欧盟小型水体生态修复技术在生态清洁小流域建设中的应用

段淑怀，叶芝菡

（1.北京市水土保持工作总站，100036,北京；2.北京市水科学技术研究院，100048，北京)

根据财政部与德国复兴银行签署的中德财政合作“京北风沙危害区植被恢复和水源保护林可持续经营（Watershed Managementon Forest Land Beijing）”项目贷款和财政协议要求，2009年北京市水务局与北京市园林绿化局合作开展了中德财政合作“小型水体生态修复示范工程”。

项目采用欧盟水框架指南（EU Water Framework Directive）的标准，在德国专家的具体指导下，在北京开展了6条示范小流域88km小型河（沟）道的生态调查、评价、规划、设计和示范工程建设工作，目的是修复和保持水体的生态功能，增加水体的景观和生态价值。

一、河（沟）道生态修复目标的确定

在河（沟）道生态修复目标上，综合考虑河（沟）道的防洪、水质、生态和休闲娱乐四个方面的分目标。其中生态目标又包括河（沟）道最小生态流量、水文地貌、河流纵横断面的连续性和生境条件等关键指标的要求；在防洪目标上，主要是要有足够的防洪空间，能安全排泄洪水。该项目制定的6条示范小流域河（沟）道生态修复目标包括：径流流水水质不低于地表水Ⅲ类水质标准；塘坝水质不低于地表水Ⅳ类水质标准；治理后的生物多样性、水文地貌等级和防洪空间均比治理前提高；生态景观恢复；防洪能力提高。

二、河（沟）道生态修复技术及做法

1.技术要素及要点

河流生态修复的技术要素分为河流水文地貌、河流纵向连续性和横向连通性、生境和生物多样性等方面，本着环境条件的多样性才能造就生物多样性的原则，河（沟）道生态环境的多样性主要体现在急流、缓流、深潭、浅滩交替出现。

河流生态修复的技术要点为河（沟）道在平面上要宜宽则宽、宜弯则弯，蜿蜒自然，急流缓流交替出现。在纵向上保持连续，没有阻止径流的障碍物，在横断面上，无硬性阻隔，横向连通。河（沟）道生态修复技术主要包括河（沟）道防洪空间拓展技术、河流水文地貌修复技术、河流纵向连续性修复技术、河流横向连通性修复及河堤改移技术和利用生态导向方法修复的技术等。

2.河（沟）道生态修复做法

在生态修复的做法上体现 “顺应自然”的理念，按照复制自然的方法修复生态，这是河流生态修复的根本原则；给河流空间，容许水流对河道的冲淤变化及动植物的自然恢复，利用自然水流对河道地貌进行冲淤塑造，改善河流的水文地貌特征，水流对河道冲淤形成的自然水文地貌特征是可持续的河道自我修复，河流自然恢复的动植物符合自然发展规律，最适应当地的水、土、气条件，且维护成本低；根据河流空间，尽可能恢复河道环境条件的多样性，如急流、缓流、深潭和浅滩等，恢复并改善动植物生存环境，因为每种生物都有特定需要的环境条件，环境多样性为生物多样性创造条件；在植物措施配置上，重点是适宜植被恢复的水土条件修复，少量配置乡土先锋植物种，在时间上，给植物自然恢复留时间；在河道的生态修复中，河堤以内的修复均使用自然的修复材料，如自然石和植被等，避免使用浆砌石、砖等人工材料。

三、在生态清洁小流域建设中的推广应用

项目完成6个示范区河 （沟）道生态修复工作,并研究提出《北京市生态清洁小流域建设可行性研究报告及初步设计编制要求》,明确要求在生态清洁小流域河（沟）道治理中使用生态修复技术的内容、方法及技术，在全市范围进行推广应用。

1.生态清洁小流域河（沟）道生态修复目标

小流域河（沟）道以生态修复为主，生态修复应符合以下多目标要求：在防洪上，应该以防洪空间作为实现该目标的首要条件，应达到防洪标准要求，且规划设计后防洪空间只能扩大，不能减少；在水质上，应达到Ⅲ类或好于Ⅲ类；在生态上，规划设计河（沟）道段的水文形态等级只能提高，不能降低；在休闲娱乐方面，配置步道、订步、停车场等措施，发挥河（沟）道非汛期低水位时的休闲娱乐功能。

