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【摘要】本文从在河道上开展生物防护措施实例出发，对生物工程在河道上的建设必要性、开展模式、建设内容、效益分析等方面进行阐述分析，得出了生物防护措施能较大丰富防汛手段，能较大改善漳河生态环境，能促进漳河生物系统的微循环良性发展。因而重视生物工程建设是必要的。
【关键词】生物防护；措施研究；效益分析
【Abstract】Instance starting from the biological protection measures carried out on the river， the necessity of biological engineering building on the river， to carry out the mode of construction， content， benefit analysis described the analysis obtained biological protection measures rich flood control means，greatly improved the the Zhanghe ecological environment Zhanghe biological systems can promote the sound development of the microcirculation. Thus emphasis on the construction of bio-engineering is necessary.
【Key words】Biological protection；Measures；Benefit analysis
1. 项目建设的必要性
1.1项目概况。
“96.8”洪水河道行洪1500 m3/s，河道堤防经受了严重考验，出现了大量的雨毁工程，上游的游荡性河段出现河槽，过渡段出现明显河槽，下游段河槽下切明显。96.8后，国家投入大量资金进行了漳河整治工程，重点布置了漳河治导线工程。上游游荡性河道治理方案按400～600米治导线进行控导布置，非游荡段河道按近堤险工险段进行护砌设计，工程竣工后，没有经过大洪水的考验，近几年岳城水库腾库迎汛，下泄200 m3/s左右，从小流量的运行情况看，主要问题集中在上游游荡性河段。如何守滩，稳定河势是一个很重要的课题，近几年漳河主要采用了砌石护坡、丁坝、网格坝等刚性工程，效果不错，但造价较高，受国家投资力度的限制，部分河段得不到及时治理。随着治河理念的变化，生物工程越来越受到人们的重视，以生物工程辅助刚性工程治河获得了许多成功的经验。
1.2项目建设的必要性。
1.2.1生物工程在河道上应用实例。
生物工程治河在河北衡水安平县的滹沱河上应用较早。70年代末，由水利部水管司、海河水利委员会和河北省水利厅在滹沱河上取了34公里按设计标准50年一遇，以深栽柳坝为主，结合其他工程措施代替传统治河工程，控导河势，束水攻沙，淤滩冲槽。生物控导工程经洪水考验，小水穿坝过，大水不碍行洪，收到了稳定河槽，顺坝淤积，守滩固堤的功效，实践证明生物工程治河确实是一种经济可行的创举性治河方法，为多沙河道险滩地带的防汛闯出了一条新途径。
内蒙古赤峰市的老哈河，也是一条游荡性多沙河道，险工处也建有丁坝，老哈河管理局八十年代中期便开始了固沙保土植物的种植，现在已在堤内滩地、坝档形成了50～150米宽的防护林带，配合丁坝形成了坚实的防护工程，有效抑制了老哈河的游荡不定。老哈河防护林带主要由沙棘带和沙杨混栽带组成。固沙保土植物沙棘是防护林带的主要树种，它的特点是根系相当发达，固沙能力强，生命力强，在恶劣条件下成活率高、生长快，有固氮改良土壤的作用，与杨树混栽，能有力带动和促进杨树的生长，还有较好的生态效益和经济效益。
漳河整治工程也曾采用了生物工程柳坝，在沿治导线弯道向直线过度段，无水流直接顶冲部位，采取柳坝措施，深栽柳杆等灌木林，形成促淤的丁坝，因管理经费短缺、干旱及人为破坏，存活率很低，另外柳杆栽植较浅，漫水后可能被冲毁。如果深栽种植活柳坝，在漳河上实验，应该会起到一定的效果。
1.2.2生物工程漳河上应用的必要性。
（1）生态需要：近年来，漳河仅汛期前后过水，而且过水时间较短，目前河道及滩地沙化严重， 生物工程治河可以切实维护流域河流健康生命，涵养水源，提高地下水位，改善漳河生态环境。
（2）费用——效益分析需要：由于近几年经费紧张，许多水雨毁工程不能得到及时修复和应急处理，而且土石方工程投资较大，维护费用也相对偏高。鉴于生物工程在许多领域里取得了突破，将这类技术用于守滩护岸，不仅可以收到不错的防洪效益，还可得到一定的经济效益。
（3）工程管理需要：开展树种栽种试验，找到适合漳河河滩地的生物品种，为今后大面积推广生物治河措施积累经验和奠定基础。
（4）区域经济发展需要：近几年河北省计划大力开发漳河上游邺城遗址，在漳河上游河道建设大量生物工程，可以配合邺城文化，建设漳河一个观赏景点。
（5）防洪新思想需要：生物防护措施措施工程既可以缓溜防浪减少淘刷，避免水土流失，又可以培育抢险料源并兼顾经济效益。因此，采取生物防护措施就是建设防洪“第一道防洪线”，就是变被动抢险思想为主动防护意识的转变，是保障防洪安全和改善生态环境有机结合的重大研究突破。
2. 项目模式和建设内容
2.1项目模式。
