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、開發河灘、圍湖造田、防洪建堤等工程在為人類生產和生活提供支撐的同時,破壞了河流的自然形態和水生生境的復雜度,使得生態水文過程的可持續性遭到破壞,造成河道淤積、自凈能力下降、水質污染加劇、生物多樣性衰減和河流生態系統服務功能衰退等問題。
歐美一些國家已認識到河流生態環境面臨的諸多問題,并積極開展相關的生態修復研究和實踐。其中,瑞士提出再自然化的設計理念。
1979—2012年間瑞士共執行了848個河流生態修復項目,總計修復的河流長度為307km,在此過程中積累了大量的規劃、實施、管理、維護以及評價經驗。圖爾河(Thur River)流域的防洪及生態修復工作經過多年的經營,在瑞士國內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,發源于圣加侖州東南部的森蒂斯峰,途經具有豐富人文和自然景觀的地區,最終在瑞德邊境匯入萊茵河(圖1)。由于河流沿線缺少調蓄湖區,導致劇烈的季節性流量差異(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,面積接近400h㎡。歷史上這一河段曾經蜿蜒曲折(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。流域內土地利用方式的轉變及水利等基礎設施的建設,使天然洪泛區域不斷減少,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變為對整體流域的綜合治理,通過動態化、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和自然過程,逐漸加強并恢復整個流域的水體和生態安全。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質量;項目前后持續約20年。
(2)項目概況
范圍:項目自1998年起籌備,經歷戰略規劃、初步調查、項目規劃、執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。
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,改善弗拉赫農業區的生產條件,使漫灘濕地重新成為人們的游憩區。
專家:項目組聘請來自林業、農業、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,而項目附屬監督委員會則負責監督并提供建議(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調各方利益。
資金:根據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、聯邦政府和埃格利紹-格拉特費爾登發電廠股份有限公司(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劃的重要環節,明確摒棄渠化河道的傳統做法,通過長期監測和研究,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劃的大框架中,通過改善河道內的行洪能力、提高洪泛區的涵水量實施防洪,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、水文、地質等資料,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,其中:1在埃利科橋以西的兩河交匯處將產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;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固,因此急轉的水流將集中沖刷埃格蘭克以西的河岸北側,而此處河道岸線釋放后側向侵蝕不斷加強,河道將由此向西動態蜿蜒;3隨著季節性洪流的入侵,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、營建河漫灘系統等具體做法實現“意向景象”
改善農業生產條件
圖爾河南岸弗拉赫和路靈(Rüdlingerfeld)等農業區多屬圩田區,農田土壤水分含量高,生產條件受制約。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業區的土層。
大范圍高強度監測與彈性措施
為配合整體流域的防洪規劃,適時響應圖爾河水文過程中的動態變化,項目組開展了七項高強度的監測工作,包括水位監測、地下水位監測、河床高度監測、河流位置監測、浮木險情監測、生物監測和蚊情預測。這些信息為項目方案的適時調整和流域管理提供有力支持,此外還利用影像監測來記錄項目實施過程中河流沿岸風景的動態變化過程。
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開展。目前萊茵河畔的埃利孔鎮和弗拉赫農業區已基本擺脫洪水困擾,居民和游客可以在公眾開放區域休憩并欣賞獨特的泛洪區景觀。
個人評價:
1、規劃體系的完善性:包括前期規劃階段—實施階段—過程動態檢查—規劃結果評價—示范效應
2、多領域參與方案的制定,項目組聘請來自林業、農業、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,而項目附屬監督委員會則負責監督并提供建議。
3、實施手段的可取性:研究對象有個別到一般,展現示范效應。
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