六塘河水環境治理工程研究

李 卉，趙 燕，雷 寧，王 霄，茆福文

（淮安市水利勘測設計研究院有限公司，江蘇 淮安 223001）

0 引言

河水可為城市提供水源，改善城市生態環境。城市長期發展過程中，對河道生態環境產生了嚴重的影響[1～3]。近年來，國家經濟水平的發展，政府逐漸重視河道生態環境恢復工程建設，通過一定的工程措施，改善城市水環境較差的現象。常熟市、深圳市、揚州市、南京市等[4～7]已經采取相關措施對城市污染水體進行治理，促進了當地水生態的恢復。結合江蘇省宿豫區六塘河水環境治理工程，對城市水系環境恢復恢復進行研究。

六塘河，源出駱馬湖楊河灘，向東流經宿遷市湖濱新區、宿豫區、泗陽縣和淮安市淮陰區，注入淮沭河西偏泓，河道全長76 km，六塘河流域總面積710.4 km2，流域范圍主要為中運河和總六塘河之間區域，另外也涉及六塘河以南（左岸）少部分區域。

1 水土保持工程

部分支溝岸坡土質為砂性土，遇降雨后沖刷嚴重，兩岸塌滑，水土流失嚴重。為滿足支溝水土保持和水生態需求，本次對12條支溝進行生態護砌。常見的河道生態護岸型式有箱式聯鎖墻、階梯式擋墻、石籠擋墻、組合生態樁、木樁護岸、魚槽式擋墻、三維快速植生墊護坡等。

表1 常見河道護岸比選

根據河道位置、周邊建筑物等實際情況，結合不同型式護岸特點，結合表1常見河道護坡護岸的技術經濟比較，本次在經一河、八農溝、一支溝、曹高溝、順堤河、胡沖溝、同意一組排澇溝、二分支排澇溝、三分支排澇溝等8條重要支溝采用土石籠+三維快速植生墊組合式護坡，其余河道采用三維快速植生墊護坡。

2 蓄水工程設計

2.1 新建鋼壩

2.1.1 壩址選擇

本工程為新建工程，目的是抬高上游城區段河道水位，增加河道蓄水量，保證河道沿線工農業用水及生態用水，同時對上游支流牡丹江河、世紀河、泰山河等城區支流匯入的水進行攔截、凈化。根據城區段六塘河沿線的地形、地貌和河道特征，選擇在六塘河樁號12+900處新建鋼壩工程。該處距上游泰山河匯入口約900 m，運行期間受支河水流影響較小。該處河道上下游順直、河勢穩定，兩岸地形開闊，上下游均有跨六塘河橋，便于施工場地布置和對外交通，附近無老百姓房屋，施工、征遷矛盾少。河道斷面為梯形斷面，河底寬50 m，河底高程為11.40 m，邊坡 1∶3。

2.1.2 建筑物選型

目前蓄水工程擋水建筑物常用的結構型式有橡膠壩、鋼壩、氣盾壩和液壓壩等，每種壩型有自己的優點和缺點，由于橡膠壩易破損、使用壽命低，本次在比選方案中不再考慮。根據擋水高度、工程施工、管理運行、工程投資、景觀要求等條件進行全方位比選。具體比選結果見表2。

表2 壩型比選

本工程推薦設計方案為鋼壩結構，閘門采用臥式鋼閘門結構型式，見圖1。

圖1 鋼壩實例

2.2 破損橡膠壩維修

六塘河上建設了4座橡膠壩，從上游至下游依次為周石莊橡膠壩、盧集橡膠壩、逸奇橡膠壩、苗沖橡膠壩。橡膠壩建設時間較長，運行多年，年久失修，目前均不能正常發揮功能。為保證荷塘泵站及來龍灌區內提水泵站的設計水位，本次計劃對盧集橡膠壩、逸奇橡膠壩、苗沖橡膠壩等3座橡膠壩進行維修改造，使其能發揮蓄水功能，保證六塘河沿線水位能夠滿足荷塘泵站及來龍灌區內提水泵站的灌溉水位，提高當地農業用水保證率。

