城市硬化河道生態(tài)修復(fù)與管護(hù)探析

黎麗雯，代 權(quán)，游賢成，李帥峰，萬 莉

（四川省成都市龍泉驛區(qū)水務(wù)局，610100，成都）

傳統(tǒng)的城市河道治理片面強(qiáng)調(diào)行洪排澇，導(dǎo)致河道斷面形式單一、走向筆直，河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)也比較堅(jiān)硬，甚至部分河道進(jìn)行全面硬化處理。這類河道生態(tài)功能基本喪失，河流局部變成單純性過水，缺乏自凈能力、自然景觀徹底消失；加之我國汛期較為集中，汛期之外特別是枯水季節(jié)城市硬化河道往往成為臭水溝。隨著可持續(xù)發(fā)展意識的增強(qiáng)，河道的生態(tài)問題受到普遍關(guān)注，但建成區(qū)的城市硬化河道周邊用地已固定，重新破除硬化表面，改變河道斷面、護(hù)坡形式面臨較大困難，迫切需要有效的城市硬化河道生態(tài)修復(fù)方案。

一、生態(tài)修復(fù)的思路

1.統(tǒng)籌上下游關(guān)系和功能分區(qū)

治理工程應(yīng)充分考慮近期與遠(yuǎn)期、局部與整體、上游與下游等因素，合理兼顧干支流，協(xié)調(diào)處理好防洪、排澇、航運(yùn)、灌溉、供水、環(huán)境保護(hù)等方面的關(guān)系。針對不同土地利用性質(zhì)（工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等）分區(qū)段采取不同措施進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，使得河流的自然、生態(tài)功能與社會服務(wù)功能達(dá)到均衡、健康的狀態(tài)。

2.還原河道自然形態(tài)

在不影響行洪能力的情況下，順應(yīng)已硬化河道歷年淤積情況，隨彎就勢地布置堤線，局部進(jìn)行平順開挖和回填。利用河道彎道容積較大的特點(diǎn)進(jìn)行滯蓄調(diào)洪，洪水沖頂部位加強(qiáng)工程措施，坡面護(hù)砌固定，穩(wěn)定堤防；非沖頂部位治理清淤，擴(kuò)大泄洪斷面；臺地以上的坡面，考慮其流速較小，過水機(jī)會較低，采用較緩的邊坡，框格混凝土植草皮護(hù)坡，既保證工程安全,同時(shí)降低工程費(fèi)用。通過設(shè)置生態(tài)礫石床、岸坡丁壩、在堤防和島嶼的岸坡預(yù)留魚巢等措施，最大可能在城市硬化河道原有單一、筆直的河道斷面上恢復(fù)天然河道的自然形態(tài)。

3.完善生態(tài)系統(tǒng)

環(huán)境生態(tài)技術(shù)是綜合運(yùn)用生物學(xué)、生態(tài)學(xué)以及工程學(xué)原理，恢復(fù)或強(qiáng)化河道棲息地功能、物質(zhì)能量流通功能、過濾及屏蔽功能、匯源功能，使得水體中動(dòng)植物、微生物能夠停留，利用生物的代謝活動(dòng)來吸收、降解環(huán)境中污染物、降低有毒有害物質(zhì)濃度或使其無害化，使得河流系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成完善的食物鏈網(wǎng)，保持著系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)能量交換，各個(gè)要素間相互協(xié)調(diào)相互制約，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。主要包括土地處理系統(tǒng)、植物浮床技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)和生物技術(shù)等。

4.活水措施

河流是有生命的。其生命力來自干流與支流、湖泊、濕地的“血脈”溝通，來自于維持一定的徑流量和能量流通，且對外界干預(yù)具有一定的自我修復(fù)或適應(yīng)能力。要提升城市河道活力，應(yīng)通過科學(xué)計(jì)算，合理調(diào)整水系結(jié)構(gòu)，首先解決枯水期河道基流問題，充分利用水庫、中水回用、水系整合等措施保證河道基流，讓河道流動(dòng)起來。對于緩流區(qū)河段可增設(shè)曝氣機(jī)、三角壩、疊石陣等設(shè)施，增加水流波動(dòng)，提高水體韻律感和復(fù)氧能力。

