上海市鄉村河湖生態治理技術體系研究

顧 鵬

(上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 201707)

自20世紀70年代以來，德國、美國、日本、澳大利亞等發達國家將生態學引入河流治理中，治理理念從開發利用轉向兼顧生態修復[1]。我國河道治理目前正處在從工程治河向生態治河的過渡階段，上海市在歷年的河道治理中也積累了豐富的生態治理經驗。上海市鄉村河湖是河網水系的重要組成部分，水環境治理也是貫徹落實鄉村振興戰略、建設生態清潔小流域、改善鄉村人居環境的重要任務，規范鄉村河湖治理與保護是促進鄉村地區水環境面貌好轉的有效手段。本文通過總結過往的生態治理經驗，及時更新治理理念與技術，提出上海市鄉村河湖生態治理技術系統化構建方案，具有重要的現實意義和應用價值。

1 上海市鄉村河湖總體情況與主要特征

1.1 總體情況

上海市鄉村河湖主要涉及鄉村河道與鄉村湖泊。鄉村河道主要指村級河道(兼顧鎮級河道)；鄉村湖泊主要指鄉村公園、綠地、小區或單位自管的湖。上海市域范圍內總計有46879條中小河道(湖泊)。其中，村級河道39032條，長18513.20km，面積為196.3120km2，河湖水面率為3.10%；鎮(鄉)管河道2660條，長6537.15km，面積為119.2538km2，河湖水面率為1.88%；鎮(鄉)管湖泊20個，面積為3.0241km2，河湖水面率為0.05%；其他河道5167條，長1473.11km，面積為53.7660km2，河湖水面率為0.85%[2]。上海鄉村河湖河道長度約2.65萬km，河道面積約372km2，占全市河湖面積的58.00%，主要涉及青浦、崇明、金山、奉賢、嘉定、松江、寶山、閔行、浦東新區9個區。各行政區鄉村河湖河網密度在2.08～7.34km/km2之間，各行政區河湖水面率為3.87%～7.80%。

1.2 主要特征

上海市水系發達，河流縱橫交錯，是典型的平原河網地區。上海市鄉村河湖作為太湖流域水系末端的“毛細血管”，具有以下特征：

a.河網密集，河道規模小。上海鄉村河湖河網密集，水系縱橫交錯，郊區各行政區的河網密度均大于2.00km/km2，河網密度最大的為崇明區，達到7.34km/km2。鄉村河湖多數分布于農田、宅基區域，少數分布于集鎮區，主要承擔區域除澇、農業灌溉等功能。鄉村河湖河道規模普遍偏小，河道寬度集中在5～15m，河底高程多為0.5～1.0m，常水位情況下，河道每米蓄水量約為5～30m3。

b.水動力不足，流速低，易淤積。上海地區地勢平坦，鄉村河湖比降平緩，大多以平坡為主，再加上水利片區外圍設置有閘或泵閘，內河水位受人工調節影響，河道水動力普遍不足，流速低。鄉村河湖周邊多為農田，河道整治或水土保持措施相對較少，處于自然狀態，河道岸坡持續受水流侵蝕，水位變動區土體逐漸松動滑入河道，加上水動力不足，淤泥隨水流移動的概率降低，導致河道容易產生淤積現象。

c.水體環境容量小，自凈能力差。鄉村河湖河道規模小，蓄水量偏少，自凈能力差，且極易受到周邊農業及農村非點源污染，造成水體富營養化，導致河網水質及水體景觀不佳。

d.水體生境單一，生態系統脆弱。以往鄉村河道整治時，片面強調防洪、排澇、灌溉等功能，往往忽略了河道自然資源功能與生態功能，自然河流的生態鏈遭到破壞。為了保證河道過水通暢，河道斷面形態設計趨向渠道化，河道的平面走向定線偏向直線化，河道護岸使用硬質性材料，隔絕了水陸連通，降低了河道生物多樣性，致使生態系統脆弱。

e.河湖管理難度大，環境面貌有待改善。鄉村河湖數量眾多，且多位于農業生產區域，沿河交通不發達，再加上河道養護經費以及人員配置相對不足，養護管理難度較大。河道周邊多為農業生產用地以及宅基地，當地居民環境保護意識薄弱，生產生活中產生的垃圾隨意丟放，造成河道環境面貌差等現象。

