基于河道治理的城市河流生态修复

赵 鸿,刘 媛,李 婧

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065)

文章编号：1006—2610(2015)01—0012—04

基于河道治理的城市河流生态修复

赵 鸿,刘 媛,李 婧

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065)

城市化是城市河流生态系统退化的重要驱动力，也是城市河流生态修复的限制性因素。在分析总结城市河流治理中存在的问题的基础上，阐述了河流生态修复的科学内涵、原则和目标，从岸线形态修复、河床断面恢复、水质改善与净化、生物栖息地重建、河道景观构造等方面提出修复城市河流受损生态系统的方法和改进措施，以期为今后城市河道治理提供技术支持。

城市河流；治理误区；河流生态系统；生态修复

0 前 言

城市河流是指发源于城区或流经城市区域的河流或河流段，也包括历史上虽属人工开挖、但经多年演化已具有自然河流特点的运河、渠系[1]。自古以来，人们逐水而居、聚而为市、筑而为城，河流与城市文明、城市经济、城市布局、城市景观和城市生活息息相关，成为影响城市风格和美化城市的重要因素。然而，伴随着社会经济及城市建设的迅速发展，以及人们治理和利用河流力度的加大，河流生态系统出现了不同程度的衰弱和退化，河道出现了渠化、硬化、水质恶化、水陆过渡带消失、生物多样性锐减、栖息地萎缩等问题。如何修复河流受损的生态功能，恢复河流生态系统的健康状态并满足人们日益增长的滨水景观需求已成为工程建设者和科技工作者不断探索的新课题。

文章从河流岸线形态恢复、河床断面修复、水质改善与净化、生物栖息地重建、河道景观构造等方面提出了修复城市受损河流生态系统的方法和改进措施，以期为今后城市河道整治提供技术支持。

1 从生态学角度看城市河道治理中存在的问题

1.1 河道水文、水势失衡

受资金、认识水平等因素的影响，城市河道治理中最常见的是河流被规整化或渠化、硬化，这在某种程度上满足了城市河道防洪排涝、引水、灌溉等需求，但使得河流的水文连接度下降，水流连通性减弱，河床特征严重改变，河床纵坡降大大增加，河流的调蓄能力和河势稳定性减弱；与此同时，硬化面积的增加致使地表径流模式发生改变，水陆连通通道和地下水的调运补给通道被阻断。

1.2 削弱河流自净能力、加剧水体污染

河道作为河流的主体，是汇集和接纳地表和地下径流的场所及连通陆域和水域的通道，是河流生态系统横向结构的重要组成部分。随着河道渠化、硬化及岸边带土地利用方式的改变，地表不透水下垫面增加，导致地表径流系数变大，汇流时间变短，使得大气干湿沉降、初期雨水径流等污染源及未达标排放的污染物进入城市河道后，河道生态系统能量流动能力降低、水体自净能力下降，河道水体污染加剧、水质进一步恶化。

1.3 破坏生态系统平衡和生物多样性

河道的硬化断面阻断了河道和生态系统其他成员之间的沟通和交流，河流以物理、化学、生物等方式参与生态系统运动的功能丧失，河道局部单纯过水，导致河流所在区域的局部生态系统平衡破坏[2]；不合自然规律的河道渠化、硬化治理，不可避免的引起了河流水文形态、水势和水质以及生物栖息环境的变化，降低了河道生境的异质性、导致河流生物多样性与复杂性降低，一些对河流生态环境依赖和质量要求很高的生物面临迁徙、死亡，甚至是灭亡的危险。

1.4 文化旅游、经济发展受阻

河道治理过程中，随着沿岸土地利用方式的转变，岸边带可能消失，沿岸丰富多样的植被会被破坏，沿岸的文化饰物、滨水景观可能暂时或长久的消失[3]。以人文风景为旅游经济的城市将受到直接影响，城市人民的亲水需求、居住满意度降低，城市经济的脚步也因此而缓慢。如果处理不当，极有可能造成恶性循环。

