝等。因此河道断面形式单一，走向笔直，河道护坡结构也比较坚硬。由于主要考虑的是河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等，而且现行城市防洪工程设计规范中也未对护岸的生态学功能提出要求，因此河道的护岸结构上主要采用浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡、或现在比较流行的土工模袋混凝土护坡等。形式上也大多为重力式（直立式）。

渠道化的河岸和灰色的水泥与周围的景观极不协调，而且与生态觉醒后现代人们追求回归自然的需求不一致。同时，渠道化结构对河道坡面采取了封闭的形式，河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境，很难生存下去，河道的自净能力遭到了破坏。各种水生植物也难以在坚硬的结构坡面上生长，各种水生动物也因此失去了生存环境而无法生存，严重破坏水生态系统。整个城市生态系统也因为不透水材料的阻隔而分割成两个部分，河道因此失去了其生态廊道作用。

同时，由于混凝土护岸不能蓄水，割断了地表径流与地下水的联系，城市地下水得不到补充，洪水在护岸内也不能正常蓄积，造成洪水位和枯水位相差很大，不但影响城市水资源的利用，而且给河道景观美化带来很大困难。

防洪与生态需求现已成为河道整治中的主要矛盾。建设生态护岸是解决这一矛盾的好方法，可以满足城市生态系统的景观和资源要求，在创造良好生境条件的同时，建设具有一定抗洪强度的河流护岸工程。2.河道生态治理理念的形成及发展

传统的河道护岸在材质方面大多数采用混凝土及浆砌块石等硬质材料,整个护岸形成一个封闭的体系,犹如给河道穿上了一层盔甲,但只考虑了河道的安全性,却忽视了对河流环境和生态系统及其他动植物与微生物生存环境的影响;不仅阻碍了水生态循环系统,连动植物、微生物的整体生物链都被阻断;地下水与河水也不能及时的沟通,水循环过程被隔断,河道变成了只进不出的封闭水体,从而有悖于城市的生态化建设。

生态河道是融现代水利工程学、景观生态学、环境科学、生物科学、美学等学科于一体的水利工程,它以“保护河道系统中生物良好的生存环境和创造和谐的自然景观”为前提,在保证防洪安全的同时,充分考虑生态效果,把河堤改造成水系统、土壤系统以及生物系统三者相互涵养的近自然状态。

早在1938 年,德国的Seifert 首先提出“亲河川整治”概念。他指出工程设施首先要具备以传统理念治理河流所要求满足的各种功能,比如防洪、供水、水土保持等,同时还应该达到亲近自然的目的。20 世纪50 年代,德国正式创立了“近自然河道治理工程学”,提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。1971年,Schlueter 认为河流近自然治理首先要满足人类对河流利用的要求,同时要维护或促进河流的生物多样性。1983年,Bidner 提出河流整治首先要考虑河道的水力学特性、地貌学特点与河流的自然状况,以分析河流整治状况及其对生态系统的影响程度。1985 年, Holzmann 把河岸植被视为具有多种小生态环境的多层结构,强调生态多样性的重要性,注重工程治理与自然景观的和谐性。同年,Rooll 指出,近自然治理的思想应该以维护河流中尽可能高的生物生产力为基础。1989 年,Pabst 提出河流的自然特性要依靠自然力来恢复,在一般意义上不再进行腐植质化或剖面化处理。河岸植被应该是由自然下种形成的,而其他一切促进植被恢复和改良土壤的措施如撒种、栽植、喷水、施肥等应该停止。1992 年,Hohmann 从维护河溪生态系统平衡的观点出发,认为近自然河流治理要减轻人为活动对河流的胁迫,维护河流环境多样性、物种多样性以及河流生态系统平衡并逐渐恢复其自然状况。现代河道整治工程注重河道景观与其周围环境的和谐性,并且提出了若干体现河流生态治理理念的新概念,如德国的“河流生态自然工法(Naturnahe)”,澳大利亚的“绿植被技术”,日本的“近自然工事”,美国的“自然河道设计技术”以及我国台湾的“生态工法”等。

