大同地區河流生態修復與治理關鍵技術研究

于朝霞 朱琳

1 大同地區流域生態特征及問題

大同地區生態環境問題的形成有客觀自然原因，也有人類活動原因。主要由自然條件造成的原因一般有旱澇災害、破壞性沙塵暴災害、水土流失嚴重等；人類活動引發的主要問題一般有采煤以及地下水超采引發的環境地質問題、水污染問題[1]。

大同地區地處黃土高原東北邊緣和太行山脈交接地帶，土壤質地疏松、遇水易分解、抗沖力低、易流失、易沙化、生態系統相對脆弱，屬水土流失嚴重地區。

大同市位于海河流域永定河水系，主要河流有桑干河、御河、口泉河、十里河等。受流域采礦發展、污水違規排放、污水收集與處理設施建設滯后等原因，河流水環境質量變差，水生態環境惡化。

大同市氣候干燥，降水少，蒸發大。除桑干河干流外，其他河流均為季節性河流。加之曾經大規模煤炭開采和地下水超采造成的地下采空區無法有效蓄水，造成水資源流失，導致河流生態基流不足，生態流量無法保障，流域生態環境嚴重退化，水生態空間受損嚴重。

濱河水開發與水治理未形成良性互動。河流治理容易強調防洪功能而忽略了市民活動需求，缺少人性化空間的設計。濱水景觀價值利用不足，城區內整體缺乏濱水公共開敞空間，岸線多為硬質點，親水空間少，城市濱水景觀魅力缺乏。

2 大同地區河流生態修復與治理關鍵技術

針對大同地區氣候特點、地形地貌、城市發展需求，主要可使用3 種河流生態修復與治理關鍵技術。

（1）河流上游加強水土保持。結合三北防護林體系工程、京津風沙源治理工程等大同地區水土保持項目，河流源頭區域加強封禁育林、植樹造林、退耕還林建設，提高林木覆蓋率及林木郁閉度，涵養水源。山洪防治采用治溝與治坡相結合，修建排洪渠與截洪溝。條件允許的情況下，部分地區可利用上游水庫蓄水池削減洪峰，同時蓄積雨水資源。

（2）河流中下游開展生態恢復。①貫通河道主要生態節點，加強小流域治理及防洪工程生態建設，恢復河道水生態功能，增加自然水景觀建設。②加強河流濱水緩沖地及濕地建設，減少入河面源污染。利用河流交匯區及兩岸低洼地建設生態凈化蓄水濕地，污水廠配套建設人工凈化濕地，對尾水深度處理后排入河道，對入河污染物凈化，增加河道基流。③恢復裁彎河道與填埋河道，建設河流岸線生態堤岸及自然下墊面。河流岸坡渠道化過度，不僅破壞了河流原有的生態環境，還隔絕河流與地下水的聯系，阻斷水循環。改造河流岸線，疏通被填埋河道，恢復自然河道；河堤采用生態岸坡，提高河道自凈能力。

（3）在確保防洪達標的前提下，盡量恢復河道自然的蓄、滯洪能力，構建滯洪生態區，充分利用洪水資源，增強城市蓄水能力。河道滯洪區可與濕地建設相結合，規劃在河面寬闊地段在堤外側灘涂低洼地帶，布置滯洪生態區，主河槽兩側設置防洪堤，保障一般洪水通過，遇到超標洪水時通過引洪口分洪，引排自如，既能蓄洪，又利于給堤外生態區提供灌溉水源，避免發生洪澇災害。

（4）濱河岸帶與水生植被恢復與重建。加強河流岸線管理，禁止侵占自然濕地等水源涵養空間，已侵占的要予以恢復。多水源補充河道水量，通過建立水生植被系統，提高水體自凈能力和環境容量，形成健康、完整、長效的水生態體系。同時，建設沿河路植被緩沖帶，利用防護帶內植物或者植物與土木工程相結合，有效過濾、凈化路面雨水，改善河道水環境。

3 實踐探討

3.1 甘河河道概況

甘河是流經大同市南郊區城市中心的一條天然河流，長度13.4 km。甘河上游為山區，下游地勢平坦，水生態環境問題能反應大同地區大多數河流的特點。甘河承擔著南郊區的防洪、排水、景觀、生態的重要任務。但由于氣候和人為原因，甘河河道斷流，河床侵占問題嚴重，甘河已經成為一條垃圾河、黑臭河，濱河生態魅力喪失。具體有如下表現。

3.1.1 河道行洪能力不達標

甘河兩岸大量私搭亂建建筑擠占河道，垃圾積壓成山，均造成河道行洪能力嚴重降低，同時上游礦區水土流失嚴重，河道攜沙量大，河道淤積嚴重，河道現狀防洪標準不足5 年一遇，嚴重影響南郊區經濟發展。尤其河道中下游違建侵占河道并裁彎取直情況是河道行洪的卡口。

3.1.2 甘河河道水環境惡化，河道水生態系統喪失

甘河沿河違建排污口門眾多，城鄉生活污水和工礦廢水對河流造成了嚴重的污染，水體散發著陣陣惡臭，甘河河道內有水皆污，有水皆臭。

3.1.3 河流上游水土流失嚴重

甘河源頭為土石、黃土山體，植被覆蓋率低，直接受到降水沖刷，水土流失造成河流下游泥沙淤積、河床抬高、水面萎縮。

3.1.4 河道濱水空間不足

甘河河道穿城而過，市區段兩岸為漿砌石護岸，河道側重于防洪功能治理，河道除雨季有少量水流外，大部分時間斷流，景觀功能喪失。同時由于水體黑臭，不能滿足市民活動需求，缺少人性化空間設計，濱水區土地價值難以提升。

