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摘 要：依据河流水生态治理理论，对河北省北部河流进行水生态治理与保护，研究了上游水土保持综合治理、河流生态修复、橡胶坝管理与补水、河流原状保护和湿地保护与治理等技术措施。
关键词：河流 水生态治理 保护 橡胶坝
中图分类号：Q178.1
我省北部包括承德、张家口、唐山、秦皇岛、保定市山区，总面积98027.4km2，境内有潘家口、大黑汀、陡河、官厅、密云、友谊、云州、王快、西大洋等大型水库，是北京、天津、唐山市的主要水源地。目前存在的主要问题，一是部分河流水土流失严重，河道淤积，生态状况恶化；二是人为造成污染，且有加重趋势；三是对生物治河缺乏应有的认识，且经验不足。因此，在我省北部河流水生态治理与保护很有必要。
1 河流水生态治理理论
1.景观生态学理论，包括景观结构和功能原理、生物多样性原理、物种的流动原理、营养再分配原理、景观变化原理；
2.河流生态恢复理论，包括限制因子原理、生态系统的结构理论、生态适应性原则、生态位理论、生物群落演替理论、生物多样性原理。
3.生态学基本原理，包括生态系统演替理论、干扰控制理论、食物链理论等。
4.生态工程理论。
2 河流水生态治理与保护技术
主要在承德市武烈河、张家口市清水河、保定市大清河开展河道生态整治工作，其次在潮白河、瀑河、洋河流域，。其它流域也做了类似工作。
一般分为三个区，即上游源头区、中游水保生态修复区、下游景观美化区。上游有风蚀或水蚀，主要任务是控制和减小土壤侵蚀，涵养水源，保护下游的安全。治理措施包括封禁治理、围栏、栽植水土保持林、种草等。中游有水蚀，土壤侵蚀日趋严重，土壤肥力逐年下降，难于利用。主要任务是整治河道，保护行洪安全；治理措施包括修建水平梯田或隔坡梯田，减小土壤侵蚀；加快经济林、拦沙坝、护树护地坝建设。下游有水蚀，河流多，森林覆盖率中等，土层较厚、开发较早，人口密集，主要任务是建设生物护河坝，加强橡胶坝建设，再造美丽景观，利用和保护好湿地，控制土壤侵蚀。
2.2 运用生态位理论，合理选择混交树种
在承德县和围场南部进行了混交林调查得知：在影响树林生长诸因子中，以土壤含水量最为重要。在调查树林的诸指标时，以生长高度的变化最为敏感，故以树林的高度作为当地树林生态位的特征值。在5个树种中桦树生长最快，其次是刺槐，再次是栓皮栎、落叶松，最慢是侧柏。由于后面的树种生长速度快于前面的树种，要使各树种错开生态位，避免树种高度之间的直接竞争，做到针叶树与阔叶树立体结合[1][2]。设计了3种造林模式：（1）落叶松×栓皮栎混交林，带状混交，株行距2.0×2.0m，带距30-50m，每公顷2500株（各1250株）；（2）侧柏×落叶松混交林，株行距1.5×1.5m， 带状混交， 带距20-30m，每公顷4444株（各2222株）；（3）刺槐×桦树混交林，株行距2.0×2.0m，带状混交，带距30-50m，每公顷共栽植2500株（各1250株）。
2.3 河流水生态修复
2.3.1 增加河流过水断面，给洪水以出路
随着城市安全水准的提高，城市土地的利用也在发生变化，发生洪灾的概率也在增加。土地利用和提高防洪水平的相互作用，已使城市主要河道沿岸的自然景观受到很大影响。应重视“堵疏结合、蓄泄并重”的治水理念，应该给河流以空间，给洪水以出路。
2.3.2 建设生态河堤
自20世纪90年代以来，采用混凝土施工、衬砌河床而忽略自然环境的城市水系治理方法，已被各国普遍否定，建设生态河堤已成为国际大趋势。生态河堤是融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学、美学等学科为一体的水利工程。把河堤由过去的混凝土人工建筑改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态的护坡。
2.3.3 建设良好的城市河流景观与滨水环境
城市河流景观设计应有新的设计理念，注重景观与生态的结合，体现人与自然的和諧共处。还其优美、宜人、充满生机的原貌，创造适应现代城市生活的城市滨水空间形象，结合结合城市景观规划，以水造景，把水景观融入城市景观设计，为此设计了生态铅丝笼河堤。
2.4 橡胶坝建设及调峰补水