2 上海市鄉村河湖水治理技術體系

2.1 岸段劃分

根據河道所處的區位、河道兩側腹地功能、岸后用地類型、河道資源特色等情況，上海市鄉村河湖可劃分為城鎮區、村落聚集區、農業生產區、綠地公園區4種類型。

2.2 技術分類

鄉村河湖水治理技術可分為河湖生境改善、水質輔助提升以及生物群落構建3類。河湖生境改善技術用于疏通河道生態脈絡、強化河道生態基底以及強化水陸生態連通，包括水系連通、河道平斷面形態設計、岸坡生態防護及河道內棲息地加強技術等。水質輔助提升技術可在河道本身自凈能力差的情況下，輔助提升水體自凈能力，是河道水質保障的有效手段，包括原位凈化技術、異位凈化技術等。生物群落構建技術用于完善河道生態系統結構，包括陸域植物、濱水植物、水生植物及水生動物的生態群落構建等。

2.2.1 河湖生境改善技術

2.2.1.1 水系連通

水系連通性直接關系到水系功能的正常發揮，連通性好的河流水系有利于水量調蓄、水質交換及生態循環等多項河流功能的發揮，有助于解決區域水災害、水資源、水環境與水生態等多方面問題。水系連通主要分為水系縱向連通與水陸側向連通，縱向連通常用的方法為拆壩建橋(涵)，水陸側向連通多采用岸坡生態防護技術，保持河水與兩岸陸地的順暢交流。

2.2.1.2 河道形態設計

河道形態設計包括河道平面形態設計與斷面形態設計。

河道平面形態設計應注意：?保持河道自然蜿蜒的形態，避免裁彎取直；?保留河道自然淺灘，在河道管理范圍內適當構建淺灘濕地，見圖1。

圖1 淺灘濕地平面示意圖

斷面形態設計應注意：?盡量維持河道原有的天然斷面形態和寬度，避免“渠化”河道，盡量維持河道高低起伏、深泓淺灘交錯、急流緩流相間的多樣性；?在滿足河道排澇、蓄積水源的情況下，適當抬高河底高程，以便更好地促進沉水植物的生長；?為兩棲類動物預留生物通道。

2.2.1.3 岸坡生態防護

上海鄉村河湖岸坡生態防護一般分為生態型岸坡建設與護岸生態化改造，其中生態型岸坡又分為自然生態型岸坡與人工生態型岸坡。自然生態型岸坡常見的有自然土坡、木樁護岸、堆石護岸等。人工生態型岸坡常見的有石籠護岸、三維土工網墊護坡、生態混凝土護坡、鏈鎖式生態砌塊護坡、自嵌式生態磚護岸、箱式砌塊護岸、固化土護坡、生態植生袋護岸等。護岸生態化改造一般將硬質護岸常水位以上結構拆除，采用生態材料替換，重新構建生態岸坡，或以種植遮擋硬質護岸植物的方式達到視覺柔化[3]。

2.2.1.4 河道內棲息地加強技術

設計具有深潭-淺灘的序列特征河道，并在河底適當添加孔隙材料、原木、礫石、卵石等材料，營造生境的多樣性。

2.2.2 水質輔助提升技術

目前上海常用的河道水質凈化技術包括原位凈化技術和異位凈化技術。其中，原位凈化技術可以分為物理法、化學法及生物法[4]，如生物膜技術、生態浮床技術、淺灘濕地技術、曝氣增氧技術以及水下森林構建技術等；異位凈化技術包括梯級多塘人工濕地技術[5]、林草復合濕地構建技術[6]等。

2.2.3 生物群落構建技術

生物群落構建主要分為陸域緩沖帶、濱水緩沖帶[7]、水生植物以及水生動物構建[8]。應優先選用本土物種，以及成本低、易管護的物種，減少人工維護需求。

3 技術適用性分析及治理要點

3.1 技術適用性分析

河道生態治理技術的選取應遵循系統性、針對性、經濟性、長效性和安全性的原則，結合治理需求以及不同岸段屬性進行選取，河道生態治理技術組合推薦情況見表1。

表1 河道生態治理技術組合推薦情況

3.1.1 河湖生境改善技術

水系連通性是河湖健康評價的重要指標；河道形態設計尊重自然岸線，構建異質性河底；生態型岸坡可以保證水陸有效聯動。因此，水系連通、河道形態設計以及岸坡生態防護技術在所有類型岸段中均推薦采用。

河道內棲息地加強技術采用天然或人工材料構建河底微地形，其工藝與作用使得技術更適用于疏浚頻率低且對生物群落要求相對較高的岸段。因此，推薦綠地公園區河湖采用，不推薦村落聚集區及農業生產區河湖采用。

3.1.2 水質輔助提升技術

原位凈化技術運用場景為原河床，沒有岸上的占地需求，但技術偏人工的特性使養護需求較高。因此，更適用于對河道觀感要求高且養護方便的城鎮區河湖與綠地公園區河湖，尤其適用于水體流通性較差且用地緊張的城鎮區河湖。農業生產區河湖交通相對不便，難以及時養護，因此不推薦此技術。

