刘树坤访日报告(十四)河流整治与生态修复.doc

刘树坤访日报告（十四）：河流整治与生态修复一、河流的特征及对河流的冲击项目建设对环境的影响，可分为由于项目建设所造成的生物生息地的直接改变和水质、地下水等方面的变化；以及由这种变化所导致的对环境的间接影响。在环境影响评价中把前者称为“直接改变”，把后者称为“直接改变以外”。河流建设项目对生态系统的影响，这里只概要加以说明。包括：由于地形改变对生物的直接影响（珍贵物种的消失，地域个体群的个体数的减少等），生物生息地的改变、消失（包括生物生息地连续性的消失），水质的变化（DO、浊度、水温、盐分浓度等），流量及流量过程的变化，输送泥沙的质和量的变化，由于砍伐河畔林、溪畔林造成的鱼类饵料质和量的变化，由于人工导入生物，或因环境的变化造成外来种入侵，生息地的质量或生态系统的变化等。在以上各类影响当中，每一个具体项目会产生什么样的影响，为缓解这种影响应当采取什么样的保护措施。作为一个水利工作者应当培养自己具有回答上述问题，推测项目建设可能对生态系统产生的冲击和影响的能力。由于河流建设项目对环境的冲击和影响的内容较多，而且水流情况非常复杂，其影响不仅限于当地，还会波及到其上下游。二、河流生态修复的内容下表中介绍了河流整治过程中生态修复的实例。其中除日本的例之外还有英国的“近自然法”，有美国的基丝米河的河畔湿地恢复等方面的实例。恢复是对过去进行的建设项目所采取的一种环境缓和措施，从广义来看也可以说是生态修复措施之一。环境的恢复也好，建设过程中的生态修复也好，从缓和环境冲击的角度来看，其基本思路和方法都是一样的。本报告仅对表中的几个建设项目的生态修复实例进行一些说明。 中小河流中小河流的整治一般是采取顺直河道、加大河宽、疏挖河床、修建护岸工程等措施，以提高防洪的安全度。其结果是：项目建设区域贵重植物消失、深潭及浅滩消失或规模缩小、河宽增加导致水深减少、断面形状的单一化使流速单一化、河床材料单一化、滞流区减少、滩地的平整使自然裸地减少等。同时，由于河床坡降的变化使泥沙的输送量、输送形态都发生变化，可能影响到上下游的生息地。为了减轻这种影响，在河道整治线的选择上应考虑重要生息地的保护、有大型深潭的弯道保护、河畔林的保护、濒临灭绝物种的移植等；滩地高程的确定应考虑其冠水频率及水深；河床坡降的选择要考虑对河流冲淤的影响，并列出生态修复的项目单。我们来看一个具体的例子，是神奈川县所管辖的境川。境川是在神奈川县和东京都交界的洪积台地上开挖的一条河流，在河岸还残留河畔林。以前在相当的范围内有河畔林，现在只存在于2 km的区间。同时，具有较大的蛇行河道形状也是该河的特征。为了保护这片河畔林，作为河流管理者的神奈川县与“境川坡面绿地保护会”之间产生了一些争论。当时的规划方案为了保证60m/s的规划泄流能力，河道将改成直线，同时增加断面，设置护岸。可以设想，原来的改修规划将使天然河岸消失，而这里是河畔林、二轮草（毛茛科）等林床植物的生育地，成为鱼类生育地的重要弯道也将消失。因此研究了几个替代方案，使其既能保证泄流能力，也尽可能保留境川的蛇行形态和河畔林。为确定天然河岸的强度，进行了钻孔调查。结果使现有的蛇行河道得以保留，泄流能力不足之处扩大断面进行整治。弯道的凸岸扩宽部分不设护岸，形成连续的土坡，确保将来能够生育河畔林。