劉雨佳，徐圣君

(1.中交生態(tài)環(huán)保投資有限公司技術(shù)中心，北京 100013；2.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085)

1 研究背景

丁山河位于坪新清經(jīng)濟合作發(fā)展示范區(qū)—地處深圳、惠州、東莞三個中心城市唯一的交界地，是深莞惠三市交界地的地理幾何中心，素有"金三角"的城市美譽，始于2012年8月啟動了深圳國際低碳城建設(shè)。

丁山河深圳境內(nèi)河段，即龍崗河的匯入口至深惠交界段，總長6.4 km是本次丁山河綜合整治重點治理的范圍。深圳境內(nèi)河段流經(jīng)深圳國際低碳城及龍崗區(qū)坪地街道的中心工業(yè)城區(qū)，河道水質(zhì)及沿河生態(tài)環(huán)境不僅關(guān)系到龍崗區(qū)政府、坪地街道的對外形象、也直接影響到龍崗河交界段斷面的生態(tài)水環(huán)境、甚至關(guān)系到所轄區(qū)域企業(yè)和居民的生產(chǎn)生活環(huán)境。

因此，在低碳城拓展區(qū)建設(shè)全面鋪開、上游惠州的污水已收集處理及境內(nèi)低碳城啟動試點區(qū)段已治理的情況下，丁山河其余河段的綜合整治工程已刻不容緩。

本次河道整治工程主要是通過水文修復(fù)、河道駁岸防護、控源治污等措施，整治河道，改善水環(huán)境，改善人們的生活環(huán)境、提升城市活力。本次工程也是建設(shè)與區(qū)域內(nèi)國際水平低碳城發(fā)展環(huán)境相適應(yīng)的高質(zhì)量的城市基礎(chǔ)設(shè)施工程,保障區(qū)域內(nèi)企業(yè)正常的生產(chǎn)和居民的正常生活,為促進區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和繁榮提供良好的條件和基礎(chǔ)。

2 流域概況

丁山河又稱高橋河，發(fā)源于東莞與惠陽交界處，上游位于惠州市惠陽區(qū)，穿越龍崗區(qū)坪地街道龍崗大道，于環(huán)城南路橋下游約200 m處入龍崗河。丁山河全長約23.51 km(深圳境內(nèi)6.4 km)，集雨面積79.16 km2(深圳境內(nèi)23.49 km2),平均坡降i=0.004 8。丁山河流域位于深圳境內(nèi)主要有四條一級支流：長坑水，白石塘水，黃竹坑水，花園河，流域水系分布見圖1。

圖1 丁山河流域水系圖

丁山河流域有4個蓄水工程，總控制面積11.52 km2，占流域面積的14%，其中深圳境內(nèi)3個：長坑水庫、白石塘水庫、黃竹坑水庫，總蓄水面積6.12 km2，惠州境內(nèi)1個：惠州沃背水庫，蓄水面積5.4 km2。

3 河道現(xiàn)狀問題分析

3.1 短時強降雨、河道水位漲落幅度較大

丁山河流域?qū)倌蟻啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，雨量充沛，據(jù)清林徑雨量站1960-2008年48 a的實測雨量資料統(tǒng)計，多年平均降雨量1719.1 mm，七至九月，太平洋及南海海域生成的強烈熱帶風(fēng)暴和強烈臺風(fēng)，帶來大量的強烈性降雨和濕潤水氣，易形成南亞熱帶和臺風(fēng)暴雨。

丁山河屬于龍崗河流域，流域地貌主要以丘陵為主，坡度相對較大，平均匯流的時間短，洪峰流量模數(shù)大，流域內(nèi)產(chǎn)匯流的時間相對較短，同時暴雨集中，徑流、流量變幅大，導(dǎo)致水流的造床能力時強時弱，造床時間短，強度大，河床的沖淤能力變化頻繁，容易造成丁山河流域的洪水災(zāi)害。