3.河道护岸的生态治理

在建设生态河道的过程中,河道护岸是否符合生态的要求,是否能够提供动植物生长繁殖的场所,是否具有自我修复能力,是设计者应该着重考虑的事情。生态护岸应该是通过使用植物或植物与土工材料的结合,具备一定的结构强度,能减轻坡面及坡脚的不稳定性和侵蚀,同时能够实现多种生物的共生与繁殖、具有自我修复能力、具有净化功能、可自由呼吸的水工结构。

根据以往的工程经验,在沟道狭窄、冲刷严重区采用石笼结构、土工网复合植被技术、网格反滤生物工程、植被型生态混凝土、水泥生态种植基、多孔质护岸、多自然型护岸等生态型护岸方法治理。另外也有采用自然土质岸坡、自然缓坡、植树、植草等生态工程护堤,防止水土流失,也为水生植物的生长、水生动物的繁育、两栖动物的栖息繁衍活动创造条件。

对比工程成本及经济效益分析来看，目前多采用工艺较为成熟的防腐高强钢丝网石笼结构对河道岸坡进行生态治理。

具体做法如下：

3.1 对周边河道污染源头的整治，如堵口截污、截污导流，将周边的污水排入市政管网中进行集中的处置。对于不具备条件埋设管道的地方，可采用污水收集池或污水收集车集中收集，利用淤泥固化及土壤改良等技术进行处理的办法，然后再达标排放。

3.2 格宾及雷诺的应用

格宾、雷诺护垫均为低碳钢丝经防腐处理机械编织而成的六边形双绞合网面做成的网箱式工程构件，网箱内填充一定规格的石料，抗冲刷力强、透水性强，又是生物易于栖息的多孔隙构造，其结构具有柔性、透水性、整体性、环境亲和性等特点，多用于自然型生态型河道整治建设中，从而实现周边环境植被绿化，生态环境保护。

格宾细部构件图

3.2.1施工过程：

格宾的施工工艺流程图

雷诺护垫的施工工艺流程图

3.2.2工程实例

在昆明市海河截污及水环境治理工程中大量运用上述结构，较好的满足了生态治理的目标，充分的体现了格宾、雷诺护垫生态性、透水性、抗冲性、柔韧性的特点和作用：

（1）生态性。由于石笼的空隙较大，为使植物能早日生长，对其缝隙进行适度的填塞，同时采用微生物及各种生物，形成松软且富含营养成分的表土，实现多年生草本植物自然循环的目标。

（2）透水性。由于网箱内的填充料为松散体，存在较多的孔隙，可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能，增强水体的自净能力，有利于砌体后土壤中孔隙水的排出,从而减少墙体后的地下水压力。同时，地表水一旦入渗墙后土中，则可以通过砌体较快地排出，有效降低地下水位。

（3）抗冲性。用作护坡或挡墙工程，结构整体性好。在防护工程中的块石即使产生位移，此时变形后的护垫结构将调整，达到新的平衡，而整体不会遭到破坏，从而有效保护岸坡土壤不遭破坏。

（4）柔韧性。原材料采用涂膜热镀锌低碳钢丝，构成网格的钢丝有一定的强度，不易被拉断，箱笼整体强度较高。低碳钢丝承受适度的变形特点，可以将全部工程连成整体，不需分缝，即使由于某种原因使结构中断裂一根网丝，也不会影响结构的整体性。特别在受地基土沉陷或墙后土有小的变形影响时，结构能进行自身适应性的微调，整体结构不会遭到破坏。4.河道底泥疏浚

当今疏浚已成为江、河、湖水利资源开发、利用和水环境保护、改善的主要治理技术手段。当代疏浚技术已是涉及专业面很广的高技术系统工程。如何保护底泥，减少对环境的进一步破坏，这就是我们要进行环保疏浚。

根据所采用的疏浚机具动力原理不同，疏浚方式主要可区分为机械式、水力式和气动式三大类，目前最典型和实用的疏浚方式主要有： 抓斗、链斗挖泥船疏浚，绞吸、斗轮式挖泥船疏浚，水力冲挖机组疏浚。

