城市河流系統治理策略在鵝頸水生態修復中的應用

湯茵琪，任心欣，孔露霆，顏映怡

(深圳市城市規劃設計研究院有限公司市政規劃院，廣東 深圳 518028)

城市河流是城市空間的重要組成部分，具有顯著社會經濟功能和生態環境效益。強人類活動干擾往往會較大程度改變河流水文特性和生態環境，給河流健康帶來諸多問題。城市河流治理最初以防洪為主要目標，主導思想是將洪水盡快送到城市下游河道，形成河岸硬質化、直線化、規則化。隨著治水理念轉變，河流治理逐漸向系統治理方向發展，研究方向也從工程水利轉向生態環境，注重河流生態修復，不但關注河流水體、岸線、水質，而且開始關注濱水空間和河流生態系統，結合工程措施和非工程措施，統籌社會、經濟、生態、環境、文化多方面效益，實現水資源、水安全、水環境、水生態、水文化共治[1]。

河流系統治理可分為4個階段：洪水風險管理、外源污染控制、河流水質修復、河流生態系統恢復，針對各階段的特點和目標，可采取相應的工程措施，逐步達到階段性目標，最終實現河流系統性治理，打造人與自然的和諧關系[2]。洪水風險管理注重采用生態防洪措施，包括清淤疏浚、清障工程、河道拓寬、岸堤整治、水系溝通、建立蓄滯洪區等[3-5]。外源污染控制包括污染物的源頭減排、沿河截污工程、污水集中處理和面源污染控制等[6]，如德國Emscher河流復原工程中，新建4座污水處理廠、超過400 km污水管道和290座合流制溢流構筑物，解決污水直排和初期雨水污染問題[7]。近年來，我國大力推進海綿城市建設，有利于初期雨水污染控制，如植草溝能有效去除雨水徑流中總懸浮物、化學需氧量(COD)、Pb、Cu、Cd、Zn等污染物[8-9]。河流水質修復技術中補水、曝氣復氧和清淤在國內外河流治理中被廣泛采用，能提高水體環境容量、溶解氧(DO)質量濃度，以及減少底泥二次污染，有效凈化水質[10-12]；生態浮床、人工濕地和穩定塘等技術也得到廣泛應用，有利于河流水質的深度凈化和生態系統的修復，且運行成本低[13-14]。河流生態系統恢復指通過采取生態保護和生態工程技術，恢復河道的自然屬性和生物群落，促進河流生態系統良性循環[15]。該目標可以通過修復河流生態結構和構建健康生物鏈來實現，如瑞士Thur河和T?ss河[16]以及英國Thames河[17]的修復工程。人與自然關系的修復也是此階段的重要任務，通過打造特色鮮明的城市濱河空間，將水文化建設有機融入其中，如在法國里昂Rhne河改造中，根據城市布局、居民生活需求和河流生境維護打造不同特色河段[18]。

在國內外河流治理實踐中，河流管理制度不斷完善。1876年，英國政府出臺了《河流污染防治法》，該法成為世界上第一部水環境保護法規。自20世紀60年代，英國政府不斷完善法律法規，由分散管理走向流域水資源、水環境綜合管理[19]。我國建立了符合國情的河長制，加強河流管理，蘇州河的治理是河長制的先行探索和成功實踐[20]。建立河流數據庫，對河流工程項目、監測和分析方法、監測動態、著作發表等進行統一管理和更新，是河流管理的重要手段。如歐洲的REFORM(http://wiki.reformrivers.eu)和RESTORE(https://restorerivers.eu)平臺，為決策者制定政策和河流修復方案提供實踐經驗和科學參考。

當前我國河流形勢嚴峻，水安全問題尚未得到根本性解決，水污染問題日益突出。河流生態系統恢復是實現其良好生態服務功能的重要條件，城市河流系統治理已成為我國城市實現可持續發展的重要任務。本文探討國內外城市河流系統治理策略及其在深圳市鵝頸水生態修復中的應用，旨在為河流生態修復提供借鑒。

