象洞溪流域河道底泥現狀及修復方案分析

李建東

（廈門仁銘工程顧問有限公司,福建 廈門 361006）

1 引言

河道生態修復治理工程旨在改善河道污染嚴重的現象,恢復河道生態環境,提高城市生態宜居條件,具有十分重要的社會、生態效益。河道底泥污染是河道常見的污染類型,治理難度高,往往需要采取多種措施進行綜合整治[1-3]。

2 工程概況

近年來象洞鎮養殖業發展迅速,養殖廢水未經處理就直接排入溪流等自然水體,造成象洞溪流域的水質全年為劣V類,屬于嚴重污染水平。水體的污染已影響到河道兩岸動植物的正常繁殖與生長,導致河岸的沖刷崩塌,使水體透明度降低、含氧量減少,不利于微生物及動植物生存環境,形成了惡性循環。

從2016年5月15日起,武平縣委、縣政府開展象洞溪流域水環境綜合整治“百日會戰“行動,并出臺了“百日會戰”行動實施方案。從“拆、轉、治、清、管”五個方面綜合發力,以生豬養殖業污染整治為重點,力爭通過為期百日的集中攻堅,全面推進象洞溪流域水環境綜合整治,確保象洞溪水質實現較大改善,達到閩粵雙方確定的水質監測考核的目標要求。

3 河道與底泥現狀調查

（1）象洞溪干流

武平縣象洞溪流域水環境綜合治理生態清淤整治工程實施后,象洞溪干流淤積情況得到較大改善。根據本次現場檢查情況,現將象洞溪干流底泥情況分述如下：

象洞溪干流擬實施河段新崗村至富嶺村部分（樁號K9+130～K11+300）為山溪性河流,河面較窄,河道彎曲,有自然的淺灘,自然肌理良好,河岸無堤岸渠化,兩岸主要為農田。底泥主要為砂卵石、雜草等,存在少量污染及岸坡崩塌,底泥深度在0.5 m～0.8 m左右。

圖1 新崗橋下游河道底泥現狀

富嶺村至在建濕地公園處河段（樁號K6+650～K9+130）主要為鎮區生活段,夾有部分農田,其中有富嶺支流匯入。本段堤防硬化較嚴重,經過生態清淤工程治理后,底泥現狀主要為河卵石、生活垃圾等,存在一定程度污染,底泥深度在1.0 m～2.0 m 左右。濕地公園至原污水處理廠段（樁號K1+000～K6+650）主要為農業段,河面漸寬,河道較為平緩。該段基本不存在硬化、渠化現象,經過生態清淤工程治理后,底泥現狀主要為砂卵石、生活垃圾等,底泥深度在0.5 m～1.0 m左右。本段有張坑支流、官坑支流及洋貝支流匯入,存在一定程度的生活垃圾污染。

該段底泥污染嚴重,雖然經過生態清淤工程清理后,底泥狀況有所改善,但是經過幾次洪水沖刷,底泥再次出現發黑現象,水體感觀差。

原污水處理廠至多寶水庫段（樁號K0+000～K1+000）兩岸主要以山地為主,植被保護較為完好。該段經過生態清淤工程治理后,底泥現狀主要為河卵石。

圖2 污水處理廠下游河道底泥現狀

（2）官坑支流

官坑支流上游（樁號GK0+181.74以上）段為山溪性河流,河面較窄,河道彎曲,有自然的淺灘,自然肌理良好,河岸無堤岸渠化,兩岸主要為農田。底泥主要為砂卵石、雜草等,存在少量污染及岸坡崩塌,底泥深度在0～0.2 m 左右。

下游（樁號GK0+181.74～GK4+966.00）至匯合口段,兩岸為居民房及農田,大部分岸坡已渠化,經過生態清淤工程治理后,底泥現狀主要為河卵石、生活垃圾等,河卵石發黑,底泥深度在0.1 m～0.3 m 左右。

圖3 官坑支流下游河道底泥現狀

（3）洋貝支流

洋貝支流上游段為山溪性河流,河面較窄,河道彎曲,有自然的淺灘,自然肌理良好,河岸無堤岸渠化,兩岸主要為農田。底泥主要為砂卵石、雜草等,存在少量污染及岸坡崩塌,底泥深度在0～0.2 m 左右。

下游至匯合口段,兩岸為居民房及農田,部分岸坡已渠化,經過生態清淤工程治理后,底泥現狀主要為河卵石、生活垃圾等,底泥深度在0.1 m～0.2 m 左右。

（4）光彩溪

上游段為山溪性河流,河面較窄,河道彎曲,有自然的淺灘,自然肌理良好,河岸無堤岸渠化,兩岸主要為山體或農田。底泥主要為砂卵石、雜草等,僅存在少量污染,底泥深度在0～0.1 m 左右。

下游段兩岸為居民房及農田,部分岸坡已渠化,底泥現狀主要為河卵石、生活垃圾等,底泥深度在0.1 m～0.2 m 左右。

4 底泥修復方案

象洞溪流域除鎮區段河道硬化嚴重,其他河段僅局部硬化,大部分為天然河岸,上游段及其官坑、洋貝支流屬于流域上游河段,在枯水期時河床裸露,河水較少,本次設計通過對河道地形的改造,構造河道深淺灘,將河底的卵石移出河底,并堆砌在河道的適宜河灘處,利用濕生植被對污染物進行削減；同時在河道內進行底質改良工程,對留在河底的沉積物進行削減；對于河道周邊的面源污染,擬在河道布設河岸攔截帶,削減面源污染。

