河流治理的生態環境技術架構

朱向宏

(北京市新水季環境工程有限公司，100048，北京)

一、重構河流綜合治理的目的

過去的河流治理往往是按照防汛、行洪需要，裁彎取直，人工護砌，加高堤防等，千篇一律搞 “硬化、白化、渠化”。全面硬化河床可以應對洪水沖刷，但從生態學角度講，失去了建立水生生物多樣性所需的環境條件，沒考慮水生態惡化的問題，隨之而來的后果往往是水體自凈能力遭到破壞。新的歷史時期，水資源短缺、水環境污染和水生態退化是治水領域的三大挑戰，“十一五”我國在河流污染控源減排方面開展了大量工作，有些區域性河流水質明顯改善。“十二五”時期按照有關規劃，河流污染治理工作強調在繼續實施污染負荷削減的基礎上，加強面源污染控制、有毒有害污染物控制、水體生態修復和飲用水安全保障。

按照科學發展觀的要求，河流治理需要著力于以人為本，興利除害，回歸自然，建設生態文明，開展綜合整治。一方面，我國仍處于水旱災害多發重發時期，防災減災存在薄弱環節，建成比較完善的防洪排澇綜合體系、基本消除洪澇災害隱患十分緊迫。另一方面，通過河流治理，有效利用污水、雨洪水，進行發電、灌溉，作為生態環境景觀用水和回補地下水等，對河流綜合效益的開發勢在必行。根據有關任務規劃，“十二五”期間基本完成重點中小河流 (包括大江大河支流、獨流入海河流和內陸河流)重要河段治理，全面完成小型水庫除險加固和山洪災害易發區預警預報系統建設。其中的重要工作是，結合入河雨污水治理和補水水質凈化，開展生態修復，改善和重建生物多樣性，提高水生態環境容量，涵養水源，發掘和弘揚河道的人文景觀價值。這是河流生態治理的主要目的，也是保持河道治理成果的關鍵手段。

二、河流治理的基本原則

1.堅持與規劃相協調

河流治理要融入總體規劃，河流的功能定位和治理措施要與生態建設規劃、污水系統治理規劃以及水資源可持續利用戰略相銜接，使河流與城鄉景觀、生態環境相協調。

科學論證防汛、防澇的安全標準，依照科學態度辦事。城市化、閘壩建設、地下水超采等因素對河流產匯流的影響十分巨大，根據歷史資料確定的一些控制數據必要時需要重新修訂。對應治理措施應實事求是，遠近兼顧，一味高標準、高投入，未必能取得高效益。

2.以水資源可持續利用為先

水資源可持續利用是我國治水領域的最大挑戰。京津乃至華北地區近年的地下水水位下降十分迅速，帶來的生態環境影響難以估量。蓄小洪水，泄超限洪水，再生水利用，這些工作在我國西北、華北、西南等易發生旱災的地區尤其重要。從這幾年的氣候情況看，我國水資源較為豐沛的南方地區也亟須建立應對干旱的長效機制。過去有些河道整治工作完成后，雨季水土流失嚴重，旱季河床干涸見底，往往只有污水流淌，臟臭不堪。采取生態、工程措施，在河湖治理時開展雨洪水、再生水攔蓄利用，對抗擊旱災、節約水資源、治理水土流失、改善生態環境意義重大。上游地區對雨洪水、再生水的攔蓄利用的確會減少下游河道的生態環境補水，需要兼顧泥沙、營養物輸送量的減少對下游乃至近海水質與水生態的影響，實行全流域水質水量生態評估與調度。按照泄蓄并舉原則構架的調度體系可以更好地實現防洪效益與長效機制。

3.治河先治污

我國已將環境保護定位為基本國策，這些年節能減排工作取得了長足進展。但我們要清醒地認識到，我國經濟還處于高速發展時期，污染物排放強度和總量的削減需要持之以恒地開展，“十二五”對氨氮作為考核指標則需要更系統的治污措施。農業種植、養殖業、廢棄物、城市綠化、交通等面源污染已逐漸取代集中排放源，成為最大的污染來源，綜合治理難度更大。

由于河湖生態基流很少，補水將主要依靠污水廠退水等常規水源，污水廠僅僅達到排放標準對生態自凈能力低下的水體而言往往是營養鹽的持續累積，暴發水華等不良水質現象在所難免。因此，污染物控制與治理應該是干旱半干旱地區的河流綜合整治的重點內容，治河先治污。

4.生態治理與景觀建設

世界上先進的國家，經過多年的實踐經驗，已經發現生態治理的重要性。生態治理包括三方面的工作：一是控源。需要按照環境容量對入河點源面源污染物的控制與治理，對底泥等內源污染物要開展評估，根據其現狀做處置。二是生態基流保障，解決持續水源問題。一個無法回避的現實是，很多河流依賴污水廠退水等非常規水源。三是生態構建。用親水材料建設護岸和河床，并輔助其他措施創造足夠的微生物、底棲生物的生長條件，定量恢復沉水與挺水植被。螺類、魚類、貝類等的品種和數量將通過水生環境的改善自然恢復。

5.堅持體現綜合效益

實行建設與管理并重，把河流治理與河道查違執法結合起來，劃定管理范圍，維護好河道設施，防止邊整治、邊破壞、邊污染。規劃設計時要因地制宜，以人為本，就地取材，充分考慮管理的低成本、便利性和易于建立長效機制。通過綜合治理，實現良性循環和社會、經濟、生態效益的統一。

