目前的自然河流，大多都被人為改造過(guò)，雖然，河流的生態(tài)恢復(fù)，最好是把河流還原到河流的原始狀態(tài)，但要把河流完全恢復(fù)到人工干預(yù)之前的自然形態(tài)，這是非常困難且不現(xiàn)實(shí)的事情，畢竟，這些河流是大量物力和財(cái)力換來(lái)的結(jié)果，而且，它們通常都解決了水利方面的某一問(wèn)題。雖然，人類在解決某一問(wèn)題的時(shí)候，往往又會(huì)派生出其他新的問(wèn)題，但是，現(xiàn)今人類已沒(méi)有足夠的時(shí)間和空間，完全消除人的意志讓自然去慢慢恢復(fù)，人類只有通過(guò)適應(yīng)性技術(shù)的突破去解決日益尖銳的人地矛盾。

　　凱文凱利說(shuō)，人類的最終結(jié)局和命運(yùn)，是人與技術(shù)的共同進(jìn)化。他說(shuō)：“我們不妨開(kāi)發(fā)一門(mén)關(guān)于合成生態(tài)的科學(xué)，反正我們已經(jīng)在不經(jīng)意間創(chuàng)造了合成生態(tài)。人類早期打獵、放牧、放火燒荒以及對(duì)草藥的選擇和收集，已在荒野打造出了一種人工生態(tài)，確切地說(shuō)，就是依靠人類的技能大大改變了生態(tài)。”

　　只是人類通過(guò)技術(shù)在解決某一問(wèn)題時(shí)，不要派生其他更為棘手的問(wèn)題。生態(tài)問(wèn)題的出現(xiàn)，往往都是人的活動(dòng)破壞了自然的結(jié)構(gòu)，自然原有的生產(chǎn)，消費(fèi)和循環(huán)的閉環(huán)被打破。所以，技術(shù)的目的，就是設(shè)法還原自然的結(jié)構(gòu)，用內(nèi)在的復(fù)雜性去構(gòu)建外在的簡(jiǎn)單形態(tài)。

　　一、河道內(nèi)棲息地的修復(fù)與加強(qiáng)

　　所謂河道內(nèi)棲息地的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，主要是利用木材、塊石、適宜的植物以及其他生態(tài)工程材料相結(jié)合在河道內(nèi)構(gòu)建的特殊結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)節(jié)水流與河床或岸坡的相互作用，在河道內(nèi)形成多樣性地貌和水流條件，例如水的深度、湍流和均勻流、深潭和淺灘等，從而提高魚(yú)類和其他水生生物生境的質(zhì)量，促使生物多樣性的提高。

　　1.礫石與礫石群

　　傳統(tǒng)水利工程從防洪、航運(yùn)等目的出發(fā)，往往要清除河道內(nèi)障礙，比如突出的礫石。可是河道障礙物的清除及河床平坦化，會(huì)導(dǎo)致棲息地多樣性和復(fù)雜性的降低甚至喪失。

　　在河道內(nèi)設(shè)置單塊礫石或礫石群有助于創(chuàng)建具有多樣性特征的水深、底質(zhì)和流速條件。礫石是很好的掩蔽物，還有助于形成相對(duì)大的水深、氣泡、湍流以及流速梯度。這種流速梯度條件對(duì)于鮭魚(yú)十分有益，它們能夠在不消耗更多的能力下，在激流中保持相對(duì)位置。

　　除了魚(yú)類之外，礫石群形成的生境也為其他生物提供了庇護(hù)和繁殖的功能。例如礫石的下游面流速較低，河流中的石娥、飛螻蛄、石蠅等都喜歡吸附在此處。

　　礫石一般應(yīng)用于微觀生境的修復(fù)和加強(qiáng)，比較適合于順直、穩(wěn)定、坡降介于在0.5%～4%的河道，在河床是礫石的寬淺式河道效果最佳。設(shè)計(jì)中可參考類似河段的資料確定礫石直徑、間距、礫石與河岸距離以及礫石的排列模式和方向。

　　2.具有護(hù)坡和掩蔽作用的圓木

　　圓木具有多種生境加強(qiáng)的功能，不僅可用于構(gòu)建護(hù)坡、掩蔽體、挑流壩等結(jié)構(gòu)，而且還可以向水中補(bǔ)充有機(jī)碎屑。在某些情況下，可采用帶樹(shù)根的圓木控制水流，不僅可保護(hù)岸坡抵御水流沖刷，還能為魚(yú)類和其他水生生物營(yíng)造生境，為水生昆蟲(chóng)提供食物來(lái)源。

　　一般樹(shù)根盤(pán)要求正對(duì)上游水流流向，施工方法有兩種：一是插入法，把樹(shù)干端部削尖后插入坡腳土體；另一方法是開(kāi)挖法，做法如下圖。