3 點、面源污染防治工程設計

3.1 生態溝建設

本次在八農溝、一支溝、曹高溝、順堤河、胡沖溝、同意一組排澇溝、二分支排澇溝、三分支排澇溝等8條重要支溝上建設生態攔截溝，在匯入口利用穿堤涵閘控制溝內水位，使其保持一定水深，溝內種植水生植物、濕生植物，既能攔截農田徑流污染物，也能吸收徑流水、滲漏水中的氮磷養分，達到控制污染物向水體遷移和氮磷養分再利用的目的，見圖2。

圖2 生態溝實例

3.2 河濱緩沖帶工程設計

河濱緩沖帶主要布置在六塘河兩岸邊坡有平臺的河段，根據現場勘查在六塘河下游27+700～36+500段有條件建設，總長17.6 km。結合六塘河邊坡植物防護設計在邊坡平臺位置設置下凹式綠地，構件河濱緩沖帶。下凹式綠地是指通過人工建造的土壤-植被系統，其原理是在一定長寬比及地面坡度的洼地中，填充一定的填料（如土壤、礫石、碎石、砂等）形成填料床，在填料床表面種植具有處理性能好、成活率高、抗水性強的濕生植物，從而構建一個獨特的動植物生態系統。河濱緩沖帶通過過濾、沉淀、吸收有害物質，能夠有效改善六塘河兩側匯入河道雨水的水質。

具體做法：根據現場河道邊坡平臺寬度，設置3 m寬左右的下凹式綠地，深度0.6 m左右，底部和邊坡回填卵石、粗砂、種植土作為填料，在表面種植既耐水濕又耐一定干旱的植物，如,千屈菜、黃菖蒲、蒲葦、芒草等。再結合平臺上下邊坡無絮楊、狗牙根等植物形成植物防護帶，見圖3。

圖3 河濱緩沖帶示意圖

3.3 水生植物防護工程

為凈化六塘河主河道水質，對六塘河西楚大道至柴塘河口之間河道水面以下實施水生植物防護5.88萬m2，根據所處位置和不同水深分別種植挺水、浮葉、沉水植物。

具體做法：

（1）挺水植物布置在常水位線以上0.2 m至常水位線以下0.5 m水深范圍內，重點布置在跨河橋梁兩側和建筑物附近300 m范圍內，主要采用蘆葦、黃菖蒲、香蒲等水生植物單品不規則片植。

（2）浮葉植物布置在水深0.8 m附近，浮葉植物種植主要是為了豐富水生植物層次、提升景觀效果，重點點綴種植在跨河橋梁兩側50 m范圍內，品種主要有睡蓮、芡實。

（3）沉水植物布置在水深1 m～2 m處，平均種植寬度2 m，其對于改善水質效果最為明顯，本次工程設計采用全線分段栽植沉水植物，每段長200 m，每兩段間隔600 m，品種主要有穗花狐尾藻、黑藻、苦菜、篦齒眼子菜等。

3.4 水景觀設計

在馬河匯入口處打造1處生態型景觀節點，主要分布在現狀橋梁兩側各1 km范圍，總長度2 km。其做法主要是通過在河道藍線范圍內、主河槽的兩側增加坑塘，并與主河槽相連，擴大水域面積，增加河流與植被的接觸面，減緩流速，對匯入六塘河的水進行沉淀、過濾。通過河道生態改造可將水系構建為具有一定豐度的生態多樣性和完善食物鏈（網）的水下森林系統，創建水系自凈能力，后期主要通過水生態系統自身的水體自凈能力維系水質。

具體工程內容：將現狀河坡往兩側擴挖3 m左右，擴大灘地面積，擴挖后的灘地設置成相連接的坑塘，與主河槽相連。在坑塘四周點綴種植挺水植物，在主河槽邊坡適宜水深處種植沉水植物，并根據水生植物面積在坑塘在放養一定數量的蝦、河蚌、螺絲等底棲動物。另外在兩側邊坡散置河灘石，河灘石采用3～5塊一組，每組10 m～20 m間距布置。

圖4 生態景觀布置

4 結論

六塘河在城市發展過程中河水生態環境受到擾動，為了恢復河道水環境，采取了水土保持工程、蓄水工程、污染治理工程。通過方案比選采取土石籠、三維快速植生墊兩種護坡方案具有施工快捷、投資低、與環境協調性好等優勢，選擇新建鋼壩作為攔蓄水工程，具有投資低、耐久性好、美觀等特點。同時結合一些生態、環境改善工程達到全方面、多方位改善城市水環境的目的。