柳青河城區河道生態修復的探索

劉洪運

(臨沂市蘭山區柳青街道辦事處，山東 臨沂 276002)

近年來，在河道綜合生態治理中，城區河道生態治理愈來愈被人們重視。在滿足河道防洪安全的情況下，恢復河道的自凈能力，讓河道回歸自然，使穿越城區的河流成為水清、岸綠，可以為城區居民提供宜居、休閑、親水的河流。柳青河生態修復工程針對河道景觀單一，缺乏生機及藻華嚴重的現狀，對部分現有河段實施生態浮床護岸及水面綠化工程。在改善河道生態景觀的同時改善了河道水質，提升了河道景觀價值，更好地維持了水體功能，為周圍居民生活創造了宜居環境。本文以臨沂市蘭山區柳青河生態治理工程為例，通過對該河流水文特性、地形地質特征、植被分布等基本資料的分析研究[1]，提出了城區河道生態修復治河理念，可供類似河道綜合治理參考。

1 項目概況

1.1 區域概況

柳青河流域內地貌形態主要以沖積平原為主，地面高程一般為70.20～71.50 m，上游稍高，下游稍低。堆積層巖性主要為黏土、壤土、中粗砂，厚度一般為3.0～8.0 m。

柳青河河谷呈近南北走向，河道較為順直，呈較寬闊的“U”字形，河道比降一般為2.2‰。主要地貌為主河床，河床寬度一般為50.0～70.0 m，漫灘一般不發育，零星分布，漫灘寬度一般為5.0～10.0 m，高出主河床2.0～3.0 m。

1.2 河流特性

柳青河是臨沂市北城新區的一條河流，位于沂河、祊河兩河間，原為自然排水平溝。柳清河有東西二源：東支源出蘭山區李官鎮與白沙埠鎮一帶，西支源出蘭山區汪溝鎮北雙山子南麓，兩源匯于棗溝頭鎮陶家莊東，南流經杏花、趙岔河等村于王家岔河村東南入沂、祊河交匯處。全長34.0 km，流域面積258.7 km2，上游為山洪河道，下游為平原河道，干流平均比降為1.62%，系季節性河流。

2 問題分析

柳青河堤防年久失修，老化退化嚴重，堤身單薄低矮，加之當時治理標準低、質量差，經水文分析計算柳青河現狀不滿足5 a一遇除澇及20 a一遇防洪要求。結合城市規劃建設，下游河口—沂蒙路上游段已經進行了治理，河道護坡結構采用重力式漿砌石擋墻和鋼筋混凝土擋墻結構，河道斷面形式單一，走向平直[2]。

2.1 自然地貌被改變，河流功能簡單化甚至完全喪失

河道受到人類的強烈干預，河流形態幾何化現象在柳青河治理中表現突出，使得河流景觀多樣性消失。河流中各種水生動植物對水溫、有機物濃度等有著不同的要求和適應能力，由于堤岸采取了硬質化的護岸材料，使得原有的動植物棲息地消失，并且導致水流速度減緩，環境狀況惡化，失去了城區河道本身的景觀價值，城區河道演變成簡單的“泄洪溝”[3]。

2.2 河道的裁彎取直、橫斷面的幾何規則化

河道治理“渠道化”使得自然河流系統中河床的異質性不復存在，許多水生植物和水生動物無法安身，不能形成多種多樣的生境組合。

2.3 水體富營養化嚴重，水質較差

柳青河河道水體流動性差，生態流量不足，導致被污染的河道無法及時循環更新。隨著臨沂市城鎮化的快速發展，眾多居民區聚集，污水收集尚未全覆蓋，城區生活污水仍存在未達標排放的情形，河道上游流域瀕臨農田，農業面源污染嚴重。

3 規劃設計思路與方案

3.1 設計思路

本著開發、利用和保護河流的宗旨，充分考慮防洪、生態環境和景觀等方面的關系，在滿足防洪安全功能性要求的前提下，讓整治后的河道呈現自然、生態和親水的態勢，通過實施水生態系統恢復工程，對部分現有河段實施生態浮島護岸及水面綠化工程，改善目前河道景觀單一、缺乏生機及水體富營養化的現狀。同時在優化河道生態景觀的同時改善河道水質，提升河道景觀價值[4]。

3.2 建設目標

柳青河河道整治工程是在已有沿河截污、清淤、水質提升等工程實施后，已基本控制河水黑臭問題的基礎上，針對制約河道水質感官提升的突出問題，圍繞“凈化”“活水”及“美景”等主要工程目標，通過工程治理與管理措施并舉，全面提升柳青河城區段水質感官。

3.3 規劃設計方案

3.3.1 生態浮床工程

(1)浮床材料的選擇。浮床框體要求堅固、耐用、抗風浪，景觀浮動濕地載體以高分子材料纖維構成具有極大比表面積的孔隙結構，滿足植物在載體全表面上落籽、分根生長(植物根系在纖維孔隙中交織穿梭生長)，載體纖維與茂密植物根系為微生物附著生長提供巨大空間。大氣、水面、載體纖維、植物根系與生物膜的共同作用下形成連續的好氧、缺氧、厭氧區域，為硝化、反硝化等微生物反應提供了環境條件。