　　3.疊木支撐

　　疊木支撐是由圓木按照縱橫交錯(cuò)的方式鉸接而形成的層狀框架結(jié)構(gòu)，框架內(nèi)充填土壤和塊石，并扦插活的植物枝條。這種結(jié)構(gòu)可布置在河岸沖刷侵蝕嚴(yán)重的區(qū)域，通過(guò)岸坡侵蝕防護(hù)及后期發(fā)育形成的植被，有助于提高河岸棲息地質(zhì)量。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，圓木結(jié)構(gòu)可能會(huì)腐爛，但那時(shí)這種結(jié)構(gòu)內(nèi)活的植物枝條發(fā)育形成的根系將繼續(xù)發(fā)揮岸坡的防護(hù)功能。

　　疊木支撐結(jié)構(gòu)可與魚(yú)類掩蔽體結(jié)合設(shè)置，如下圖B-B斷面圖，疊木支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置在枯水位以下區(qū)域，形成圓木結(jié)構(gòu)框架空腔，這種空腔可以作為魚(yú)類的掩蔽體。其形狀和尺寸可按照目標(biāo)魚(yú)種的生活習(xí)性靈活設(shè)計(jì)。

　　與上述掩蔽區(qū)結(jié)構(gòu)相似，可以在岸坡防護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌入木框架和厚木板組成的箱式結(jié)構(gòu)，形成魚(yú)巢，如下圖。

　　4.堰壩

　　堰壩是利用圓木或石塊建造的橫跨河道的構(gòu)筑物，其功能是調(diào)節(jié)水流、阻擋礫石漂移。在上游形成靜水區(qū)，下游形成深潭，能塑造多樣性地貌與水域環(huán)境，也是一種主要的棲息地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

　　堰壩的主要作用：

　　1、上游的靜水區(qū)和下游的深潭周邊區(qū)域有利于有機(jī)質(zhì)的沉淀，為無(wú)脊椎動(dòng)物提供營(yíng)養(yǎng)。

　　2、因水位相應(yīng)提高，增加了河岸的遮蔽性。

　　3、跌水深潭有助于魚(yú)類等生物滯留，在洪澇和枯水期為它們提供了避難所。

　　4、因河道中心區(qū)有強(qiáng)烈的下曳力和上涌力，可產(chǎn)生激流和緩流的過(guò)渡區(qū)，有助于形成攝食通道，深潭的平流層是適宜的產(chǎn)卵地。

　　這種微型堰壩，其高度一般不超過(guò)30CM，不影響魚(yú)類洄游。根據(jù)不同地形和地質(zhì)條件，堰壩可設(shè)置不同類型。上圖為W形堆石堰壩的構(gòu)造示意，頂面使用較大尺寸的塊石，滿足抗沖穩(wěn)定要求，下游面較大石塊的間距保持在20CM左右，以便形成低流速的魚(yú)道。堰壩的最低部分應(yīng)設(shè)置在河槽的中心，塊石要延伸到河槽頂部，保護(hù)岸坡。

　　在沙質(zhì)河床不宜采用礫石材料，可用大型圓木作堰頂材料，如上圖。堰頂高度不超過(guò)30CM為宜，以便于魚(yú)類通過(guò)?？捎媚緲痘蜾摌兜炔牧瞎潭?。如果應(yīng)用圓木堰壩控制河床侵蝕，應(yīng)在圓木的上游面鋪設(shè)土工布作為反濾材料。

　　二、岸坡防護(hù)技術(shù)

　　岸坡是河流廊道的基本組成部分，典型河岸由坡腳區(qū)、岸坡、河漫灘、過(guò)渡區(qū)和高地區(qū)組成。

　　1.生態(tài)型擋土墻

　　擋土墻的生態(tài)做法目前有格賓石籠、石籠墊、塊石擋土墻和土工格室擋土墻等。一般適用于岸坡較陡的河段，如下圖。

　　實(shí)施的時(shí)候，要進(jìn)行擋土墻及岸坡土體的抗滑穩(wěn)定、墻體抗傾覆穩(wěn)定以及加筋土工布或格柵的抗拉拔穩(wěn)定驗(yàn)算。擋土墻后一般設(shè)土工布反濾層，以確保植物發(fā)育前墻后土體的穩(wěn)定性。

　　2.植物纖維墊

　　植物纖維通常采用椰殼、黃麻、木棉、蘆葦、稻草等天然植物纖維制成種植帶，也可以用土工格柵進(jìn)行加筋，可與植物結(jié)合應(yīng)用于河道防護(hù)工程，如下圖。

　　這類防護(hù)結(jié)構(gòu)下層為混有草種的腐殖土，植物纖維墊用錨固樁固定，并覆蓋一層薄的表土，在表土層播撒種子，并穿過(guò)纖維墊扦插活枝條。由于植物纖維腐爛后能促進(jìn)腐殖質(zhì)的形成，可增加土壤肥力。草籽發(fā)芽生長(zhǎng)后穿出纖維墊，活枝條也會(huì)在合適的時(shí)候繁殖生長(zhǎng)，最終形成植物覆蓋層，不僅能抗擊沖刷，還能形成多樣性的棲息地環(huán)境。