2 河流生态修复内涵、原则和目标

2.1 河道生态系统

城市河道水生态系统由生物群落和与之相适应的环境条件组成，生境因子包括河道形态、结构、水质、水量和水流态、气象条件等，其中水环境是河道生态系统中最重要的生境因子。生物群落包括生产者(植物)、消费者(动物)和分解者(微生物)，城市河道水生态系统是一个以太阳能为驱动，生产者、消费者、分解者和各种生境因子相互作用的物质循环和能量流动体系，通过生态系统食物链、食物网，维持水生生物群落的生存、繁衍生态平衡，使河道具有自我净化能力。

2.2 河流生态修复的科学内涵

蜿蜒曲折的河道形态、深潭和浅滩相间的河床断面以及岸边带丰富多样的植被类型构成城市河道流动、连续而丰富的立体空间，因此，从河道治理角度对城市河流进行的生态修复应从生态系统整体考虑，在充分发挥生态系统自修复功能的基础上，在安全经济的前提下，通过一系列完整的工程、管理和生物措施，重建受损河道生态系统的结构和功能，以及其有关的物理、化学和生物特征，恢复一个适合于各类生物生存、各种生物群落配比合理，符合自然演替规律的生境改善、结构优化、功能强大、系统稳定的城市河道良性水生态系统[4]。

2.3 城市河流生态修复原则

(1) 与社会经济发展相协调原则。要在社会-经济-自然复合生态系统中处理城市河流生态健康与社会经济发展之间的复杂关系。城市的社会经济发展有赖于河流生态系统的支持，而河流生态修复规范的实施也有赖于社会经济发展提供的投入保障。这就要求城市社会经济发展与河流生态系统承载能力相协调，河流生态系统修复项目的目标和规模也要与城市经济发展水平相适应[5]。

(2) 社会经济效益与生态效益相统一原则。城市河流属于非常复杂的开放性系统，对其进行生态修复既具有社会经济效益，又具有生态、景观效益。因此，在生态修复的过程中，应从经济、人文、河流生态系统、河道景观等多维度统筹，进行多层次的立体修复，统筹考虑沿岸土地利用、水土保持、水资源利用、城市文化和提高空间异质性的景观格局等多方面要求，达到社会经济效益与生态、景观效益相统一。

(3) 城市水系尺度和整体性原则。要从整体改善和恢复城市河流生态系统的结构及功能角度出发，以城市水系为空间单位，从纵向、横向、竖向3个空间维度，统筹进行上下游、左右岸、由河底至河岸的多层次立体修复，使社会经济发展模式优化和河流各要素的恢复措施相结合，点(点源)、线(河流廊道)、面(面源)修复相结合，最终在景观与生态系统尺度上恢复其价值。

(4) 自然自我修复为主，人工干预为辅。城市河流生态修复的重点应放在减轻人为对河流生态系统的胁迫，辅助以人工措施创造生境条件，充分利用河流生态系统的自设计、自组织的功能，实现生态系统的自我修复。

2.4 城市河流生态修复目标

在遵循自然规律的前提下，采用一切现有的工程和非工程措施，尽可能地消除河流治理项目对水环境、水生态带来的不利影响，重建受损或退化的城市河流生态系统，在恢复河流泄洪排沙等重要自然功能的同时，维持河流资源的可再生循环能力，促进城市河流生态系统地稳定和良性循环，以期构建人水和谐的滨水生态城市。

3 城市河流生态修复方法与技术

基于河道治理的城市河流生态修复方法与技术应具有相对完整性和系统性，需从河流形态修复、河床断面修复、水质综合修复与净化、生物群落恢复及栖息地修复、河道景观构造等角度修复河流结构、功能及河流动态过程等各个方面。

