沈陽市北沙河河道水系現狀調查及河道生態修復研究

劉智

摘 要：河道污染是區域人口、經濟、社會發展到一定階段后造成的，污染治理的根本性措施是污染源的治理。因此，世界各國均把污水截流、廢水達標排放和控制排污總量作為河道整治的首要措施。然而，由于難以根除的面源污染及內源污染，即使在污水排放得到有效控制的情況下，河道污染及其富營養化問題仍然十分突出。為此，各地在河道治理中，把污染源治理和強化水體的自凈能力同時作為河道修復的重要目標。

關鍵詞：河道；水系；生態修復

1 北沙河概況

北沙河為太子河的支流，其為雙源河流，兩個源頭發源于本溪市的朝仙嶺和撫順市的班貓嶺。主河道全長為117km，流域面積為1534km2。20世紀80年代初的北沙河，河水清澈，魚蝦等水生物豐富，河岸植被繁茂，沿河沒有污染排放的企業，河水沒有污染。后來，由于認識到農田土地的重要性，農民開始開荒耕種，田間地頭，5°～10°以上坡地遭受墾殖，破壞了原有生態，造成水土流失，使河水變色。再加上各種選礦廠的不規范生產，向河內排污，水生物已很少見，水質為Ⅴ類以下。

2 北沙河流域存在的問題

2.1 水質波動較大

由于近年來沈陽市加大了對沈陽市各河道流域的整治力度，各條河流的水質狀況有了明顯提高，城市段可達到Ⅲ類地表水體標準，其余水體達到或優于Ⅳ類水標準。但目前北沙河的水質隨季節以及監測地點的不同變化較大，從水體監測指標變化規律來看，遇有雨雪天氣，地面徑流會將城市或支流水體中的垃圾、污染物帶入水體，由于沒有緩沖或稀釋系統，導致河流水質瞬時波動較大。另外，當河流水體的理化條件、動力學條件、污染物濃度梯度發生變化時，沉積在河流底泥中的污染物可能在河流水體的沖刷下，隨同懸浮物質的再懸浮而重新釋放至河流水體中，并對河流水質造成一定影響，尤其是在影響河流水質的污染源得到有效控制的條件下，這種影響表現的尤為突出。

2.2 河道水生態系統脆弱

為了自身的防洪安全和經濟發展需要，多年來人們對各河道流域進行了大量的人工改造，并進行了大規模的開發利用，興建了防洪、除澇、引水、通航、灌溉、景觀綠化、挖沙等多方面的工程措施，這些工程措施在產生巨大的社會效益、經濟效益的同時，也對河流域的生態系統產生了不同程度的脅迫效應，造成淡水生態系統退化、生物群落多樣性降低、自然河流非連續化、灘地和洪泛區生態功能退化等負面影響。

2.2.1 生物多樣性喪失。河道流域的生物多樣性喪失主要是受到人類活動和自然環境改變所致。主要表現為：

環境污染造成某些水域水生生物銳減，局部河段水生生物絕跡或水體富營養化。大量施用農藥化肥，含磷洗滌劑，使某些水生生物種類滅絕。非法捕撈、挖沙，使水生物種類逐漸減少，使遺傳資源大量消失。綠化及景觀建設過程中大面積單一種植植物品種導致土著植物種群消失，引進植物品種適應性較差，生態系統脆弱，生物鏈斷裂。

2.2.2 生境多樣性破壞嚴重。由于工程措施大量在河道流域上進行應用，導致河道流域的生境多樣性破壞嚴重，自然界的河流大多數都是蜿蜒曲折的，河道也是處在不斷演變之中的，彎曲與自然裁彎取直交替發生。河流的這種蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河灣、心灘等豐富多樣的生境，由此形成了豐富的河濱植被、河流植被，可為魚類、鳥類和兩棲動物等提供繁衍棲息的場所，但由于攔河筑壩、削坡建渠、填河挖沙等工程措施導致生境多樣性嚴重破壞，最終造成大量生物遷移或滅絕。

