关于城市河道防洪与生态修复的协同研究

1 城市河道防洪与生态修复的现状分析

1.1 城市河道防洪现状

当前，城市河道防洪工程的建设取得了一定的成效。许多城市都加大了对河道防洪工程的投入，修建了大量的堤防、护岸、防洪闸等工程设施，提高了河道的防洪标准。例如，些重要的城市河道已经按照百年一遇甚至更高的防洪标准进行了建设，有效地保障了城市的防洪安全。然而，城市河道防洪仍然存在一些主要问题。首先，防洪标准不足的问题仍然存在。随着城市的发展和人口的增加，城市的防洪需求也在不断提高，一些早期建设的河道防洪工程已经不能满足当前的防洪要求。其次，河道行洪能力下降的问题日益突出。城市化过程中，大量的填河造地和河道硬化使得河道的过水断面减小，水流速度减慢，行洪能力下降。此外，河道内的垃圾和杂物堆积也会影响河道的行洪能力。最后，洪水调度不合理的问题也较为严重。一些城市在洪水调度过程中，缺乏科学的规划和统一的管理，导致洪水不能得到合理的调度和利用，增加了防洪的难度和风险。

1.2 城市河道生态修复现状

城市河道生态修复工作也已经开展了多年，采取了一系列的措施，如河道清淤、水质净化、生态护岸建设、水生植物种植、城市污水集中处理达标排放等。这些措施在一定程度上改善了河道的生态环境，提高了水质，增加了生物多样性。例如，通过河道清淤，可以清除河道内的淤泥和污染物，改善河道的水质和底质环境；通过生态护岸建设，可以为水生生物提供栖息和繁殖的场所，提高河道的生态功能；通过城市污水集中处理，减少污水直排，提高河道水质。然而，城市河道生态修复仍然存在一些问题。首先，生态修复效果不明显的问题较为普遍。由于城市河道生态系统受到的干扰和破坏较为严重，生态修复需要较长的时间和大量的投入，而一些地方在生态修复过程中往往急于求成，采取的措施不够科学和合理，导致生态修复效果不明显。其次，生物多样性恢复缓慢的问题也比较突出。城市河道生态系统的破坏导致了生物栖息地的丧失和生物链的断裂，生物多样性的恢复需要一个长期的过程，而目前的生态修复措施往往难以满足生物多样性恢复的需求。最后，生态系统稳定性差的问题也不容忽视。城市河道生态系统受到人类活动和自然因素的影响较大，生态系统的稳定性较差，容易受到外界干扰的影响而发生退化。

2 城市河道防洪与生态修复协同的理论基础

2.1 可持续发展理论

可持续发展理论的内涵是指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求的能力的发展。其原则包括公平性原则、持续性原则和共同性原则。在城市河道防洪与生态修复协同研究中，可持续发展理论具有重要的指导意义。首先，可持续发展理论要求我们在城市河道治理过程中，既要考虑当前的防洪安全和生态环境需求，又要考虑未来的发展需求，不能以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的需求。其次，可持续发展理论强调公平性原则，要求我们在城市河道治理过程中，要公平地分配资源和利益，不能只注重经济效益而忽视生态效益和社会效益。最后，可持续发展理论要求我们在城市河道治理过程中，要注重生态系统的持续性和稳定性，不能对生态系统造成不可逆转的破坏。

2.2 生态水文学理论

生态水文学是研究水文过程与生态系统相互作用的学科。其基本概念包括水文循环、生态系统服务功能等。在城市河道水文过程与生态系统相互作用研究中，生态水文学理论具有重要的应用价值。首先，生态水文学理论可以帮助我们了解城市河道水文过程对生态系统的影响，如水流速度、水位变化等水文因素对水生生物的栖息和繁殖的影响。其次，生态水文学理论可以帮助我们了解生态系统对水文过程的影响，如植被覆盖、土壤结构等生态因素对河道径流、水质等水文过程的影响。通过对城市河道水文过程与生态系统相互作用的研究，我们可以更好地实现防洪与生态修复的协同，提高城市河道的综合效益。

