北方河流濕地生態修復工程：以晉城丹河濕地公園為例

朱江

（中國城市規劃設計研究院，北京100044）

隨著人口增加、經濟發展和城市化進程的加快，“有河皆干”“有水皆污”成為我國北方地區普遍存在的河流生態問題，已引起了社會各界的廣泛關注。河流濕地修復是一個多學科交叉融合、技術經濟和社會問題交織的復雜工程。從國外的經驗來看，美國是開展河流濕地保護與恢復較早的國家，從20世紀90年代起，美國國家環保局、水域生態系統恢復委員會和農業部等嘗試開展流域尺度下的修復工程，并提出在2010年前恢復受損河流64萬km2的生態恢復計劃（王文君等, 2012; 陳興茹,2011）。

我國近年來關于河流濕地的生態研究成果豐富，崔保山等（2016）認為濕地恢復是運用生態技術或生態工程對退化的濕地進行恢復或重建，使濕地恢復自然生態結構功能。董哲仁等（2010）提出河流生態系統研究的理論框架，闡述了河流生態系統包含自然系統、經濟系統、社會系統和工程系統四大類，并提出河流生態修復負反饋規劃設計方法，用于解決河流生態修復規劃、設計和實施過程的決策方法問題。趙彥偉等（2005）建立水生態模型，研究了河流生態系統健康的概念、評價方法和發展方向，提出河流健康評估5大要素的指標，包括水量、水質、水生生物、物理結構與河岸帶。還有學者從河流廊道的空間結構和生態功能的分析出發，提出了河流生態修復的概念和技術，包括濕地退化的成因、生態恢復技術、濕地景觀規劃等，但普遍偏向濕地生態修復的理論研究以及效益評價研究等方面。目前在實踐層面對河流修復主要以建設和運行工程設施為手段，從工程科學發展的角度，需要通過實踐對河流生態修復理論研究進行校核與反饋。

本文結合丹河濕地公園規劃的實踐工作，對河流濕地生態修復的原則、內涵、實施策略和關鍵問題等進行了探討和思考。

1 丹河濕地的生態特征和問題

晉城市地處山西高原東南部，晉豫交接地帶，屬溫帶大陸性季風氣候區，干旱少雨，年平均降水量650 mm，年降水量的60%集中于6-9月，山區降水多于河谷、盆地，全市多年平均蒸發量1 009.6 mm。丹河是晉城境內的第二大河，被譽為晉城的“母親河”。丹河是一條歷史名河，《山海經》說：沁水之東“有林焉，名曰丹林，丹林之水出焉，南流匯于河”。但當下的丹河水量稀少，植被稀疏，難覓當年“水出丹林”景象。實際上，丹河的生態問題在我國大部分北方河流中普遍存在。

2 丹河濕地生態修復技術路線

丹河的生態修復是以問題為導向，以工程為抓手，生態規劃和工程措施同步展開。技術路線總體解決“無水、污水、洪水、生態”四大問題，梳理“行洪與保水、自然與人工、單純與豐富”三大關系，最終達到“水清、岸綠、河暢、景美”四大目標。

丹河濕地生態修復的技術路線：①把握“河道、岸線、動植物、水工設施”4個關鍵系統，在充分滿足河道防洪要求的前提下，利用GIS地理信息系統，綜合分析水域、濕地、沖溝、農田、林地等自然生態要素現狀，以及與濕地公園相鄰的城市發展功能之間的關系，確定生態修復工作的重點片區；②提出“防洪、補水、保水、凈水”的規劃策略，具體包括分段布局、水系綜治、岸線控制、生態保育、交通體系、休閑游憩、設施業態等規劃內容；③充分發揮“擴、改、除、補”4項生態修復與水利工程措施，編制專題研究與設計導則；④制定近期實施方案和年度行動計劃，建立項目庫，明確項目類型、數量、規模和建設時序等，達到“河床恢復、河岸修復、多級濕地、生物群落”的重點提升。

3 丹河濕地公園規劃原則

3.1 統籌協調，科學規劃

規劃的基礎是留白，考慮實地濕地公園建設的各種限定條件并規避之，才能順應自然情勢，形成長期穩定的濕地公園環境，控制風險，降低維護成本。規劃的核心是利用有利因素，在適宜建設的環境條件中盡可能創造最佳典型景觀，發揮最適宜的功能。

3.1.1 行洪與濕地共存 丹河為北方季節性山地河流，河道行洪壓力與典型濕地景觀有一定矛盾。應優先滿足水利安全要求，盡量避免藍線范圍內建設人工濕地，鼓勵發育自然濕地。除水工設施外，不設置永久構筑物。