3.2 河道行洪能力差，洪澇災(zāi)害不斷

項目地處深圳市北部低丘盆地區(qū)，地勢低洼，排水不暢，容易內(nèi)澇。部分上游河段仍是天然河道狀況，斷面狹窄，堤防低矮，防洪能力不足20 a一遇的標(biāo)準(zhǔn)，下游河段特別是西湖苑別墅區(qū)段，自行修建了漿砌石護岸，達不到設(shè)防的防洪能力標(biāo)準(zhǔn)。

由于當(dāng)?shù)爻鞘薪?jīng)濟發(fā)展，居民無序地開發(fā)搶建一些違章建筑物，人為填埋了原有的排水通道、占用了河道行洪斷面，導(dǎo)致河道行洪斷面狹窄，近幾年來在深惠交界附近、西湖苑等地相繼多次發(fā)生了不同程度的洪澇災(zāi)害。

此外，高速的城市建設(shè)和土地的無序開發(fā)加劇了兩岸河道水土的流失，大量流失的水土直接地進入河道造成淤積，進一步降低了河道的行洪能力。

3.3 河道水質(zhì)較差

根據(jù)2015年上半年深圳市人居環(huán)境委員會所監(jiān)測的丁山河流域水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在深惠交界處水質(zhì)已達劣V類，且平均綜合污染指數(shù)有上升的趨勢。由于在高程不能和現(xiàn)狀市政污水管銜接、上游市政截污管道過小無法接駁大排污口、要接駁漏排污水口其拆遷量大等因素，深圳境內(nèi)河段沿線有18個排放口未完成接駁，造成雨污混流水入河。

丁山河上游段，河道基本沒進行過正規(guī)整治，沿岸尚未有污水收集系統(tǒng)，采石場、養(yǎng)豬場及印染廠較多，且集中在河道兩側(cè)，所有工業(yè)、生活污水都直排入河道。

由于目前城市水體管理設(shè)施的建設(shè)相對滯后，城區(qū)內(nèi)初(小)雨水、農(nóng)田退水等面源污染也一直是造成丁山河水體污染的一個重要方面。

3.4 河道生態(tài)基流沒有保障，上游傳統(tǒng)補充水源不足

利用TENNANT法計算水平平衡計算以保證最小生態(tài)需水量，丁山河河口處生態(tài)需水量在6.4～4.2萬 m3/d，橫坪路處生態(tài)需水量5.2～3.5萬 m3/d。現(xiàn)有丁山河處理站有2.5萬 m3/d尾水為丁山河補水，不能滿足最小生態(tài)需水量的要求，更不能滿足景觀用水要求，需考慮額外補水。

3.5 生態(tài)環(huán)境問題

由于丁山河城區(qū)段的許多地段都尚未進行系統(tǒng)綠化，河岸植被被建筑、道路等所阻隔，缺乏生態(tài)連續(xù)性，導(dǎo)致丁山河河道兩岸生態(tài)系統(tǒng)被孤立，對整個生態(tài)系統(tǒng)中的物種和整個生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重的影響和威脅。兩岸的建筑高樓林立，缺乏了連通性，濱水空間的利用率低，阻礙了居民與兩岸河道之間的相互聯(lián)系，居民在生活上無法真正享受到自然親水的環(huán)境。

由于城區(qū)河道的兩岸占地空間小，河道的兩岸綠化量少，雖然穿行于郊野區(qū)且未被棄土覆蓋的河段，自然生態(tài)環(huán)境略好，但植物的類群種類單一，少有小型水生動物和其他大型陸生動物的種群出現(xiàn)。

4 河道整治措施分析

丁山河綜合整治工程是一項以建設(shè)生態(tài)型城市河流、人水和諧為目的的系統(tǒng)性工程，整治內(nèi)容主要包括：(1)水文過程修復(fù)；(2)河道岸坡防護；(3)控源治污；(4)水源補水；(5)河道生態(tài)廊道及城市空間營建。