将要砍伐的一部分林床植物进行移植，先对沿河的树林进行间伐，改善光照环境后进行移植。表： 河流整治中对生态系统的生态修复实例 河口地区（九州、北川）在河口地区的河道整治中，由于河床的疏挖，造成盐水上溯，使小香鱼的产卵场减少，并对盐性湿地产生影响。九州的北川在遭受巨大洪水灾害后的重建工程中采取了多样的环境保护措施。北川的改修工程所产生的冲击和环境影响包括：建筑物对滨枣（黑枣的一种）等植物的影响、河道滩地削低后归化植物对裸地的大规模入侵、河床疏挖后盐水上溯、修筑堤防导致盐性湿地的减少、特殊堤（混凝土衬砌）造成景观质量的下降等。基本对策是：有控制地进行河床疏挖、滨枣向适合地区移植、移植芦苇防止外来物种侵入、采用特殊堤防使遭受破坏的湿地面积最小、特殊堤防的景观设计要与现有景观相和谐等。 冲积扇河滩地的恢复在多摩川，1995年7月发起成立了“河川生态学术研究会多摩川研究小组”，由河流工程、生态学的研究人员合作进行综合研究。研究成员及合作者总数达71名，包括附着藻类、底栖动物、鱼类、昆虫、两栖类、爬虫类、土壤动物、鸟类、哺乳类、植物、水质、河流工程等广泛学科的研究人员组成。综合研究结果表明，多摩川流域永田地区在近数十年来发生了明显的环境变化。多摩川的自然恢复工作中，这种综合研究和市民的积极参与发挥了较大作用，许多地方值得我们参考。多摩川流域永田地区，在近20年间冲积扇河流所特有的平原水网已由原来的复数的单断面河道转变为复式断面河道。其结果是，过去常见的自然河滩地减少，针槐林繁盛。变化的主要原因推测是，在经济高速成长期因大量采沙造成了河道形状变化，上游泥沙供给量减少，上游修建羽村闸取水使下游流量变得稳定。这些变化对永田地区的生物相和生态系统带来变化和影响。由于这一地区的流量极其稳定，底栖生物中造网型的沙虫成为优势种，现存量非常多。鱼类中，以前在小河中多见的佛鳅、虾虎鱼等近年已难见到。野菊等生长在河滩的一些植物急剧减少。永田地区的修复规划是在上游、下游两个地点进行。在下游采伐针槐、除根、剥离表土，造成多个不同高度的河滩地。河滩地的高度，最高的高程相当于五年一遇的洪水位，滩地造成透水沙砾层，并使其成为野菊的生育实验场。在上游为了让河水自然形成滩地，增修了洪水流路。 期望的环境永田地区被指定为河川环境管理规划中的“生态系统保持空间”，如何处置以针槐为主的树林地成为议论的焦点。据航空摄影的照片分析，永田地区在数十年前的环境是一片滩地，而现在依存于滩地环境的各种生物已濒于灭绝，“将树林地恢复为河滩环境”应是永田地区的努力方向，对此很快就取得了一致。但是市民团体中也有人认为：单凭针槐是外来种就加以砍伐是难以接受的。所以能在方向上取得一致还因为针槐林中的生物相并不丰富，另外从防洪及治安的角度来说，周边地区的居民也希望把树林砍掉。根据民意调查，沿河居民认为比起树林的风景来河滩的风景更具多摩川的特色。对于树林化的原因，以及野菊减少的原因，持不同意见的双方进行了辩论，对针槐持否定意见的一方所提出的证据较有说服力。这一结果说明只要对沿河居民就河道修复进行充分的说明，是可以取得他们的支持的。此外，对于具体的保护目标来说，是把以野菊为代表的河滩生物作为保护目标，还是把包括河滩、弯道等在内的冲积扇所特有的平原微地形作为保护目标也进行了讨论。大多数意见认为，野菊已濒于灭绝，应优先考虑保护野菊及作为它的生息地的自然河滩。