城鎮河道存在的主要問題與生態修復整治方案研究

楊雨儒

(遼寧省北票市水資源管理辦公室，遼寧 朝陽 122100)

1 工程概況

東莞地區某河道整治工程防洪標準為20a一遇，治理長度15.5km，水閘工程承擔著排澇、澆灌、防洪等任務，建設等級為4級。調查顯示，該河段為運河下游劇烈演變的河段之一，歷史上洪澇災害和崩岸事件頻繁出現，對下游國民經濟發展和兩岸居民的生產生活產生極為不利的影響。

項目區地貌形態復雜，地勢起伏大，以沖積平原、丘陵臺地為主，總體呈西北低、東南高的結構特征。該區域為亞熱帶季風氣候，季風明顯，雨量充沛，溫差振幅小，長夏無冬，年均氣溫23.1℃，年降水量1819.9mm，前汛期4-6月份鋒面低槽降水多，后汛期7-9月份臺風降水活躍。在特殊的歷史條件下形成的河道防洪工程，其堤線較長、情況復雜、全線監測難度大，施工區自然植被少，多為人工植被。為保障兩岸與灘區的防洪安全，改善當地水生態環境及各行業用水現狀，有必要對該河段實施生態修復整治工程。

2 城鎮河道存在的問題分析

1)城鎮化建設的加快以及經濟社會的迅速發展，使得河堤淤泥增多和河流行洪能力下降等問題日趨突出，河道不斷被擠占進一步減少了城市河水空間；另外，人口規模的增大和城鄉一體化的快速發展，導致河流入水量和地表徑流量明顯增多，對提升河道防洪能力和防洪標準產生不利作用[1]。

2)城鎮河道的凈化能力差、水體污染超標嚴重，這些河流聚集了大部分的地表徑流。生活垃圾伴隨著人類生活質量的提升急劇增加，從而導致未經處理的各類垃圾排入河流的現象普遍存在，降低了水體的凈化能力和河水的流動性[2]。

3)河道的過度開發和人工渠化治理等工程，阻斷了土壤物質與水系統之間的聯系及交流，濕地面積減少、水體含氧量下降、水質惡化嚴重、水底淤泥增多和水生物種下降的問題突出，兩棲動物及水生物種的生存空間被壓縮，分割、孤立生物棲息地的問題普遍存在，所以亟待修復濱河、濕地等系統的各項功能[3]。

3 河道生態修復方案設計

遵循生態平衡理論實施水利工程建設，依據河道防洪現狀設計合理的治理方案，其中恢復河道生態環境為河道治理工作的重點[4]。為改善與修復河流生態環境，建設實施避免河道侵占、減少人工設施及控制污染物排放等一系列控制措施，切實提升水體自凈能力和水系統功能。工程治理方案的設計應考慮社會、生態、經濟與生態修復之間的作用關系，詳見圖1。

3.1 河道線形設計

在河道原有走向及自然形態的基礎上合理布置與延伸河流，盡可能的保持河道的天然屬性，同時考慮市政施工建設和城鎮發展規劃適當調整河流的線形。若河道經過馬路應考慮橋梁及道路建設要求適當調整，將正交叉的形式改變為斜交叉，河流轉彎稱圓潤曲線型且半徑不宜過小。根據河道治理規劃要求協調河流兩岸、上下游防洪堤之間的關系，而固定的土地利用模式為城鄉規劃的常用方法[5]。所以，不同的用地類型會在一定程度上制約過河形式，應結合河道現狀盡可能的選擇靠近道路的模式。改善濱河景觀和構造道路景觀為規劃親水平臺空間的主要目的，由此形成道路自然保護區和宜居區，最大限度的降低噪音和灰塵作用。

圖1 城鎮河道生態修復治理體系

3.2 河道斷面與護岸設計

1)河道生態治理斷面設計。工程實踐中，復式斷面和梯形斷面為最常見的兩種形式，其中復式斷面存在生態型強、水岸灘地面積大等特征，可為兩棲生物和水生物提供宜居生存環境；梯形斷面的實用性好、占地面積少，在城鎮河道治理中其生態效益顯著，為進一步增加植被覆蓋面積和岸坡綠化率應盡量減少兩岸坡度。將河道生態環境與灘地治理相結合，為人們提供休閑、娛樂的景觀環境。

2)將自然環境與人工生態護岸相結合實現河道生態治理、護岸設計及生態修復功能。為有效控制水土流失和解決河道塌陷問題常采用人工生態護岸措施，而天然護岸改善生態環境、固結土壤和保護河岸的根本途徑是充分發揮根系植物作用。河道治理初期，為有效降解和吸納污染物常采用自然生態護岸的方式，若河流泄洪、排澇量大且水流速度較快，通過對兩岸間狹窄區域的及時調整達到河道管理效果；河流整治后期，綜合考慮嵌入式生態模塊、生態網絡和人工生態護岸等方案，全面提升河流的整治效果。

3.3 生態設計

1)空間設計。河流中浮水、挺水和水植物的投放應考慮水面植物生長深度，結合河道泄洪、運輸等多方面要求依次遞增投放，一般以邊坡水域為主。根據水面和坡面具體情況種植蘆葦、水燭等植物，由此實現降解污染物、固定堤壩和保存土壤等目標，按照遞增的次序從邊坡到坡頂放置。為了達到保持水土和防護岸坡的要求，可充分利用根系作用較強的綠色草坪投放至水面山，將花園式、混合型、自然式生物群落與河坡平臺布置相結合，鋪設成帶狀或片狀形式[6]。