3.1.2 自然與人工并存 自然河道以及相鄰河床內有開墾的農田，周邊相鄰地塊有密集集鎮和規劃建設區，人類活動目前對河道與濕地生態系統的擾動和入侵明顯。如何轉化這一矛盾，使得天人合一的田園景觀得以再現，是規劃的根本出發點。

3.1.3 單純與豐富共存 自然濕地本身要求單純、擾動少，但城市親水生活又要求一定的可進入性，適量承載生活功能的需求，解決功能合理分配也是規劃的起點。

3.2 問題調查，系統診斷

通過水文監測資料與現場調研，對基地河道現狀進行梳理和總結，主要包括以下4個方面的問題：

（1）有河無水。由于上游任莊水庫的攔蓄，丹河大部分時間無水，只有一條有可能出現水流的河床。由于地下水嚴重超采，水位逐年下降，水量主要由河道兩側不定期的工業、農業污水和生活廢水以及自然降雨進行補水，河水流動已無規律性。

（2）河床脆弱，防洪防澇壓力嚴峻。目前丹河河道尚不能達到20年一遇洪水標準，治理河段內河道兩岸至今未采取任何防洪措施。由于缺乏管理，沿河兩岸群眾在河道內隨意傾倒生活、生產垃圾，河床淤積嚴重，甚至多處河段下游高程高于上游，導致部分河段防洪能力不足；同時由于河道多年干涸，居民在河道內開荒種地、開采沙石，部分河槽已經消失。

（3）多污染源。丹河已無或基本上已無清水基流量，沿岸的工廠、醫院、農場生活污水、生活垃圾、農業面源污染，導致丹河重金屬含量、氨氮、COD含量超高，水質劣Ⅴ類。

（4）生態格局幾近消失。濕地公園現狀以農業用地為主，喬木植被稀少，植物種類單一。流域水面面積大幅縮減80%，早已不見“林木繁盛，水出丹林”的往日勝景。

3.3 重點突破，分步實施

河道水環境的改造策略包括“防洪、補水、保水、凈水”4個方面，其中防洪蓄洪要做到匯水量控制和水流速控制；河道補水應調節河道水位、增加河床寬度；水系改造要增加靜水區域、增加岸線長度；水體凈化則通過疏浚、污染源控制和生物過濾來完成（圖1）。

根據改造策略，規劃提出了“擴、改、除、補”4個具體工程措施（圖2）：①“擴”是指對根據水利防洪標準，部分河段行洪道擴寬，保障水利安全，同時擴大現狀蓄水面，形成多個永久風景湖面；②“改”是對取土坑、養殖池、沖溝進行整理形成人工濕地、雨水濕地等；③“除”是對楔入主河道的養殖池塘進行去除；④“補”是指在行洪瓶頸區段，增補行洪通道、建設水工設施，保障水利安全。

圖1 生態補水方案Fig.1 Water supplement strategy

3.4 正本清源，復合提升

濕地公園建設既有單方面的防洪防澇與水環境改造工程，也有豐富多樣的生態系統修復、動植物群落再生等內容。生態修復工程具體包括河床恢復、河岸修復、多級人工濕地、動植物群落規劃4個方面。

3.4.1 河床修復 丹河由于過去河道挖沙，部分河段天然防滲層遭到破壞，河道水資源無效損耗，導致下游河道長期干涸、生態惡化等問題。為維持丹河河道最小生態需水量，必須解決河床滲漏問題。規劃提出在永久性水面范圍內做防滲層，并建議采用黏土填壓的生態防滲措施。根據自然河床的分層剖面，制定遠期恢復標準。近岸部分的河床要進行精細化處理，包括水生植物著生要求，水位不能超過0.6 m，坡度不能太陡（不超過30°)，要有一定的淺水區（0.3～1 m）。

3.4.2 河岸修復 河岸修復應根據河道沖刷程度來確定岸線類型，主要分為生態護岸、生態駁岸和硬質駁岸3類（圖3）。①河道沖刷程度較小的地段設置生態護岸，以自然堆土、毛石、木樁等作為

護坡形式，坡度小于30°設置自然岸線（濕地的一般形態），緩坡入水促進植物生長，適宜生物繁衍；②沖刷程度較高的岸線設置生態駁岸，其中坡度在30°～40°，沖刷程度較高的地區設置毛石駁岸；40°～60°的區域可設置木樁駁岸，可以和周邊的自然景觀較好地融合，并栽植一定數量的水生植物；③在防洪壓力較大，如河道轉彎處設置硬質駁岸，包括臺階式親水駁岸、垂直駁岸等。