因此，河道的修复分为两个阶段进行，第一阶段以保护野菊为中心，第二阶段以保护冲积扇的特有环境为目标。 多摩川的泥沙动态及对永田地区河床下降的认识在河道修复中，对多摩川泥沙动态的把握是重要的。为此，进行了河床动态计算，取得如下认识： 上游的河床降低、来沙粒径分布的变化并不显著，近年在永田地区所出现的河床降低的主要原因是输沙量不平衡所引起的。 不平衡的原因有：上游河床采沙使来沙量的减少、永田地区河床缩窄使输沙量增加、永田地区上游不远处修建羽村闸使闸下河床降低。 永田地区的河岸耐冲的软岩出露，靠自然的力量河床难以扩宽。 羽村闸上游存在淤沙库容，在自然状态下永田地区的河床升高需要数百年的时间。根据以上结果，人为扩宽河床是必要的，还有必要增加上游的来沙量，但副作用是可能使下游河床降低，因此要慎重行事。同时，由于河床下切，沙砾层的厚度已经很薄，可能有些地方已不存在沙砾层，需要根据具体情况采取局部对策。 针槐的生育环境及砍伐方法永田地区的针槐是明治时代以来在上游开展治山和水土保持所种植，并在永田地区定着下来。针槐的成长较快，水平根延伸分布。永田地区的大部分针槐个体是由水平根萌芽生成的。在永田地区针槐分布在水面以上50 cm，有数公分厚的细颗粒土沙的广阔环境。针槐的去除，如果只采用砍伐的办法，很快就会从水平根再萌发出来，所以还要采用挖根的办法去除水平根。提出了对同一个体反复砍伐，使其无法营养繁殖的方案。 自然河滩的再创和野菊的保护方法再创能够使野菊和河滩飞蝗等生育、生息的自然河滩环境是永田地区第一阶段的目标之一。这里所指的自然河滩是以沙砾为中心的河床质覆盖，而细颗粒的泥沙不能堵塞砾石的空隙，植物只能稀疏生长的滩地。在自然的河流中，这种滩地只存在于被水流冲刷频率较高的冲积扇地区。由于流水的冲击，河滩表面的细颗粒泥沙被冲走，不能形成好的级配，多摩川研究组将其称为透水砾层。野菊和河滩飞蝗都是依存于透水砾层的生物，在多摩川已濒临灭绝的野菊已被列为保护对象。野菊不属于营养繁殖，只靠种子繁殖，是发芽后23年开花的一次性繁殖植物。为了使种子发芽，不被细沙土堵塞的砾石阴湿的空隙是必要条件，经阳光照射后种子就会发芽。并且如果种子被其他植物遮住光线也不能生长，所以植被率低也是个必要条件。同时，所形成的局部个体群，不能在一个地方长期存在，如果没有扰动的话，随着时间的推移将产生植物迁移，无法定着，当地的局部个体群将消失，如果其种子散布所到之处有透水砾层存在，就会在那里形成新的野菊个体群。所以，在第一阶段如何形成透水砾层、如何维持，就成为主要的课题。滩面高程的确定： 如果滩面太低（相当于现状的低滩），滩地可以维持，但是受水流干扰较大，不利于野菊的保护， 如果滩面太高（相当于现状的高滩）冠水较少，淤沙较少，植物的迁移有可能长期维持， 在两者中间的情况下，担心会产生泥沙淤积。多摩川野菊的个体群已基本灭绝，因此抬高滩地高程，增加保护地中野菊的个体数是最重要的。在野菊的保护地，播下野菊的种子，对其生育状况进行了监测。作为河滩的再创方法试行了剥取表土、进行机耕、掺进上游的砾石等三种方法。 泰斯河（瑞士）的近自然施工法和生态修复泰斯河的近自然施工法，在过去的河道整治中，可以缓解对环境的影响，起到生态修复的作用。泰斯河发源于阿尔卑斯山，河床坡降约1/500，规划流量390m/s，属冲积扇河流。泰斯河在1900年完成河道扩宽工程，现已成为直线化的河流。