1、研究背景
滹沱河为石家庄市的主要河流之一，位于石家庄市区的北部，离中心城区约12km.历史上滹沱河地区曾是水丰土肥的地方，农业耕种条件优越，宽阔的漫滩地构成出山口河道特有的景观格局，“冬去山明水秀，春来鸟语花香”，不仅为下游地区提供了丰富的水资源，也对区域环境质量的改善和气候的调节起到了一定的作用。20世纪50年代末，由于滹沱河上游水利工程的建设，滹沱河（石家庄段）沿线城镇区域经济获得迅速发展，滹沱河沿线的自然、水文循环条件被改变，加之人们对流域共生共荣关系认识的局限，到20世纪80年代，滹沱河（石家庄段）已基本断流，只在行洪期间过水。
经过几十年的演变，滹沱河的生态环境问题越来越突出，影响越来越大，特别是在石家庄市区段，滹沱河已由一条兴利之河变成一条毒害之河，集中表现在河道干化、植被退化、水污染严重等方面，造成该区域生态环境退化和恶化的后果。从气象条件和环境监测数据看，该河已成为城市最大的沙尘污染源。改善滹沱河区域生态环境状况成为石家庄市实施可持续发展战略的关键。虽然我国对河道的治理已有了一定的经验，但对干旱河道的治理方案及思路的研究还处在探索、徘徊阶段。为此，我们课题组针对滹沱河进行了生态综合整治研究，提出了滹沱河生态环境修复的理论和实施方案，在一定程度上为国家推广干旱河道的生态环境整治与建设提供了科学依据。
2、国内外河流的治理思想
2.1国外河流治理进程
国外对河流生态环境的研究和实践已有一百多年的历史，取得了显著的效果。通常的做法是基于河流生态系统的管理和维持生物多样性的河流流量研究，通过改善河流水质、重建和恢复生态等内容的实践来改善生态环境，如减少枯水期引水量，大幅度减少地下水开采。
国外对河流实施单一目标管理的立场是为了避免洪水，以保证居民的安全，即以质量转移动力学为基础，通过建立河流和洪泛平原生境、建设人工大坝等工程措施，降低洪峰流量，使日流量趋于稳定。但这样做存在的问题是河流经长时间的运行，来自上游的沉积物不断积累，冲刷洪水流量减小，水和沉淀物的自然流动受到抑制，水流携带的泥沙沉积在水库和下游地区，河流的生境趋于恶化。河流综合管理研究则弥补了单一目标管理的不足，采用河道内流量增量法、蒙大纳法、流量持续时间曲线法、栖息地排水法、水力学评价法等方法，从河流的研究范围和尺度、河流系统分类和评价、河流恢复、稀释用水及维持生物多样性的河流流量5个方面统筹考虑，以维持河流生态环境的自然平衡。最具代表性的是Ward提出的四维河流生态系统，即河流在纵向、横向、垂向和时间分量上具有连续性、相互性、融合性、延续性特点。
在维持生物多样性的河流流量研究中，20世纪90年代以前对生态需水量的研究主要集中在河道自身的物理形态、所关心的鱼类及无脊椎动物等对流量的需求方面，对整个生态系统的完整性未能加以充分考虑。20世纪90年代后，petts认为在河流管理中，应从纵向的连接、洪泛平原的流量、维持河道的流量3个方面进行考虑，并提出确定生态系统可接受流量的两个步骤：一是制定生态目标和综合目标，提出生境和物种数量可接受的损失度，如在荷兰的自然政策方针中，生态系统可接受的最大损失度为物种的5％；二是参照基流量、考虑当前可接受的平均流量、极低或极高的流量及频率和持续时间，确定可操作的最小单元，并提出相应的具体生态目标。
2.2国内河流治理进程
与国外相比，由于国内缺少对河流生态环境的正确认识，只注重经济建设，忽视对生态环境的维持，出现了城市和工业用水挤占农业用水，农业用水挤占生态用水的现象，导致生态环境恶化，进而对经济的可持续发展构成极大威胁，具体表现如20世纪90年代以来黄河频繁断流、北方地区沙尘暴肆虐、江河湖泊水体污染严重。
近几年，随着人们对河流认识的深入及工程的实施，对河流的生态环境治理从原来仅对河流水环境污染进行治理和改善水环境质量逐步向河流生态用水、河流生态恢复及湿地、流域生态建设等方面扩展，如成都的府南河、太原的汾河、济南的小清河等河流水环境改善工程。但从流域及河流两侧的社会发展、产业调整、土地及规划控制、生态景观建设等方面进行综合研究的成果甚少，基本上没有工程实践。
