城市硬化河道生態修復與管護探析

黎麗雯，代 權，游賢成，李帥峰，萬 莉

（四川省成都市龍泉驛區水務局，610100，成都）

傳統的城市河道治理片面強調行洪排澇，導致河道斷面形式單一、走向筆直，河道護坡結構也比較堅硬，甚至部分河道進行全面硬化處理。這類河道生態功能基本喪失，河流局部變成單純性過水，缺乏自凈能力、自然景觀徹底消失；加之我國汛期較為集中，汛期之外特別是枯水季節城市硬化河道往往成為臭水溝。隨著可持續發展意識的增強，河道的生態問題受到普遍關注，但建成區的城市硬化河道周邊用地已固定，重新破除硬化表面，改變河道斷面、護坡形式面臨較大困難，迫切需要有效的城市硬化河道生態修復方案。

一、生態修復的思路

1.統籌上下游關系和功能分區

治理工程應充分考慮近期與遠期、局部與整體、上游與下游等因素，合理兼顧干支流，協調處理好防洪、排澇、航運、灌溉、供水、環境保護等方面的關系。針對不同土地利用性質（工業區、商業區、居民區等）分區段采取不同措施進行生態修復，使得河流的自然、生態功能與社會服務功能達到均衡、健康的狀態。

2.還原河道自然形態

在不影響行洪能力的情況下，順應已硬化河道歷年淤積情況，隨彎就勢地布置堤線，局部進行平順開挖和回填。利用河道彎道容積較大的特點進行滯蓄調洪，洪水沖頂部位加強工程措施，坡面護砌固定，穩定堤防；非沖頂部位治理清淤，擴大泄洪斷面；臺地以上的坡面，考慮其流速較小，過水機會較低，采用較緩的邊坡，框格混凝土植草皮護坡，既保證工程安全,同時降低工程費用。通過設置生態礫石床、岸坡丁壩、在堤防和島嶼的岸坡預留魚巢等措施，最大可能在城市硬化河道原有單一、筆直的河道斷面上恢復天然河道的自然形態。

3.完善生態系統

環境生態技術是綜合運用生物學、生態學以及工程學原理，恢復或強化河道棲息地功能、物質能量流通功能、過濾及屏蔽功能、匯源功能，使得水體中動植物、微生物能夠停留，利用生物的代謝活動來吸收、降解環境中污染物、降低有毒有害物質濃度或使其無害化，使得河流系統內部構成完善的食物鏈網，保持著系統內部的物質能量交換，各個要素間相互協調相互制約，從而達到動態平衡。主要包括土地處理系統、植物浮床技術、生態修復技術和生物技術等。

4.活水措施

河流是有生命的。其生命力來自干流與支流、湖泊、濕地的“血脈”溝通，來自于維持一定的徑流量和能量流通，且對外界干預具有一定的自我修復或適應能力。要提升城市河道活力，應通過科學計算，合理調整水系結構，首先解決枯水期河道基流問題，充分利用水庫、中水回用、水系整合等措施保證河道基流，讓河道流動起來。對于緩流區河段可增設曝氣機、三角壩、疊石陣等設施，增加水流波動，提高水體韻律感和復氧能力。

5.社會文化效益

人類對城市河流系統的合理干預和可持續治理也是為了人與自然的和諧共處，所以河流既是大自然的血液，也是服務于人類社會的瑰寶，二者不可分割也互不矛盾。而城市河道尤其需要發揮自然河流與人類文明社會的銜接，彰顯城市特征。通過在水體、河岸增加景觀，有條件的地方增設具有文化特色的景觀小品或親水平臺，讓河流既作為承載人類歷史文明的符號，同時也滿足人們的親水娛樂需求，富有人文情懷。

二、城市硬化河道生態修復實例

1.示范區基本情況

驛馬河為成都市龍泉驛區中心城區河道，全長1.3km，上游為飛龍湖水庫，下游匯入西江河，最終入沱江。防洪標準為50年一遇，河道三面均混凝土硬化，河道生態功能基本喪失。枯水期（10月至次年6月）水源量小，上游水質差，流動性弱，河道水體水質較差，藻類大量爆發，影響城區景觀。

成都市龍泉驛區水務局在河道上共修建8座鋼筋混凝土攔河堰，選取濱河二橋3號堰—4號堰河段實施生態修復示范工程，該段河道全長174 m，平均河寬17 m，兩側建有休閑娛樂設施、濱河廣場等，為當地主要市民休閑區。采取修建生態礫石島、設置植物浮床和人工水草的辦法，完善生態系統和提升河道景觀效果。

2.措施原理

（1）攔水堰

城市硬化河道保水性較差，加之部分河段坡降設計不合理，導致枯水期河段基流較淺甚至無水，汛期部分河段容易發生洪澇災害。攔水堰是一種能夠調節水位、控制流量的低水頭水工建筑物，主要依靠閘門控制水流，具有擋水和泄（引）水的雙重功能。

