随着人们对生态系统建设的质量要求不断提升,在区域河道生态环境治理中逐渐引进了西方的生态治理思想。但是,与国外相比,国内的河道生态治理依然处于起步发展阶段。故文章将重点以辽宁省海河流域为例,选取部分河段深潭进行分析研究。在全面了解其实际功能的前提下,提出城市河道治理的景观生态建构模式,以期为该地区河道生态环境治理规划提供重要参考。
1深潭的形成演变机理
深潭不仅具有生态保护功能,还有积极的经济功能和城市河道景观美化作用。但是,自然深潭的形成过程与人工深潭的形成过程存在一定的差异。从其实际形成机理来看,主要经过跌水冲淘以及阶梯阻流和河床塌陷及侧向侵蚀、水溶侵蚀几个不同过程。具体而言,当河流在急速前进过程中,遇到较大落差的河段就会受到自身水流重力以及地心引力影响,从而使急速下流的水,对下游河床造成冲淘作用,从而随着时间的不断推移,逐渐形成深潭。另外,还有一类为阶梯型深潭,该类深潭一般位于山区,通过水流的冲刷作用,使上部泥沙被携带到河道下游。当水流急速下流时,一旦遇到大块石,受到石块的阻力作用,泥沙就会在此处沉积[1]。与此同时,回旋的水流不断冲刷石块向前移动,从而使河床形成深潭。另外,河床塌陷、流水进驻也会形成深潭。除此之外,河流在移动过程中,遇到急弯,泥沙会横向移动,从而在凹岸处形成深潭。水溶侵蚀是指某段河床的主要形成物质被石灰岩等溶解,经过长时间的侵蚀从而形成深潭[2]。
2深潭的具体功能
结合上述深潭具体形成过程,文章选取辽宁海河部分河段的深潭,对其具体功能进行调查分析,最终筛选了10个数据采样点的9个不同天然深潭,对其水深以及面积和水底质、水底生物等进行调查研究,得到如表1所示。结合上述实际情况,文章通过详细研究发现,深潭具有生态功能以及经济功能和景观美化功能等3种主要的功能作用。其中,深潭的生态功能主要表现在水源涵养方面及生物栖息方面。从上表中可以看出,深潭为水底水生物提供了良好的栖息地,而且深潭的深度越深及面积越大,水底水生物种类就越多,且水底卵石及淤泥和碎石等为不同水生生物提供了不同的生活栖息场所。当夏季深潭的水深深度降低及面积缩减时,水中的水生生物种类多样性就会大大减少。因此,深潭能够在冬季和夏季等季节变换时段,为枯水期的水生生物提供足够的水源,从而提高生物种群的多样性;另外,深潭还能够对河流中的水质起到净化作用。通过改善水质,从而为水生生物提供良好的生活场所。尤其是在深潭形成过程中,当水流从高处向低处降落过程中,天然水体中的氧含量会不断增多,从而使水中的好氧微生物生命力更加顽强。反过来,在水体中好氧生物的作用下,水质就会得到净化和改善[3]。与深潭的生态功能不同,其经济功能主要表现在防护方面以及灌溉方面。首先,在山区河流流动过程中,自然作用下形成的深潭,能够对河道中的水流起到一种良好的阻力控制作用。因此,确保河道在受到水流的强大冲刷作用下,使河道结构更加稳定、安全。同时,河道深潭中的淤泥会对巨大的块石起到一种良好的拦截作用,从而有效避免了下游河道地质灾害和自然灾害发生。另外,在灌溉方面,深潭能够对北方农业生产起到良好的灌溉作用,尤其是对于辽宁省这样的季节性河流而言,冬季和夏季河道水流较少。因此,农作物生长灌溉缺少水源,而天然形成的深潭一般不会受气候和季节性变化影响,水量相对丰富,在农作物灌溉方面具有重要的经济作用。辽宁省近年来非常重视城市化过程中的生态景观美化,尤其是近郊地区旅游业发展迅速,通过人工深潭与天然深潭相结合,形成美丽的景观,满足了人们娱乐、休闲的需求,同时水生生物的多样性,使河道整体生态景观价值较高。
3城市河道治理中深潭的综合效益
人工深潭与天然深潭不仅在形成机理方面存在很大的不同,而且在具体功能作用方面也存在差别。通过调查了解发现,当前辽宁省部分区域河道断面形式单一,而且河道两岸经过人工改造,硬质化现象非常严重,导致河道中的水生生物种类多样性大大减少,水质也不断变差。因此,为了满足人们近年来不断增长的精神文化需求和经济发展需求,需要在城市河道中构建人工深潭,一方面增加城市河道中生物物种的多样性,减少人为因素干扰和破坏;另一方面,通过深潭与心潭蜿蜒相结合的方式,改变城市河道断面结构形式,使河道深潭成为自然河流的重要组成部分。除此之外,由于深潭具有良好的生态美化作用,因此通过在城市河道中构建人工深潭,能够美化城市,提高城市河道的生态景观价值[4]。
