2024年4月25日发(作者：苹果笔记本系列介绍)

水利水电技术第４０卷２００９年第１期

河流生态修复理论技术及其应用

董哲仁，孙东亚，彭

（中国水利水电科学研究院，北京

静

１０００３８）

摘要：提出了河流生态修复整体模型，系统阐述了水利工程对河流生态系统胁迫及其机理，对传统

意义上的水利工程规划设计理念和方法进行了系统的反思，总结了河流生态修复规划原则与评估方法

及河流廊道生态修复技术，对典型示范工程进行了简要介绍。

关键词：河流生态系统；生态修复；整体模型；示范工程

中图分类号：Ｘ１７１．１文献标识码：Ａ文章编号：１０００—０８６０（２００９）０１—０００４．０７

Ｔｈｅｏｒｉｅｓａｎｄ

ｐｒａｃｔｉｃｅｓ

ｏｆ

ｒｉｖｅｒ

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Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ

１０００３８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｈｏｌｉｓｔｉｃｍｏｄｅｌ

ｏｆ

ｆｉｖｅｒｅｃｏ·ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｉｓ

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ｍｏｄｅｌ；ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ

ｐｒｏｊｅｃｔ

１

引言

水利工程在防洪、灌溉、供水、发电、航运和旅

传统意义上的水利工程尽管满足了社会经济需求，但

是在不同程度上忽视了淡水生态系统的健康需求，因

此对生态系统构成了胁迫效应。面对这个复杂问题，

应坚持全面权衡利弊，力争趋利避害的辩证思维方

游等诸多方面对于保障社会安全、促进经济可持续发

展发挥着巨大的作用，这是举世公认的事实。但是另

法，探索通过工程措施、生物措施和管理措施，尽量

避免、缓解或补偿水利工程对于河流生态系统的负面

影响，达到社会经济效益与生态保护二者兼顾的目标。

本文系统阐述了水利工程的生态影响现象，分析

了胁迫效应的机理，对于传统意义上的水利工程规划

设计理念和方法进行了系统的反思，总结了河流生态

修复规划原则与评估方法和河流廊道生态修复技术，

对典型示范工程进行了介绍。

一方面，水坝和堤防建设、河道整治工程和跨流域调

水工程等各类水利工程对于河流、湖泊生态系统也造

成了胁迫效应。水利工程的负面影响主要表现为改变

了自然水文规律和引起地貌特征变化，从而不同程度

地改变了生境条件，导致淡水生态系统结构和功能的

变化。

水利工程的生态影响问题引起了社会各界的广泛

关注，也逐渐变成了水利水电建设发展的瓶颈问题。

如何正确对待和处理水利工程的生态影响问题，需要

２水利工程对河流生态系统胁迫和机理分析

自然力和人类活动对于淡水生态系统构成双重胁坚持可持续发展的原则，用辩证的观点进行分析。在

工程技术层面Ｅ，纵观传统意义上水利工程的建设和

管理目标，都是以建设和运行工程设施为手段，通过

．收稿日期：２００８一ｌｌ·ｌＯ

作者简介：董哲仁，男，教授级高级工程师，博￡生导师。

改造和控制河流，实现预期的经济效益和社会目标。

４

万方数据　

追。各类水利工程对淡水生态系统的胁迫是大规模人

类活动的负面影响之一。这种影响主要表现为改变了

自然水文规律和引起地貌特征变化，从而不同程度地

改变了生境条件，导致淡水生态系统的结构和功能的

变化。

２．１

水文一生物一生态功能河流连续体四维模型

本文作者根据近２０多年来生态学理论的发展

以及对于河流生态系统的认识深化，在前人提出的

河流连续体概念（Ｖａｎｎｏｔｅ，１９８０）的基础上，通过进

一步完善，提出“水文一生物一生态功能河流连续

体”概念。所谓“水文一生物一生态功能河流连续体

四维模型”的内涵是：由河流水文一水力学过程空

间连续性，生物群落结构空间连续性，营养物质流