3.1 岸线形态修复

河流岸线形态多样性是维持河流生物群落多样性的基础，而生物群落多样性是河流生态系统健康的保障[6]。对城市河道现有天然段除了尽可能保持其原有的宽度和自然状态外，对城市人工河道形态的修复方法主要有：① 尽可能恢复河流的纵向连续性和横向连通性。拆除废旧拦河坝、堰，将直立的跌水(用于控制河床降低)改为缓坡，设置辅助水道，并在落差大的断面(如水坝)设置专门的各种类型鱼道。② 尽可能保持河流纵向和横向流态的多样性。修复河流蜿蜒性，在河床上创建深潭-浅滩序列，重现水流的多样性。③ 构建包括主河槽和洪泛区在内的多样性断面形态，以扩大河道的泄洪和调蓄能力。通过降低滩地的高程，修改堤线，撤去河岸护坡，给河流更多的空间[7]。④ 选择适宜的河道治理方案。在河道治导线的选择上，应考虑重要栖息地、有大型深潭的弯道、河畔林的保护及濒临灭绝物种的移植等；滩地高程的确定，应考虑其灌水频率及水深；河床坡降的选择，要考虑其对河流冲淤的影响；河道渠化治理应根据河势，因势利导规划治导线，尽可能保留天然河道自然弯曲的轮廓，不宜盲目裁弯取直[8]。

3.2 河床断面修复

城市河流中局部河段河床的硬化覆盖可如下处理：① 拆除以前在河床上铺设的硬质材料，恢复河床自然泥沙状态，并根据情况用植石法设置鱼巢。② 部分河段采用复式断面，将不同保证率的河道径流分成数个等级，分级逐步扩宽河道开度。河道的上部平台和上部护坡过流频率较低，裸露时间长，可以种草或栽植低矮乔木，平时可作为河道立体绿化的一部分，开辟为人们休闲娱乐的河边绿地，洪水时期作为临时洪水通道；根据河岸稳定和过流能力要求，改造原有河道护坡和护岸结构，在适宜河段，修建生态护岸(依据其使用的材料分为植被护岸、木材护岸和石材护岸)以治理水土污染、控制水土流失、加固堤岸、增加动植物种类、调节微气候和美化环境。③ 慎重考虑河道覆盖与侵占河道。覆盖后的河道作为建筑用地确有较高的经济价值，但缺乏科学论证的覆盖往往导致过洪断面的立体侵占问题。

3.3 水质综合修复与净化技术

城市河道污染物种类繁多，来源复杂，水质修复与净化应分类区别，方法有：① 做好污染源控制。通过强化污水收集管网建设，截流污染源，加强污水处理能力，确保排放到河道的水满足相关的质量标准。② 做好水污染源治理。对于由内源污染引起的水质问题，通过截污清淤措施可基本解决；对于由外源污染(包括点源污染、面源污染以及大气降尘污染)引起的水质问题，其可采取物理方法、化学方法、生物修复技术处理，如土壤渗滤技术、人工湿地技术、稳定塘技术、人工浮岛技术等。③ 保障水量和流态调节。主要通过全面开源补流、综合调水、管控调节等保证河道所需的基本生态，使水体有序流动和适当置换，机械推流促进水体流动，调节水动力以提高河道纳污能力和自净能力，促进水质的活性发展。④ 加强绿化，通过河岸带生物恢复与重建技术(包括物种选育和培育技术、物种引入、保护技术、种群动态调控技术、种群行为控制技术、群落结构优化配置与组建技术、群落演替控制与重建技术等)及河岸生态缓冲带[9]技术(包括河岸带坡面工程技术、土壤恢复技术、河岸水土流失控制技术等)，在河岸带生物恢复与重建的基础上建立起两岸一定宽度的植被，构建绿色生物长廊不仅可以调节气候、涵养水源，还可以降解污染物，防止土壤侵蚀，促进生态平衡。

3.4 生物群落恢复及栖息地修复

河流的水文条件及水体水质得到改善后，通过自然恢复或适度的人工干预和保护措施，如营造多样化的流速、弯曲且深浅不一的河道[10]、合适的水深、温度和生态状况等，恢复和改善生物栖息地；通过引入本土生物，优化河道生物群落结构，构建生物多样性，恢复河道自然良性生态系统的结构和功能。