4.1 水文過程修復(fù)

依據(jù)丁山河自然地理條件、水文地質(zhì)條件特點、降雨變化規(guī)律，為了消減丁山河因暴雨引發(fā)洪峰，修復(fù)丁山河道匯水區(qū)水文過程，將海綿城市低影響開發(fā)利用的雨水系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于本工程項目中。

在丁山河項目區(qū)內(nèi)的分散場地建設(shè)用以削減徑流總量、峰值徑流量及降低丁山河徑流區(qū)徑流強度，主要由植草溝、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施等分散的低影響開發(fā)設(shè)施組成。通過修復(fù)維持場地建設(shè)開發(fā)前后水文循環(huán)狀態(tài)、控制徑流強度、促進雨水資源化利用、減輕內(nèi)澇風(fēng)險等，優(yōu)化丁山河藍線內(nèi)水域、岸線、濱水區(qū)及周邊綠地系統(tǒng)的布局空間規(guī)模。本項目中具體采取的措施如下：

4.1.1 岸上景觀單元的雨水滯留措施

建設(shè)在河面較寬，水流較緩的區(qū)域，因地制宜的通過組合下沉式綠地、反坡式截留滲透溝、雨水調(diào)蓄滯留池等工藝，將雨水收集調(diào)蓄設(shè)施與丁山河景觀設(shè)計理念緊密結(jié)合，將丁山河周邊收集的雨水進行了濕地的凈化處理，凈化后的雨水補入丁山河，從而基本完成了雨水的收集蓄水、滲透、凈化的全過程。

4.1.2 濱水棧道、堤頂巡堤路雨水滲透措施

以濱水棧道、堤頂巡堤路為其應(yīng)用的核心，通過將透水鋪裝材料應(yīng)用到濱水棧道、堤頂巡堤路的工程建設(shè)中，棧道與道路的透水鋪裝材料主要采用多孔瀝青、透水混凝土、陶瓷磚、草地轉(zhuǎn)、硅砂透水磚等多種鋪裝材料，在不影響交通的情況下，是促使雨水進入棧道和路面的結(jié)構(gòu)和土壤，延緩徑流速度，延長徑流時間的較好措施。

4.2 河岸岸坡防護

通過對河道和堤岸整治，完善區(qū)域的防洪排澇系統(tǒng)，使丁山河上游段的行洪能力達到20 a一遇、中下游段行洪能力達50 a一遇；同時對河岸的坡和堤岸進行整治，采用護岸措施與景觀平臺設(shè)計相結(jié)合的技術(shù)措施，在充分滿足河流的防洪功能的同時，恢復(fù)自然河岸的可滲透性，增加河流的水體交換能力。本次河道防洪工程總體布局見圖2。

圖2 防洪工程總體布局示意圖

本次丁山河河道整治主要沿現(xiàn)狀河道軸線走向布置，充分利用河道所處區(qū)域的地形，保留河道自然彎曲的同時，局部河道寬度不足處單側(cè)拓寬，堤岸高度不足的予以加高，對存在安全隱患的邊坡予以加固處理；河道轉(zhuǎn)彎處軸線盡量平緩圓滑，使水流順暢，避免急轉(zhuǎn)造成水流頂沖。在滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)的同時，留給河道一定的侵蝕、搬運、自然作用的空間：

(1)現(xiàn)狀能滿足50 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，保持有現(xiàn)狀斷面及坡比不變，結(jié)合沿河截污管涵的建設(shè)拆除原有漿砌石護坡，改用石籠及草皮護坡，增加二級平臺-濱水棧道或河灘地作為岸墻的護腳。