根据河道水资源、气候、土壤等特征，结合景观建设的需求和河道的水利功能，提出横向层叠、纵向梯级的河道治理理念和采取林景型、林经型、林生型片林复层结构种植模式。
横向层叠是指河道、滩地和堤防、险工工程四层治理断面。维持河道基流或生态流量，推进滩地草甸化，增加河内湿地面积，依靠堤防生态环境的修复，形成沙滩河床景观。 （1）在行洪河道内逐步形成沙地草甸草原景观，可以防风固沙。
（2）主要行洪河道外营造生物防洪和疏林草地景观地带。
（3）堤防迎水面采用柔性护岸，以草本植物为主，探索例如三维生物网草皮护坡等新型措施的效果，坡脚应设防浪林带；保证线性的堤肩防护林带。
（4）险工工程位置，实施生态护坡技术（如在河道岸坡采用土工格室护岸、三维网草皮护岸），以达到生物、水分、养分交流的目的。
纵向梯级是按照河道的自然特性、水利功能及其所承担的功能和职能将其划分为两段。上段为岳城水库库区到京珠高速公路，整合资源，治理污染，种树植草防风固沙，构建以邺镇三台风景区为中心，以沙地河滩绿色生态恢复为主题的城乡休闲区；下段为京珠高速公路以东，发展林、草结合型的生态防护种植功能区，实现生态效益与经济效益的同步提高。
2.2建设内容。
建立漳河苗圃场，面积200亩，进行经济作物、观赏作物以及抗旱耐涝作物苗木的种植。
选取种植试验段，长度为3～5公里，分为三个种植试验区。
进行试验段效益评价，探讨管理模式，提出改进措施，扩大
种植范围。
配合上游景区建设，全面开展生态防护措施。
开展后续管理模式研究，配备管理工具，培训管理人员，形成以工程效益收入为后续管理费用。
3. 项目效益分析评价
3.1效益分析。
以2005年工程概算指标为研究基准期，在工程投资均为100万元的情况下，分别对采取生物工程措施和传统砌石工程进行对比分析：
3.1.1方案一分析：河道砌石护坡工程若投资100万元，根据2005年砌石护坡概算指标270元/m2，砌石衬砌3710 m2，护坡长度按10m计，衬砌长度约为371m。若工程寿命按30年计，大修理周期按5年计，大修量按面积比30%计，大修修理费为100×30%×5=150万元，则工程寿命期内静态总投资为100+150=250万元。
3.1.2方案二分析：生物工程措施采取深栽柳护岸和植柳坝的综合防护措施。其中，深栽柳护岸顺河方向种植4排，株距1米，排距1.5米；植柳坝每50米种一道，坝长50米，每道坝4排柳树，株距1米，排距1米。工程若投资100万元，根据河北省2005年绿化工程概算指标15.3元/m2计算，绿化面积为34000m2，护滩（坡）宽度按4.5m计，工程长度可达4000m。生物工程每3～5年则可平茬更新一次，30年内可平茬更新6～10次，平茬更新可获得收益，并且可将该收益用于更新维护上。故总费用仍为100万，若收益大，则总费用将小于100万。
3.1.3因此，经分析可得出以下结论：
（1）工程若投资100万元，河道砌石护坡工程衬砌长度仅为371m，而生物工程措施防护长度达4000m，约为砌石衬砌长度的11倍。
（2）工程若投资100万元，在工程寿命期内，河道砌石护坡工程静态总投资为250万元，而生物工程措施工程静态总投资为100万元，约为砌石衬砌工程投资额的40%。
（3）生态工程建设必将大改变漳河生态环境和微生物良性循环环境。
可见，在投资额相同的情况下，生物工程措施比刚性工程措施防护长度大大增加，社会效益显著；在相同防护长度情况下，生物工程措施年均投资额比刚性工程年均投资额大大减少，且有一定的经济收益，能够以工程养工程，减少或者避免后期投入。因此，在目前防汛经费紧张、年均度汛应急投资额减少的情况下，大力开展生物工程防护措施十分必要。
3.2评价结论。
本工程兴建后，能较大改变漳河工程面貌，能较大丰富防汛措施和手段，能较大改善漳河生态环境，能促进漳河生物系统的微循环良性发展。另外，对促进地方农林产业的经济发展和加快沿河农村小康建设的步伐具有重要意义。
因而重视生物工程建设是必要的。
[文章编号]1619-2737（2015）01-18-670
[作者简介] 张耀中（1981.4-），男，职称：助工，工作单位：漳卫南运河岳城水库管理局，专业：水利水电工程。
王婷婷（1984.11-） ，女，职称：助工，工作单位： 漳卫南运河岳城水库管理局，专业：水利水电工程。
【关键词】生物防护；措施研究；效益分析
【Abstract】Instance starting from the biological protection measures carried out on the river， the necessity of biological engineering building on the river， to carry out the mode of construction， content， benefit analysis described the analysis obtained biological protection measures rich flood control means，greatly improved the the Zhanghe ecological environment Zhanghe biological systems can promote the sound development of the microcirculation. Thus emphasis on the construction of bio-engineering is necessary.