浮床內部特殊結構，有利于植物根系擴張與穿刺；超強浮力可載人，便于初期種植與后續維護；內部保溫結構保障植物越冬，植物再生率>95%；一體化結構，能抵御45 cm風浪，抵御強水流沖擊。本工程根據不同的景觀要求及河道水力條件，選擇HDPE高分子材料拼盤式浮床。

(2)浮床植物的選擇。浮床植物的選擇滿足適宜當地水系水質條件的水生或陸生植物品種；適于無土生長，根系發達，長勢強；植株生物量大，對污染水體的適應較好；植株常綠期長，萌發速度快，生長迅速；植株組織致密，殘體不易迅速腐爛；兼具治污和美化的當地物種。目前，經常使用的浮床植物有美人蕉、蘆葦、菖蒲、再力花、水芹菜、空心菜、千屈菜、旱傘草等。

(3)浮床基質。浮床基質用于固定植物植株，同時要保證植物根系生長所需的水分、氧氣條件及能作為肥料載體。因此，基質材料必須具有彈性足、固定力強、吸附水分、養分能力強，不腐爛，不污染水體，能重復利用的特點，且必須具有較好的蓄肥、保肥、供肥能力，保證植物直立與正常生長。目前使用的浮床基質多為海綿、椰子纖維等，可以滿足上述的要求。另外也有直接用土壤作為基質，但缺點是重量較重，同時可能造成水質污染，目前應用較少，不推薦使用。

(4)浮床形狀及大小。整個浮床由多個浮床單體組裝而成，每個浮床單體邊長可為1.0～5.0 m，但是為了方便搬運和施工以及耐久性問題，一般采用2.0～3.0 m。在形狀方面，通常以四方形、六邊蜂巢型、三角形為主，綜合考慮結構穩固及抗風浪等因素進行拼接。

(5)浮床固定方式。生態浮床的固定設計是一個較為重要的內容，既要保證浮床不被風浪帶走，還要保證在水位劇烈變動的情況下，能夠緩沖浮床和浮床之間的相互碰撞。一般采用水下固定的形式，根據水下地基狀況的不同選擇錨固式、駁岸牽拉等。為緩解浮床之間的相互碰撞，浮床單元之間應留有一定的間隙，相互間用繩索連接(連接形式因浮床制造廠家的不同而各異)。

(6)人工介質。目前，生態浮床使用的人工介質主要有彈性填料、組合填料和軟性填料。相關研究表明，采用組合填料的處理效果要優于彈性填料。市場上常見的生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等原材料制成，價格便宜，但是在掛膜速度、掛膜量及膜與填料的緊密度方面存在不足。生物碳纖維是具有良好生物相容性的纖維狀的碳材料，具有掛膜快、耐老化、使用壽命長、可重復使用的優點，但是價格較貴。綜合考慮對污染物處理效果、后期維護成本及投資方面的因素，采用普通的生物繩填料。

(7)布置位置。位置一：廣州路上游100.0 m至濟南路下游100.0 m，以及天津路上下游150.0 m布置。位置二：柳青河上海路上游150.0 m至北京路下游150.0 m河面布置。

3.3.2 生態攔截凈水柵工程

生態攔截柵主要采用高分子材料、浮體和配重件組成。其中網膜材料由高分子聚乙烯纖維棉制作而成，浮體材料可使用竹木、泡沫及PVC塑料管等高分子材料，但由于竹、木材料在當地取材較困難且長時間浸泡在水體中容易腐爛、泡沫容易折斷，并造成二次污染等弊端，工程以使用PVC塑料管等其他高分子材料制成的浮體為主，配重件可將石子等材料裝入懸掛的網膜下方。生態攔截凈水柵的固定方式以水下錨固式及駁岸牽拉為主。針對柳青河浮床設置區河面垃圾漂浮物相對較多，同時部分河段聚集有大量浮萍、藍藻的情況。通過在河道斷面設置多層生態攔截凈水柵，攔截、聚集水面漂浮物，便于垃圾的收集及清理，改善水面水質。

該工程項目主要在成都路橋及廣州路橋上下游，濟南路橋、天津路橋及北京路橋下游各布置一道生態攔截凈水柵。

4 結 語

在城區河道綜合整治過程中，遵循河道的自然規律，重視河流水體的自凈能力對城區河流水體環境的重要性。護岸結構形式應考慮有利于河道水生動植物生長，讓河流恢復本原，促進人水和諧的生態護坡。重視河流生物多樣性的維護，結合河流生物現狀，引入水體凈化能力強，景觀效果較好的水生植物，不僅提升河流本身的自凈能力，同時提升了河流周邊環境，提升城區環境的整體效果，發揮河道治理工程的多重作用。