（2）生態礫石床

天然材料(如卵石、礫石等)或人工合成接觸材料 (如塑料和纖維等)具有較大比表面積，生物容易在其表面聚集生長而形成生物膜，可以吸附降解水體污染物質，因此可以將這些材料布置在河床中，創造適宜生物膜生長的介質來強化水體的自凈能力。在示范段上游設置一座寬4.7m、長17m、高于常水位15cm的生態礫石床，采用粒徑為80～100mm和20～50mm的礫石級配，表面栽種矮蒲葦，類似于人工濕地+礫石生物膜法，可以調蓄水流并對來水中的污染物質進行物理阻截和生物分解。

（3）植物浮床

運用無土栽培技術原理,以高分子材料為載體和基質,采用無土栽培技術種植植物。示范段植物浮床設置密度為8%，植物選種花期較長，花色鮮艷的美人蕉、鳶尾、黃菖蒲、傘草等（3—11月），冬季更換常綠植物黑麥草、水芹等（12月—次年2月）。植物肥大粗壯的根系在水中可以形成一道生物柵，起到隔離和吸附有機物質的作用，植物浮床可任意造型，漂浮于河道，形成人文景觀效果。

（4）人工水草

人工水草是一種用于生態性水處理的高科技材料,通過發展生態基上的本土微生物群落,使微生物種類和生物量達到最大化,利用其代謝作用去除水中的污染物。示范段人工水草設置面積密度為3%，主要特點為:①高比表面積,達到250 m2/m2；②適宜的孔結構,為微生物群落提供理想的生存環境；③超級編織技術,可以形成理想的微A/O處理環境；④純惰性材質親和于生態環境,在水中不會分解，對自然環境無二次污染。

3.示范成效及完善建議

①試點工程驗證了復合生態修復技術可以穩定改善水環境，生態礫石島、植物浮床和人工水草為水體中的生物提供生境，為修復生態鏈提供有利條件，示范工程竣工后不到一個月的時間即產生水質改善效果。定期的水體監測結果來看，試點段進水大部分處于地表水Ⅳ～Ⅴ類，某些指標為劣Ⅴ類，經示范段處理后，主要水質指標基本可達地表水Ⅲ類（見表1）。

②示范工程探索出了一種在硬化河道上可行的人文景觀提升方法。生態礫石島、植物浮床的設置能夠營造“三季有花、四季有綠”的生機盎然景象，植物浮床可以進行造型，由鋼鏈固定于河底，一方面解決了景觀配置問題，另一方面解決了抗沖擊的問題。

③示范工程選址考慮了河段功能分區，治理措施提升了社會文化效益，城市硬化河道治理根據實際情況還可考慮增加親水平臺和活水措施，通過疊石陣、三角壩等設施改善河道自然形態。

表1 示范段主要水質指標檢測結果 （單位：mg/L）

三、城市硬化河道生態修復后管護體會

1.治理常態化，截污補水并重

城市硬化河道生態修復必須是綜合治理，多種手段和措施一起開展。生態修復后的河道雖然自凈能力有所提高,能夠抵抗部分污水負荷。但長期大量的流域污水排入河道會導致修復的生態系統崩潰，重新出現黑臭現象。因此，需要將排放入河的污染源截污納入城市污水管網,禁止向河道內排放污水。對于暫時無法接入管網的污染源，特別是面源污染（包括初期雨水）可采取建立綠地/礫石緩沖帶，經緩沖帶處理后排入河道。同時，對于雨源特征明顯的河道進行生態補水，提高環境容量是河流水生態修復、恢復河流健康的必要手段。

2.強化系統監測，維護系統穩定

由于城市硬化河道三面均進行硬化，無法給植物、生物等提供棲息生境，建立的生態系統往往汛期過后又被全面破壞。因此，治理完成后要加強管理,以維護河道的生態平衡。①要加強對水中生物和水體質量的觀察與調查,及時掌握生物種群的生長、繁殖情況和水體質量變化規律,對生物的數量、品種及時進行調節。②建立洪水預警系統，如有必要，根據水量大小，汛期來臨前將部分構筑物進行搬遷，一方面給水流提供更多的斷面容量，另一方面避免財產受損，便于汛期后系統的重新恢復。

[1]李明傳.水環境生態修復國內外研究進展[J].中國水利，2007（11）.

[2]胡靜波.城市河道生態修復方案初探[J].南水北調與水利科技，2009，7（2）.

[3]李珍明，蔣國強，朱錫培.上海地區黑臭河道治理技術分析[J].凈水技術，2010（5）.

[4]哈歡，金鵬飛.河道生態修復技術及其在上海市的實踐[J].節水灌溉，2009（7）.

[5]常德保.城市河道生態建設與治理探討[J].資源管理，2011（5）.

[6]Vymazal J．The use constructed wetlands with horizontal subsurface flow for various types of wastewater[J]．Ecol Eng，2009，35(1)．

[7]高紅杰，等.多層組合生物浮島對城市河水的凈化效果[J].環境工程技術學報，2011（4）.

[8]唐濤,等.河流生態系統健康及其評價[J].應用生態學報，2002，13(9).