橡胶坝是用高强合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷合成橡胶作粘结保护层，加工成胶布，按要求的尺寸，锚固在基础底板上，用水或气的压力充胀起来，形成挡水坝。不需要挡水时，泄空坝内的水或气，恢复原有河渠的过流断面。承德市建设了14座橡胶坝，在张家口市建设了31座橡胶坝，为城市旅游增加了新的景观，形成了全国最大的橡胶坝群。
橡胶坝采取了深浅槽设计，即浅槽橡胶坝在布设在河岸边，底板高程比中跨高0.8m， 中间为深槽橡胶坝，底板比邻跨底板低0.8m，泄流方便，便于排洪和排沙，保持了河底河卵石的原貌，落淤少，解决了多泥沙河流的落淤问题。橡胶坝进出节阀用计算机控制，坝内压力小时自动打开节门充水，压力达到后自动关闭了门，实现了自动化管理。
河道区自然环境优美，形成以河道橡胶坝为主的生态旅游景观。野鸭、白额雁等数量众多，是湖区的主要生物景观。湖景区有大量淡水鱼类，构成了湿地野生动物景观。但由于干旱等原因，湿地水面迅速减小时就要实施补水措施，满足生态的要求。
2.5 河流原状保护
设置缓冲带。缓冲带是指河道与陆地的交界区域，设计的缓冲带强调河岸区在农田与河道之间所起的缓冲作用。设计的缓冲带宽度>5m，材料分为土壤、石块和土石混合体。
设置植物带。河流两岸留出缓冲带，在其上可重新生长植物或重新种植，促使植物群落的形成和减少侵蚀泥沙进入河道，为鱼类和鸟类提供活动和繁育的场所，同时起到美化环境、绿化河道、固定河岸的作用。
3 推广应用与效益
我省北部河流上游治理土壤侵蚀面积1600km2，其中经济林160.0km2，水保林800.0 km2，种草84.00 km2，封禁治理548.0km2，水平梯田8.0 km2；小鱼鳞坑1200万个，大鱼鳞坑96万个，双层围埝50km，水平沟243.6km；完成谷坊坝4808座，拦沙坝60座，生物治河工程86.4km。这些措施有效地治理了土壤侵蚀，减小了洪水、泥石流等灾害的发生频率，保护了村镇安全，防灾减灾能力显著提高，生态环境明显改善。治理区产业结构得到调整，实现了水土资源、旅游资源的合理利用，为经济发展注入了新的活力，取得了良好的生态效益、经济效益和社会效益。
采用橡胶坝的深浅槽设计基本解决了多泥沙河流的落淤问题，由过去的1年一清淤变为3年一清淤，每年节省清淤1360万元。通过实施调水补水工程，城市湿地面积增加，重新恢复了美丽的湖面景色，水量稳定，功能增强，形成了名符其实的水上公园、水上乐园；开展了游泳、坐船游湖、钓鱼、滑冰等旅游服务，治理与保护效益显著。
关键词：河流 水生态治理 保护 橡胶坝
中图分类号：Q178.1
我省北部包括承德、张家口、唐山、秦皇岛、保定市山区，总面积98027.4km2，境内有潘家口、大黑汀、陡河、官厅、密云、友谊、云州、王快、西大洋等大型水库，是北京、天津、唐山市的主要水源地。目前存在的主要问题，一是部分河流水土流失严重，河道淤积，生态状况恶化；二是人为造成污染，且有加重趋势；三是对生物治河缺乏应有的认识，且经验不足。因此，在我省北部河流水生态治理与保护很有必要。
1 河流水生态治理理论
1.景观生态学理论，包括景观结构和功能原理、生物多样性原理、物种的流动原理、营养再分配原理、景观变化原理；
2.河流生态恢复理论，包括限制因子原理、生态系统的结构理论、生态适应性原则、生态位理论、生物群落演替理论、生物多样性原理。
3.生态学基本原理，包括生态系统演替理论、干扰控制理论、食物链理论等。
4.生态工程理论。
2 河流水生态治理与保护技术
主要在承德市武烈河、张家口市清水河、保定市大清河开展河道生态整治工作，其次在潮白河、瀑河、洋河流域，。其它流域也做了类似工作。
一般分为三个区，即上游源头区、中游水保生态修复区、下游景观美化区。上游有风蚀或水蚀，主要任务是控制和减小土壤侵蚀，涵养水源，保护下游的安全。治理措施包括封禁治理、围栏、栽植水土保持林、种草等。中游有水蚀，土壤侵蚀日趋严重，土壤肥力逐年下降，难于利用。主要任务是整治河道，保护行洪安全；治理措施包括修建水平梯田或隔坡梯田，减小土壤侵蚀；加快经济林、拦沙坝、护树护地坝建设。下游有水蚀，河流多，森林覆盖率中等，土层较厚、开发较早，人口密集，主要任务是建设生物护河坝，加强橡胶坝建设，再造美丽景观，利用和保护好湿地，控制土壤侵蚀。
2.2 运用生态位理论，合理选择混交树种