和能量流空间连续性，信息流空间连续性为要素的

河流连续体模型；同时，考虑水文、生物及河流生

态系统演变和进化的动态特征，需要建立时间坐标

和尺度。

（１）河流水文一水力学因子三维连续性。

河流的流动是水体一种不可逆的单向运动，河流

的水文一水力学因子用流量、水位、流速、脉动压

力、水温等指标度量。如果在河流的某一横断面建立

三维坐标系，即水流的瞬时流动方向的ｘ轴（纵向），

在地平面上与水流垂直方向的ｙ轴（横向），与地平

面垂直向下的ｚ轴（竖向），借以考察河流的三维运

动，见图１。在纵向ｘ方向河流的流动是主导方向，

河流的流量、流速、脉动压力、水温等沿上中下游都

是连续分布的，反映了河流顺水流方向的连续性。河

流是一个动态过程，河流依照水文学规律呈周期变

化，形成年内洪水与枯水期交错发生的格局。当洪

水发生时，河水向侧向ｌ，方向漫溢，使主流、河

滩、河汊、静水区和湿地连成一体，形成复杂的水

流系统，这就是河流侧向ｙ轴的连通性。在竖向ｚ

轴是地表水与地下水连接的通道，通过渗透的方式

向地下水补给。绝大部分自然河流的河床材料构成

具有透水性的特征，因此在ｚ方向水体的连续性可

以理解为渗透性。

（２）河流生物群落结构连续性。

河流不仅是一个流动的物理系统，更是一个动态

的生态系统。生物群落随河流水文一水力学特征（流

量、水位、流速、脉动压力、水温等）连续性变化也

呈现连续性分布。尽管大型河流可能穿过不同的气候

分区，河流高程沿河流纵坡有很大差别，但是沿河流

的生物群落仍然遵循连续性分布的规律。这不仅反映

在沿河流廊道植被的连续性分布，而且水生动物、无

水利水电技术第４０卷２００９年第１期

万　方数据

董哲仁，等∥河流生态修复理论技术及其应用

圈１河流四维坐标

（网）。这种连续性的产生是由于在河流生态系统的

（３）营养物质流和能量流连续性。

河流的连续性不仅是生物群落分布的连续性，更

的可溶性，使河流成为生态系统营养物质输移、扩散

的主通道。河流泥沙的输移扩散是河流运动的重要的

因子。附着在泥沙表面的营养物质随泥沙的运动迁移

的到来，对于河流的水生生物和水陆交错带的植物无

向还进行着营养物质的输移转化。正因为如此，大多

营养物质的输移转化，表现为营养物质流与能量流的

（４）河流信息流的连续性。

河流为诸多鱼类和其它水生生物提供生命信号。

随着水文周期的变化，河流水位消长。当洪水漫溢河

滩和河汊、水陆交错湿地，一些鱼类离开河槽到河

滩、河汊及湿地寻找避难所或产卵；当水位消落，鱼

化的正面响应。河流的流速、水温等同样是众多水生

生物的生命信号。我国著名的中华鲟是一种溯源产卵

洄游鱼类，每年秋季中华鲟成群结队逆流而上，在长

江上游重庆以上河段的深潭及金沙江的急流中产卵，

幼鱼顺江游到大海，在海洋生活１０余年后仍然返回

长江上游，２

０００

ｋｍ不迷路。其产卵季节与河流水温

５

脊椎动物、昆虫、两栖动物、水禽和哺乳动物等都

是遵循连续分布的规律，形成丰富有序的食物链

演替过程中，生物群落对于水域生境条件不断进行

调整和适应，反映了生物群落与淡水生境的适应性

和相关性。

是生态系统生物学过程的连续性。由于水体具有良好

转化。河流的纵向（ｘ轴）流动把营养物质沿上中下

游输送。在洪水季节洪水漫溢，又在横向（１，轴）把营

养物质输送到河滩、河汉、静水区和湿地。每年洪水

疑是莫大的福音。在河流的竖向（ｚ轴）河流向地下

含水层的补给以及相对应化学成分的变化，并且在竖

数河床含水层存在着丰富的生物量。在上述３个方向

空间与时问连续性，使得下游的生态过程与上游的生

态过程直接相关。

类又回到河流主槽。鱼类的这些生命活动是对水位变

董哲仁。等∥河流生态修复理论技术及其应用

带来的信息关系密切，而河流的流速和脉动压力无疑

是对洞游鱼类长距离运动的导航信号。由于河流的水

文一水力学因子在窄问上的连续性，就使得河流走廊

的生态系统结构呈现连续性特点。由于河流水文一水

力学因子在时间上的连续性以及气候因素的影响，就

使得河流走廊的生物群落随时间出现年内周期性的变

化。

２．２

人类活动和水利水电工程对于河流生态系统的

胁迫