為改善河道整體景觀效果,方案擬采用河岸柔化改造的方式改造河道的硬質河岸,并在河道現有的淤積灘處搭建河灘濕地,提高河道景觀效果。在實施上述工程之前,方案擬局部清理河道內砂石和淤積物,并修整河岸周邊植被規模和數量,整理破亂的河床,達到初步改善河道環境的目的。

圖4 生態修復技術方案

4.1 生態島構造及地形改造

謝崗陂上游河道蜿蜒曲折,大多為自然河岸,本次通過河道生態島構建及地形改造改善河道底泥及水質。

由于河道底部的卵石上殘留有大量沉積污染物,本次擬通過地形改造等方式將沉積有大量污染物的卵石移出河道,并且在保證不影響河道行洪的前提下,利用移出的卵石在新崗村新建的芳林綠島上,構建生態島,使得生態島親水步道高程達2年一遇水位以上,回填清淤底泥的砂卵石2940 m3,2年一遇水位為478.15 m,本次設計生態島親水步道高程為478.20 m～478.54 m；在生態島沿河側栽種濕生植物,島上種植喬木,通過植物的吸收凈化作用,對污染物進行消減。

通過對河道地形的改造,河流中形成深潭和淺灘交替存在的地形,這種地形可形成水體中不同的流速和生境,豐富河流生物的多樣性,同時增加了河床的比表面積,使附著在河床上的生物數量大大增加,促進河道內水生動植物的自然生長,有利于形成水體的自然穩定的生態系統。

圖5 地形改造示意圖

4.2 河岸攔截帶

為削減潛在的農田面源污染,改善河道坡岸景觀,方案擬在河道自然岸坡處構建河岸攔截帶。

河岸攔截帶在河道與陸地交界的一定區域建設喬灌草相結合的立體植物帶,在道路與河道之間起到一定的緩沖作用。生態護岸緩沖帶在截留雨水、防止雨水擊濺侵蝕；減少地表徑流、防止地表水流侵蝕；凈化水質、消減農業面源污染和農村生活污染；改善生物棲息地、提高景觀多樣性方面均具有重要作用。

草地過濾區對水流和沉淀物過濾都有較明顯的作用,所以當構建以水土保持和過濾污染物為主要目的時則需要優先考慮草地區的設置。一般考慮選取水土保持效果好、氮磷吸收能力強的常見植物。在污染物去除效果相近的情況下,優先考慮本地物種或已本地化的外來物種,提高緩沖帶的生態功能。另外,對本地生態系統影響不明確的外來物種要謹慎種植, 盡量排除對本地生態系統有危害的外來入侵物種。

4.3 方案布置

（1）象洞溪干流

為了便于魚類及其他水生物棲息、繁衍,在親水駁岸護坡采用仿木樁及疊石砌筑,塊石擺放時宜大面朝下,外觀結構講究“人水相親、和諧自然”。仿木樁高低不同擺放應盡量體現“自然文化”和景觀效果。

本次對樁號K9+570.00～K7+350.00（新崗橋至濕地公園廊橋）河道底泥進行置換,在樁號K7+910.00～K7+350.00段對已建護岸段在距離堤腳2.0 m處,1∶2放坡開挖底泥厚0.5 m,采用砂碎石回填0.1 m后,再回填直徑為200 mm～250 mm的卵石厚400 mm；在樁號K8+710.00～K9+060.00段結合新建生態護岸對河底進行清淤,再回填0.1 m砂碎石及直徑為200 mm～250 mm的卵石；K9+060.00～K9+570.00段結合駁岸整治,對底泥進行置換0.5 m深,回填100 mm厚砂卵石。根據現有地形設置深潭淺灘,利用清理出來的底泥卵石在新崗橋下游兩河匯合口處構建生態島,面積為4.2畝,生態島回填至高程478.2 m以上,達到2年一遇水位478.15 m高程以上,在靠近河岸側種植水生植物,島上種植喬木及地被植物,豐富河流植物多樣性,構建完善的生態系統。

（2）官坑支流

對官坑支流河道中的阻洪建筑物進行清淤、清障,清理河岸灘垃圾,對壩前均存在不同程度的淤積進行清理,保護原有河流深潭淺灘,在河流上游合適位置放生鯽魚、觀賞魚苗各2000尾,放生螺500 kg,青蝦200 kg,河蚌500 kg。

（3）洋貝支流

對洋貝支流河道中的阻洪建筑物進行清淤、清障,清理河岸灘垃圾,對壩前均存在不同程度的淤積進行清理,保護原有河流深潭淺灘,在河流上游合適位置放生鯽魚、觀賞魚苗各2000尾,放生螺500 kg,青蝦200 kg,河蚌500 kg。

（4）光彩溪

對光彩溪河道中的阻洪建筑物進行清淤、清障,清理河岸灘垃圾,對壩前均存在不同程度的淤積進行清理,保護原有河流深潭淺灘,在河流上游合適位置放生鯽魚、觀賞魚苗各5000尾,放生螺500 kg、青蝦200 kg、河蚌500 kg。

5 結論

目前象洞溪干流及官坑、洋貝支流局部河道底泥發黑,污染嚴重,整體水體感觀較差,生物完整性狀況稍差。為了達到河流水生態系統平衡發展的目的,減少水土流失,美化河道環境,采取地形改造、設置河岸攔截帶、投放生態物種的方式進行河道底泥綜合整治,以達到長效治理的目的。