1 研究區概況

深圳市鵝頸水(圖1)發源于鵝頸水庫，流經光明區鳳凰城，屬于茅洲河一級支流，總長約5.6 km，流域面積16.1 km2。整治前，鵝頸水光僑路至入河口段屬于黑臭水體段，長約4.14 km，被列入國家黑臭水體名錄，河水匯入茅洲河干流，導致干流污染嚴重。整治前，鵝頸水排水口合計158處，混流排水量1.96萬m3/d；流域內面源污染嚴重，每天產生1.8 t污染負荷中0.36 t為面源污染；河道底泥厚度約 0.5 m，主要存在于中下游段。此外，工業企業事故性排放或違法偷排、沿岸亂堆的生活垃圾等也給鵝頸水造成污染。

圖1 鵝頸水流域范圍

2 河流系統治理策略

圖2為城市河流系統治理思路。根據國內外河流系統治理研究實踐，城市河流系統治理策略主要包括以下方面：

圖2 城市河流系統治理思路

a.梳理河流特征與制定目標。通過歷史資料收集和現場踏勘調研，從水資源、水安全、水環境、水生態、水文化角度，系統性開展河流綜合評價工作，建立河流生態狀況分級標準，合理評價河流的生態狀況，分析河流已喪失的功能，明確河流受污染的范圍和河流生態系統的缺陷，識別關鍵影響因素，明確河流的修復現狀，確立河流修復的總目標[21]。

b.合理分階段推進工程。多階段的工程實施周期、緩慢的生態恢復特點、大量的資金配套需求等因素決定河流系統性治理需要分階段逐步推進。因此，應設定不同階段的重點任務，明確各階段整治工程的重點內容，考慮技術可行性和資金投入規模，提出合理的實施計劃，逐步實現洪水風險管理、外源污染控制、河流水質修復、河流生態修復的階段目標；在河流治理過程中不斷發展和深化具有特色的水文化，實現水安全、水環境、水生態、水文化多贏局面，保障水資源可持續利用。河流治理工程實施應保證施工質量，避免后期問題頻發、反復施工、浪費大量資金、降低治河效率。

c.完善優化管理機制。堅持依法治河，在制度、組織和資金等方面逐步完善保障機制，建立并完善具有本國特色、地方特色的河流管理機制，實行流域水資源、水環境綜合管理。由于河流治理耗資巨大，可考慮多途徑融合資金，引入市場競爭機制，分類施策以提高工作效率和資金使用效率。如常德市黑臭水體整治項目中嘗試多種籌資途徑，其中，老西門項目總投資16.72億元，護城河專項治理投入 8 115萬元，資金來源于企業自有資金、銀行貸款、企業發行債券、社會資本和政府補助等，緩解了政府財政壓力。河流治理在以政府為主導的前提下，應重視調動民眾、專家、顧問等社會各界共同參與，構建良好參與體制，如在韓國清溪川治理中，政府引入公眾參與制度，廣泛征求居民和專家意見，有效提高公眾對工程實施的支持度[22]。

d.逐步建立全指標、全過程的河流健康動態監測評估體系。實施河流整治工程對河流生態系統的擾動較大，須及時獲取水體變化信息，掌握生態系統的演變動態。建立全過程的生態系統監測網絡，有助于全面評價整治工程的影響和效果，適時調整河流整治方案，在不同修復階段根據需求有側重地選擇河流監測參數和頻次[23]。在國內外河流修復實踐過程中，由于水質與生物狀態的聯系不明確等原因，僅利用物化指標難以全面、合理地評價河流生態系統狀況，因此，在河流治理中宜建立包括生物、水文等其他類型指標的全指標監測網絡和評價體系。美國《快速生物監測協議》(Rapidbioassessmentprotocols)[24]和英國《城市河流調查》(Urbanriversurvey)[25]等河流健康評價體系值得參考借鑒。同時，應建立河流動態監測評估數據庫，在河流生態恢復階段尤其重視對河流進行多方面長期動態監測，為河流治理過程中調整措施提供定量數據支撐。

將彈性河流管理貫穿于河流生態修復的全過程，實現負反饋調節機制，根據河流發展動態，不斷修正河流整治方案，調整工程措施和非工程措施，確保河流治理的正確方向。針對受損河流生態系統恢復復雜而漫長的特點，對河流生態修復給予充足的時間，以使河流生態系統達到平衡穩定的健康狀態。