【Key words】Biological protection；Measures；Benefit analysis
1. 项目建设的必要性
1.1项目概况。
“96.8”洪水河道行洪1500 m3/s，河道堤防经受了严重考验，出现了大量的雨毁工程，上游的游荡性河段出现河槽，过渡段出现明显河槽，下游段河槽下切明显。96.8后，国家投入大量资金进行了漳河整治工程，重点布置了漳河治导线工程。上游游荡性河道治理方案按400～600米治导线进行控导布置，非游荡段河道按近堤险工险段进行护砌设计，工程竣工后，没有经过大洪水的考验，近几年岳城水库腾库迎汛，下泄200 m3/s左右，从小流量的运行情况看，主要问题集中在上游游荡性河段。如何守滩，稳定河势是一个很重要的课题，近几年漳河主要采用了砌石护坡、丁坝、网格坝等刚性工程，效果不错，但造价较高，受国家投资力度的限制，部分河段得不到及时治理。随着治河理念的变化，生物工程越来越受到人们的重视，以生物工程辅助刚性工程治河获得了许多成功的经验。
1.2项目建设的必要性。
1.2.1生物工程在河道上应用实例。
生物工程治河在河北衡水安平县的滹沱河上应用较早。70年代末，由水利部水管司、海河水利委员会和河北省水利厅在滹沱河上取了34公里按设计标准50年一遇，以深栽柳坝为主，结合其他工程措施代替传统治河工程，控导河势，束水攻沙，淤滩冲槽。生物控导工程经洪水考验，小水穿坝过，大水不碍行洪，收到了稳定河槽，顺坝淤积，守滩固堤的功效，实践证明生物工程治河确实是一种经济可行的创举性治河方法，为多沙河道险滩地带的防汛闯出了一条新途径。
内蒙古赤峰市的老哈河，也是一条游荡性多沙河道，险工处也建有丁坝，老哈河管理局八十年代中期便开始了固沙保土植物的种植，现在已在堤内滩地、坝档形成了50～150米宽的防护林带，配合丁坝形成了坚实的防护工程，有效抑制了老哈河的游荡不定。老哈河防护林带主要由沙棘带和沙杨混栽带组成。固沙保土植物沙棘是防护林带的主要树种，它的特点是根系相当发达，固沙能力强，生命力强，在恶劣条件下成活率高、生长快，有固氮改良土壤的作用，与杨树混栽，能有力带动和促进杨树的生长，还有较好的生态效益和经济效益。
漳河整治工程也曾采用了生物工程柳坝，在沿治导线弯道向直线过度段，无水流直接顶冲部位，采取柳坝措施，深栽柳杆等灌木林，形成促淤的丁坝，因管理经费短缺、干旱及人为破坏，存活率很低，另外柳杆栽植较浅，漫水后可能被冲毁。如果深栽种植活柳坝，在漳河上实验，应该会起到一定的效果。
1.2.2生物工程漳河上应用的必要性。
（1）生态需要：近年来，漳河仅汛期前后过水，而且过水时间较短，目前河道及滩地沙化严重， 生物工程治河可以切实维护流域河流健康生命，涵养水源，提高地下水位，改善漳河生态环境。
（2）费用——效益分析需要：由于近几年经费紧张，许多水雨毁工程不能得到及时修复和应急处理，而且土石方工程投资较大，维护费用也相对偏高。鉴于生物工程在许多领域里取得了突破，将这类技术用于守滩护岸，不仅可以收到不错的防洪效益，还可得到一定的经济效益。
（3）工程管理需要：开展树种栽种试验，找到适合漳河河滩地的生物品种，为今后大面积推广生物治河措施积累经验和奠定基础。
（4）区域经济发展需要：近几年河北省计划大力开发漳河上游邺城遗址，在漳河上游河道建设大量生物工程，可以配合邺城文化，建设漳河一个观赏景点。
（5）防洪新思想需要：生物防护措施措施工程既可以缓溜防浪减少淘刷，避免水土流失，又可以培育抢险料源并兼顾经济效益。因此，采取生物防护措施就是建设防洪“第一道防洪线”，就是变被动抢险思想为主动防护意识的转变，是保障防洪安全和改善生态环境有机结合的重大研究突破。
2. 项目模式和建设内容
2.1项目模式。
根据河道水资源、气候、土壤等特征，结合景观建设的需求和河道的水利功能，提出横向层叠、纵向梯级的河道治理理念和采取林景型、林经型、林生型片林复层结构种植模式。