人类活动对于河流生态系统的胁迫，从更大的尺

度研究应该包括近代人类活动引起的全球变化，如气

候变化引起河流径流量的变化，酸雨引起的河流水质

变化等。人类对水土资源的开发利用以及其它经济活

动引起对于河流的胁迫效应，包括：水污染，超量用

水，土地利用方式变化，对湖泊和河流滩地的围垦，

生物入侵。

几千年来人类为了防洪安伞与经济发展，对于河

流进行了大量的人工改造。特别是近１００多年来利用

现代工程技术手段，对河流进行了大规模开发利用。

兴建了大量工程设施，改变了河流地貌学特征。河流

近１００年来的人工变化超过了数万年的自然进化。水

利工程对于河流生态系统的胁迫主要来源于以下两个

方面：一是河流的人工改造，包括自然河流的渠道

化、自然河流的非连续化；二是跨流域调水工程，如

图２所示。

［＝二二二二二二二二二二二二＝二二＝二二］岸边植物带

［二二∑＝面

流态

（ａ）自然状态河流

吨［

————————－———－■—－－——－－－－——－－－———－－－—————－——－●●—·————————·－●●

一

ｉ

●■■●■珊衄皿皿皿肠勉弦物扬猩豳＝二二］岸边植物带

Ｌ————————————二＝＝呈±＝皇～河庚纵剖面

二：：兰三二三三三兰兰二亏等河床纵剖面

！．！．！．

！．瓣＂ＷＪ流

（ｂ）建设梯级水坝后的河流

砺．一河流纵坡降

图２河流非连续化示意

河流的人工渠道化破坏了自然河流所特有的蜿蜒

性特征，改变了深潭与浅滩交错、急流与缓流交替的

格局。不透水和光滑的护坡材料阻碍了地表水与地下

水的联通，改变了鱼类产卵条件。这砦因素的卺加，

造成生物异质性下降，导致生物柄息地的质量下降。

６

万　方数据

水域生态系统的结构与功能随之发生变化，特别是生

物群落多样性将随之降低，引起淡水生态系统不同程

度的退化。

上节提出的“水文一生物一生态功能河流连续体

四维模型”概念，说明河流生态系统是一种开放的、

流动的生态系统，其连续性不仅指一条河流的水文学

意义上的连续性，同时也是对于生物群落至关重要的

营养物质输移的连续性。大坝将河流拦腰斩断，改变

了连续性河流的规律，形成了河流的非连续性特征。

流动的河流变成了相对静止的人工湖，无论是库区还

是大坝下游河段的流速、水深、水温及水流边界条

件都发生了变化。建有坝后式水电站的大坝运行是

根据防洪和兴利需要进行调度，采用人工泄流方

式，坝后经常或间断有水流下泄。堤防工程妨碍了

汛期主流与岔流之间的沟通，阻止了水流的横向扩

展，形成另一种侧向的水流非连续性。堤防把干流

与滩地和洪泛区隔离，使岸边地带和洪泛区的柄息

地发生改变。

跨流域调水工程打破了流域、水系的自然格局，

改变了水文循环条件，对于水域和陆地生态系统产生

胁迫效应。

针对水利工程对河流生态系统的胁迫问题，需

要吸收生态学的理论知识，完善传统的水利工程技

术，探索生态水利工程建设技术方法，构建与生态

友好的水利水电工程技术体系，开展河流生态修复

工作。

３河流生态修复规划与河流健康评估

河流生态修复规划与评估包括４个部分主要内

容：现状及历史调查分析；制定河流生态修复目标；

提出规划对策，包括工程任务、管理措施和建立监测

与评估系统；进行经济一生态效益综合评估。

编制河流牛态修复规划的主要技术流程如下：

（１）明确规划的总体思路，包括指导思想，遵循原

则，体现人口一资源一环境协调的可持续发展观和

人与自然和谐的理念。（２）现状调查与分析，包括

社会、经济及水资源状况、水文气象、地貌地质、

河流演进历史和形态、生物物种状况和河流生态系

统退化原因调查分析。（３）在调研的基础上，制定

河流生态修复日标。（４）确定规划范围、时间与空

间尺度以及总体格局。（５）确定工程任务，主要包

括水文条件水量、水质和水文情势的恢复；栖息地

建设；濒危、珍稀和特有物种保护与恢复。（６）建

立河流生态监测系统和河流健康评估系统。（７）提

水利水电技术第４０卷２００９年第１期

出管理对策。（８）对于整个规划进行经济一生态效

益综合评估。

３．１

河流水系生态恢复的任务

河流水系生态恢复的任务有三大项：一是水质