（1）抓斗、链斗挖泥船疏浚

属于机械式疏浚方式，主要运用不同的挖掘机械（抓斗或链斗），进行水下泥砂的挖掘、提升和接送，以达到疏浚的目的，施工中一般需配备泥驳和吸泥船设备完成疏浚施工中的运输、弃土过程； 施工主要以作业灵活性见长，且基本不受运距限制，但施工时对周边环境影响较大，抓斗挖泥船施工质量较难控制；一般适用于工况条件复

杂、弃土点较远且具备航运条件，并对环保无特殊要求的疏浚工程。

（2）绞吸、斗轮式挖泥船疏浚

属于水力与机械结合的疏浚方式，是疏浚行业中较先进的疏浚方式，主要通过绞吸式、斗轮式挖泥船的刀轮头转动，连续均衡切割土层，泥土和水经过船内离心泵的作用吸入、加压，泥浆通过全封闭管道以高浓度细颗粒运动机理吹排入弃土场内； 设备功率大，高效节能，开挖质量好，并具有较突出的环保施工性能，但运用时受到单泵输送距离、工况条件等条件一定程度的限制； 一般适用于河道工况条件较好，弃土场地位于河道沿线的疏浚工程项目，近年随着小型设备的开发、远距离管道输泥技术和环保疏浚技术的日趋成熟，该疏浚方式的适应性日益广泛。

（3）水力冲挖机组疏浚

主要通过高压水枪冲削河道土层，稀释成浆，泥浆泵吸取，并输排入弃土场内；施工中采用干河断水作业，河道疏浚质量较好，但对施工期河道的正常运行功能有较大影响，并对周边环境有较大的干扰；一般适用于无航运和防洪排涝要求的小型河道。

环保疏浚，一般城市、风景区、生态区的河、湖和水库清淤工程需采用环保疏浚，它不同于普通疏浚，施工中一般要求彻底清除对水环境造成影响的污染底泥，并严格控制开挖中的悬浮质淤泥污染扩散范围，施工中需以全过程环保监控。

环保疏浚的核心技术第一就是疏浚设备，环保疏浚常采用装配了专用环保绞刀装置的绞吸式挖泥船或配有GOP泵（泵前配有一种环保绞刀装置）的挖掘机进行施工，专用环保绞刀装置是一种可以高效率、高质量挖除水下薄层淤泥，而对周围扰动最小的新型绞刀，施工中如需开挖除部分河底较硬土层时，可将环保绞刀装置替换成斗轮挖掘装置，施工适应能力强； 环保绞吸式挖泥船以低台速、低转速环保作业，分区分条扇形推进，施工中一般需同时结合长距离管道输泥技术、噪音控制技术及弃土处理技术使用，以最优的状态实现环保疏浚目的。5.疏浚土的处理与改良

淤泥处理是河道生态整治过程中的一大难题，怎样有效的减少淤泥处理过程中二次污染，并能使得处理过的淤泥达到环保要求？使用高效中性土壤改良剂可有效的解决上述问题。

5.1 原理

对于河道地层淤泥采用挖掘机清除，泥浆及污水混合物用固化剂絮凝沉淀，脱水，与地层淤泥一起用固化系统进行固化处理，固化后的凝固物可用于河道两侧绿化带位

置的回填及绿化护坡处理。处理后的水质中氮、氨的含量较高可作为农业生产、植物绿化的灌溉使用。

5.1.1土壌改良剂的使用

① 使用本品可维持改良土的PH值中性，不影响植物生长。可避免对周围环境造成二次污染。

② 改良后的土粒呈团粒结构，透水透气性好，适合植物的生长，改良土残土还可再利用。

③ 改良后的土质保水性和保肥性好，可用于沙地，干旱地改良。

④ 改良土干燥前和干燥后不溶解于水，可防止水土流失。并且，具有封闭土中的悪臭和有害物质的効果，可固化有害物质防止有害物质的流出而污染周围环境造成。

⑤ 固化速度快。数十秒钟即可固化，可提高固化作业的工作效率，且可使固化装置小型化。

⑥ 添加量少，一般0.05％～0.5％（因含水率和土质而不同）。

⑦ 能即刻处理疏浚土，且改良后的土质安定，成份不再溶出，可作为填埋土再利用。

⑧ 处理后改良効果一直保持，与原土有机融和。

⑨ 由于添加量少，作业系统小型化及高効率化，可大幅降低综合成本。对于淤泥投放入土壤改良机中进行土壤改良（投入土壤改良剂，然后再进的固化处理，排出之后的是泥土。）改良后留下备用。

