专家谈长江保护与治理 | 刘怀汉:长江生态航道建设若干问题探讨

2023年11月28日

编者按:为深入贯彻落实习近平生态文明思想和党的二十大精神,积极响应长江大保护需求,高质量服务长江保护与治理科学决策,长江技术经济学会依托决策咨询专家团队,围绕长江流域经济社会发展中战略性、前瞻性的重大问题和热点难点问题开展系列访谈。在公众平台开设“专家谈|长江保护与治理专栏”,助推长江智库建设,聚力“长江智声”传播。本期专栏邀请到学会专家委员会委员刘怀汉正高和我们一起分享“长江生态航道建设若干问题”。

背景介绍:长江航道是唯一横贯我国东、中、西部地区的水运主通道,是世界上运量最大、运输最繁忙的天然航道,依托长江黄金水道打造沿江绿色生态廊道和综合立体交通走廊是长江经济带国家战略的重要内容。习近平总书记指出,推动长江经济带发展必须坚持生态优先、绿色发展的战略定位

贴合时代、探索研究、

发挥智慧力量,助推建设发展。

那么,长江航道建设如何实现与生态保护协同发展呢?

本期访谈将为您揭晓答案!

 

长江生态航道建设若干问题探讨

 

小编:您认为应该如何理解“生态航道”的内涵呢?

刘怀汉首先,需要在空间上理清航道-河道-河流-流域的关系,生态航道的研究对象不能局限于狭义的航道本身,而应关注具有航运功能的河流生态系统。其次,还需要在过程上理顺物质通量-生境-生物-生态的关系,航道整治工程主要通过影响生境来影响生物和生态状况,因此关注航运功能提升对生态功能的影响,其落脚点需要抓住航道整治工程对生境的影响。最后,还需要在功能上理解航运功能与河流其他功能的关系,生态航道研究需要将航运功能置于整个河流生态系统中,关注航运功能与河流其他诸功能两两之间的关系,尤其是与生态功能的关系。因此,在航道设计、建设、维护过程中,除满足高效、安全的航运功能外,还能够科学地协调河流其他功能,并能够促进河流系统健康和可持续发展

小编:针对中国第一大河长江,您能为我们介绍一下目前长江生态航道建设技术的研究进展吗?

刘怀汉长江航道作为长江保护和开发的重要组成部分,近年来一直推动建设生态航道工程,已初步形成一套独特的理论与技术,并在多个大型航道工程进行了应用,取得了良好的生态效果,技术水平已处于世界内河航道前沿。

      我主要从长江生态航道的基础理论、生态结构与工艺、大面积生态修复与涵养、环保施工与环境监测四个方面进行具体讲述。

(一)基础理论

    一是首次明确了黄金航道的内涵,提出了黄金航道的识别方法,构建了全球黄金航道可持续发展潜力的综合评价体系;二是明确了生态航道的内涵;三是提出了生态航道综合指数评价及敏感性分析方法,建立了相应的评价方法体系;四是创建了航道整治生态承载能力评价平台;五是构建了生态环境监察与审核技术体系;六是提出了贯彻工程“设计-施工-运行-维护”全过程的生态环境保护与建设对策;七是阐明了航道整治工程对水生物群落及生境的影响机理;八是总结出水-岸-滩一体化生态控导方法;九是创新发展了内河生态航道的模拟技术。

 

(二)生态结构与工艺

      一是提出了多种透空、透水的生态护底结构型式,包括四面六边透水框架、主动式钩连体结构、扭双工字透水框架、生态空间软体排护底结构、透空格栅鱼巢排和鱼巢砖等,通过缓解流速,促进泥沙淤积,丰富流场,能为鱼类和底栖生物提供适宜的栖息环境。

 

生态护底结构

     二是研发了多种生态护滩结构,包括箱式网箱透水促淤结构、植入型生态固滩、钢丝网石笼护滩结构、异型填石网箱堤、生态软体排等,能固土防冲,保护植被生长所需的土壤基质,促进植被恢复。   

生态护滩结构

     三是研发、设计和引进了一批高空隙率透水生态护坡结构,包括植生型钢丝网格、联锁式生态护坡砖、生态袋-钢丝网格、立体网状生态护坡结构和三维快速植生垫细部结构等,促进坡面物质和能量交换,截留土壤基质,促进植被生长。

生态护坡结构

四是对传统坝体结构进行了改良,研发兼具守护功能与生态功能的生态坝体结构,包括W型丁坝、生态透水坝、鱼巢生态丁坝、开孔梯形堤身结构、透水鱼骨型丁坝和空间三棱柱镂空式人工鱼礁等,可增强局部生境异质性,有利于提升其周围底栖动物等水生生物的多样性。

     

生态坝体结构

五是针对航道生态工程先锋植被选育问题,在引入优良物种方面,提出了以夏季耐淹植物-疏花水柏枝为优势种的洲滩生态守护技术,在本土物种选育方面,探明了一年生和多年生两类耐淹植被对岸坡水文情势的适应机制,揭示了植被群落演替的主要原因,发现了一批适合作为先锋被的优势本土物种。

     