条件、水文条件的改善；二是河流地貌特征的改

善；三是生物物种的恢复。总目的是改善河流生态

系统的结构与功能，主要标志足生物群落多样性的

提高。

水质条件、水文条件的改善包括：水量、水质条

件的改善，水文情势的改善，水力学条件的改善。通

过水资源的合理配置以维持河流河道最小生态需水

量。通过污水处理、控制污水排放、生态技术治污、

提倡源头清洁生产、发展循环经济以改善河流水系的

水质。提倡多目标水库生态调度，即在满足社会经济

需求的基础上，模拟自然河流的丰枯变化的水文模

式，以恢复下游的生境。

河流湖泊地貌学特征的改善包括：恢复河流的纵

向连续性和横向联通性；保持河流纵向蜿蜒性和横向

形态的多样性；外移堤防给洪水以空间并扩大滩地；

退耕还湖和退渔还湖；采用生态型护坡以防止河床材

料的硬质化。

生物物种的恢复包括：濒危、珍稀、特有生物物

种的保护；河湖水库水陆交错带植被恢复；包括鱼类

在内的水牛生物资源的恢复等。

３．２河流生态修复的规划设计

河流生态修复规划的指导思想是：以可持续发展

理念为指导，评估河流的生态状况，确定河流开发与

保护的适宜程度，提出改善河流生态系统结构与功能

的工程措施和管理对策，促进入与自然和谐相处。

河流生态修复规划的原则是：（１）河流修复与社

会经济协调发展原则；（２）社会经济效益与生态效益

相统一原则；（３）流域尺度规划原则；（４）增强空间

异质性的景观格局原则；（５）生态系统自设计、自我

恢复原则；（６）提高水系联通性原则；（７）负反馈调

节设计原则；（８）生态工程与资源环境管理相结合原

则。

河流生态修复的目标不可能“完全复原”到某种

本来不清楚的原始状态，也不可能“创造”一个全新

的生态系统，应该立足于我同江河现状，在充分发挥

生态系统自我恢复功能的基础匕，适度进行人工干

预，保证河流生态系统状况有所改善使之具有健康和

可持续性。

３．３河流健康评估

借鉴国外经验，结合我国国情，本文提出了

水利水电技术第４０卷２００９年第１期

万　方数据

董哲仁，等∥河流生态修复理论技术及其应用

“可持续利用的生态良好河流”作为对河流健康的定

义。

其概念包含双重含意：一方面要求人们对于河

流的开发利用保持在一个合理的程度上，保障河流

的可持续利用；另一方面要求人们保护和修复河流

生态系统，保障其状况处于一种合适的健康水平

上。它既强调保护和恢复河流生态系统的重要性，

也承认了人类社会适度开发水资源的合理性；既划

清了与主张恢复河流到原始自然状态、反对任何工

程建设的绝对环保主义的界线，也扭转了“改造自

然”、过度开发水资源的盲目行为，力图寻求开发

与保护的共同准则。

“可持续利用的生态良好河流”作为管理工具，

需要提供一种评估方法，既评估在自然力与人类活动

双重作用下河流演进过程中河流健康状态的变化趋

势，进而通过管理工作，促进河流生态系统向良性方

向发展；又评估人类利用水资源的合理程度，使人类

社会以自律的方式开发利用水资源。可持续利用的生

态良好河流概念，把在自然系统中讨论保护和修复河

流生态系统的理念进一步拓宽，把自然系统与社会系

统有机地结合起来。不仅要使河流为人类造福，也需

要保护和修复河流生态系统；不仪需要以河流的可持

续利用支持社会经济可持续发展，也需要保障河流生

态系统的健康和可持续性。

河流健康评估的内容一般包括以下４个方面内

容：物理一化学评估；生物栖息地质量评估；水文评

估；生物评估。

（１）物理一化学评估作指标可以反映河流水流和

水质变化、河势变化、土地使用情况和岸边结构。与

传统水质评估方法不同，在健康评估中突出物理一化

学量测参数对河流生物群落的潜在影响。

（２）生物栖息地评估的内容是勘查分析河流廊

道的生物栖息地状况，调查生物栖息地对于河流生

态系统结构与功能的影响因素，进而对栖息地质量

进行评估。具体体现在河流的物理一化学条件、水

文条件和河流地貌学特征对于生物群落的适宜程

度，特别是对于形成完整的食物链结构和完善的生

态功能的作用。

（３）水文评估的日的是分析水文条件的变化对

于河流生态系统结构与功能产生的影响。所谓“水