(3)針對河岸空間比較小的河段，利用河道兩岸有限的空間向河道兩岸進行拓寬，采用排樁支護兼做擋土墻矩形斷面，現(xiàn)狀道路被拓寬后的河道占用，上部采用懸挑式結(jié)構(gòu)恢復(fù)兩岸的現(xiàn)狀道路(按公路-II級道路荷載保護標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計)，同時結(jié)合下部結(jié)合截流管及生態(tài)修復(fù)的建設(shè)，在河道兩岸增加二級平臺-濱水棧道作為岸墻的護腳。

(4)左、右岸分別由于受基本農(nóng)田、吉橋路建設(shè)用地的限制，采用復(fù)式梯形斷面，底部設(shè)高石籠作為擋墻，上部為石籠及草皮護坡。

4.3 控源治污

本項目污染控制從源頭污染治理為主，主要包括了灰綠措施相結(jié)合的方式，從源頭有效地減少入河污染源。

4.3.1 灰色措施

灰色措施采取傳統(tǒng)的污水管網(wǎng)箱涵。由于現(xiàn)狀污水管網(wǎng)不完善，深圳境外污水近期無法有效收集處理，境內(nèi)雨污分流難以實現(xiàn)，為保證全流域境內(nèi)干流實現(xiàn)100%入河污水截流，新建沿河污水截流管，對可能的入河污水實施末端的攔截，作為近期已有系統(tǒng)的截污補漏措施進行拾遺和完善，解決沿河漏排境內(nèi)污水以及轉(zhuǎn)輸境外入河污水的問題，保證河道的水質(zhì)不黑不臭。

遠期該沿河截污管作為初小雨排水收集管道，惠州境內(nèi)的污水處理站尾水達標(biāo)IV類、丁山河處理站水質(zhì)提升改造達到IV類、境內(nèi)徹底雨污分流及正本清源為根本保障，最終實現(xiàn)河口水質(zhì)指標(biāo)全面達到IV類，河道截污工程布置見圖3。

圖3 河道截污工程總布置圖

4.3.2 綠色措施

綠色措施通過海綿城市低影響開發(fā)措施技術(shù)減少沿河的面源污染。其中包括河道堤岸水質(zhì)凈化措施、雨水口型面源污染物控制設(shè)備、生態(tài)綠槽凈化技術(shù)

1)河道堤岸水質(zhì)凈化措施

以河道堤岸為其應(yīng)用的核心，通過構(gòu)建控污型岸邊帶技術(shù)，對河道堤岸及其沿岸水體區(qū)域的環(huán)境進行生態(tài)恢復(fù)與水質(zhì)凈化?？匚坌桶哆厧Ъ夹g(shù)不但能夠有助于減小河岸徑流的流速，過濾懸浮固體，提高土壤的滲透性，減輕徑流對土壤的侵蝕，同時能夠直接吸收水中的氮、磷等多種營養(yǎng)物質(zhì)，有效地凈化水質(zhì)，是一種行之有效的河道堤岸徑流污染控制方法。

2)雨水口型面源污染物控制設(shè)備

用于社區(qū)道路和廣場、市政道路外側(cè)邊溝、人行道及高架橋下的高架路面初期雨水凈化處理，作用在于：(1)控制面源污染；(2)削減洪峰和雨水調(diào)蓄；(3)初期雨水收集凈化并下滲利用；(4)體現(xiàn)海綿城市技術(shù)。

3)生態(tài)綠槽凈化技術(shù)

該技術(shù)部分以雨污分流區(qū)純雨水排放口為其應(yīng)用的核心，適用于雨污分流區(qū)的排水管徑小于DN600的雨水口。布水、集水區(qū)域和慮槽底部連通孔區(qū)域采用較大粒徑的火山石、碎石進行填充，粒徑20～40 mm，其他區(qū)域5～10 mm小粒徑填料進行填充，并通過種植水生植物對雨水進行凈化。

4.4 水源補水

丁山河上游2.5萬 m3/d來水，水域僅能達到0.1 m水深，不能滿足河道最小生態(tài)需水量的要求，更無法滿足景觀水體要求，為更好地塑造該段河道流動的水面形態(tài)，通過西湖苑人工湖向該河段進行生態(tài)基流補給。