先锋植被选育

(三)大面积生态修复与涵养

一是提出了基于生态固滩的大面积湿地营造技术,在固滩区引入疏浚土,种植先锋植被,再配合可降解的临时固土措施,实现大面积湿地营造,既能守护滩面稳定,又能产生良好生态效果,还为疏浚土综合利用提供了一种新的途径;二是首次提出在长江上建立生态涵养区,既能满足标的物种比较普遍的长距离活动需求,同时不会截断航道,给必要的航运发展留出空间,更能降低行船对标的物种的误伤和扰动,实现航运发展与生态保护相协调。 

湿地营造与生态涵养技术

(四)环保施工与环境监测技术

长江航道广泛行机械清礁代替炸礁,研发了包括钻孔-锤击式水下环保清礁系统、水下铣挖环保型清礁装备、液压破碎锤阵列清礁装备等一系列新型绿色清礁装备;针对施工环境保护,长江航道提出了针对性的系列环境保护措施,包括增殖放流、驱赶、拦截、疏浚土综合利用、航标保养上岸等,针对环境监测,采用工程运行期监测与专项监测相结合的形式,构建水文-生境-生物匹配的监测指标体系,在重大工程实施后,开展运行期植被、水生生物、水质、底泥、关键污染物及航道工程影响的常态化监测。

环保施工与环境监测

 

小编:这些理论与技术运用到了哪些航道工程中,取得了怎样的建设成效呢,您能介绍一下吗?

刘怀汉 我主要介绍下近些年长江上中下游的生态航道工程:长江上游朝天门至涪陵河段航道整治工程、长江中游荆江河段航道整治工程、武汉至安庆段6米水深航道工程、南京以下12.5米深水航道工程。

长江上游朝天门至涪陵河段航道整治工程

采用“传统硬性结构+特拉锚垫生态系统”的复合式生态结构型式护坡;对炸礁弃渣进行生态化利用,构建浅滩深槽型的交错地形地貌,浅梗下游掩护区内铺设生态软体鱼礁,营造适宜的鱼类栖息地,有效解决了礁石弃渣对鱼类生境的不利影响,并实现了库尾鱼类栖息地面积新增130万m3

 

长江上游朝天门至涪陵河段航道整治工程

 

长江中游荆江河段航道整治工程

     在工程设计方面,针对不同水道、不同生态目标开展了一系列生态设计,在岸坡守护上100%采用生态护岸结构,在水下设计中广泛采用透水框架和鱼巢砖等生境再造结构,滩面设计上采用植入型生态固滩结构实施大面积生态固滩工程,总共修复水、陆生境218万平方米

长江中游荆江河段航道整治工程

 

武汉至安庆段6米水深航道工程

    在建设理念上,将微观生境营造与宏观生态涵养相结合,实现了生态航道建设由点到面的转变。设计实施生态护岸1.54万米,在戴家洲洲头设计建设湿地营造工程146万平方米,在张家洲水道北港、东流水道莲花洲港、戴家洲圆港设计建设生态涵养试验区6000公顷增殖放流鱼类600余万尾,并实施各类生态涵养措施。依托成功运行的水生生态监测系统,重点对保护区、生境修复工程实施的江段、生态涵养区江段进行监测连续实施5个年度,促进航道生态工程的改进。

武汉至安庆段6米水深航道工程

 

南京以下12.5米航道工程

    工程引入符合生态环保理念的工程结构和技术,包括生态软体排与压护结构、生态排+植物栽种的生态修复技术、生态软体排施工技术、消能护滩结构、生态护坡、生态梯形构件等生态结构等。在工程建设与运行阶段实施一系列生态环境保护、修复的技术和手段,如在水上施工中设置防污帘,降低污染物扩散,利用声学驱赶技术及声诱导技术开展施工期江豚保护,实施底栖动物增殖放流,弥补水下铺排导致的生物量损失。

南京以下12.5米深水航道工程

 

编:您认为未来长江生态航道技术的发展重点在哪些方面呢?

刘怀汉我认为未来长江生态航道技术的发展重点主要在五个方面。

一是转变长江生态航道建设理念,强化生态优先的建设理念,针对长江干线航运发展受生态敏感河段制约问题,以优化航道布局为切入点,强化顶层设计,制定长江生态航道建设与发展专项规划,探索内河航道生态治理新模式,实现降低生态影响到提升生态功能的转变。

二是完善长江生态航道基础理论,进一步完善生态航道内涵、外延、系统构架理论与评价标准体系,揭示生态结构产生生态效应的机理,探索工程区植被演替规律与影响机制,制定能满足不同工程需求先锋植被选育方案,完善生态水力学研究方法,为建设工艺优化及生态工程方案效果评估提供技术手段。

三是研发新型生态航道建设技术,开展兼顾航运、生态环境保护、水资源综合利用等多目标协同的关键技术研究,包括新型生态友好型工程结构与材料、生态护坡与河道近自然系修复、洲滩湿地营造、生态涵养区建设、水下生境修复、绿色高效疏浚清礁工艺、疏浚土绿色利用等方面。

四是开发内河航道绿色运维技术,构建低碳环保的长江航道运行与维护模式,研发绿色智能化航道维护船舶及装备,加强新能源技术与绿色智能技术在长江航道维护船舶中的实船示范应用。

五是完善长江生态航道监测体系,主要开展监测评估方法与指标体系研究,完善并提出可操作、有说服力的监测评估方法与指标体系,实施典型区域航道生态效应监测,选择典型工程区、整治滩段,开展系统持续的生态监测,评估生态工程效益,服务未来航道整治工程的论证与设计。

 

 

 

 

 

 

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