文条件”既包括传统的水文参数，还包括水流的季

节性特征和水文周期模式、基流、水温、水位涨落

速度等，这些都对鱼类和其它生物的栖息繁衍产生

影响。

７

董哲仁，等∥河流生态修复理论技术及其应用

（４）生物评估具体是分析水文条件、水质条件和

栖息地条件发生变化对于河流生物群落的影响程度。

可能产生的变化包括：水域生物群落物种成分变化；

栖息地生物优势种群的变化；物种枯竭；整个种群死

循自然规律，不仅能适应有固定边界条件的河流，也

能适应可变边界条件的河流，而且要能保证在同一个

工程目标下，不同工程技术人员能做出相似的设计方

案，系统方法是一个多次反复的过程。河流生态修复

亡率；生物行为变化；生理代谢变化；组织变化和形

态畸变等。

３．４栖息地评价

栖息地评价的目的是在揭示影响栖息地质量的关

工程的目标应是部分地恢复河流的自然地貌、水力和

生态功能，需要不同专业领域专家的参与并提供技术

支撑。修复工程的规划设计人员应包括地貌学、水文

学、河流动力学、岩土工程和生态学领域的专家，此

外还应包括关注这一工作的机构、个人、组织和其它

利益相关者。

键环境因子，并定量地评价栖息地的质量。具体而

言，是评价指示性生物的河流柄息地的质量状况。河

流栖息地评价模型的建立一般包括以下５个步骤：确

定指示性生物及评价的时空尺度，构建栖息地适宜度

函数，建立评估模型并进行验证，构建栖息地评价模

型时的参照系，构建栖息地评价模型所使用的数学方

法。

我国大多数河流都建有堤防工程，河流地貌不可

避免要受到堤防工程的影响。从恢复自然环境功能但

同时又能发挥防洪工程效益的角度出发，需要改进完

善现有堤防的设计和建设方法，提出一些创新性的技

术方法。

目前，生态水力学模型方法在栖息地评价中获得

了广泛应用。它是生态水力学的重要方法，在充分理

解水动力学、水质、生物和生态动态特征相互作用机

制的基础上，描述生物过程和生态系统的实际特征，

建立计算模型，为河流环境整治和生态修复及管理提

供技术支持。本文成果依据目标鱼类的适好曲线，结

合示范工程进行了生态水力学定量分析，评估不同布

置方案的栖息地质量，完成河流修复示范工程优化设

（１）洪水后退。这项措施包括清除河漫滩内的所

有结构物，把河道恢复到历史状态。设计河道形态时

要使河流泥沙不会产生严重的冲刷和淤积现象，并能

恢复到天然形态。河流形态可以自由蜿蜒，洪水可以

漫滩，平均漫滩频率为１年或２年。从现实来看，这

一理念在我国的应用将受到社会经济发展的制约，对

大多数已经建有堤防工程的河道而言，要实现河流形

态的完全恢复是不切实际的。但对于尚未建造堤防工

程的河段，在未来的防洪规划中，可把这种非工程防

护措施作为一个主要的待选方案。

（２）堤防后靠。这项措施与洪水后退措施在本质

上是一致的，但河漫滩洪水被限制在两岸堤防之间。

计。生态水力学模型栖息地评价见图３。

４河流廊道生态修复技术

我国现阶段河流修复中的首要任务是遏制流域内

引起生态系统退化的污染，并在合理论证的基础上采

堤防在布置上不应侵占蜿蜒带，从而使河道在地貌变

化活跃的廊道区域内仍可以摆动。这项措施符合当前

的洪水管理理念，但在很大程度上受经济条件的制

约。对于新建堤防，在堤线布置方面，应遵循宜宽则

取必要的修复措施。对于规划、评估、监测这些不同

的任务，其工作对象的空问尺度可能是不同的。监测

和评估工作可以在流域甚至是跨流域的尺度上进行。

规划工作的尺度可以是流域或河流廊道。至于河流修

复工程项目的实施，一般在关键的重点河段内进行。

宽的原则，处理好河道行洪和生态保护要求与土地开

发利用之问的矛盾，河槽和河漫滩不仅要能满足设计

我国河流生态修复工程的规划设计应在满足防洪

等传统工程目标的前提下，使工程适应自然生态系统

的要求。河流修复的规划和设计应采用系统方法，遵

洪水的行洪要求，还要保持一定的浅滩宽度和植被空

间，为生物的生长发育提供柄息地，既可发挥河流的

自净化功能，又有利于地表和地下水的联通。

１．２

羹：：：

掣０．６

埘Ｏ．４

熠０．２

０

水深／ｍ

