生态型防洪治理技术在中小河流中的运用分析
王跃文
达茂联合旗水利事业发展中心 内蒙古 包头市 014500
引言:
随着气候变化和人类活动加剧,中小河流洪涝灾害频发,传统防洪模式的局限性日益凸显,硬质护岸、河道截弯取直等工程措施虽能提升泄洪能力,但往往导致河流生态系统退化、自净能力下降,甚至引发下游防洪压力增大。全球范围内生态治水理念的兴起,推动了防洪工程与生态修复的融合,例如德国“近自然河道治理”和日本“多自然型河流建设”均强调恢复河流的自然形态与功能。我国在“生态文明建设”战略指导下,也开始探索生态型防洪技术,但其在中小河流中的应用仍面临技术标准不统一、长效性不足等问题,研究生态型防洪技术的适应性及优化路径,对实现河流可持续治理具有重要意义。
1.采用植物纤维毯护岸技术,增强河岸抗冲刷能力
生态型防洪治理技术在中小河流中的应用,注重自然修复与人工干预的有机结合,其中植物纤维毯护岸技术是一种典型的柔性生态护岸手段,技术以天然植物纤维为原料编织成毯状结构,利用锚固或覆土方式铺设在河岸坡面,既能有效分散水流冲刷力,又能为植被生长提供基质。植物纤维毯的孔隙结构可促进水分下渗,减缓径流速度,根系网络与纤维交织形成三维加固层,显著提升岸坡的抗剪强度。
植物纤维毯护岸技术的成功运用需结合流域系统性治理,中小河流中,其常与石笼挡墙、生态丁坝等技术组合使用,形成“上拦下固”的立体防护体系。例如在坡脚易冲蚀区布置石笼基础,上部衔接纤维毯覆盖区,既能抵御洪水顶冲,又能通过植被延滞水流能量。技术对河道形态适应性较强,尤其适用于土质疏松、岸线曲折的河段,其柔韧性可随河岸变形自我调整,避免了刚性结构的断裂风险。后期维护需关注纤维毯降解与植被覆盖率的动态平衡,初期可通过人工补播乡土植物种加快群落构建,技术初期成本略高于传统护坡,但减少了混凝土养护和生态修复的隐性支出,且景观效益显著。
2.构建阶梯式生态鱼巢结构,减缓水流速度并恢复鱼类栖息地
阶梯式生态鱼巢结构是中小河流防洪治理中一项重要的生态型技术,利用模拟自然河流的阶梯形态,结合人工鱼巢的设计,实现水流调控与生态修复的双重目标。结构通常采用天然石材、生态混凝土等透水性材料构建多级阶梯,形成错落有致的落差,当水流经过时,阶梯结构能有效分解水流动能,降低流速,减轻对河床和岸坡的冲刷。每一级阶梯平台都设计有不同尺寸的孔隙和凹槽,形成多样化的鱼类栖息空间,孔隙既能为小型鱼类提供躲避急流的庇护所,又能为产卵期鱼类创造理想的繁殖环境[1]。
阶梯式鱼巢结构尤其适合我国中小河流普遍存在的生境单一化问题,其多层次的空间结构创造了从深潭到浅滩的连续生境梯度,满足了不同鱼类的栖息需求。例如上层阶梯的湍流区适合喜急流鱼类如马口鱼栖息,而下层缓流区则更适合鲫鱼等静水鱼类活动。在汛期,阶梯结构能利用分级消能降低洪水冲击力,而非汛期则形成串联式的水潭系统,维持河道基流,技术的成功实施需要遵循"仿自然"原则,避免过度人工化。
3.实施河道弯曲度自然修复工程,提升洪水分流蓄滞功能
生态型防洪治理技术在中小河流中的应用,尤其注重河道弯曲度自然修复工程的实施,旨在通过恢复河流的自然形态来提升其洪水分流与蓄滞功能。传统河道整治工程往往采用裁弯取直、硬化护岸等方式,虽短期内提高了泄洪效率,却破坏了河流生态系统的完整性,导致洪水流速加快、下游压力增大,甚至加剧了河床下切与岸坡侵蚀。生态型治理则强调顺应自然规律,通过人工引导或自然演替的方式恢复河道的蜿蜒性,增加水流路径长度,从而延缓洪水峰值下泄时间,降低下游防洪压力。
