辽东山区小河道原生态恢复治理技术研究

    辽东山区小河道原生态恢复治理技术研究

    文章导读：多目标兼顾的原则小河道治理不单纯是解决防洪问题，还应包括改善水域生态环境，提高河流自净能力。如果仅仅从其一个角度出发，轻I则造成资源浪费，重则对小河道生态环境造成大的影响。因此必须统筹兼顾，整体协调。

    辽宁省东部包括长大铁路以东（不含大连）的32个县（市、区），总面积40367m ，其中中低山区30756111丘陵平原961 lm 。该区河流众多，其中山区小河道2525条，总长度11886.39kin。在地理、地貌、地势条件的共同作用下，汛期暴雨洪水、泥石流首先造成对小河道的冲击和破坏。在以往的河道治理中，常常以牺牲环境来片面地强调防洪、排水等功能，忽略了河道的其他功能，致使河道在治理过程中越建越窄、越挖越深、越修越直，河流的自然形态和生态体系发生了很大的变化，扼杀了河道两岸植物的生存环。生物多样性大大降低，并改变了多种自然力作用下形成的河床、河岸的自然特征和重要功能，削弱了视觉美感。不适当的河道治理模式给河流新功能的发挥带来了负面影响，特别是受到自然界的惩罚之后，人们开始认识到只有尊重自然、尊重自然规律才是明智之举，对治河有了更深刻的认识。
    1 原生态恢复治理的原则
    小河道原生态恢复治理应遵循以下几个原则：
    （1）生态保护原则依据生态学原理，模拟自然河道，保护生物多样性，增加景观异质性，强调景观爪。眭，促进自然循环，构架河道生态系统生境走廊，实现可持续发展。
    （2） 自然美学原则河道景观是一个地区绿色的生命带， f河流、水域都会给人带来美的享受，流动的水体和稳固的岸堤构成了河流景观动与静的和谐统一。因此河道治理中要保持河道自然线性，强调植物造景，运用原生态材料，创造自然生趣I ，鼓励平易质朴，达到高的艺术境界。
    （3）多目标兼顾的原则小河道治理不单纯是解决防洪问题，还应包括改善水域生态环境，提高河流自净能力。如果仅仅从其一个角度出发，轻I则造成资源浪费，重则对小河道生态环境造成大的影响。因此必须统筹兼顾，整体协调。
    （4）人与自然和谐相处的原则小河道治理要从生态、经济、人文、社会效应等多方面来考虑，既要恢复自然河道的功能，又要满足人类生存的要求，以“回归自然”与“以人为本”相结合为河道治理思路I I。“回归自然”是恢复河道原有的自然功能，满足行洪、蓄水、水生态等要求，具有水资源可持续发展的特性；“以人为本”是满足人类活动的需求，创造人水和谐相处的环境，使河道具有亲水、安全的特性。
    2 原生态治理措施
    2.1上游流域恢复治理技术 f淤塞河道的砾石泥沙主要来源于小河道上游流域，如果这部分治理好了，下游河道治理将达到事半功倍的效果；如果单纯地治理小河道，忽视上游流域治理，下游河道治理将是事倍功半的效果。流域治理采取“缓、滞、拦、蓄”四项措施才能防止强降雨时产生的沟槽强烈下切，泥沙淤积河道。缓就是25。以上的坡耕地全部退耕还林（果）还草，陡坡耕地种植对表土扰动剧烈频繁，是造成水土流失的主要原因，有计划、有针对性地退耕还林（果）还草是控制水。流失，缓解径流冲刷， 防止水土流失，合理利用土地资源的重要途径；滞【就是对8～25。的坡耕地修建水平梯田、地埂植物带或等高植物篱等工程，8～25。的果园修建果树池台田，8～25。荒山荒坡挖截水沟？。通过实施这些工程措施以达到延长暴雨汇流时间，滞留地表径流，增加土壤水分渗透，减少径流、泥沙进入河道；拦就是修建石谷坊、跌水等拦水拦沙工程，调节沟槽比降，集中削减洪水下泄能量，减少泥沙进入河道； 蓄就是通过建设塘坝、蓄水池、小水库等拦蓄地表径流，用于灌溉、发展淡水养殖，既可提高水分利用率， 又能遏制推移质下泄。