（ａ）流速和水深分布（ｂ）栖息地分布

（ｃ）目标鱼类产卵的水深适好曲线

图３生态水力学模型栖息地评价

８水利水电技术第４０卷２００９年第ｌ期

万方数据　

（３）两级河道。两级河道实质上是大河道内套小

河道，即上部河道主要用于行洪，枯水河道主要用于

改善栖息地质量和提高泥沙输移能力。上部河道可设

计成公共娱乐场所或湿地型栖息地，枯水河道叮设计

成蜿蜒形态。

（４）行洪河道。把现有河道恢复到原来的形态，

同时建设ｌ条行洪河道或大流量河道以满足行洪需

求。恢复的河道主要是为了修复栖息地，而行洪河道

则可设计成湿地或低洼栖息地，或开发为旅游休闲

地，其作用就如同一个分离的河漫滩。

（５）河道内栖息地加强结构。通过在河道内增加

砾石、翼型导流设施（侧堰）、堆石堰和鱼巢等结构，

可以增强河道栖息地功能。但在设计中，必须考虑这

些结构对河道过流能力和泥沙输移能力的影响，以保

证防洪工程的可靠性。

（６）岸坡防护。在河道岸坡防护工程中引入树木

和灌木类植被，不仅能提供良好的生物栖息地环境，

而且还可以增加审美情趣。这类措施对防洪工程的改

变最小，因此最容易实施，并强调在多孔性防护结构

底部设置反滤层和垫层。此外，河岸植被将增进河道

糙率，因此需进行详细的水力学分析来评价这种影

响。针对冲刷侵蚀严重的河段，本项成果开发了一些

岸坡防护结构和产品，包括棕纤维生态垫、柔性护岸

排、鱼巢护岸砌块、净水石笼净、水箱护岸砌块，获

得２项发明专利和３项实用新型专利。

５河流生态修复实践

在上述理论研究和技术开发的基础上，开展了河

流生态修复示范工程建设，包括浙江省海宁市辛江塘

河道整治工程、深圳市田下河和观澜河生态修复工

程、重庆市苦溪河生态修复工程，通过这屿工程示范

发展和完善了河流生态修复的理论和技术方法，同时

也取得了可观的环境效益和社会效益。下面仅以浙江

省海宁市辛江塘河道生态整治示范为例，予以简单说

明。

（１）基本情况。

辛江塘（河）是海宁境内主干河流之一。西起万

兴桥，东至袁花大虹桥，全长３２．４ｋｍ，是境内西引

东泄的主干河道，亦是横贯东西的ｌ条水上运输通

道。在辛江塘河道牛态修复工程建设中，尽量做到水

土保持措施与“国家级生态示范市”建设相结合、与

安全带植物绿化相结合、与环境整治相结合；淤泥堆

放与肥田相结合；主干河道与交叉河道定位相结合；

河道用地和借地相结合。

水利水电技术第４０卷２００９年第１期

万　方数据

董哲仁，等∥河流生态修复理论技术及其应用

（２）工程规划设计。

根据辛江塘不同河段的功能要求，分为基本功能

河段、兼顾城镇建设功能河段、兼顾通航功能河段、

具有饮用水源保护区功能河段，进行治理方案的统一

规划和实施。

河流形态的规划设计基本保持现有河道平面形

态，特殊地段局部调整河线。拆除阻水建筑物，以满

足河道排涝泄洪过水和抗旱引水要求。河道随弯则

弯，宜宽则宽，并增设河滩和岸边湿地等。

在满足河道功能的前提下，尽可能保持辛江塘天

然断面。在保持天然河道断面有困难时，按复式断

面、梯形断面、矩形断面的顺序选择。辛江塘大部分

河段可用天然河道断面，在通过主要集镇时采用梯

形、矩形断面。

原有老护岸通过顶部种植植物进行覆盖，为水域

提供遮荫，调节河流局部水温。在治理规划中，还保

留了一些河边静水区和湿地，营造多样性水域栖息地

环境，使之具有不同的水深、流场和流速，适于不同

生物发育和生长需求。

（３）治理效果。

经过综合整治，辛江塘生态修复的实际效果符合

预期设想，表现在如下几个方面；提高防洪和护堤能

力，缓解边坡水土流失；水质得到改善，水生动物生

长良好；大大节约工程投资，与传统技术相比，工程

投资降低约１／３。

治理后辛江塘水葫芦减少，青蛙、鱼类等水生动

物数量明显丰富，野兔、鸟类等进出频繁，河道边的

林带更是成了诸多白鹭的栖息地。

另外，水生植物基本沿河道两侧均衡生长，野

草、灌木、树根等降低了暴雨对土层的冲蚀，对坡面

径流也有过滤作用，提高了排入河道内水的质量，辛

江塘整治工程实施２年后的情况见图４。

图４辛江塘整治工程２年后的景观

（下转第２８页）

９

