核心思想:
自古以來,人類聚居地與河流的興衰唇齒相依。伴隨近代人類社會的高速發(fā)展,“用水”和“治水”工程簡單地迎合“以人類為中心”的目的,攔河筑壩、河道裁彎取直、開發(fā)河灘、圍湖造田、防洪建堤等工程在為人類生產(chǎn)和生活提供支撐的同時,破壞了河流的自然形態(tài)和水生生境的復雜度,使得生態(tài)水文過程的可持續(xù)性遭到破壞,造成河道淤積、自凈能力下降、水質(zhì)污染加劇、生物多樣性衰減和河流生態(tài)系統(tǒng)服務功能衰退等問題。
歐美一些國家已認識到河流生態(tài)環(huán)境面臨的諸多問題,并積極開展相關的生態(tài)修復研究和實踐。其中,瑞士提出再自然化的設計理念。
1979—2012年間瑞士共執(zhí)行了848個河流生態(tài)修復項目,總計修復的河流長度為307km,在此過程中積累了大量的規(guī)劃、實施、管理、維護以及評價經(jīng)驗。圖爾河(Thur River)流域的防洪及生態(tài)修復工作經(jīng)過多年的經(jīng)營,在瑞士國內(nèi)被公認為同類型項目的先鋒。
圖爾河的概況
圖爾河全長131km,集水面積1750k㎡,是瑞士東北部的主要河流,發(fā)源于圣加侖州東南部的森蒂斯峰,途經(jīng)具有豐富人文和自然景觀的地區(qū),最終在瑞德邊境匯入萊茵河(圖1)。由于河流沿線缺少調(diào)蓄湖區(qū),導致劇烈的季節(jié)性流量差異(流量最小值為2.2m³/s,流量最大值為1130m³/s,平均流量為47m³/s),與萊茵河交匯處更形成瑞士中部最大的洪泛區(qū),面積接近400h㎡。歷史上這一河段曾經(jīng)蜿蜒曲折(圖2),沿岸棲息著多樣的生物群落。
防洪治水觀念的革新與項目概況
(1)防洪治水觀念的革新
圖爾河流域早期的防洪治水觀念過于依賴水利和工程技術,通過改彎取直、防洪建堤和攔河筑壩等措施使洪水快速通向下游,導致河道沿岸的濕地消失,大批生物被迫遷徙或滅絕。流域內(nèi)土地利用方式的轉(zhuǎn)變及水利等基礎設施的建設,使天然洪泛區(qū)域不斷減少,洪水最高水位和時段洪峰流量一漲再漲,矛盾不斷激化。
1980年代起,伴隨理論和技術的革新,蘇黎世州意識到治洪的方法需從局部河段的洪水防范轉(zhuǎn)變?yōu)閷φw流域的綜合治理,通過動態(tài)化、自然化和多元化的綜合管理方法最大程度地利用水體動態(tài)和自然過程,逐漸加強并恢復整個流域的水體和生態(tài)安全。1983年起,州政府分階段推進圖爾河全流域的防洪與自然修復工作,致力使河流沿線的水安全維持在更高級別,并著意提升河段生態(tài)質(zhì)量;項目前后持續(xù)約20年。
(2)項目概況
范圍:項目自1998年起籌備,經(jīng)歷戰(zhàn)略規(guī)劃、初步調(diào)查、項目規(guī)劃、執(zhí)行施工和投入使用五個步驟,2008年啟動的施工期歷時12年,分為兩個階段,涉及圖爾河末端5km河段約470h㎡的國家級河漫灘保護區(qū)。
目標:以實施主動綜合管理為治理主旨,項目具有多重目標:保護河口及周邊區(qū)域免受洪水泛濫的影響,為珍稀動植物提供新的棲息地,改善弗拉赫農(nóng)業(yè)區(qū)的生產(chǎn)條件,使漫灘濕地重新成為人們的游憩區(qū)。
專家:項目組聘請來自林業(yè)、農(nóng)業(yè)、土壤保護、旅游等相關領域的工程師和科學家提供技術支持,而項目附屬監(jiān)督委員會則負責監(jiān)督并提供建議(圖5)。由于涉及土地所有權和土地征用及融資等重要問題,項目組通過多方磋商以協(xié)調(diào)各方利益。