3 鵝頸水生態修復

深圳市光明區于2014年啟動鵝頸水綜合整治工程，總體目標為實現河流生態修復。鵝頸水系統治理以流域為空間單位，重點關注水安全和水污染。通過分解階段性目標，制定不同階段的主要任務；建立相應監測系統，合理評估河流狀態的變化趨勢；結合負反饋規劃設計方法，適時調整河流整治措施，在綜合整治過程中堅持工程和非工程舉措并重。

3.1 工程措施

洪水風險管理是河流治理最基本的要素。鵝頸水治理注重運用生態技術實施生態防洪工程，既滿足防洪要求，又盡可能地保護河流生態環境。治理工程拓寬部分河道斷面；建設沿河生態護岸，如自然植被護岸、石籠網護岸和復式護岸等；建立約12.72萬m2蓄滯洪區。同時，優化城市洪水排水管網系統，結合海綿城市的建設，緩解河道防洪壓力[26]。

外源污染控制是削減河流污染的根本之策。為控制外源污染，沿河鋪設截污干管，接入光明污水處理廠干管，排查整治入河排污口，完善沿河污水收集系統；推進“正本清源”工程，從源頭上實現雨污分流，改善管網錯接亂排的現象，目前已開展光明區污水支管網(二期)建設工程(甲子塘、塘家)、長圳片區污水支管網工程等；充分結合海綿城市建設，因地制宜建設低影響開發設施，如生物滯留設施、雨水花園、透水鋪裝和綠色屋頂等，從源頭上削減初期雨水污染，減少污染物直排入河。

河流水質修復使城市河流外源污染得以控制，河流水質進一步提升。為綜合提升河流水質，實施底泥疏浚約4.6萬m3，消除重度污染的黑臭底泥污染；實施再生水補水工程，在鵝頸水上游設置補水點，補水量為4萬m3/d，補水來源為公明水質凈化廠尾水，補水水質達到地表水準Ⅳ類標準，有效提高鵝頸水的水環境容量；實施鵝頸水生態濕地工程，凈化水體水質，目標為將水質提升至地表水Ⅳ類水標準，該工程于2019年下半年完工。河流水質修復過程中綜合利用各類治理技術，改善水體水質，為水體中的生物提供良好的生存環境。

河流生態系統恢復促進了河流生態系統持續健康發展。鵝頸水治理中注重生態修復，重視河流的生態價值，目前已建設沿河生態護岸，恢復河岸的可滲透性。在鵝頸水治理過程中，嘗試將水文化融入其中，開展鵝頸水景觀提升工程，提升沿河景觀，打造景觀節點，提高親水性，為周邊居民提供休閑娛樂的場所。

3.2 河流管理

河流管理是河流系統性治理并實現長治久清的重要保障。鵝頸水的綜合整治堅持依法治河，嚴厲打擊違法排水排污行為；完善區-街道-社區三級河長組織體系，加強河流日常管理和維護；實施源頭控污，開展全流域工業污染源和私接亂排生活污水的綜合整治；推行“環保管家”試點，制作河道、管網、建筑物、企業(排水戶)相關聯的信息化管理平臺，全面規范涉水工業企業管理；對鵝頸水治理過程和成效開展公眾宣傳，提高公眾對河流治理的認知度和支持度；定期開展鵝頸水整治效果公眾調查評議，2017年11月、2018年6月和2019年1月的評議結果顯示公眾滿意度分別為92.68%、99.08%和96.36%，表明鵝頸水治理得到公眾的高度認可。

3.3 監測評價

鵝頸水綜合整治監測指標以水質物化指標為主，從工程前期、實施過程到實施后期，對鵝頸水水質開展長期監測，為鵝頸水修復措施的動態調整提供依據。在2016—2018年治理過程中，鵝頸水上、中、下游河段的水質修復動態變化如表1所示。