郑建锋，等∥滨海核电厂水资源论证中的生态需水

［１４］夏军，朱一中．水资源安全的度量：水资源承载力的研究与

挑战［Ｊ］．自然资源学报。２００２，１７（３）．［２２］

２２·２９．

ＢａｒｔｓｃｈｉＤ

ｋ

Ａ

ｈａｂｉｔａｔ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ

Ｆ

ｍｅｔｈｏｄ

ｏｆ

ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ

Ｏ，Ｃｈａｒｌｅｎａ

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［１５］Ｐｅｔｔｓ

ＧＥ．Ｗａｔｅｒ

ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ

Ｒｉｖｅｒｓ：Ｒｅｓ

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ｐｒｏｔｅｃｔ

ｆｉｖｅｒ

ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｒｅｇｕｌａｔｅｄ

ｆｌｏｗ

ｆｏｒ

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【２３］Ｃａｖｅｎｄｉｓｈ

ｔａｌ

Ｍ

Ｇａｎｄ

ＤｕｎｃａｎＭＬＵｓｅ

ｏｆｔｈｅｉｎｓｔｒｅａｍｆｌｏｗｉｎｅｒｅｍｅｎ－

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ｔｏｏｌｆｏｒ

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［２４］Ａｒｔｈｉｎｇｔｏｎ

Ａ

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ＪＭ，０’ＫｅｅｆｆｅＪ

Ｈ，ｅｔ

ｓ１．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

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［１８］Ｇｏｒｅ

Ｊ丸Ｍｏｄｅｌｓ

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ｆｌｏｗｓ［Ａ］．Ｉｎ：Ｃｏｒｅ

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Ａ，Ｐｅｔｔｓ

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Ｊ，Ｈｏｏｐｅｒ

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ｒｅｓｅａｒｃｈ【ｃ］．Ｕｎｉ－

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ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｃ］．Ｆｌｏｒｉｄａ：ＣＲＣ

Ｐｒｅｓｓ．

ｌｏｃａｔｉｏｎ

ｆｏｒｔｈｅ

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［２０］

Ｏｒｔｈ

ｔａｔ

Ｄ

［２５］

Ｋｉｎｇ

Ｊ

Ｍ，Ｌｏｕｗ

Ｄ．Ｉｎｓ佃ｅａｍ

ｆｌｏｗ

Ｓｏｕｔｈ

Ａｆｒｉｃａ

ｕｓｉｎｇ

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ｒｅｇｕｌａｔｅｄ

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ｔｈｅ

ｂｕｉｌｄｉｎｇ

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ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ａｑｕａｔ．Ｅｃｏ－