5.2 疏浚土的处理与改良的作用和效果

疏浚土的处理与改良在下一部分的河道沿岸治理中起到关键作用也能变相的节约成本，减少挖掘出来的淤泥对环境造成更大的负担。

其次对于下游工业污染比较严重的河道，淤泥中含有大量的有毒有害物质，还有大量的重金属。对于此类污泥我们也要加入土壤改良剂后搅拌，让其淤泥脱水并且让其中的有毒有害物质与重金属物质不扩散。然后再进行填埋。这样填埋之后就算遇到水，淤泥也不会被水冲散那么在淤泥中的有害物质也不会再次扩散对环境造成二次污染。

运用原先在第一部分治理中得到的改良土（以经过土壤改良剂处理），将改良土和将处理好的种子（抗贫瘠、抗病虫害、耐性好、适合本地生长的）进行搅拌。利用客土喷播技术。客土喷播绿化技术是九十年代采用的新型喷播绿化方式，应用广泛，且

绿化效果极佳。它是将由改良土、我公司研制的添加剂和草种按一定比例组成并搅拌均匀的有机基材，通过专门喷播机(空压)喷播在坡面上。草皮长成后，发达的根系可通过基材深入到岩体的节理和裂隙中，能达到久固坡和美化环境的双重目的。6.结语

综上，在生态河道的综合整治过程中，我们采用格宾或雷诺对河道的边坡进行生态修复，河道内的淤泥采用环保疏浚的方法进行疏浚，同时将无害化处理过的淤泥喷涂至岸坡或者回填至护岸边坡背侧，用作植物种植的养料，形成有机的生态体系。为防止突发洪水将沿岸的污水带入河道中造成河道污染，可在河道内用格宾或者雷诺修建一定数量的坑槽或者坝体，在坝体内用淤泥固化装置或固化剂进行污水的处理，使得污水流经坝体后变得干净清澈，同时坝体有一定的截污作用，保证河道清洁。与此同时可在坝体上种植湿地植物修筑人工湿地，通过人工湿地进一步净化，恢复河道的自然生态系统，自身净化系统，减少河道的维护成本，达到生态整治与自然的合一。参考文献

[1] 薛彦东，杨培岭，王成志.现代生态河道的整治研究，中国农村水利水电，2009年第6期.[2] 王新军，罗继润.城市河道综合整治中生态护岸建设初探，复旦学报（自然科学版）2006.2.[3] 吴镜明.水力冲挖机组在河道疏浚工程中的应用技术和效益，江苏水利科技，1994.2.[4] 金晔军.浙江省水利疏浚业发展现状调研报告，浙江省水利水电勘测设计院，2007.3.[5] 徐乃文·生态河道护坡结构建设技术的研究及应用，上海水利信息网，2008.7.1.[6] 王成志·现代河道的生态建设与治理,中国水利,2008[22].[7] 马克菲尔（长沙）新型支挡科技开发有限公司,长江航道局·海河综合整治工程格宾、雷诺护垫施工指南与质量检验，2009.11.[8] 杨永荻, 汤怡新.疏浚土的固化处理技术,水运工程，2001年第4期.[9] 曹右安.谈谈疏浚土的有益利用，交通部，2007.10.作者简介: 1.李涛，男，大学本科。现任长江重庆航道工程局环保疏浚暨河湖治理工程公司副经理。从事多年疏浚吹填、河湖治理及环保项目施工与管理，具有较高的技术造诣及丰富的施工管理经验。电话023-63775824，传真023-63932444，邮箱litao.cqu@yeah.net。

2.朱文明，男，大学本科。现任长江重庆航道工程局第七工程处工务班长。从事多年市政、公路、船台滑道、河道治理等施工的质量、进度控制与合同管理，具有丰富的施工管理经验。电话***，传真023-63932444，邮箱zwm2004love@yahoo.com.cn。