2.3 系统工程理论

系统工程理论是研究系统的规划、设计、管理和控制的学科。其核心思想是从系统的角度出发，综合考虑系统的各个组成部分及其相互关系，实现系统的整体优化。在城市河道防洪与生态修复协同研究中，系统工程理论具有重要的应用价值。首先，系统工程理论要求我们将城市河道视为一个复杂的系统，包括防洪子系统、生态修复子系统、社会经济子系统等，从系统的角度出发，综合考虑各个子系统的需求和相互关系，实现系统的整体优化。其次，系统工程理论强调系统的整体性和协调性，要求我们在城市河道治理过程中，不能只注重某一个子系统的优化而忽视其他子系统的需求，要实现各个子系统的协调发展。例如：城市防洪堤的建设过程中，因征地拆迁困难，大多选择修建高大的混泥土防洪堤，过长的混泥土防洪堤对生态修复子系统很不友好。最后，系统工程理论要求我们采用科学的方法和技术，对城市河道系统进行规划、设计、管理和控制，提高城市河道治理的科学性和有效性。

3 城市河道防洪与生态修复协同的技术方法

3.1 防洪与生态修复协同的规划设计方法

城市河道防洪与生态修复协同的规划设计原则包括基于自然的解决方案、低影响开发理念等。基于自然的解决方案强调在城市河道治理过程中，尽量利用自然的力量和生态系统的自我调节能力，实现防洪和生态修复的协同。低影响开发理念则注重通过合理的规划和设计，减少城市开发对河道生态环境的影响，同时提高河道的防洪能力。在规划设计阶段实现防洪与生态修复的协同，需要合理确定河道的防洪标准。防洪标准的确定应该综合考虑城市的经济发展水平、人口密度、洪水风险等因素，在保障防洪安全的前提下，尽量减少对生态环境的影响。此外，还需要优化河道的平面布置和断面形式。河道的平面布置应该尽量保留河道的自然形态，避免过度取直和硬化；河道的断面形式应该根据河道的功能和生态需求进行设计，如采用复式断面、梯形断面等，以提高河道的行洪能力和生态功能。

3.2 防洪与生态修复协同的工程技术

适用于城市河道防洪与生态修复协同的工程技术包括生态堤防、透水护岸、人工湿地等。生态堤防是指在堤防建设过程中，采用生态材料和生态工程技术，如植物护坡、干砌石护坡等，在保障堤防防洪功能的同时，提高堤防的生态功能。透水护岸是指采用透水材料和结构，如透水混凝土、格宾护坡、生态绿磐护坡、生态砖等，建设护岸工程，以增加河道的透水性和透气性，改善河道的生态环境。人工湿地是指通过人工设计和建设，模拟自然湿地的生态系统，具有水质净化、洪水调蓄、生物多样性保护等功能。这些工程技术在防洪和生态修复方面都具有重要的作用和效果。例如，生态堤防可以在洪水期间起到防洪的作用，同时在非洪水期间为植物生长和动物栖息提供场所，提高河道的生态功能；透水护岸可以增加河道的透水性和透气性，减少河道的水土流失，改善河道的水质；人工湿地可以净化水质，调蓄洪水，为水生生物提供栖息和繁殖的场所，提高河道的生物多样性。

3.3 防洪与生态修复协同的管理措施

城市河道防洪与生态修复协同的管理措施包括建立健全管理体制、加强监测与评估、开展公众参与等。建立健全管理体制是实现防洪与生态修复协同的重要保障。需要明确各个部门的职责和分工，加强部门之间的协调与合作，形成统一的管理体系。加强监测与评估可以及时了解城市河道防洪与生态修复的现状和效果，为管理决策提供科学依据。监测与评估的内容包括河道的水文水质、生态系统、防洪工程等方面。开展公众参与可以提高公众的环保意识和参与度，让公众了解城市河道防洪与生态修复的重要性，积极参与到城市河道治理中来。通过公众参与，可以收集到更多的意见和建议，为城市河道治理提供参考。

4 城市河道防洪与生态修复协同的实施策略

4.1 政策保障策略

政策法规是城市河道防洪与生态修复协同推进的制度基石。当前，我国虽已出台《防洪法》《水法》《河道管理条例》等相关法规，但在跨部门协同、生态效益量化考核等领域仍存在制度空白。建议从三方面完善政策体系：其一，制定《城市河道综合治理条例》，明确水利、环保、自然资源等多部门权责边界，建立联席会议制度与信息共享平台；其二，建立动态化考核机制，将防洪标准达标率、生物多样性恢复指数等指标纳入地方政府绩效考核；其三，创新政策工具，通过绿色信贷贴息、生态补偿转移支付等经济手段激励地方政府落实治理责任。同时，需强化执法监督，建立 “双随机一公开” 检查制度，对违规占用水域、破坏生态修复工程等行为依法严惩。