資金:根據(jù)2006年蘇黎世州通過的無反對票決議,項目的總成本預算為5360萬瑞士法郎,其中蘇黎世州、聯(lián)邦政府和埃格利紹-格拉特費爾登發(fā)電廠股份有限公司(KWE: KraftwerkEglisau-Glattfelden AG)分別投入2600萬、1800萬和900萬瑞士法郎。
項目理念及具體措施
(1)項目理念
項目將自然保護視為防洪規(guī)劃的重要環(huán)節(jié),明確摒棄渠化河道的傳統(tǒng)做法,通過長期監(jiān)測和研究,掌握流域水文過程,并將該河段的防洪策略置于整個流域防洪規(guī)劃的大框架中,通過改善河道內(nèi)的行洪能力、提高洪泛區(qū)的涵水量實施防洪,并開展河口段的自然修復。
(2)具體措施
推演理論模型
項目組綜合分析了歷史上圖爾河的河流形態(tài)、水文、地質(zhì)等資料,并基于河道水力學特性和地貌學特點推演理論模型,獲得河口區(qū)修復的“意向景象”
實施岸線“釋放”
圖爾河在實施岸線“釋放”后將恢復自然蜿蜒的狀態(tài),其中:1在埃利科橋以西的兩河交匯處將產(chǎn)生淤積并逐漸恢復以前的自然形狀,由于兩河交匯處河岸尖細,形成的阻力較低,過去的多支流三角洲景象將會再次出現(xiàn);2在埃利科橋以東,由于東端埃格蘭克河段正處于河流從南北向轉(zhuǎn)向東西向的急拐彎處,而河流南岸緊鄰州立公路,此段岸線仍需通過工程措施加以穩(wěn)固,因此急轉(zhuǎn)的水流將集中沖刷埃格蘭克以西的河岸北側(cè),而此處河道岸線釋放后側(cè)向侵蝕不斷加強,河道將由此向西動態(tài)蜿蜒;3隨著季節(jié)性洪流的入侵,河流兩岸將形成一系列由坑塘、洼地和河漫灘組成的濕地生境,這些區(qū)域既可蓄洪又可提供多樣化的棲息地。通過方案比較選擇具體措施,最終確定通過增強防洪、岸線釋放和塑形、營建河漫灘系統(tǒng)等具體做法實現(xiàn)“意向景象”
改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件
圖爾河南岸弗拉赫和路靈(Rüdlingerfeld)等農(nóng)業(yè)區(qū)多屬圩田區(qū),農(nóng)田土壤水分含量高,生產(chǎn)條件受制約。項目將開挖河床獲取的土方用于增高、強化和重建防洪堤,并用肥沃的河床土壤沉積物加厚農(nóng)業(yè)區(qū)的土層。
大范圍高強度監(jiān)測與彈性措施
為配合整體流域的防洪規(guī)劃,適時響應圖爾河水文過程中的動態(tài)變化,項目組開展了七項高強度的監(jiān)測工作,包括水位監(jiān)測、地下水位監(jiān)測、河床高度監(jiān)測、河流位置監(jiān)測、浮木險情監(jiān)測、生物監(jiān)測和蚊情預測。這些信息為項目方案的適時調(diào)整和流域管理提供有力支持,此外還利用影像監(jiān)測來記錄項目實施過程中河流沿岸風景的動態(tài)變化過程。
實施施效果
項目至今已完成約5.3km河道的岸線釋放,第二階段防洪和自然修復工程正持續(xù)開展。目前萊茵河畔的埃利孔鎮(zhèn)和弗拉赫農(nóng)業(yè)區(qū)已基本擺脫洪水困擾,居民和游客可以在公眾開放區(qū)域休憩并欣賞獨特的泛洪區(qū)景觀。
個人評價:
1、規(guī)劃體系的完善性:包括前期規(guī)劃階段—實施階段—過程動態(tài)檢查—規(guī)劃結(jié)果評價—示范效應
2、多領域參與方案的制定,項目組聘請來自林業(yè)、農(nóng)業(yè)、土壤保護、旅游等相關領域的工程師和科學家提供技術支持,而項目附屬監(jiān)督委員會則負責監(jiān)督并提供建議。
3、實施手段的可取性:研究對象有個別到一般,展現(xiàn)示范效應。
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