本工程擬通過設(shè)置補水泵房，把橫嶺污水廠的補水管向上游延伸至西湖苑內(nèi)湖，經(jīng)西湖苑內(nèi)的生態(tài)凈化設(shè)施凈化后，作為河道補水水源，后釋放至丁山河干流補水。同時，為獲取更多可用水源補水于丁山河，對西湖苑內(nèi)湖進行清淤增大內(nèi)湖庫容，并且梳理西湖苑片區(qū)雨水管網(wǎng)，收集區(qū)域的雨水排至內(nèi)湖。

西湖苑內(nèi)湖承擔(dān)著西湖苑社區(qū)雨水及橫嶺污水處理廠回調(diào)尾水的調(diào)蓄補水功能，為防止西湖苑內(nèi)湖水質(zhì)惡化污染丁山河，在西湖苑內(nèi)湖的入水端利用高密度鋪設(shè)的BPA生態(tài)懸床進行污水廠尾水的強化處理，在內(nèi)湖構(gòu)建水生植物群落、水生動物群落、浮游動植物群落，通過生態(tài)工程對水質(zhì)進行綜合凈化，實現(xiàn)西湖苑內(nèi)湖入丁山河水質(zhì)穩(wěn)定達到地表V類標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 河道生態(tài)廊道及城市空間營建

本項目通過以丁山河為載體，構(gòu)建“生態(tài)綠水、步行天堂、零碳排放、活力岸線”的濱水廊道，為周邊市民營造人水和諧的城市生態(tài)廊道及城市生活空間。

4.5.1 構(gòu)建生態(tài)廊道

借丁山河水系豐富的生態(tài)水網(wǎng)串聯(lián)周邊綠色系統(tǒng)，構(gòu)筑生態(tài)綠軸，組成一個立體化的丁山河生態(tài)空間和連續(xù)的水體生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。整個生態(tài)網(wǎng)絡(luò)通過連續(xù)的綠化節(jié)點和交通路徑串聯(lián)周邊的建筑和地形編制而成。丁山河作為低碳城的核心綠色廊道，水網(wǎng)與路網(wǎng)串聯(lián)，構(gòu)筑與周邊充分連接而又各成系統(tǒng)的生態(tài)化網(wǎng)絡(luò)，為建設(shè)多維立體的生態(tài)低碳城體系創(chuàng)造條件。

沿河而建的生態(tài)廊道采用多種水生植物與多種種植方式相結(jié)合的綠化方式，在縱向空間自下而上使用地被植物、喬木以及灌木等其他水生植物進行搭配組合，使植物空間層次充實，錯落有致；在橫向空間合理組織不同的落葉與常綠、不同色澤的水生植物樹種，構(gòu)筑出優(yōu)美的樹冠線，呈現(xiàn)出一種四季常綠、四季有色的自然景觀效應(yīng)。

4.5.2 構(gòu)建生活休閑場所場景

充分利用自然、人文資源與區(qū)位優(yōu)勢，秉承低碳環(huán)保的理念，提倡健康的休閑生活理念與方式，為市民的休閑與健身活動提供空間，建設(shè)了包括遠足步行道，自行車道及體育設(shè)施等營造了生活休閑的場所。此外，強調(diào)市民文化，為不同種類的文化活動提供空間，進而提倡一種低碳環(huán)保的市民文化生活方式，實現(xiàn)市民與城市濱水生態(tài)體系和諧相處的城市生態(tài)生活格局。

5 結(jié)語

通過水文過程修復(fù)、河道岸坡防護、控源治污、水源補水、河道生態(tài)廊道及城市空間營建，“五位一體”進行綜合治理，達到安全的河、流動的河、清潔的河、文化的河、生態(tài)的河，為深圳市河道治理及全國多維度考量下實現(xiàn)多目標(biāo)河道綜合治理做出了探索和嘗試。