5.社會文化效益

人類對城市河流系統(tǒng)的合理干預(yù)和可持續(xù)治理也是為了人與自然的和諧共處，所以河流既是大自然的血液，也是服務(wù)于人類社會的瑰寶，二者不可分割也互不矛盾。而城市河道尤其需要發(fā)揮自然河流與人類文明社會的銜接，彰顯城市特征。通過在水體、河岸增加景觀，有條件的地方增設(shè)具有文化特色的景觀小品或親水平臺，讓河流既作為承載人類歷史文明的符號，同時(shí)也滿足人們的親水娛樂需求，富有人文情懷。

二、城市硬化河道生態(tài)修復(fù)實(shí)例

1.示范區(qū)基本情況

驛馬河為成都市龍泉驛區(qū)中心城區(qū)河道，全長1.3km，上游為飛龍湖水庫，下游匯入西江河，最終入沱江。防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，河道三面均混凝土硬化，河道生態(tài)功能基本喪失?？菟冢?0月至次年6月）水源量小，上游水質(zhì)差，流動(dòng)性弱，河道水體水質(zhì)較差，藻類大量爆發(fā)，影響城區(qū)景觀。

成都市龍泉驛區(qū)水務(wù)局在河道上共修建8座鋼筋混凝土攔河堰，選取濱河二橋3號堰—4號堰河段實(shí)施生態(tài)修復(fù)示范工程，該段河道全長174 m，平均河寬17 m，兩側(cè)建有休閑娛樂設(shè)施、濱河廣場等，為當(dāng)?shù)刂饕忻裥蓍e區(qū)。采取修建生態(tài)礫石島、設(shè)置植物浮床和人工水草的辦法，完善生態(tài)系統(tǒng)和提升河道景觀效果。

2.措施原理

（1）攔水堰

城市硬化河道保水性較差，加之部分河段坡降設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致枯水期河段基流較淺甚至無水，汛期部分河段容易發(fā)生洪澇災(zāi)害。攔水堰是一種能夠調(diào)節(jié)水位、控制流量的低水頭水工建筑物，主要依靠閘門控制水流，具有擋水和泄（引）水的雙重功能。

（2）生態(tài)礫石床

天然材料(如卵石、礫石等)或人工合成接觸材料 (如塑料和纖維等)具有較大比表面積，生物容易在其表面聚集生長而形成生物膜，可以吸附降解水體污染物質(zhì)，因此可以將這些材料布置在河床中，創(chuàng)造適宜生物膜生長的介質(zhì)來強(qiáng)化水體的自凈能力。在示范段上游設(shè)置一座寬4.7m、長17m、高于常水位15cm的生態(tài)礫石床，采用粒徑為80～100mm和20～50mm的礫石級配，表面栽種矮蒲葦，類似于人工濕地+礫石生物膜法，可以調(diào)蓄水流并對來水中的污染物質(zhì)進(jìn)行物理阻截和生物分解。

（3）植物浮床

運(yùn)用無土栽培技術(shù)原理,以高分子材料為載體和基質(zhì),采用無土栽培技術(shù)種植植物。示范段植物浮床設(shè)置密度為8%，植物選種花期較長，花色鮮艷的美人蕉、鳶尾、黃菖蒲、傘草等（3—11月），冬季更換常綠植物黑麥草、水芹等（12月—次年2月）。植物肥大粗壯的根系在水中可以形成一道生物柵，起到隔離和吸附有機(jī)物質(zhì)的作用，植物浮床可任意造型，漂浮于河道，形成人文景觀效果。

