拟自然河流治理的理念与实践

拟自然河流治理的理念与实践

吉林省水利科学研究院董建伟

内容提要：提出了河流自然修复本质是模拟自然的效果和功能，实验和提供了多种条件下的河流自然修复方法，总结并提出采用绿化混凝土技术进行河流生态治理的若干新概念和方法。

关键词：近自然河溪整治拟自然河流治理绿化混凝土

拟自然河流整治是笔者在总结近年来在技术层面上研究、应用生态型工程材料进行河流自然修复经验的基础上提出的新的河流治理理念。以此为指导，研究并利用模拟自然功能效果较好的绿化混凝土技术对河流、水库、土坡、岩壁等进行生态型防护，先后在吉林省内各地及北京、河南、江苏、安徽、上海、浙江等地推广完成了约8万平方米的各式绿化混凝土防护工程，在达到防护安全的同时，获得较好的河流生态修复效果。同时根据对大量实验、观测资料的分析，在绿化混凝土理论研究上取得成效，打破了国外类似技术给国内研究形成的桎梏，系统提出了自己的绿化混凝土理论和方法。

一．拟自然河流治理的理念

河流整治的理念近几十年来不断在发展更新。自1938年德国的Seifert首先提出近自然河溪整治的概念（即能够在完成传统河流治理任务的基础上，可以达到接近自然生态系统的自我设计能力为基础，强调透过人为环境与自然境间之互动，达到互利共生目的）后，各国的专家学者相续提出了很多有创造性的观念，如生态工法、近自然工法等。“生态工法基本上是遵循自然法则，把属于自然的地方还给自然，让自然与人类共存共荣”；而“近自然治理的实质就是景观生态学与野溪治理学的完美结合,亦就是既有防护作用又能维护野溪自然景观的管理工程”，减轻人为活动对河溪的压力，维持河溪环境、物种多样性及其河溪生态系统平衡，溪流的自然特性依靠自然力去恢复。近年来我国对河流整治观念的认识也在不断提高，董哲仁教授认为在研究水利工程满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康性需求，促进人类与自然相和谐，保证水资源可持续利用；台湾师范大学汪静明教授将生态治理精神归纳为：“（一）尊重自然环境原有之多样性；（二）依照现存之自然条件，建设一个良好水循环及安全的溪流环境；（三）不只消极的保护，更应积极的使自然环境再生创造出水与绿之生态网”。

受董哲仁教授有关生态水利工程学思想的启发，汲取其他各种近自然河流治理观念中的科学

思想，结合几年来的实验及工程实践，笔者认为：

河流治理工程与园林野溪整治有较大区别，自然河流既有自我修复能力，也有自我破坏能力。一场洪水会使溪畔的旖旎风光转瞬间便荡然无存，所产生的新的自然环境，往往是对人类的生存与发展不利的。因此对河流自然修复，首先应防护河流可能造成的危害，为人类及其它生物的生存提供保障。

事实上，现有的河流自然修复基本都是在模仿自然，而不是恢复自然。当河流自然状态被改变或被破坏后，再恢复到完好如初的自然状况几乎是办不到的，况且自然本身也在不断地变化，在很多情况下，将属于自然的地方还给自然，既无法实现，也不符合我国人口众多、经济发展不均衡的国情。

河流治理工程的本质也是生态工程，对河流进行治理与自然修复，应当遵循以人为本的基本要求，与经济社会的稳定与发展相适应，依据人类对自然规律不断深入的认识，对生态环境进行主动的再造，使之更适应于人类社会的发展与生态的平衡。

拟自然河流治理（亦可称拟自然工法）的观念，简单概括为以下三个内容：

（一）以人的根本需要为基本要求。

河流治理与自然修复的根本目的是为了人类的生存和发展，应体现以人为本，而不是以物为本或以环境为本；人是河流治理与自然修复的主体，是人与自然和谐相处的主导；在河流治理的过程中，对河流自然环境造成的改变乃至损害是不可避免的，但决不能因为河流自然环境受到改变或损害而放弃修建堤防。因此河流治理所追求的目标，应是在保障人类社会的发展与生态平衡的基础上，实现机会成本的最小化，而不是经济效益的最大化，以保证水资源可持续利用。

（二）以模拟自然环境的有益效果为标准。

混沌初开的原始态自然环境虽然令人憧憬，但是把河流的自然态或原始态作为河流治理的标准未免过于理想化，使现代人无从把握。我们所能实现的，只能是在河流治理中，以那些受人类活动影响相对较少、人类及其它生物生存的各种自然因素相对较优、对人类的生存和发展相对有益的自然环境为标准进行模拟，使之接近或近似理想中的自然态或原始态环境（即拟自然环境）。

（三）以模拟自然环境的有益功能为手段。

人类对自然环境自身的功能和变化规律的认识是有限的，我们既不能够人为取代自然的各项功能，也不应放弃对自然规律的探索和实践。我们所能做到的，是根据对自然规律不断深入的认识和把握，利用已经掌握的科学技术，特别是采用生态型工程材料与应用技术，借助自然的自我修复能力，能动地去模拟自然态或原始态河流对人类的生存和发展有益的功能与作用，在短时间内再造出接近或近似理想中的自然态或原始态环境。

二．对拟自然河流治理理念的实践

按照拟自然河流治理的观念，我们在各类河流治理工程中，主要研究采用了多种绿化混凝土技术，在达到防护要求的同时，模拟并创造植物生长的环境，进行河流自然修复，基本获得了较好的生态效果。

（一）堤防岸式护坡的生态防护

自2001年以来，先后在吉林省各地及北京、安徽、江苏、浙江等地进行了约70000 m2的堤防岸式护坡生态防护工程。

图1为吉林省梅河口市第二松花江支流的

辉发河堤防5000m2生态防护，采用六角型平面

复合式绿化混凝土构件，构件上可生长面积为

65%，植草品种为冷季型的紫羊茅（派尼）+早熟

禾（优异+晚霞），部分为无芒雀麦+扁穗冰草。

已经生长5年。

图2为2004年完成的北京市新开渠11000m2生态防护工程，采用的是六角型凹面复合式绿化混凝土构件，构件上可生长面积为82%，其模拟自然生长环境效果更好，人工痕迹较少。植草品种为高羊茅。

除常用草外，还曾对30余种北方花卉进行播种实验，除三色堇出现因植物体细胞渗透破坏而不开花现象外，其余效果良好。

（二）土坝的生态防护

土坝背坡的碎石防护常破坏了水库的景观，为尝试改变这种状况，2004在吉林省延边朝鲜族自治州龙井市的大新水库背坡完成了13357m2的现浇式绿化混凝土防护（图3），在保证大坝安全的同时，使坡面形成大面积的混凝土草坪，生态恢复效果显著。植草为紫羊茅（派尼+极地），已经顺利越冬。图1 图2 图3