3.4.3 多級人工濕地 多級人工濕地也是生態修復的一類內容（圖4）。除了主河道外，支流的水體、從主河道外圍到規劃區邊界的池塘系統、雨水系統形成了多級的人工濕地系統。從陸上地表徑流，經濕地系統過濾，再排到自然河道，這種多級的、復合型濕地自然系統，能夠最大程度地發揮濕地的生態功能。同時，在多級濕地系統中，廢水經過濕地過濾，從中得到的中水可作為景觀的灌溉用水。通過再利用處理過的廢水灌溉，水中含有大量有機肥料，對于干旱少雨的季節，這將成為寶貴的資源。

圖2 河道水環境改造策略Fig.2 Strategy of river environment restoration

3.4.4 動植物群落規劃 動植物群落規劃的目標是依托合理的濕地生態功能，擴大濕地面積，最大限度恢復濕地植被，同時為鳥類、魚類、兩棲類、小型哺乳類動物提供更多的生境，從而逐漸形成多物種食物鏈生態結構。從植被景觀的角度進行植物群落規劃，恢復丹河兩岸歷史上層林盡染的群落風貌景觀，在岸邊、山麓、濕地等重點景觀區栽植元寶楓、黃櫨、銀杏、洋白臘、金銀木等彩葉樹種。重點選育本地特色的經濟林樹種，如山楂、柿樹等，增加林景的同時，擴大鳥類棲息地。

4 濕地公園規劃關鍵問題探討

4.1 管理協作問題

北方地區的水庫起初是為調蓄洪水而建，也確實有助于防洪、農業灌溉和城市供水，但由于它們的截流，流域近70%的地表水無法流向下游，下游平原河流、地下水補給減少，河道常年斷流，濕地消失，生態惡化。水利、工業、農業等相關部門應重視流域的生態環境問題，隨著中國降等使用和報廢的水庫數量逐漸增加，需要逐步增加原有河道的徑流量。只有各部門之間協調合作才能統一進行流域生態環境的治理恢復。

4.2 規劃銜接問題

河流濕地的生態修復是基于生態學的整體工程規劃，由于水利工程規劃、濕地空間規劃和生態規劃的理論與實踐方向的差異性，往往存在跨學科規劃之間銜接不到位等問題，而河流濕地問題一定要通盤考慮，只有各個層面的規劃有機融合，才能抓住關鍵。如何編制河流生態修復規劃，特別是建立完善的規劃體系，有關主管部門應深入研究并出臺關于河流生態修復規劃編制的相關要求。

圖3 河岸修復規劃Fig.3 Riverbank repair plan

4.3 標準規范問題

河流生態修復需要大量的專業技術保障，如何達到生態目標，實現生態功能，需要有系統配套的生態修復標準規范。河流治理的階段性具有強制性，具體就是“先治污，后生態”。重污染水體應先進入污水處理廠集中處理，再進入人工濕地進行生物凈化提升，如果水處理順序顛倒，污水會極大地破壞河流生態系統，導致濕地生態恢復工作的前功盡棄。目前各類別規劃也有相應的標準，但綜合性不足，不成系統，應建立專門的河流生態修復標準規范體系。

4.4 監測評估問題

一個完善的水生態系統需要至少幾年、甚至十幾年才能形成，河流生態修復需要注重監測和評估工作。在丹河濕地公園規劃中，水利系統的河湖水生態方面的資料非常欠缺。通過河流水系、水文、水質、氣象、土壤、植被、標志性物種、人口分布、土地利用方式、水利工程等各類數據與信息的收集與疊加，并長期積累，為河流濕地環境管理工作提供一個強大的數據庫。這是一項基礎性的工作，是制定河流型濕地修復規劃的基礎，也是河流健康評估的基礎。通過連續的監測評估和修正完善，生態修復才能真正做到讓生態回歸河流，讓河流回歸自然。

圖4 多級人工濕地系統規劃圖Fig.4 Multiple wetland system plan

5 結語

北方地區的河流生態問題由來已久，如果不能夠正視環境問題，讓河流連年干枯，飽受污染，將面臨著泉水消失、地下水枯竭，本地生物多樣性消失的危險，造成無法挽回的生態環境災難。河流生態修復不同于園林景觀設計、生態規劃或工程規劃，它的目標是讓河流重新獲得失去的河流生態調節和自我修復的能力，它代表著一種新的價值取向和建設模式。晉城丹河濕地公園在河流型濕地修復方面是一次探索，還有很多需要研究和解決的問題，我們希望通過創建一個北方城市河流生態再生的樣板，為大范圍推廣摸索出經驗。