表1 2016—2018年鵝頸水水質變化情況

由表1可看出，2017年整治工程前，中游河段COD、氨氮、總磷質量濃度相比于上游河段顯著升高，原因是中游城鎮建設區和工業區污水收集管網不完善，雨污水錯接亂排現象較為嚴重，同時面源污染十分嚴重，水體污染物含量高，消耗水中DO含量，損害水生生態系統的健康。自2017年以來，隨著整治工程逐步推進，COD、氨氮、總磷質量濃度在各河段尤其中下游河段顯著降低，同時氧化還原電位和DO質量濃度均已恢復至較高水平。2018年各河段的氧化還原電位均大于350 mV，DO質量濃度均高于6 mg/L，說明外源污染控制和河流水質修復取得明顯成效。根據《城市黑臭水體整治工作指南》的標準，鵝頸水于2017年底已基本消除黑臭，隨著整治工程的逐步推進，河流水質逐漸提升至國家地表水Ⅳ類水標準。但目前鵝頸水的監測僅限于水質理化指標，尚缺乏對河道其他特征，如水生生物和河岸帶狀況等的長期監測數據，對鵝頸水健康狀況尚未能進行完整評估，因此完整的監測和評估工作在下一步河流管理中有待加強。

4 鵝頸水河流生態修復建議

在修復目標方面，截至2017年底，鵝頸水實施綜合整治工程后已基本消除黑臭，目前總體上已完成外源污染控制、河流水質修復的階段，但與河流生態修復的總目標仍存在一定距離，需進一步推進河流系統性治理，恢復河流生態系統，以實現河流長治久清。

在工程措施方面，針對河流生態系統恢復，應加強生態河流結構和健康生物鏈的構建，恢復河道的自然屬性。城市河流的結構修復有蜿蜒性修復、連續性修復、多樣性河道斷面恢復、生態護岸修建和河床生態化修復等，以強化河流與周圍區域的橫向流通性，促進營養物質遷移擴散和水生動物的繁殖[15,27-28]。河流生態系統生物鏈的構建，可借鑒淺水湖泊治理的生物操縱技術，利用沉水植物、濾食性魚類、雙殼貝類等水生生物，組成合理有效的生物操縱技術組合，根據水體特性有重點地調整組合，形成較為穩定而健康的河流生態系統[29-30]。同時，對河流生物群落的重構和穩定預留充足的恢復時間，緩慢恢復河流生態系統健康。

在河流管理方面，河流系統性治理宜在流域范圍內統籌實施。由于河道流經不同行政區，且各項工作的開展涉及水務、生態環境、規劃和自然資源管理、建筑工務等多部門，市區間、部門間的溝通協調對工程實施和河流管理影響巨大，歐洲Rhine河治理中各國政府的溝通協調方式、英國Thames河管理部門調整模式值得參考。鵝頸水綜合整治還應結合地方特點，完善公眾參與機制，推進工程的進一步實施和河流的長期管養。此外，由于河流治理和長期管理耗資巨大，應善于利用各種籌資途徑，并考慮治水的經濟效益，如城市環境資本效益、旅游效益等，引入市場機制，激活社會資本。

在監測評價方面，目前鵝頸水的監測指標僅以水質物化指標為主，每周開展水質監測。水質修復目標基本實現后，需進一步全面評價河流健康狀況，適時調整措施，逐步實現河流生態修復的總目標。建議增設對河流生物指標、形態結構、水文特征和河岸帶狀況的定期監測，監測頻率根據指標情況以季度或年為周期。應通過以上5類指標表征鵝頸水的健康狀況，全面反映工程和非工程措施的實施對鵝頸水的影響，全過程評估鵝頸水生態修復動態。此外，應盡快建立鵝頸水河流管理數據庫，對鵝頸水的發展動態進行長期跟蹤和管理。

鵝頸水生態修復應全過程采用彈性管理，實施負反饋調節。根據監測評價狀況，總結河流治理舉措的成敗經驗，適時調整工程和非工程措施，確保河流治理效果處于正確的發展方向。

5 結 語

河流系統治理需要抓準河流自身特點和主要問題，從水安全、水環境、水生態、水文化和水資源的角度統籌河流治理的總體大方向，逐步實現洪水風險管理、外源污染控制、河流水質修復、河流生態系統恢復的階段性目標。多階段的工程實施周期、緩慢的生態恢復特點、大量的資金配套需求等因素決定河流系統治理需要分目標逐步推進，并對河流生態系統恢復過程進行全過程、全指標監測和評估。此外，河流系統治理應注重精雕細琢，保證工程和非工程措施質量，逐步由政府主導向全社會共同參與治河轉變，形成社會合力，以實現河流長治久清。