2.生态清洁小流域河（沟）道生态修复措施配置

①河（沟）道防洪以保障人的生命安全为首要目的，10年一遇～20年一遇洪水淹没范围设为河（沟）道防洪范围，包括常水位河（沟）床和河滩地等，防洪范围内不应该有人居住的房屋。措施配置主要包括拆除违章建筑物、扩大防洪空间、护坡和防洪坝等，考虑河（沟）道两侧当地雨水排入河（沟）道的问题，防洪坝坝顶和护坡坡顶高程不高于外侧地面高程。采取生态的护岸形式，治理材料应主要考虑自然生态材料。

②提高河（沟）道水质的措施主要为垃圾清理和植物过滤带建设等。

③对水文形态指标达到Ⅱ级及Ⅱ级以上的沟段，以保护为主；对水文形态不好的沟段进行生态修复，改造横向拦水跌水建筑物，提高河道横向、纵向和竖向连续性；在有条件的河（沟）段，采取复式断面的形式；保护原有水生、湿生和旱生植物；提高河（沟）道的生态功能。

④在河（沟）道常流水河床以外范围，配置步道、亲水平台和绿化美化等人水相亲设施，提高河（沟）道的休闲娱乐功能。

3.河（沟）道生态修复完成情况

2012年12月完成示范区6个小流域88km河（沟）道的生态修复工作，并通过德国技术专家的验收；将技术推广到全市山区生态清洁小流域中的河 （沟）道生态修复，2010—2012年在全市82条生态清洁小流域建设中应用推广山区河（沟）道修复技术，治理水土流失面积1 022km2，修复河（沟）道长度634km。

4.示范区河（沟）道生态效益

经评估，示范工程生态效益显著，关键要素包括底栖动物和水文地貌要素都已取得明显改善，底栖动物物种增加（包括清洁物种数量）、生物多样性提高，水文地貌级别提高，河流生境及其生物状况都有了质的变化，取得了预期修复效果。

①植被恢复效果。统计了6条小流域所有监测点（包括主要工程恢复段和下游控制点）工程前后的植被种类和生物多样性，发现各监测点植被物种数量总和明显增加 （工程前共328种，工程后共430种），生物多样性提高。该结果表明河流生态修复工程使得人类干扰程度下降或消除，植被正朝着自然恢复的方向演变，物种数量显著增多，生物多样性逐渐提高。

②底栖动物恢复效果。当水体连通或水质改善后，底栖动物相应产生的变化相对及时且明显。统计了6条小流域所有调查点工程前后底栖动物物种数量和生物多样性等指标，发现各点底栖动物的物种数量总和有了显著增加（工程前共41种，工程后共125种），生物多样性也有大幅度提高。

③河（沟）道水文地貌状况改善效果。河道水文形态特征的修复是本项目的重点，也取得了显著的成效。经调查和统计，6条小流域主沟道工程前后水文地貌特征有了整体改善，Ⅲ级、Ⅳ级沟段长度明显减少，Ⅱ级沟段长度增加。2.53km的Ⅳ级沟段修复为Ⅲ级或Ⅱ级，使得Ⅳ级沟段长度比例由工程前的14.76%降为工程后的10.10%；3.73km的Ⅲ级沟段修复为Ⅱ级或Ⅰ级，使得Ⅲ级长度比例由工程前的31.51%降为24.69%；项目区Ⅱ级沟段长度明显增加，增加总长为6.25km，所占比例由34.35%升至45.84%。同时，6条流域沟道的垃圾全部清理，挖砂采石段全部修复，对沟道生态质量和水质改善发挥了显著作用。

④河流水质（物理化学）改善效果。本项目所涉及的6条小流域均位于山区，在没有采取专门的水质截污、拦污措施的条件下，工程修复了水体的连通性，消除了垃圾等外界胁迫因子，水质也逐渐被改善。6条小流域中3条流域沟道水质常年保持在Ⅲ类以上 （较原状不降低），另外3条水质均在不同程度上得到提升：昌平花果山小流域沟道水质由Ⅳ类提升为Ⅲ类，北宅小流域下游河道水体连通后保证水质达到Ⅱ类，上水沟小流域塘坝水质由Ⅴ类提高至Ⅲ～Ⅲ类。