3、对滹沱河（石家庄段）生态环境的认识
3.1生态环境现状
滹沱河是海河流域的主要支流，发源于山西省繁寺县，流经山西、河北两省，共有256条支流汇入，全长513.3km，流域面积为4.6万km2.据历史记载，滹沱河易决善迁，改道频繁，行洪时主流摇摆不定，冲淤变化迅速。
（1）地质地貌。该区域位于滹沱河河漫滩地带，其地质类型属河漫滩侵蚀堆积土体结构。岩性以粉细砂为主，局部夹有中粗砂。土体结构松散，地壳稳定性较差，易造成不均匀地面沉陷和地面裂缝。土壤发育在冲积母质上，类型为褐土、新积土、风沙土、潮土、水稻土。地形地貌特征明显，河谷宽阔，河曲发育，多浅滩。
（2）水资源。该区域内有滹沱河及小青河、汊河、古运粮河、周汉河4条支流。此外，还有北泄洪渠。该流域内有岗南和黄壁庄两水库，总库容量为27.8亿m3；地表河流呈现“有河皆涸，有水皆污”的状况，即使在常年有水的河段中，属V类以上水质的河段约占60％。地下水资源丰富，是城市地下水的主要采集区，担负着为市区和当地提供工农业生产和生活用水的重任。但由于多年来的长期超采，地下水位逐年下降，市区地下水下降呈漏斗状，漏斗中心水位降至38m～42m，漏斗区面积已近400km2.
（3）植被资源。据卫星遥感影像解析和现场调查，该区域内有陆地（含湿地）乡土、栽培和野生高等植物种类共计175种，植被总覆盖率为28％～30％。
（4）土地资源。起初，滹沱河沿线仅限于农垦，两岸滩地内并无村落。19世纪初，京汉铁路和滹沱河导流堤（又称月牙堤）修建后，该区域开始出现农业生产。到20世纪50年代～60年代，石家庄市政府、正定县决定在滹沱河两岸开辟林场，进行大规模植树造林。至20世纪70年代后期，受“边、散、洞”布局指导思想的影响，在月牙堤内相继建设了教育、科研单位及一些大型工业企业。进入20世纪80年代后期，快速的经济建设导致生态环境越来越恶化。到2003年底，现状土地利用基本为农用地，用地结构为乔木用地15.0％、草地17.2％、耕地49.0％、水面2.1％、苗圃1.4％、垃圾用地0.6％、建设用地8.3％及裸沙6.4％。
3.2主要环境问题
从目前看，滹沱河的生态环境具有综合性特征，必须从系统性、独立性、相关性角度进行比较、分析，筛选出主要矛盾。
（1）土地利用方式不能满足滹沱河地区的生态功能要求。滹沱河两岸植被稀疏，沙滩裸露，垃圾遍布，为城市的沙尘污染源，同时，地下水下降漏斗区面积逐年扩大，地下水位不断加深，地下水受到污染。
（2）产业结构不合理，土地利用粗放，综合效益低下。从对产业进行调查的结果看，各产业都处于较低层次，经济水平整体较低。第一产业以传统的种植业和林业为主，科技含量较低；第二产业以二、三类工业为主，无朝阳产业，经济效益低，环境污染严重；第三产业以商业为主，科研教育初具规模，但文化、旅游、科技、服务发展水平相对较低。
（3）土地无序开发，环境承载力下降。一方面，农民过度垦荒，无节制地向土地索取粮食，将多年的湿地、成熟的草甸变成耕地，大面积的果园、林地被复耕为农田，加快了土地贫瘠化和沙化的速度；另一方面，在月牙堤内，一大批科研院校，甚至几十家企业进行开发建设，严重超出了该区地下水的自净能力和环境承载力。
（4）基础设施短缺，生态环境的保障体系不够健全。无统一的供水体系，直接影响到城市供水设施的安全可靠性；排水设施和污水处理设施及环卫设施的不完善，导致污水未经处理就直接排入河道或渗坑。
（5）用地布局混乱，建设无序，景观质量较差。滹沱河的建设用地布局分散，生产、生活用地混杂，交通不畅，空间无序，沿主要干道两侧的建筑破旧，河道两岸垃圾成堆，生态环境日益恶化，与石家庄现代化大都市的整体形象要求相去甚远。
（6）绿化面积少，植被疏枯，固沙树种、草种单一。整个研究区域内林地少，仅3000hm2，约占研究区面积的15％，且林带种植结构简单，郁闭度很低，绿色屏障残缺、连续性差。