3.5 河道景观构造

河道景观由于其自身的特点，不同于一般意义上的园林景观和地理景观。城市河道景观侧重水景观，以“水”和“绿”为基础，由水位中心轴线向两岸扩展，包括水域景观、过渡景观及岸上景观等。在城市河道景观设计时，要根据河流所在的位置，结合城市规划，分析河流修复前后在城市发展中所扮演的角色，准确的定位城市河流功能；在满足城市未来发展需求的基础上，确定景观设计的主题和亮点；设计过程中，综合考虑河流的功能多样性要求，对河流进行合理的形态规划，确定合理的景观布局；完善运行管理措施，以保证景观的可持续性[11]。

4 结 语

通过分析总结城市河流治理过程中存在的问题，阐述了河流生态修复的科学内涵、原则、目标，以及修复城市河流受损生态系统的方法和改进措施，可以发现，城市河流生态修复是大势所趋，在国内乃至全世界范围内都有广阔的研究与应用前景。

今后，对城市河道的治理或开发，应在不破坏河流生态环境的前提下进行，坚决避免先破坏后修复的整治模式；鉴于不同地区的河道具有不同的水文特性、生物特性、地理特性、景观特性等，因此，在从事具体的城市河流生态修复工作时，应结合城市规划和城市河流功能的实际需要出发，融合水利工程学、生态学、景观学、经济学、社会学等多学科知识，利用先进的技术方法和手段，实现当前经济社会条件下的城市河流生态系统的恢复和改善；通过多种形式和途径加强舆论宣传力度，广泛发动群众，增强市民亲水、爱水和护水意识，共同为城市河道整治与生态修复工作创造条件。

[1] 朱国平,王秀茹,王敏,齐实,高甲荣.城市河流的近自然综合治理研究进展[J].中国水土保持科学，2006,4(1)：92-97.

[2] 胡静波.城市河道生态修复方法初探[J].南水北调与水利科技,2009,7(2)：128-133.

[3] 覃瓘淞. 基于河道治理的河流生态修复[J].城市建筑,2014,(2)：325.

[4] 乐茂华,刘军,胡和平.深圳市河道生态修复理念及其治理技术[J].中国农村水利水电,2010,(2)：25-28.

[5] 李慧伶.城市河流生态恢复系统原则和途径研究[J].科技创新导报,2012,(21)：8.

[6] 董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性[J].水利学报,2003,(11)：1-7

[7] 钟春欣,张玮.基于河道治理的河流生态修复[J].水利水电科技进展,2004,24(3)：12-14.

[8] 田硕.城市河道护岸规划设计中生态模式[J].中国水利,2006,(20)：13-16.

[9] 何松云,韦亚芬,杨海军.城市河流生态修复的研究现状与问题[J].东北水利水电,2010,(23)：44-51.

[10] 孙东亚,董哲仁,许明华,等.河流生态修复技术和实践[J].水利水电技术,2006,12(37):4-7.

[11] 白福清,齐立景,高礼洪,陈骏.浅析城市河流生态修复的额研究进展[C].2012年全国河道治理与生态修复技术汇总，江西南昌，中国水利技术信息中心，2012:224-227.

Ecological Recovery of Urban Rivers Based on River Course Treatment

ZHAO Hong, LIU Yuan, LI Jing

(POWERCHINA Xibei Engineering Corporation Limited, Xi'an 710065,China)

Urbanization drives strongly degradation of the ecological system of the urban rivers. It is the restriction for the recovery of the urban river ecology. On the basis of the analysis and summarization of issues in the urban river treatment, the scientific contents, principles and objectives of the urban river ecological recovery are described. In terms of bank outline recovery, riverbed section recovery, water quality improvement and purification, reconstruction of biological habitats and river course landscape structures, etc, methods and improving measures for recovering the damaged ecological system of the urban rivers are provided so as to technically support the future treatment of the urban river courses.

urban rivers; treatment mistake; river ecological system; ecological recovery

2014-05-21

赵鸿(1979- ),女，陕西省澄城县人，工程师，主要从事环境保护与水土保持设计工作.

TV882

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.01.004