从当时的改修图来看，改修前的河道水系是复数的并列河道，河面较宽，河滩宽阔，到处都有弯汊，是典型的冲积扇河流。经过改修变成了狭窄的直线河流。由于河道变成窄而直，河流挟沙能力增加、河床降低，为了控制河床的降低设置了几道跌水。近年来，由于实施近自然施工法，将直立的跌水变为缓坡，设置了辅助水道，撤去河岸护坡使其重现了水际线的变化。结果，沿河又出现了迷人的林带和美丽的风光。但是，由过去大规模河道改修已难以全部恢复旧貌，过去曾拥有的自然河滩几乎全部丧失，弯汊等二次水域也难以见到。过去曾是一个开放的广阔的空间，现在变成横向自由度很小的，洪水时期也难以见到广阔水面的封闭空间。 钏路湿地的地震灾后重建和生态修复钏路的地震之后的灾后重建中，在钏路川进行了综合的生态修复。1993年1月15日下午8点6分，在钏路发生了大地震。钏路市内的地震烈度为6，巨大的撞击声和强烈的摇动使各地产生很大的灾害。测算震中在钏路市以南约20 km处，震源深度107 km，是钏路有观测史以来的最大地震。这次地震使钏路川的堤防到处是裂缝，坡面崩滑、沉陷等，损坏严重。地震之后，北海道开发局钏路开发建设部立即开始了重建工作。施工地点是钏路湿地国立公园特别保护区，邻接拉姆塞尔条约登录的湿地内，在堤防重建的同时进行了包括规划、施工、建成后的监测在内的彻底的生态修复。钏路湿地本身是防洪的分洪区，重建工程主要是围绕分洪区的围堤。因为担心重建工作可能会给自然环境带来影响，钏路开发建设部在早期阶段就与环境厅、北海道钏路支厅、钏路自然保护协会、钏路市、以及拉姆塞尔会议准备室进行了协议，决定了对策方针。并且委托了4名动植物专家在建设过程中对工程进行环境监理。经过这样的努力，工程建设中没有发生任何纠纷，重建工作进展非常顺利。 地下水流动对策维持湿地的第一位条件就是保持一定的水位，湿地的生态系统依赖于当地的水循环。但是，重建工程有可能破坏这种水循环。为了重建钏路分洪区的堤防，必须拆除灾害受损的堤防，建设新堤防。为了防止在旧堤防拆除期间遭遇大雨造成泛滥，需要形成临时堤防。采用了施工时间短、价格便宜的二重钢板桩为临时堤。打设二重钢板桩，中间填土，形成临时堤。根据1975年以来所进行的地下水流动调查和堤防调查结果，探明在分洪区的堤防附近的基础情况是：在基础的承重层上存在厚约5cm的透水沙层（透水系数4*E-38*E-8/sec），其上有泥灰层，地下水是由堤内向堤外流动。通过数值计算，如果打设钢板桩后，地下水的流动将减少到原来的20%。为了减少对地下水流动的影响，采用开孔率为4%的有孔钢板桩。原则上每隔10m采用一个有孔钢板桩，在需要横向切断旧河床的地方采用连续的有孔钢板桩。采用这样的方法，对地下水循环量的影响只有20%左右。 动植物的保护对策生态修复的基本要点是减轻工程对湿地内动植物的直接影响。为此，采取了以下对策。为了减轻施工噪音、震动对于鸟类（丹顶鹤和青鹭等）的影响，采用了低噪音、低震动的施工方法。进行堤防修复工程对临近的北山椒鱼（与蝾螈相近的两栖爬行类）的产卵地会有影响。因此，在接近产卵地之处，将施工现场安排在堤内一侧。但是仍然有可能对外侧的产卵地有所影响，作为产卵地的替代，又设置了15个北山椒鱼的产卵池。产卵后的卵块由专家经手进行保护和转移。而且，在转移后的数年内对其成功率要进行调查。在湿地内发生火灾时，将会对动植物的生息环境产生巨大影响，因此要