    2.2小河道护岸工程
    2.2.1堤防当河流所经区域为人口密集，土地肥沃，并有工矿企业及铁路、公路时要修建堤防， 其主要作用是阻挡水流泛滥成灾，约束洪水，防止淹没农田、村庄和各种基础设施，避免人民生命财产的损失。
    堤防断面一般设计为梯形断面，设计时必须满足以下基本要求：①堤身要有足够的重量和一定的边坡，以抵抗挡水后的水压力，防止堤身滑动破坏；②堤的临水坡和背水坡在水流浸入达到饱和后，仍能维持稳定，不致产生坍塌、滑裂等险情；③堤顶必须有一定的宽度，以满足防守、交通要求I 。
    2.2.2生物护滩、护堤（岸）林
    （1）设计原则生物护滩、护堤（岸）林作用主要是缓流挂淤、保护河滩和固定河床。选择宽阔的河滩，在常水位到洪水位之间的地段应配置与水流方向垂直的密植的灌木，在洪水线以上栽植乔木树种，树行平行于水流方向？。河道两岸的农地，土地平坦，立地条件好，经常是农田的精华所在。但是，这些农地所处地势较低，在洪水来临时常遭受淤淀和冲淘的危害，致使农地面积缩小并破坏农地的生产力。在河流的堤上营造护堤林是固持河岸防止水流冲淘、减少河道淤积、调节河水流量的重要措施之一。为了防止堤坝的破坏，河堤造林必须和河滩地造林密切结合，只有在河堤及河滩地都营造防护林带才能减弱水流对堤坝的冲淘和侵蚀，因为林木的强大根系，一方面能固持岸堤的土壤，另一方面根系本身就起着减缓水流冲击作用 。
    （2）树种选择生物护滩、护堤（岸）的主要目的是防洪，所以选择的树种要从防洪角度去考虑。首先要选择根系发达，根系团土、固土作用强，枝叶茂密， 柔韧性好，生长速度快的树种；其次依据东部小河道岸边气候特点，要选择耐旱、耐涝、耐瘠薄的树种；第三要求所选树种可成材，能为防洪抢险做“桩木”使用I I l苗木栽植前要做好整地工作，尤其是新筑的堤防坡面，一定要有相应的密实！度，在拍实坡面的基础上，采取鱼鳞坑或台田整地方式。这样既避免了植物因坡面过虚而难以扎根，又可蓄积水分，促进坡面树木成活及生长；河滩地采取穴状整地。栽植密度要合理，过稀，植物的根系。互相不能搭结，起不到网络固持土壤的作用；过密，植物长势差，也影响根系固土作用。
    （3）滩地处理河流缓岸的河滩地属河流的浸水地，但当河流上游集水区采取一系列水土保持措施后，洪峰得到控制和调节，或者因为河流的中下游河道宽阔，河床蛇曲摆动，除常水河床外，在河道的一侧或两侧往往形成以经过分选、流水泥沙沉积为特征的平坦滩地。这些滩地，枯水期一般不浸水，在洪水期仍有浸水的可能。护滩林的任务是在洪水时期可能短期浸水的河滩外缘（或全部）栽植树木，达到缓流挂淤，抬高滩地，保护河滩，使之创造为农业利用的条件，或直接在河滩地进行大面积造林的条件。
    （4）河堤护岸林河道两岸没有堤坝的情况下，应营造护岸林，护岸林的宽度l0～15m，株距0.5～1.Om，行距1.0～1.5m，林带结构采用乔木林或乔灌混交林形式t有堤坝时，应营造护堤林，（1）堤坝靠近河身的护堤：林。乔木林带在河堤外坡脚5m以外栽植，带宽5～lOm，林带行应平行于堤坝。在坝顶和坝的内外坡上栽植灌木。（2）堤坝与河身有一段距离的护堤林。在堤坝河滩上，距堤角5m远处，营造l0～20m宽，平行于堤坝的护堤林带，造靠近河身一侧栽植3～5行灌木，以缓流拦沙，防止冲毁林带。在堤坝外侧和堤坝上可按前一种类型处理。目的是保护河岸、河堤，免受水流的冲刷。
