汾河太原城区湿地水环境治理探讨

李建波

(山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024)

1 引言

《太原市国民经济和社会发展规划纲要》提出:“精心打造城市水系，逐步实现清水复流，合理利用和协调已有的河、渠、水库等，将水系贯通连接，实现晋阳古城水系环线连通的要求”。水是城市之魂，水若不活，城市就没有生气。“汾河太原城区段治理美化工程”是贯穿城区南北的水系连通的骨干工程，目前已建成两期工程，总长12km;三期工程沿汾河向上、下游发展，扩伸至全市区。汾河太原城区湿地公园是二期工程的湿地部分，项目区位于太原市北部城区，森林公园至胜利桥之间的汾河主河道，长2.4km，宽为500m，治理面积为120×104m2，其中，水域面积58.2×104m2，景观绿地面积61.8×104m2。

2 原河道概况

2.1 河道内无天然基流，水生态环境恶劣，水土流失严重

该段河道为河水补给地下水，由于区内降水量小，加之上游汾河水库、汾河二库的拦蓄，河道内常年无基流。另外地下水超采导致地下水位下降严重，致使上游的兰村泉域和下游的晋祠泉均已断流多年。多年来河道内无序挖砂，砂坑密布，弃料成堆，使河道内植被退化、生态系统遭受破坏，水土流失严重。

2.2 沙坑靠岸，堤防存在安全隐患

治理段河道内的私挖乱采，造成河床坑坑洼洼，河势不稳，主槽摆动频繁;部分河段砂坑靠岸，且深达十多米，危及堤防安全。

2.3 水质污染，对下游河道生态不利

治理段范围内有北排洪渠(右岸)、北涧河(左岸)两条支流汇入，均为季节性河流，北排洪渠平时无流水，北涧河来水主要由部分生活污水和太钢集团的中水组成，水质不稳定。治理段上游有北郊污水处理厂中水排放。以上来水都不能满足景观水质要求。

3 项目设计理念

本项目设计采用了“生态、自然和野趣”的设计理念，体现“人水和谐”总要求。设计中摒弃了单纯满足功能需要的硬质死堤，改为兼顾生态系统健康发展的柔性护岸;摒弃传统水利的河道渠化，保持了天然河道的蜿蜒性;摒弃单纯重视人类活动空间的理念，保留了动物的生存环境，兼顾人与自然的和谐共存。营造生物多样性的空间，达到城市生河流态系统的良性发展。

4 总体布局及措施

4.1 设计标准

治理段河道位于太原市区，设计防洪标准为100年一遇，设计洪峰流量3450m3/s。

4.2 总体布局

河道治理段长度为2.4km，河道宽度为500m。结合景观布置，工程区由四部分组成:自然湿地区、人工湿地展示区、绿化景观休闲区、生物栖息地。

汾河太原城区段治理美化二期工程湿地古园总体布置见图1。

图1 汾河太原城区段治理美化二期工程湿地公园总体布置图

4.2.1 自然湿地区

梳理河道内现有砂坑，利用砂坑出露地下水及汾河治理一期工程堵头坝的壅水，形成自然湿地区，蓄水面积为50.4×104m2。

自然湿地区布置在河道的中间部位，其走势基本维持河道现状行洪主槽走向，宽度80～300m，形成治理后河道的行洪主槽和排砂通道。

4.2.2 人工湿地区

人工湿地布置在左岸的一、二级台地上是由砂坑梳理而成的5座人工湖组成，总面积7.8×104m2。

4.2.3 绿化景观休闲区

绿化景观休闲区位于河道两岸的一、二级台地上，面积61.8×104m2。通过景观绿化，设置小品，供市民休闲。该区是游人主要的活动区域，也是欣赏湿地景观的驻足点。

4.2.4 多样生物栖息地

在自然湿地区的北涧河河口，设置游人不能靠近的湖心岛，给动物留下相对独立的栖息空间，维持生物的多样性。

4.3 措施体系

4.3.1 河道疏浚，堤防加固

为保证河道的行洪安全，对河道内的挖砂废弃物、垃圾等进行疏浚清理。对堤岸采用柔性生态材料防护，对规模较大、影响堤防安全的砂坑进行回填，以保证河道的防洪安全。

4.3.2 弃土回用，种植绿化，防止水土流失

结合两岸台地的景观设置，通过堆砌微地形，设置湖中岛，以减少弃土带来的新的水土流失;充分利用河床内土质肥沃的的表土作为种植土，通过植被覆盖，固土保水，减少水土流失，遏制扬沙对空气的污染，保护居民身心健康。