3 北沙河河道生態修復方案

河道水體修復技術是利用現有污水處理技術與生態技術相結合的方式，達到強化水體生態自凈能力的目的。通過我們對北沙河蘇家屯段的濕地調查，確定可在五處公路橋附近河道平緩、植被豐富、面積較大的區域開展河道修復技術的應用。

由于各地塊位置、地形、面積、水深、土壤條件、植被覆蓋等差別很大，所以在設計的過程中應因地制宜，根據不同地塊的基礎條件，盡量用最簡單的工程措施，進行濱河濕地系統的建設，主要建設系統包括穩定塘系統、功能表流濕地系統、生態護岸系統、輔助設施。

3.1 穩定塘系統

穩定塘是一種利用天然凈化能力對水體進行凈化的構筑物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程相似。通常是將土地進行適當的人工修整，建成池塘，依靠塘內生長的微生物、植物等來凈化水體。由于渾河、北沙河、金沙河周邊有許多挖沙后遺留的沙坑，有些已經改造成魚塘或閑置，可利用這些沙坑進行適當休整建成穩定塘系統，根據沙坑水深的不同，可設置不同類型的穩定塘。

3.1.1 滯留塘濕地。為使濕地系統的河水水質均勻穩定，并給整個濕地系統的魚類在冬季提供存活的空間，設計滯留塘濕地，平均水深為2.0m，采用自由表面流濕地形式。在滯留塘濕地周邊水深小于1.0m處種植挺水濕地植物菖蒲、蘆葦等。

3.1.2 生態穩定塘濕地。為使濱河濕地生態系統穩定，設計生態穩定塘，平均水深為1.2m，采用自由表面流濕地形式。在穩定塘濕地周邊水深小于0.6m處種植挺水濕地植物菖蒲、蘆葦等，在水深大于1.0m處種植浮水植物荷花、荇菜等。

3.2 功能表流人工濕地系統

對河道地塊中面積比較大的灘地進行一定的工程措施干預，并合理配置種植多種水生植物，形成功能表流人工濕地。

3.2.1 濕地地形修整。功能表流濕地系統的營建其首要任務就是要通過工程措施平整局部地勢、削低過陡地形、規整水面形狀，改善和營造濕地植被和水鳥的生存環境，增加濕地生境的異質性和穩定性，完善河道流域的濕地生態系統結構，恢復濕地生態系統功能。具體包括陡坡整理、淺灘濕地營建、生境島營建以及小型水面規整等方式。

3.2.2 濕地植物選擇。濕地植物是濕地系統的核心，通過濕地植物的生長不但可以增加濕地植物種類和面積，同時還能綠化土地，改善區域氣候，促進生態環境的良性循環，吸引、繁衍多種濕地動植物，增加濕地系統的生物多樣性，本工程針對北方地區濕地的特點，從北方濕地植物的生長狀況，環境適應性，抗病蟲害能力以及群落配置、合理布局與景觀美學等方面選擇適宜的濕地植物種類。

3.2.3 濕地植物的配置。合理優化的物種選擇與群落配置是增強濕地系統穩定性和提高景觀效果的關鍵因素。

根據環境條件和群落特性對先鋒物種與其它本土物種的分布進行調控，配置多種、多層、高效、穩定的植物群落，形成穩定可持續利用的生態系統的目的。

首先根據適應性、本土性、可操作性的原則，可選擇選擇蘆葦、茭白、菖蒲、香蒲等作為先鋒物種。搭配多種其它濕地植物與旱生植物，另外，濕地植物種植密度的確定也是十分重要的，種植密度過低植株易受到其它物種的競爭影響正常生長，而過密容易引起營養供應不足，植株矮小，抗病蟲害能力下降。

4 結束語

在河道水體的修復凈化技術中，傳統的引流沖污、底泥疏浚等技術控制相對復雜，投資較大。而生態修復技術具有投資少，運行方便，能耗低，適應性強、抗負荷能力強等特點，在對河道進行生態修復的同時，還會形成自然的濱河生態景觀，以成為目前城市河道修復的熱點。