    3 原生态护岸工程设计
    3.1护坡工程砌石护坡分为单层干砌块石，双层干砌块石和浆砌石三种。对于水流比较平顺，不受主流冲刷的防护地点，当流速为2～3m／s时，可采用单层干砌块石，干砌块石厚度30cm{当流速为3～4m／s时， 可采用双层干砌块石； 在受到主流冲刷，水流速度大干4～5m／s，挟带物多， 冲击力猛的防护地点， 则采用浆砌石。浆砌石与干砌石护坡采用的块石按单层铺放， 构成一个相对光滑的上表面。砌石既可以置于粘土边岸上或低渗透性的土岸上，也可放在一个适当的垫层上，垫层的上表面应提供一个良好的建造面以便将石块置于该建造面之上。
    当砌石成形后，所有的空隙用砾石填充，或是用楔形石块嵌入应有的位置。这样使得护面层各单元之间相互咬合，并将很高的局部应力分散到较大面积上。如果砌石直接放在基土之上，接缝必须是紧密的，如果接缝内出现相当大的水流， 基土会受到冲刷损坏， 因此常在砌石下面利用砂石或无纺布等设置反滤层。
    3.2丁坝护岸丁坝可改变水流方向，防止河道的横向侵蚀，并将水流挑向对岸，保护下游的护岸工程和堤岸不受水流冲击。丁坝对水流有一定的干扰作用，宜成组采用，不宜采用单个长坝挑流。丁坝坝头要在规划的治导线上。丁坝长度需要根据坝岸、滩岸与治导线的距离确定。
    一组丁坝的数量要考虑以下几个因素：
    a保护段的长度。一般弯顶以下保护的长度占整个保护长度的60％，弯顶以上占40％。
    b丁坝的间距与丁坝的淤积效果有密切的关系。间距过大，丁坝群就和单个丁坝一样，不能起到互相掩护的作用；间距过小， -r坝的数量就多，造成浪费。
    合理的丁坝间距，可通过两个方面来确定：一是应使下一个丁坝的壅水刚好达到上一个丁坝处，避免在上一个丁坝的下游发生水面跌落现象，即充分发挥每一个丁坝的作用， 又能保证两坝之间不发生冲刷；二是丁坝间距（L）应使绕过上一个坝头之后形成的扩散水流的边界线，大致达到下一个丁坝的有效长度的末端，以避免坝根的冲刷。丁坝间距大一些，可节省建筑材料，但在丁坝区内！
    可能发生横流，从而破坏沟岸。丁坝的理论最大间距（L? ），可按下式求得，J一 吧 —_ ：式中： p一水流线过丁坝头部的扩散角，据实验D一6。6 ；B，b一河道及丁坝的宽度。
    丁坝多用于河道下游乱流区，在弯道部分的外侧，为防止横向侵蚀并改变河道中的流水路线，使泥沙在丁坝区淤积。就绕流情况而言，以下挑丁坝为最好，水流较顺，坝头河床由绕流所引起的冲刷较弱，上挑丁坝坝头流态混乱，坝头河床由绕流所引起的冲刷较强。就漫流情况而言，以上挑丁坝为最好，水流在漫越上挑丁坝之后，形成沿坝身方向指向河岸的平轴环流，将泥沙带向河岸，在近岸部位发生淤积；而下挑丁坝水流漫越后，形成的平轴环流，可沿坝身方向指向河心分速，将泥沙带到河心，使丁坝根部的河岸发生冲刷。
    4 结语
    针对辽东山区区域特点，依照原生态治理原则，采取通过对上游流域“缓、滞、拦、蓄”治理措施，降低坡度、截短坡长、增加林地面积、减少农地面积、提高植被覆盖度，达到有效控制瞬时流量对小河道工程的破坏，和抑制上游水土流失的I的，同时，达到恢复小河道原生态治理的目标。