三、河流生態治理的技術體系

1.以回歸自然和親水宜居為導向的形態設計

根據河道條件采用階梯化或蝶形斷面合理分級洪水控制方法。每個階梯達到不同的防洪標準，可實現常水量時部分有親水護岸，便于植被恢復。有條件的河段盡量挖低河底，防止雨水倒灌，解決排澇問題，也可以多形成一些水面。河道邊低洼地帶可建設成河道型濕地，塘洼結合，進行灘涂改造,增加蓄水能力,形成滯洪效果。上跌水下坎壩代替橡膠壩、翻板閘等蓄水方式，既科學生態，美觀實用，也最容易實現。水深多變的水體有利于建立生態多樣性和良性水生態系統，環境容量相對較大。

河道設計能彎則彎，避免裁彎取直。避免直線段太長，用蜿蜒、蛇形、折線等代替直線。沒有人工修飾的土質河岸是純生態的，水流沖刷和風浪侵蝕部分可以進行護砌，盡量采用一些生態護岸材料，不僅有利于行洪，也可以作為一些生物的棲息地，保持生物物種的多樣性，有利于維護生態平衡。

流域開發建設盡量采用親水化設計，原則上不能增加徑流系數。尤其在新區域建設時，要采取多種措施對初期雨水進行治理，不能增加入庫的污染。

建設時盡量考慮采用人工濕地、生態護岸、岸邊緩沖帶等河濱帶環境修復工程措施。使用不同水力條件的生態護岸材料，推廣應用適宜于植物及微生物生長、結構穩定性好、耐沖刷能力強、符合循環經濟特點的新型護岸材料。挑選適應性強、凈化能力強的各類別水陸交錯帶中的動物與植物，組建不同組合的生物鏈系統。

2.實施以建立長效機制為導向的污水治理技術，這是實現河湖休養生息的前提

針對我國廣泛存在的河道重污染和水生態退化現狀，通過水質水量調查、污染源分析、底泥源解析、生態修復評估等，開展河道污染減排、環境容量核算、補水水質凈化、原位水質凈化等對入河污染進行控制與治理。

入河的雨污水治理包括看得見的污水口等點源，和地表路面等面源污染。以河道的環境容量為核算標準，點源和面源的污水處理必須達到標準才可以入河排放。對潔凈水量不足的河段，必須以水環境容量為指導確定入河污水水質，而不能僅僅是達到污水排放標準。我國存在大量非常規水源補水的河湖，往往以污水廠退水為補水水源。在水質超過環境容量的情況下，必須進一步開展補水水質凈化，或者在河道特定區段實施原位水質凈化工作，以滿足生態補水要求。河流雨污水治理必須采用以節能、生態、易管理以及建立長效機制為導向的技術。

3.對河道進行必要的生態清淤和疏浚

底泥中既有沉積污染物，也有大量的凈水微生物。對底泥實施源解析可以找到沉積物的種類和來源，判斷底泥是否會釋放污染物，也可以掌握底泥的水質凈化效能，為清淤和處置提供科學依據。這些年各地開展了許多河道清淤工作，但底泥不能簡單地一清了之。否則，其中的有益凈水微生物一旦被清除，補入清水后河道更容易發生水華。部分底泥清除后，需根據內源污染狀況，做對應的穩定化處置。

4.開展水生態環境構建，恢復水體自凈能力

河流治理的任務是使河流成為美麗的河、有生命的河、健康的河。生物多樣性越豐富的河流越容易維持和改善各種生態功能與環境價值，更能承載社會和文化內涵。

良性的水生態系統包括沉水植物、挺水植物、魚類貝類等水生動物、微生物群落及其賴以生存的載體，品種和數量基本平衡匹配。生態系統中水生植物作為生產者，利用陽光進行光合作用產生氧氣，供微生物及水生動物進行呼吸。微生物作為初級消費者和分解者，附著在載體上，以水中有機污染物為能源進行自身生長，同時微生物又被浮游動物所食。水生植物以水中的氮、磷等作為營養物質進行吸收、轉化，進行自身的生長，從而降低水體富營養化程度。高級消費者——掠食性動物對浮游動物、藻類及水生植物進行捕食，最終將有機物轉化為體內的碳水化合物。河水中微生物降解有機物時消耗水中溶解氧，而水面紊流使大氣中的氧溶入水體，同時光合作用產生氧，這是水中溶解氧的主要決定因素。最終通過打撈水生動物和收割水生植物即可將水中污染物去除，實現水體的生態自凈。

通過水質水量聯合調度，設置天然和人工載體，可以培養與水質營養狀況對應的凈水微生物。以沉水植物和挺水植物為主，篩選本地先鋒物種等方式可以實現水生植物恢復。再漸次孵育其他底棲生物和高等水生動物。良性的水生態系統可以保持和改善水質，具有較強的自調節、自平衡和水質水量沖擊負荷緩沖能力，從根本上防止水華等不良水質現象的產生。

我國河流生態治理方面的許多工程問題沒有可以量化的依據和參數體系，治理工作往往局限于清淤、防汛和景觀。因此，需要在河流綜合治理時提前部署對有關技術問題及其產業化的科學研究，并通過示范工程進行測定和調整。開展河流生態治理，要大力度實施水資源和水環境管理，有效地控制水污染，充分利用洪水資源、污水資源、再生水資源等，保障生態環境用水，恢復退化的水生態系統，改善河流水質，促進區域社會經濟又好又快發展。

[1]劉曉濤.關于城市河流治理若干問題的思考[J].水環境建設，2001（3）.

[2]趙永平,李麗輝.十年提高中小河流防洪能力[J].河南水利與南水北調，2011(1).

[3]肖琳，潘安君，李為民.小河道水環境修復[M].北京：中國農業科學技術出版社，2007.