Ｊ，Ｌｅｏｎａｒｄ

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ｏｆ

ｄｉｓｃｈａｒｇｅ

ｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｈａｂｉ—

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ｏｆ

ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

ｆｏｒ

ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｉｎｇ

ｉｎｓｔｒｅａｍｆｌｏｗｓ

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［２６］

Ｅｓｔｅｓ

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［２１］

Ｂｅｉ∞ｒ

Ｄ

ｆｌｏｗ

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒ

Ｒｅｓｏｎｒ．ＢｕｌＬ

Ｗ，Ｗｅｓｃｈｅ

ｐｒａｃｔｉｃｅｓ

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Ｔ

Ａ，Ｅｓｔｅｓ

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ｉｎｓｔｒｅａｍ

ｆｌｏｗ

ｌｅａｓｈ－（３）：３８９－３９８．

＊．ｉｏｎａｎｄ

ｎｏｒｔｈ

Ａｍｅｒｉｃａ［Ｊ］．Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ，１９８９，（１４）：

（责任编辑聂建平）

（上接第９页）

和规范的编制工作。

参考文献：

［１］中围水利水电科学研究院．河流生态修复理论研究与工程示范

［Ｒ］．２００６．

［２］

６结语

本文分析了水利工程对于河流生态系统的胁迫作

用，对于水利工程的规划设计方法进行了反思，提出

了河流生态修复的任务和规划原则，提出了河流健康

的内涵和评估框架，整合并开发了河流修复技术，提

供了已经完成的示范工程案例。

我国的河流生态修复工作正处于起步阶段，需要

董哲仁，孙东亚，等．牛态水利工程原理与技术［Ｍ］．北京：

中目水利水电出版社，２００７．

［３］

蕈哲仁．探索生态水上学［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，

２００７．

［４］

Ｖａｎｎｏｔｅ

Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ

ＲＬ

Ｔｈｅ

ｒｉｖｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ

ｃｏｎｃｅｐｔ［Ｊ］．Ｃａｎａｄｉａｎ

Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ

继续加强理论研究和工程示范，加强监测工作，长期

积累数据。还需要不断总结经验，加强相关技术标准

ａｎｄ

Ａｑｕａｔｉｃ

Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，１９８０。３７：１３０－１３７．

（责任编辑林雁庆）

（上接第１５页）

研究，取得了丰硕的科技攻关成果。这些成果及新技

术具有很强的实用性和创新性，已经在工程中得到应

用检验，技术效益、经济效益均十分明显。

通过南水北调中线京石段应急调水工程的建设

实践，增强了对南水北调工程建设的认识，在设计

理论、经验积累、新技术应用等方面已取得初步成

从现场观测资料分析可知，采取以上温控防裂措

施后，浇筑过程中温控效果比较显著，水化热降低效

果比较明显，槽身混凝土内部温度控制较好，除５６

—１跨施工过程控制异常外，其余各单元混凝土内部

平均最高温度均低于５１℃。当槽身混凝土内部温度

上升到最高值时，混凝土内外温差基本控制在允许的

２５℃范围之内。

果。在南水北调东、中线一期工程的后续建设工作

中，这批已取得的科技成果将进一步激励各相关部

门加大科技攻关的力度，不断开拓进取，广泛开发

应用新技术，争取为南水北调工程做出更大的贡

献。

（责任编辑聂建平）

水利水电技术９４０卷２００９年第１期

３结语

在南水北调中线京石段应急调水工程的设计、施

工过程中，建设、设计和施工单位进行了大量的专题

２８

万方数据　

河流生态修复理论技术及其应用

作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷(期)：

被引用次数：

董哲仁， 孙东亚， 彭静， DONG Zhe-ren， SUN Dong-ya， PENG Jing

中国水利水电科学研究院,北京,100038

水利水电技术

WATER RESOURCES AND HYDROPOWER ENGINEERING

2009,40(1)

4次

1.中国水利水电科学研究院

河流生态修复理论研究与工程示范 2006

2.董哲仁.孙东亚

生态水利工程原理与技术 2007

3.董哲仁

探索生态水工学 2007

e R L

The fiver continuum concept 1980

1.毛久成.陈洪儒.毛新宇

潮河生态修复治理措施及效果分析[期刊论文]

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南水北调与水利科技 2009(5)

2.彭涛.张振明.刘俊国.许等平.赵桂慎

基于生态服务功能的北京永定河生态修复目标研究[期刊论文]

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中国农学通

报 2010(20)

3.刘小梅

现代城市河道生态修复方法与实践[期刊论文]

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山西水利科技 2010(4)

4.曹叔尤.刘兴年.黄尔.杨克君.杨奉广

汶川地震灾区河道修复重建研究综述[期刊论文]

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四川大学学报（工程科学

版） 2010(5)

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