4.2 资金投入策略

资金短缺是制约城市河道综合治理的核心瓶颈。建议构建 “政府主导、市场运作、社会参与” 的多元化投融资体系：一方面，加大中央与地方财政专项投入，设立城市河道治理专项资金，重点支持生态护岸、海绵设施等公益性项目；另一方面，创新融资模式，通过 PPP模式引入社会资本参与经营性项目开发，如将河道景观带与周边土地开发捆绑运作，实现收益反哺治理。以深圳茅洲河治理项目为例，通过 “流域统筹、系统治理” 的 PPP 模式，撬动社会资本超百亿元，既解决了资金难题，又实现了环境效益与经济效益双赢。此外，探索发行绿色债券、设立生态基金等新型融资渠道，为治理工程提供长期稳定资金支持。

4.3 技术创新策略

技术创新是破解防洪与生态修复矛盾的关键突破口。当前亟需构建 “产学研用” 协同创新体系：在基础研究层面，鼓励高校、科研院所开展多目标耦合模型研发，通过数字孪生技术实现防洪能力与生态功能的动态模拟；在技术转化层面，建立城市河道治理技术示范基地，推广透水铺装、生态湿地净化等成熟技术；在智慧管理层面，运用物联网、大数据等技术搭建河道综合管理平台，实时监测水位、水质、生物群落等数据，实现精准化治理。例如，上海苏州河治理中应用的智能防汛墙技术，通过液压升降系统实现防洪与亲水功能的灵活切换，为技术创新提供了实践范例。

4.4 人才培养策略

专业人才是保障治理工程科学实施的核心要素。建议构建 “分层分类” 的人才培养体系：在高校教育领域，推动水利工程、环境科学等学科交叉融合，增设城市河道综合治理相关课程；在职业教育领域，联合企业开展 “订单式” 人才培养，强化施工技术、运维管理等实操能力；在人才引育结合方面，实施 “河道治理领军人才计划”，引进具有国际视野的复合型专家，并建立人才激励机制，对攻克关键技术难题、取得显著治理成效的团队给予专项奖励。同时，完善继续教育体系，定期开展流域治理新技术、新理念培训，确保人才队伍知识结构与时俱进。

5 结语

当前城市河道防洪与生态修复协同研究中还存在一些不足，主要表现在以下几个方面：一是对防洪与生态修复协同的内在机制和相互作用规律研究不够深入，需要进一步加强理论研究；二是技术方法的集成应用不够，需要进一步探索多种技术的协同配合；三是实际工程中的协同效果不理想，需要进一步加强工程实践和相关政府部门之间联动。未来的研究方向和发展趋势主要包括以下几个方面：首先，进一步加强多学科交叉融合，整合水利工程、生态学、环境科学等多个学科的知识和方法，开展更深入的协同研究；其次，深入研究协同机制，探索防洪与生态修复之间的内在联系和相互作用规律，为协同研究提供更科学的理论指导；最后，推广应用先进技术，加强技术创新和成果转化，将先进的技术和方法应用到城市河道治理的实际工程中，提高城市河道治理的效果和水平。

参考文献：

[1] 佟强 . 河道生态改善与河道环境修复措施研究 [J]. 水利技术监督 , 2024, (12): 103-107.

[2] 孙月美 , 王伟 . 探析城市河道生态治理及修复措施 [J]. 清洗世界 , 2023, 39 (09): 123-125.

[3] 夏云跃 . 城市河道生态治理与环境修复研究 [J]. 新型工业化 , 2021, 11 (09): 164-165+168.

[4] 项昌胜 , 俞戎博 , 夏晨 . 城市河道水环境生态修复的研究 [J]. 皮革制作与环保科技 ,2021, 2 (09): 77-78.

[5] 梁丽珍 . 城市河道生态治理及环境修复研究 [J]. 环境与发展 , 2017, 29 (05): 56-57.

作者简介：申双辉（1984.05）男，汉族，湖南邵东，本科，工程师，从事水利工程、水土保持、河道治理等工作