2)物種的選擇。河道生態治理過程中植物物種的選擇應考慮以下要求：選擇的物種應符合因地制宜、便于繁殖和培育的原則；河岸植被的觀賞價值良好；河流環境的自凈化能力良好；河道承載污染的能力較強。

3.4 景觀設計

根據城鄉規劃景觀協調性、河道防洪治理現狀，將河流布局與景觀設計相結合充分發揮河流的自然環境功能，例如修建親水平臺、河心廣場、河中橋和河心亭等，更好的體現河道的休閑、娛樂、親水、自然的風情與景觀特征。另外，將當地歷史文化與河道景觀設計相結合，修建符合當地文化歷史的廣場、閣樓、水橋、走廊和雕塑等[7]。

3.5 生態環境修復

一般情況下，采用生物、物理和化學等措施完成河道生態環境的修復治理，全方位的快速恢復水系統的生態功能，比較常用的方法有：引水稀釋、梳底挖泥、機械清藻等物理恢復方法；加入石灰去除氮、加入鐵鹽沉淀磷、投放化學藥品滅殺藻類等化學方法；實施種植水草、投放水生物、建設人工濕地和增加人工氧氣等生態生物學方式。

而化學方法易造成二次污染且價格較高，所以水生態環境修復中生物生態修復措施逐漸發揮越來越顯著的作用。在城鎮河道治理中生態修復技術逐漸得到推廣，治理措施主要有：

1)增加人工氧氣量。水質環境的惡化為減少水體含氧量的根本原因，其中大氣復氧和水生植物為水體氧氣的主要來源，河水嚴重污染的情況下所引起的耗氧量也比較多，所以大氣復氧往往難以滿足生物生長要求，通過實施水輪、噴泉、瀑布等措施可以快速的修復水體環境，切實提升水體的自凈能力和水質狀況。目前，提升河流物質與流量交換能力的措施有建造河流兩岸的提水措施，該方法具有增加水質含氧量和增加河道風景的雙重屬性。

2)營造人工濕地。沙土、礫石、砂石等為過濾人工濕地水體的主要材料，為有效降解污染物還可利用有機體和微生物的吸附功能，通過修建砂卵石、濕地、灘地等創造良好的水、陸物種棲息環境和人類生活娛樂休閑區。確保城鎮河道防洪安全為河道生態治理的基本前提，在此基礎上修建人工濕地和過度平臺，采取人工推土挖填等措施發揮自然濕地環境的生態功能。為更好的發揮濕地的調蓄洪水能力還可模仿自然系統營造生態濕地，最終實現保護水生態環境和凈化水質的目的。

3)創建生態景觀浮島。在恢復河流水質方面生態景觀浮島技術屬于一項有效而經濟的方法，受水環境變化及城鎮水域空間等條件限制，生態景觀浮島因具備創造水生物空間和改善河流景觀等多重功能，現已逐漸成為生態環境循環和城鎮河流凈化的主流。其中，美人蕉、香蒲、鳳眼蓮等為生態景觀浮島建設的常用植物。

4)水生物調控。河流生態系統的“消費者”以貝、螺、蝦、魚等水生物為主，這些生物對促進水環境良性循環發揮著巨大作用。一些貝類和魚類可以降解河流中的有機碎屑和浮游生物，能夠很好的過濾水體中污染物、微量元素和重金屬等，其改善水體環境的功能較為顯著[8]。

5)河流水量的補充。為增大河流流速和來水量可以從其它河流補充、調水，增大河流水量有利于稀釋河水污染物，提升水體的自凈容量及減少水中污染物濃度；增加河水流速，有利于提升水質交換速率和頻率，對于增加水體中的含氧量和水質的復氧能力具有明顯作用，有利于輸送和快速擴散污染物，另外對加快吸收和降解污染物、促進水生植物種類和微生物數量具有明顯作用。

3.6 其它工程措施

為了形成更加健康、完善的水生態系統還可加入適量的生物藥劑，統計整理了河道生態治理中不同技術措施消減污染物的程度如表1。

河流灌溉、防洪、供水、航運等為河道生態修復工程的基本要求，在此基礎上考慮生態系統的健康和可持續發展等內容，為保證整治工程的安全性、耐久性和穩定性，必須以工程力學、水文學作為生態修復整治的基本依據，以經濟、可靠、安全為前提條件，通過一系列的整治措施逐步形成自我凈化與修復、多樣化物種和諧共生、自然水體鮮活流動、陸域草木豐茂、水質改善的河道系統。

表1 河道生態治理技術消減污染物容量表

4 結 論

隨著人類生活水平的提升以及經濟社會的快速發展，對于城鎮河道整治工程人們提出了越來越多的要求，其中以恢復河道防洪功能、疏浚河道為最基本的要求。為更好的滿足河道景觀、濱河生態和水自然環境修復要求，將河流水環境修復和河道防洪功能相結合的綜合治理技術得到越來越多的應用，該技術方案以創建和諧的自然景觀區、改善水體環境、修復水生態及增強自然景觀效果等功能為總體目標，對于促進水系統良性循環和美化河道自然景觀等發揮著顯著成效。