横向层叠是指河道、滩地和堤防、险工工程四层治理断面。维持河道基流或生态流量，推进滩地草甸化，增加河内湿地面积，依靠堤防生态环境的修复，形成沙滩河床景观。 （1）在行洪河道内逐步形成沙地草甸草原景观，可以防风固沙。
（2）主要行洪河道外营造生物防洪和疏林草地景观地带。
（3）堤防迎水面采用柔性护岸，以草本植物为主，探索例如三维生物网草皮护坡等新型措施的效果，坡脚应设防浪林带；保证线性的堤肩防护林带。
（4）险工工程位置，实施生态护坡技术（如在河道岸坡采用土工格室护岸、三维网草皮护岸），以达到生物、水分、养分交流的目的。
纵向梯级是按照河道的自然特性、水利功能及其所承担的功能和职能将其划分为两段。上段为岳城水库库区到京珠高速公路，整合资源，治理污染，种树植草防风固沙，构建以邺镇三台风景区为中心，以沙地河滩绿色生态恢复为主题的城乡休闲区；下段为京珠高速公路以东，发展林、草结合型的生态防护种植功能区，实现生态效益与经济效益的同步提高。
2.2建设内容。
建立漳河苗圃场，面积200亩，进行经济作物、观赏作物以及抗旱耐涝作物苗木的种植。
选取种植试验段，长度为3～5公里，分为三个种植试验区。
进行试验段效益评价，探讨管理模式，提出改进措施，扩大
种植范围。
配合上游景区建设，全面开展生态防护措施。
开展后续管理模式研究，配备管理工具，培训管理人员，形成以工程效益收入为后续管理费用。
3. 项目效益分析评价
3.1效益分析。
以2005年工程概算指标为研究基准期，在工程投资均为100万元的情况下，分别对采取生物工程措施和传统砌石工程进行对比分析：
3.1.1方案一分析：河道砌石护坡工程若投资100万元，根据2005年砌石护坡概算指标270元/m2，砌石衬砌3710 m2，护坡长度按10m计，衬砌长度约为371m。若工程寿命按30年计，大修理周期按5年计，大修量按面积比30%计，大修修理费为100×30%×5=150万元，则工程寿命期内静态总投资为100+150=250万元。
3.1.2方案二分析：生物工程措施采取深栽柳护岸和植柳坝的综合防护措施。其中，深栽柳护岸顺河方向种植4排，株距1米，排距1.5米；植柳坝每50米种一道，坝长50米，每道坝4排柳树，株距1米，排距1米。工程若投资100万元，根据河北省2005年绿化工程概算指标15.3元/m2计算，绿化面积为34000m2，护滩（坡）宽度按4.5m计，工程长度可达4000m。生物工程每3～5年则可平茬更新一次，30年内可平茬更新6～10次，平茬更新可获得收益，并且可将该收益用于更新维护上。故总费用仍为100万，若收益大，则总费用将小于100万。
3.1.3因此，经分析可得出以下结论：
（1）工程若投资100万元，河道砌石护坡工程衬砌长度仅为371m，而生物工程措施防护长度达4000m，约为砌石衬砌长度的11倍。
（2）工程若投资100万元，在工程寿命期内，河道砌石护坡工程静态总投资为250万元，而生物工程措施工程静态总投资为100万元，约为砌石衬砌工程投资额的40%。
（3）生态工程建设必将大改变漳河生态环境和微生物良性循环环境。
可见，在投资额相同的情况下，生物工程措施比刚性工程措施防护长度大大增加，社会效益显著；在相同防护长度情况下，生物工程措施年均投资额比刚性工程年均投资额大大减少，且有一定的经济收益，能够以工程养工程，减少或者避免后期投入。因此，在目前防汛经费紧张、年均度汛应急投资额减少的情况下，大力开展生物工程防护措施十分必要。
3.2评价结论。
本工程兴建后，能较大改变漳河工程面貌，能较大丰富防汛措施和手段，能较大改善漳河生态环境，能促进漳河生物系统的微循环良性发展。另外，对促进地方农林产业的经济发展和加快沿河农村小康建设的步伐具有重要意义。
因而重视生物工程建设是必要的。
[文章编号]1619-2737（2015）01-18-670
[作者简介] 张耀中（1981.4-），男，职称：助工，工作单位：漳卫南运河岳城水库管理局，专业：水利水电工程。
王婷婷（1984.11-） ，女，职称：助工，工作单位： 漳卫南运河岳城水库管理局，专业：水利水电工程。