在承德县和围场南部进行了混交林调查得知：在影响树林生长诸因子中，以土壤含水量最为重要。在调查树林的诸指标时，以生长高度的变化最为敏感，故以树林的高度作为当地树林生态位的特征值。在5个树种中桦树生长最快，其次是刺槐，再次是栓皮栎、落叶松，最慢是侧柏。由于后面的树种生长速度快于前面的树种，要使各树种错开生态位，避免树种高度之间的直接竞争，做到针叶树与阔叶树立体结合[1][2]。设计了3种造林模式：（1）落叶松×栓皮栎混交林，带状混交，株行距2.0×2.0m，带距30-50m，每公顷2500株（各1250株）；（2）侧柏×落叶松混交林，株行距1.5×1.5m， 带状混交， 带距20-30m，每公顷4444株（各2222株）；（3）刺槐×桦树混交林，株行距2.0×2.0m，带状混交，带距30-50m，每公顷共栽植2500株（各1250株）。
2.3 河流水生态修复
2.3.1 增加河流过水断面，给洪水以出路
随着城市安全水准的提高，城市土地的利用也在发生变化，发生洪灾的概率也在增加。土地利用和提高防洪水平的相互作用，已使城市主要河道沿岸的自然景观受到很大影响。应重视“堵疏结合、蓄泄并重”的治水理念，应该给河流以空间，给洪水以出路。
2.3.2 建设生态河堤
自20世纪90年代以来，采用混凝土施工、衬砌河床而忽略自然环境的城市水系治理方法，已被各国普遍否定，建设生态河堤已成为国际大趋势。生态河堤是融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学、美学等学科为一体的水利工程。把河堤由过去的混凝土人工建筑改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态的护坡。
2.3.3 建设良好的城市河流景观与滨水环境
城市河流景观设计应有新的设计理念，注重景观与生态的结合，体现人与自然的和諧共处。还其优美、宜人、充满生机的原貌，创造适应现代城市生活的城市滨水空间形象，结合结合城市景观规划，以水造景，把水景观融入城市景观设计，为此设计了生态铅丝笼河堤。
2.4 橡胶坝建设及调峰补水
橡胶坝是用高强合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷合成橡胶作粘结保护层，加工成胶布，按要求的尺寸，锚固在基础底板上，用水或气的压力充胀起来，形成挡水坝。不需要挡水时，泄空坝内的水或气，恢复原有河渠的过流断面。承德市建设了14座橡胶坝，在张家口市建设了31座橡胶坝，为城市旅游增加了新的景观，形成了全国最大的橡胶坝群。
橡胶坝采取了深浅槽设计，即浅槽橡胶坝在布设在河岸边，底板高程比中跨高0.8m， 中间为深槽橡胶坝，底板比邻跨底板低0.8m，泄流方便，便于排洪和排沙，保持了河底河卵石的原貌，落淤少，解决了多泥沙河流的落淤问题。橡胶坝进出节阀用计算机控制，坝内压力小时自动打开节门充水，压力达到后自动关闭了门，实现了自动化管理。
河道区自然环境优美，形成以河道橡胶坝为主的生态旅游景观。野鸭、白额雁等数量众多，是湖区的主要生物景观。湖景区有大量淡水鱼类，构成了湿地野生动物景观。但由于干旱等原因，湿地水面迅速减小时就要实施补水措施，满足生态的要求。
2.5 河流原状保护
设置缓冲带。缓冲带是指河道与陆地的交界区域，设计的缓冲带强调河岸区在农田与河道之间所起的缓冲作用。设计的缓冲带宽度>5m，材料分为土壤、石块和土石混合体。
设置植物带。河流两岸留出缓冲带，在其上可重新生长植物或重新种植，促使植物群落的形成和减少侵蚀泥沙进入河道，为鱼类和鸟类提供活动和繁育的场所，同时起到美化环境、绿化河道、固定河岸的作用。
3 推广应用与效益
我省北部河流上游治理土壤侵蚀面积1600km2，其中经济林160.0km2，水保林800.0 km2，种草84.00 km2，封禁治理548.0km2，水平梯田8.0 km2；小鱼鳞坑1200万个，大鱼鳞坑96万个，双层围埝50km，水平沟243.6km；完成谷坊坝4808座，拦沙坝60座，生物治河工程86.4km。这些措施有效地治理了土壤侵蚀，减小了洪水、泥石流等灾害的发生频率，保护了村镇安全，防灾减灾能力显著提高，生态环境明显改善。治理区产业结构得到调整，实现了水土资源、旅游资源的合理利用，为经济发展注入了新的活力，取得了良好的生态效益、经济效益和社会效益。
采用橡胶坝的深浅槽设计基本解决了多泥沙河流的落淤问题，由过去的1年一清淤变为3年一清淤，每年节省清淤1360万元。通过实施调水补水工程，城市湿地面积增加，重新恢复了美丽的湖面景色，水量稳定，功能增强，形成了名符其实的水上公园、水上乐园；开展了游泳、坐船游湖、钓鱼、滑冰等旅游服务，治理与保护效益显著。