4深潭在城市河道治理中的具体建构模式
结合上述深潭的实际功能,在城市河道中构建人工深潭时,首先必须坚持一定的原则,从而采取科学的人工建构模式,凸显人工深潭的经济功能及社会、生态功能价值。1)要坚持安全性建构原则。安全性是人工深潭建构的主要原则,同样也是核心原则。为了保证河道行洪安全及堤防安全,尽量避免在雨季施工建设,在实际构建过程中,为了提高深潭的安全性与生态性,要对其深度及大小和面积以及数量进行科学分析。通过系统、整体设计,防止人为施工对该研究区天然河道造成严重破坏和影响。2)坚持深潭结构和形式多样性原则。深潭的建构应该结合天然深潭的形成机理,体现人工深潭的天然性和生态性,确保深潭结构形式多样。在具体实施过程中,要使深潭与边潭心等结构形式相结合,凸显人工深潭的多样性[5]。3)坚持经济性原则。深潭构建过程中,要本着服务人类以及为人类创造经济价值的原则,在优先满足当地生态服务功能价值的前提下,采取便捷、高效的施工方式,满足当地经济社会发展与农业生产实践的需求。除此之外,在构建人工深潭过程中,要体现原始性,本着接近自然以及靠近自然的原则,尽可能减少人为施工对自然环境和植被以及水生生物的破坏和影响,以便充分发挥生态系统的自我修复能力以及水源涵养和维护生物多样性的能力。在此过程中,必须保证人工深潭与天然深潭在总体景观方面相协调。通过人工改造与自然景观相结合,突出深潭的现代艺术美,为人们休闲、娱乐提供良好的场所[6]。结合上述构建原则,文章将结合深潭的形成机理和位置分布以及形态特点等,采用自然构建与人工构建相结合的方式,采用跌水-深潭和浅滩-深潭两种方式构建人工深潭。具体构建如图1。如图1所示,跌水深潭构建过程中,文章结合自然治理原则,通过设计形成一定的高程落差,然后采用人工作业方式,分别构建挡水石墙和河道开挖,从而为水体中的洄游生物提供休憩场所[7]。这类型的深潭,其主要功能在于有效改善水体中的水质,通过人为改造方式,不断拓宽原始河道面积,促进水体中水生生物游动,提高水体中的氧气含量。在此过程中,可有效分解水体中的污染杂质,尤其是水体中的CODMn污染物能够得到有效祛除,大大提高人工深潭的生态景观效益及经济效益。在采用浅滩—深潭结构形式构建人工深潭时,最核心的问题在于通过科学计算确定深潭与浅滩之间的实际距离[8]文章在构建分析过程中,主要采用如下公式进行科学计算,以此确定深潭和浅滩之间的有效距离:采用这种方式构建人工深潭,主要作用在于同天然深潭蜿蜒以及曲折的结构形式融为一体,改变原始河道的断面结构形式,通过人为改造,能够增加生态景观的多样性。
5结语
综上所述,水资源是人类赖以生存和发展的重要物质资源。但是随着人们实践活动越来越频繁,地下水质遭受严重污染,河道水生态系统遭到破坏。因此,在此背景下,水资源管理以及河道污染治理成为新时期区域生态环境治理的重要要求。目前,我国大部分地区的河道建设都呈现出形式单一化以及河流护坡硬质化及河流走向笔直化的趋势,导致河道以及河流的自然原始面貌受到严重影响。在此过程中,河流与河道的景观作用及生物进化作用和水源涵养作用逐渐消失。尤其是原始的河流生态系统遭受严重破坏,因此文章通过对辽宁地区海河流域深潭形成机理及功能等进行分析,最终提出了深潭在该研究区城市河道治理中的具体建构原则及建构模式,以期为当地生态河道污染防治和治理提供最基本的手段。
参考文献:
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作者:张杰 单位:本溪县水土保持局
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