　　3.鉸接混凝土塊護(hù)岸

　　鉸接混凝土塊護(hù)岸是一種連鎖型高強(qiáng)度預(yù)制混凝土塊鋪面系統(tǒng)，由一組標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制混凝土塊用鍍鋅鋼纜或聚酯纜繩連接、或通過(guò)混凝土塊相互咬合連接構(gòu)成，如下圖。

　　這類結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)、施工效率高和防護(hù)效果突出。這種結(jié)構(gòu)不僅使護(hù)坡具有多孔性和透水性，而且還允許植物生長(zhǎng)發(fā)育，改善了岸坡棲息地條件。這種技術(shù)適用于流速較高和風(fēng)浪掏刷侵蝕嚴(yán)重、坡面相對(duì)平整的河道岸坡。

　　4.植物梢料

　　利用植物的活枝條或梢料，做成梢料排、梢料層、梢料捆等，可用于河道岸坡作侵蝕防護(hù)，如下圖。

　　這是一種古老的岸坡防護(hù)生態(tài)技術(shù)，在我國(guó)有悠久歷史。在梢料生長(zhǎng)發(fā)育到一定程度后，這種結(jié)構(gòu)不僅可促使河水泥沙淤積，有效減少河岸侵蝕，為河岸提供了一個(gè)直接保護(hù)層，而且還能較快形成植物覆蓋層，恢復(fù)河岸植被和河邊生境，形成較為自然的景觀。

　　5.土工織物扁袋

　　土工織物扁袋是把天然材料或合成材料織物，在工程現(xiàn)場(chǎng)展平后，上面填土，然后把土工織物向坡內(nèi)反卷，包裹填土，如下圖。

　　土工織物扁袋在岸坡上呈階梯狀排列，土體包含草種、碎石、腐殖土等材料。在上下層扁袋之間放置活枝條。這種技術(shù)適用于岸坡較陡且坡度不均勻區(qū)域的侵蝕防護(hù)，與常規(guī)灌木植被防護(hù)技術(shù)相比，能抵御相對(duì)大的流速。土工扁袋具有較高的韌性，可適應(yīng)坡面的局部變形。

　　6.木框擋土墻

　　木框擋土墻是由未處理的圓木相互交錯(cuò)形成的箱式結(jié)構(gòu)，在其中充填碎石和土壤，并扦插活枝條，構(gòu)成重力式擋土墻，如下圖。

　　這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于陡峭岸坡的防護(hù)，可減緩水流沖刷，促進(jìn)泥沙淤積，快速形成植被覆蓋層，營(yíng)造自然型景觀，為野生動(dòng)物提供了棲息地環(huán)境。枝條發(fā)育后的根系具有土體加固的功能。

　　結(jié)語(yǔ)

　　生態(tài)退化是自然因素和人為活動(dòng)干擾的共同結(jié)果，區(qū)域地質(zhì)地貌，氣候和水文等異常變化是生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定性和退化的自然成因，人為因素往往疊加在自然因子之上，對(duì)生態(tài)退化起著加速和主導(dǎo)的作用。

　　生態(tài)修復(fù)就是重塑生物與生物之間和生物與環(huán)境之間環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系，關(guān)鍵是重塑健康的水環(huán)境。健康的水環(huán)境，不是營(yíng)造局部區(qū)域的草長(zhǎng)鶯飛景象，所謂“綠水青山，就是金山銀山”這說(shuō)明，要保護(hù)和重塑良好生態(tài)，必須要以更大的格局來(lái)應(yīng)對(duì)環(huán)境問(wèn)題。

　　所謂的生態(tài)效率，通常是由生物多樣性決定的，而生物多樣性又是由棲息地的多樣性決定，棲息地多樣性是由水的運(yùn)行的多樣與復(fù)雜性造就的。所以，在從事任何與水有關(guān)的人工建設(shè)時(shí)，必須首先尊重水的運(yùn)行規(guī)律，為水和與水相關(guān)的生物留出必要的空間。

　　隨著人口增加和消費(fèi)增強(qiáng)，問(wèn)題是當(dāng)今環(huán)境已沒(méi)有太多的空間預(yù)留來(lái)尊重自然，因此，在有限的空間如何增強(qiáng)生態(tài)效率，如棲息地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的營(yíng)造，就是當(dāng)今人類必須要面對(duì)的問(wèn)題。生態(tài)修復(fù)，除了在更大格局和尺度中保護(hù)自然，如在大規(guī)模建設(shè)時(shí)優(yōu)先劃定出不可作為的區(qū)域外，還必須依賴于實(shí)用技術(shù)突破。要模擬和還原自然的結(jié)構(gòu)，構(gòu)建能讓“生產(chǎn)—消費(fèi)—還原”形成閉環(huán)的人工合成生態(tài)系統(tǒng)。

　　以上圖文均選自于董哲仁《河流生態(tài)修復(fù)》