河道弯曲度修复需基于历史水文资料与地貌特征,科学设计修复方案,避免过度人工干预,借助模拟自然河流的动态平衡状态,工程可优先选择淤积严重或已出现自然摆动趋势的河段,采用“微调”策略,如局部拓宽河槽、营造深潭-浅滩序列等,逐步恢复河道的自然摆动能力。结合植被恢复措施,在修复后的弯曲河段种植耐水湿的乡土植物,利用根系固土作用稳定岸坡,进一步减缓水流冲刷。
4.推广根系发达植被固土措施,控制水土流失量
推广根系发达植被固土措施是一种生态友好且可持续的水土流失控制方法,植被借助其密集的根系网络,能够有效增强土壤的抗冲刷能力,减少地表径流对岸坡的侵蚀。例如种植芦苇、香根草等深根系植物,不仅能够固结表层土壤,还能通过根系分泌物改善土壤结构,提高其渗透性和持水性,从而减缓降雨对坡面的直接冲击,植被形成的覆盖层还能拦截降雨,降低雨滴对土壤的溅蚀作用,进一步减少泥沙进入河道。植被固土措施不仅成本较低,还能为河流生态系统提供栖息地,促进生物多样性恢复,植被的蒸腾作用有助于调节局部微气候,减少地表水分蒸发,形成良性水文循环[2]。
根系发达植被固土措施的推广需结合具体流域条件进行科学设计,以确保其长期有效性,不同植被类型对土壤质地、水文条件和气候环境的适应性存在差异,因此在选种时需优先考虑本土物种,避免外来物种入侵风险。例如在干旱半干旱地区可选择耐旱的灌木类植物,而在湿润多雨区域则以草本和乔木组合为主。植被的种植密度和空间布局也需优化,过密可能影响生长活力,过疏则难以形成连续防护层。
5.建设多孔隙生态石笼挡墙,兼顾防洪与生物通道功能
生态型防洪治理技术在中小河流中的应用,注重将工程措施与生态功能相结合,多孔隙生态石笼挡墙便是其中的典型代表,结构由镀锌钢丝或聚合物网笼填充天然石块构成,既保留了传统石笼的抗冲刷与抗倾覆能力,又借助孔隙结构为水生生物提供了栖息与迁徙通道。其设计原理在于利用石块间的空隙形成缓流区,降低水流剪切力,允许鱼类、两栖类等生物自由穿行,有效解决了传统混凝土挡墙造成的生态割裂问题。
多孔隙生态石笼挡墙体现了“近自然治理”的核心思想,其生物通道功能并非简单预留孔洞,而是利用科学设计孔隙率与粒径组合,模拟自然河岸的渗透特性,使水流与生物活动形成动态平衡。例如,石块间隙可为底栖生物提供避难所,而表层植被的根系能固结土壤,形成复合防护层。在暴雨期间,结构内部的紊流作用可促进泥沙沉积,反向加固岸坡,枯水期时,孔隙中的静水区则成为小型水生生物的微生境。
结语:
生态型防洪治理技术为中小河流的防灾与生态保护提供了创新思路,其核心在于平衡人类需求与自然规律,本文探讨了生态型防洪治理技术在中小河流中的运用。进一步深化技术本土化研究,完善生态效益评估体系,推动政策与技术的协同创新,中小河流的治理不仅是工程问题,更是生态与社会价值的重构,唯有坚持绿色发展理念,方能实现防洪安全与生态健康的双赢目标。
参考文献:
[1]何劲侠. 生态型防洪治理技术在中小河流中应用的研究 [J]. 水上安全, 2025, (12): 91-93.
[2]张云. 生态型防洪治理技术在中小河流中的应用分析 [J]. 低碳世界,2023, 13 (10): 52-54.