異位凈化技術有一定的占地需求，偏自然的特性使養護需求較低，推薦在農業生產區河湖中運用，結合農灌渠布置可以有效削減農業面源污染物；同時推薦在綠地公園區河湖中與公園要素進行有機結合，有效提升水體的自凈能力，減少后期維養成本。

3.1.3 生物群落構建技術

陸域緩沖帶與濱河緩沖帶既可穩定岸坡，又可攔截、凈化初期雨水污染物，因此在所有類型岸段中均推薦采用。

水生植物在凈化水質方面有著不可替代的作用，但需定期收割、及時清理植物殘體，因此對于養護條件相對較差的農業生產區河湖，可根據自身需求采用，不作為推薦技術。

健康的水體自然“孕育”水生動物，不恰當的物種投放也容易破壞生境穩定，因此，除綠地公園區的人工水體根據自身需求采用外，其他類型岸段均不推薦。

3.2 不同岸段屬性治理要點

3.2.1 城鎮區河湖水治理

城鎮區河道形態保持工程的技術重點體現在河道生境條件的改善與河道兩側緩沖帶的建設。條件允許的情況下可結合河道的地形、地貌和水文條件等，進行局部形態的改變，適當增加河道的蜿蜒性，構筑必要的淺灘、濕地等，提升河道的生物或生境多樣性。

3.2.2 村落聚集區河湖水治理

村落聚集區由于居民房屋、農村道路等一般臨河而建，在有條件的情況下進行河道生態堤岸建設，必要時可設置供村民休閑、散步的臨河親水步道或景觀節點。

3.2.3 農業生產區河湖水治理

農業生產區河道可充分利用現場的地形、地貌條件，結合池塘的分布，選取適宜的位置布置濕地或其他分散處理工程。在有條件的情況下，可在農灌渠入河口布置退水凈污濕地[9]，或沿河岸坡腳布置與河道基本平行的生態攔截型溝渠[10]，攔截并處理入河生活污水或灌溉余水。

3.2.4 綠地公園區河湖水治理

綠地公園區河湖，往往需呈現自然的、富有變化的水環境，平面形態靈活選用點狀、線狀、面狀布置，縱斷面按需布置跌水以提升水動力。除親水平臺等必需的硬質結構外，岸坡生態防護以生態型材料為主，體現濱水的自然生態感；構建多層次的濱水植物體系，增強景觀的縱深感。

4 應用示范案例——上海市金山區漕涇鎮水庫村

水庫村位于上海市金山區漕涇鎮的北側，村域面積10.46km2，河道類型屬于村落聚集區河湖及農業生產區河湖。水庫村在生態治理前，河道普遍淤積，雜草叢生，存在斷頭或卡口，水動力不足，不僅降低了河道的蓄水和排水能力，也影響了當地居民的生產生活環境。水系連通性及內、外源污染等多重因素導致河道水質差，水體出現富營養化。

為系統推進水環境治理，地方政府分年度啟動水庫村水鄉綜合體整治工程以及水庫村中小河道整治工程，工程采用河湖生境改善、水質輔助提升以及生物群落構建生態治理技術，具體技術及工程措施見表2。

表2 水庫村河道生態治理技術及工程措施

水庫村河道生態治理系統性地運用本技術體系，根據河道類型針對性地選用技術組合，設計要點鮮明，措施經濟、安全。水庫村河道生態治理，在河湖生境改善方面，打通了水系所有斷頭、卡點，平面設計保留了河道蜿蜒的原始形態，斷面設計以自然斜坡式為主，口寬較小河段采用了復合式斷面以增大過水斷面，岸坡防護全部采用了生態型材料；在水質輔助提升方面，以無設備管養需求的人工濕地為主，結合當地林草資源與農田布局構建了林水、農水復合濕地；在生物群落構建方面，以植物為主構建了多層次的緩沖帶與水生植物帶。

自生態治理以來，水庫村的水環境面貌顯著提升，河道水質明顯改善并持續向好，水質常年保持在Ⅱ～Ⅲ類，2021年成為上海市首批生態清潔小流域建設示范點，同年入選水利部2021年度國家水土保持示范工程(生態清潔小流域)。

5 結 語

上海市近年來圍繞水環境治理開展了大量的工作，并取得了一定的成績，但與高標準要求還存在一定的差距。《上海市生態環境保護“十四五”規劃》提出要將上海市建設成為“生態之城”，在后續水治理工作中需將生態放在核心地位，不斷夯實生態基底，并鞏固治理成果，實現水環境面貌再上新臺階。