（4）人工水草

人工水草是一種用于生態(tài)性水處理的高科技材料,通過發(fā)展生態(tài)基上的本土微生物群落,使微生物種類和生物量達(dá)到最大化,利用其代謝作用去除水中的污染物。示范段人工水草設(shè)置面積密度為3%，主要特點(diǎn)為:①高比表面積,達(dá)到250 m2/m2；②適宜的孔結(jié)構(gòu),為微生物群落提供理想的生存環(huán)境；③超級編織技術(shù),可以形成理想的微A/O處理環(huán)境；④純惰性材質(zhì)親和于生態(tài)環(huán)境,在水中不會分解，對自然環(huán)境無二次污染。

3.示范成效及完善建議

①試點(diǎn)工程驗(yàn)證了復(fù)合生態(tài)修復(fù)技術(shù)可以穩(wěn)定改善水環(huán)境，生態(tài)礫石島、植物浮床和人工水草為水體中的生物提供生境，為修復(fù)生態(tài)鏈提供有利條件，示范工程竣工后不到一個(gè)月的時(shí)間即產(chǎn)生水質(zhì)改善效果。定期的水體監(jiān)測結(jié)果來看，試點(diǎn)段進(jìn)水大部分處于地表水Ⅳ～Ⅴ類，某些指標(biāo)為劣Ⅴ類，經(jīng)示范段處理后，主要水質(zhì)指標(biāo)基本可達(dá)地表水Ⅲ類（見表1）。

②示范工程探索出了一種在硬化河道上可行的人文景觀提升方法。生態(tài)礫石島、植物浮床的設(shè)置能夠營造“三季有花、四季有綠”的生機(jī)盎然景象，植物浮床可以進(jìn)行造型，由鋼鏈固定于河底，一方面解決了景觀配置問題，另一方面解決了抗沖擊的問題。

③示范工程選址考慮了河段功能分區(qū)，治理措施提升了社會文化效益，城市硬化河道治理根據(jù)實(shí)際情況還可考慮增加親水平臺和活水措施，通過疊石陣、三角壩等設(shè)施改善河道自然形態(tài)。

表1 示范段主要水質(zhì)指標(biāo)檢測結(jié)果 （單位：mg/L）

三、城市硬化河道生態(tài)修復(fù)后管護(hù)體會

1.治理常態(tài)化，截污補(bǔ)水并重

城市硬化河道生態(tài)修復(fù)必須是綜合治理，多種手段和措施一起開展。生態(tài)修復(fù)后的河道雖然自凈能力有所提高,能夠抵抗部分污水負(fù)荷。但長期大量的流域污水排入河道會導(dǎo)致修復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)崩潰，重新出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。因此，需要將排放入河的污染源截污納入城市污水管網(wǎng),禁止向河道內(nèi)排放污水。對于暫時(shí)無法接入管網(wǎng)的污染源，特別是面源污染（包括初期雨水）可采取建立綠地/礫石緩沖帶，經(jīng)緩沖帶處理后排入河道。同時(shí)，對于雨源特征明顯的河道進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水，提高環(huán)境容量是河流水生態(tài)修復(fù)、恢復(fù)河流健康的必要手段。

2.強(qiáng)化系統(tǒng)監(jiān)測，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定

由于城市硬化河道三面均進(jìn)行硬化，無法給植物、生物等提供棲息生境，建立的生態(tài)系統(tǒng)往往汛期過后又被全面破壞。因此，治理完成后要加強(qiáng)管理,以維護(hù)河道的生態(tài)平衡。①要加強(qiáng)對水中生物和水體質(zhì)量的觀察與調(diào)查,及時(shí)掌握生物種群的生長、繁殖情況和水體質(zhì)量變化規(guī)律,對生物的數(shù)量、品種及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。②建立洪水預(yù)警系統(tǒng)，如有必要，根據(jù)水量大小，汛期來臨前將部分構(gòu)筑物進(jìn)行搬遷，一方面給水流提供更多的斷面容量，另一方面避免財(cái)產(chǎn)受損，便于汛期后系統(tǒng)的重新恢復(fù)。

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