概況
由于每年用在河道整治上的納稅人的錢(qián)都相當可觀(guān)，流域治理修復已經(jīng)成為德意志聯(lián)邦政府的重要工作內容。十多年前，德國南部的巴登-符騰堡州啟動(dòng)了“巴登—符騰堡州多瑙河的整體規劃”項目，其綜合規劃目標是恢復州內多瑙河流域受損河流生態(tài)系統的結構、功能和生態(tài)過(guò)程，合理利用水資源，減輕洪澇災害損失，維護水生態(tài)系統健康，修復河流自然生態(tài)和自然景觀(guān)。河流綜合整治觀(guān)念變得日益重要，是德國政府對現有河流修復技術(shù)中存在問(wèn)題的反思。
背景分析
自19世紀以來(lái)，為了提高內河航運能力，德國在易北河、多瑙河以及萊茵河等主要河道進(jìn)行了大規模改造，產(chǎn)生了一系列負面環(huán)境影響。天然河流形態(tài)被極大改變，蜿蜒曲折成為直線(xiàn)或折線(xiàn)型，河道橫斷面形狀也規則化，許多生物賴(lài)以維持生存的自然形態(tài)和水生生境消失。河流的自然面積極大壓縮，水文過(guò)程的可持續性遭到破壞，加之沿河流域的污染排放嚴重，因而造成河道淤積、自?xún)裟芰ο陆?、水質(zhì)污染加劇、生物多樣性下降、土地貧瘠化和河流生態(tài)系統服務(wù)功能下降等問(wèn)題。失去正常河流功能的河道嚴重影響了沿河城鄉居民的正常生產(chǎn)生活。
存在的問(wèn)題
由于德國境內多瑙河的河道裁彎取直和渠化，這一段河道存在的問(wèn)題是河道流程顯著(zhù)縮短，導致近年來(lái)河水在豎向上嚴重侵蝕，河流生態(tài)系統平衡破壞，河流水質(zhì)惡化。河流整治目標設定包括恢復河流和河漫灘的物理及水文動(dòng)力，河流再次彎曲化，重新確定自然水位和河流河谷的水位波動(dòng)，以及改善動(dòng)植物的棲息地條件等。
亮點(diǎn)措施
1.重塑淺灘深潭自然河流結構
從多瑙河所在流域的整體性出發(fā)考慮，首先對河道水系的基準情況進(jìn)行調研。通過(guò)詳細的水文生態(tài)、河流水力學(xué)特性、生物多樣性調查等，然后進(jìn)行綜合性的指標分析和計算，包括河道形態(tài)的確定、穩定性計算、生態(tài)需水量確定、河流河谷的水位波動(dòng)，生態(tài)護岸的構建等，使河流的各組成要素接近自然河流的指標?；谶@些資料，規劃該段河流修復的構想是重塑一段約2.6km長(cháng)的有凹岸和凸岸、淺灘和深潭、沙灘和沙洲的自然河灣，以涵養水源、降低河水流速、削弱洪水的破壞力，為各種生物提供必要的生存場(chǎng)所。
淺灘跌水區的數字水文地形模型
淺灘跌水區的平面圖與剖面圖
低流速的淺灘跌水區域與深潭靜水區的結合能夠滿(mǎn)足河流防洪設計，同時(shí)也會(huì )較好地支持該地域的水域生態(tài)系統，尤其是魚(yú)類(lèi)的洄游。
具有淺灘和深潭交替結構的自然河流狀態(tài)
2.建設巨石固床斜坡生態(tài)魚(yú)道
魚(yú)道又稱(chēng)過(guò)魚(yú)設施，是使洄游魚(yú)類(lèi)繁殖時(shí)能順流或逆流通過(guò)河道中的水利設施總稱(chēng)?，F代魚(yú)道多是采用漿砌石或混凝土的構筑設施，如池堰式、池孔式、丹尼爾式、豎孔式等，在設計時(shí)主要針對1~2種主要經(jīng)濟魚(yú)類(lèi)的特征，而很少考慮其他水生生物、有機碎屑等在魚(yú)道建設后能否在流域上下游輸移和交換；也沒(méi)有考慮魚(yú)道與兩岸環(huán)境之間的融洽性。
混凝土構筑的魚(yú)道
此外，絕大多數魚(yú)道的環(huán)境與自然環(huán)境相差甚遠，而建造中使用的抗凍劑、早強劑等添加劑在水中的緩慢釋放，對誘魚(yú)效果和魚(yú)類(lèi)健康都有負面影響。近20年來(lái)，由于現代魚(yú)道的運行效果有限，它的有效性和必要性受到質(zhì)疑。生態(tài)魚(yú)道正是對原有魚(yú)道概念的拓展，它不僅應具有過(guò)魚(yú)的功能，還有通過(guò)機質(zhì)、泥沙和其他水生生物的功能，以及在橫斷面上恢復河流廊道（生態(tài)交錯帶）的功能。因此，生態(tài)魚(yú)道是有效提高河流連接度與連通性，維持整個(gè)流域生態(tài)正常有序運行的手段。
巨石固床魚(yú)道施工過(guò)程
針對已有問(wèn)題，選取的設計構思是近自然式的巨石固床斜坡。它們與河岸景觀(guān)修復融合，建立起“陸地—河岸帶—河道”完整的斷面生態(tài)模式，與河岸帶的植被共同重構河流廊道，提高景觀(guān)的連通。最終生態(tài)魚(yú)道的形態(tài)是近1700塊巨石沿著(zhù)河水落差方向排列，猶如張開(kāi)的漁網(wǎng)形狀，每一塊巨石都重達1.6t，而邊長(cháng)至少1.5m。
近自然式的巨石固床斜坡
啟示與借鑒
德國埃爾廷根-賓茨旺根段多瑙河河流修復工程以新的理念、先進(jìn)的數字技術(shù)和量化方法研究、設計河流景觀(guān)并進(jìn)行施工，將水力學(xué)的研究、河流景觀(guān)設計和景觀(guān)建造等不同過(guò)程環(huán)環(huán)相扣，在保證多瑙河防洪安全的前提下，對恢復水質(zhì)、維護和修復河流自然生態(tài)和自然景觀(guān)具有良好的效果。為河流修復多學(xué)科之間的交叉提供了參考，也同樣提醒著(zhù)我們河流修復是一項系統工程，需要多方面協(xié)調共同完成，這樣的治河才經(jīng)得起時(shí)間的檢驗。
現在的德國段多瑙河，融入自然的河流
觀(guān)點(diǎn)
在河流修復工程中，水力學(xué)研究、生態(tài)學(xué)研究、景觀(guān)設計以及景觀(guān)施工在不同的關(guān)注層面、不同的工程階段發(fā)揮著(zhù)各自的重要作用。只有各個(gè)專(zhuān)業(yè)有機結合才能整體性修復受損的河流，再現自然的、能自我調節的生態(tài)系統。然而通常來(lái)說(shuō)，學(xué)科之間實(shí)質(zhì)意義上的交叉還十分困難，造成了現有大部分的河流景觀(guān)設計很難形成對河流生態(tài)環(huán)境的整體考慮和量化分析，僅停留在景觀(guān)的一般美學(xué)意義上，而忽略了河流的自然性、生態(tài)性，使得河流的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，河流的生物多樣性降低。造成學(xué)科之間分離的主要原因就是缺乏有效的技術(shù)手段。
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