3.2 甘河河道治理措施

根據大同市城市總體規劃，將依托甘河兩岸優越的人文自然條件，通過河道整治與生態修復，將甘河打造成為一條集行洪、休閑、生態、水上觀光功能為一體的城市濱水景觀休閑帶。甘河治理過程中借鑒了國內外很多河流修復案例，并考慮5 個尺度：安全尺度、生態尺度、景觀尺度、親水尺度、文化傳承尺度[2]。

甘河河道生態修復原則為河道上游源頭開展水土保持治理，增加林草植被，涵養水源，減少河道內泥沙淤積；中下游河道治理以防洪保安、生態修復并重，局部保證河流內水面，建設沿防洪堤綠色生態廊道；河道兩岸用地根據城市發展規劃，安排生態防護綠地建設，以期打造甘河“堤固、水清、岸綠”的綠色生態廊道。

甘河治理工程具體安排為：

（1）河流上游山體植樹造林，并在山洪溝修建谷坊壩攔截部分泥沙，減少泥沙入河。

甘河上游水土流失及泥沙下泄控制，前期以谷坊群攔沙減沙為主，林草措施為輔；后期以林草措施為主，谷坊群控制為輔，通過林草措施發揮蓄水保土效益，實現流域水土流失控制、攔沙減沙的目的。谷坊壩布置主要選擇在谷口狹窄而上游開闊、基礎良好、溝段順直、不受天然跌水影響的位置。谷坊壩攔截泥沙容積按3～5 年淤積年限計。設計谷坊采用鋼筋石籠“T”結構型式。如圖1 所示。

圖1 甘河谷坊壩結構圖

甘河上游植樹造林措施為對現有覆蓋度小于30%的疏林、幼林全部和難以治理的其它草地采取生態修復，統一實行封育管護。在殘存林草植被的疏林地區域、且居民路過地段設立封禁牌。在人、牲畜經常出入且需封育地段設置封禁圍欄，禁止各種人為破壞活動。封禁時限為3 年。造林后撫育管理的3年期間，為保證植物的成活率，保證植物所需水分，可采取澆灌水車定期灌水的措施。

（2）甘河中下游開展截污、垃圾清運、防洪治理、生態修復及滯洪生態區建設。①河道截污及垃圾清運。甘河河道全線截污，截污后污水全部收入下游恒安新區污水處理廠，處理后的尾水除回用外，通過新建人工濕地處理后作為河道生態水源。根據垃圾組分的不同分為不同，河道垃圾處理的處置方式，一是建筑垃圾結合景觀要求就近填埋，封場綠化；二是對生活垃圾進行外運處置，交由大同當地企業進行統一資源化利用。②河道開展防洪治理。河道總布置上恢復主河槽的蛇形蜿蜒河勢，保留10～20 m 寬的子槽，子槽內采取減滲和卵石護砌措施，使主河槽保留不少于15 cm 深的水量，防洪堤采用隱堤結構，河岸、堤身全部進行生態防護。③河道滯洪生態區建設。甘河滯洪生態區位于河道中游右岸低洼區，利用地形優勢存蓄干流來水，擴大水面面積，補充地下水。運用原則為水進人退，水退人進。④河流生態修復。水生態修復城區重點段通過工程措施恢復河流水面建設河道濕地，一般段以綠代水。通過引入污水處理廠再生水外部水源并進一步凈化提升后，用于補充河道生態水量。濕地內部通過喬、灌、草及濕生和水生植物的多層次搭配，實現在不同季節、不同水位條件下的豐富景觀效果。缺水地區河流水生態修復難點在于控制河道耗水量、多舉措補充水量。甘河河道水量來源優先當地再生水廠，其次利用引黃原質水作為應急補充水源。

綜上所述，甘河通過河道疏挖、生態堤防建設等工程措施，提高行洪能力，滿足安全尺度；通過建設蓄水工程、引水工程、污水凈化回補等措施增加河道內常水量，建設生態蓄水濕地節點，增加河流的水環境容量，滿足生態尺度、景觀尺度；通過恢復與重建河道水生、陸生植被，建設綠化節點和科普基地，滿足文化傳承尺度。甘河水修復建設內容包含河道主槽及堤防治理13.4 km、生態濕地建設74.3 萬m2、沿河綠色廊道建設26.8 km 以及補水管道長度10.3 km[3]。

4 結 語

（1）大同地區生態環境本底狀況較差，干旱的自然氣候及人類開發造成水土流失嚴重，河道斷流，濕地減少，水生態環境問題亟需改善。大同地區水生態修復要重點依據干旱地區的自然特點，宜治則治，宜封則封，從源頭嚴控破壞水生態環境的影響。

（2）大同地區河道治理應充分分析自然和人為影響，圍繞水生態修復目標，上游重點推進水土保持建設，中下游推進生態修復，加強濱河建設，充分利用洪水資源。

（3）以甘河河道生態治理為例，甘河河道治理將河道防洪治理與生態河道建設融為一體，推進柔性治水，藍綠交織的設計理念，疏通水、留住水、造好水的設計原則，讓河流彰顯地方厚重的歷史文化特色。