4.3.3 保持河道天然特性，营造生物多样性的生态环境

利用梳理现状河道地形，河道在平面布置上宜弯则弯，宜宽则宽，维持岸线自然蜿蜒的形态，形成急流和缓流，为水生动物提供避难场所，营造生物多样性的生态环境。

4.3.4 提高河道自净能力，营造宜居水环境

对现有浆砌石硬质堤岸，改用柔性生态材料进行置换;浅滩的设置，多孔柔性护岸材料的应用，利于水生动植物和微生物种群的繁殖、生长。通过修复水生态系统，增强水体的自净能力，营造宜居水环境。

5 本工程的创新点

5.1 分别确定防洪标准，兼顾生态、景观、休闲多功能需求

为减少土方外运，在满足防洪安全的前提下，通过对两岸台地的梳理，采用多层次的防洪标准，增强了景观的立体感和层次感，保持了不同水位时的亲水性、生态性和景观效果的完整性。北涧河河口一级台地上的人工湿地区，防洪标准为半年一遇;两岸二级台地上的人工湿地及景观休闲区，防洪标准为5～20年一遇;生态岛的防洪标准为5年一遇。真正实现“洪水控制”向“洪水管理”理念的转变。洪水功能分区见图2。

图2 洪水功能分区图

5.2 营造健康生态系统

(1)保持河道蜿蜒曲折的天然河流的形状，能弯则弯，能宽则宽，营造生物多样性的生境。

(2)多孔柔性材料的应用，有利于植物的生长，微生物群种的繁殖，给水生动物提供了避难、产卵的场所。

(3)生态湖心岛的设置，给动物提供了游人不能靠近的独立空间，构建了动物生存、繁衍的乐园。(4)生物通道的设置有利于两栖动物的迁徙。给两栖动物提供了健康的生存环境，丰富了生物生态系统的多样性。生物通道设计见图3。

图3 生物通道设计

5.3 多水源利用，改善项目区水环境

灌溉期下泄汾河二期过境水的水位消长，完善丰富了消长带的生态系统;贮存、涵养雨水水源，改善生态环境，节约水资源;净化中水水质，补充地下水，为下游河道生态系统提供水源;为项目区健康生态系统的正常运行提供水源保障。

在北方缺水的天然河道上兴建如此大规模的湿地景观，是城市河道治理的新思路，具有示范作用。

6 结语

本项目的实施对净化城区空气、消除水体污染、调节局部小气候产生了重要作用。使城市旧貌变新颜，引来了更多五洲游客，使太原成为一个高标准的历史文化名城，“水”起到了命脉作用。具体表现在以下几个方面:

(1)项目区位于太原市的上风口，治理前的河道生态破坏严重，表土裸露，是太原市扬沙天气的主要风沙源。湿地公园的建成对净化水质、改善环境和局部小气候起到了积极作用。工程运行五年多来的资料显示:在夏天，汾河湿地公园的最高气温比其它区域低3℃，湿度提高10～30%，太原市空气质量二级的天数由2007年的267天到2012年的324天，首次达到国家二级标准优良天数。

(2)湿地公园五年多的运行实践表明，湿地公园对净化水质的效果明显，水质由达标排放提到地表Ⅴ类水质，为项目区下游河道提供水源，有效利用水资源。

(3)湿地公园运行后，对补充工程区及周边地区地下水的效果明显，为2005年以来项目区地下水回升约5m起到积极作用。