城镇河道存在的主要问题与生态修复整治方案研究

杨雨儒

(辽宁省北票市水资源管理办公室，辽宁 朝阳 122100)

1 工程概况

东莞地区某河道整治工程防洪标准为20a一遇，治理长度15.5km，水闸工程承担着排涝、浇灌、防洪等任务，建设等级为4级。调查显示，该河段为运河下游剧烈演变的河段之一，历史上洪涝灾害和崩岸事件频繁出现，对下游国民经济发展和两岸居民的生产生活产生极为不利的影响。

项目区地貌形态复杂，地势起伏大，以冲积平原、丘陵台地为主，总体呈西北低、东南高的结构特征。该区域为亚热带季风气候，季风明显，雨量充沛，温差振幅小，长夏无冬，年均气温23.1℃，年降水量1819.9mm，前汛期4-6月份锋面低槽降水多，后汛期7-9月份台风降水活跃。在特殊的历史条件下形成的河道防洪工程，其堤线较长、情况复杂、全线监测难度大，施工区自然植被少，多为人工植被。为保障两岸与滩区的防洪安全，改善当地水生态环境及各行业用水现状，有必要对该河段实施生态修复整治工程。

2 城镇河道存在的问题分析

1)城镇化建设的加快以及经济社会的迅速发展，使得河堤淤泥增多和河流行洪能力下降等问题日趋突出，河道不断被挤占进一步减少了城市河水空间；另外，人口规模的增大和城乡一体化的快速发展，导致河流入水量和地表径流量明显增多，对提升河道防洪能力和防洪标准产生不利作用[1]。

2)城镇河道的净化能力差、水体污染超标严重，这些河流聚集了大部分的地表径流。生活垃圾伴随着人类生活质量的提升急剧增加，从而导致未经处理的各类垃圾排入河流的现象普遍存在，降低了水体的净化能力和河水的流动性[2]。

3)河道的过度开发和人工渠化治理等工程，阻断了土壤物质与水系统之间的联系及交流，湿地面积减少、水体含氧量下降、水质恶化严重、水底淤泥增多和水生物种下降的问题突出，两栖动物及水生物种的生存空间被压缩，分割、孤立生物栖息地的问题普遍存在，所以亟待修复滨河、湿地等系统的各项功能[3]。

3 河道生态修复方案设计

遵循生态平衡理论实施水利工程建设，依据河道防洪现状设计合理的治理方案，其中恢复河道生态环境为河道治理工作的重点[4]。为改善与修复河流生态环境，建设实施避免河道侵占、减少人工设施及控制污染物排放等一系列控制措施，切实提升水体自净能力和水系统功能。工程治理方案的设计应考虑社会、生态、经济与生态修复之间的作用关系，详见图1。

3.1 河道线形设计

在河道原有走向及自然形态的基础上合理布置与延伸河流，尽可能的保持河道的天然属性，同时考虑市政施工建设和城镇发展规划适当调整河流的线形。若河道经过马路应考虑桥梁及道路建设要求适当调整，将正交叉的形式改变为斜交叉，河流转弯称圆润曲线型且半径不宜过小。根据河道治理规划要求协调河流两岸、上下游防洪堤之间的关系，而固定的土地利用模式为城乡规划的常用方法[5]。所以，不同的用地类型会在一定程度上制约过河形式，应结合河道现状尽可能的选择靠近道路的模式。改善滨河景观和构造道路景观为规划亲水平台空间的主要目的，由此形成道路自然保护区和宜居区，最大限度的降低噪音和灰尘作用。

图1 城镇河道生态修复治理体系

3.2 河道断面与护岸设计

1)河道生态治理断面设计。工程实践中，复式断面和梯形断面为最常见的两种形式，其中复式断面存在生态型强、水岸滩地面积大等特征，可为两栖生物和水生物提供宜居生存环境；梯形断面的实用性好、占地面积少，在城镇河道治理中其生态效益显著，为进一步增加植被覆盖面积和岸坡绿化率应尽量减少两岸坡度。将河道生态环境与滩地治理相结合，为人们提供休闲、娱乐的景观环境。

2)将自然环境与人工生态护岸相结合实现河道生态治理、护岸设计及生态修复功能。为有效控制水土流失和解决河道塌陷问题常采用人工生态护岸措施，而天然护岸改善生态环境、固结土壤和保护河岸的根本途径是充分发挥根系植物作用。河道治理初期，为有效降解和吸纳污染物常采用自然生态护岸的方式，若河流泄洪、排涝量大且水流速度较快，通过对两岸间狭窄区域的及时调整达到河道管理效果；河流整治后期，综合考虑嵌入式生态模块、生态网络和人工生态护岸等方案，全面提升河流的整治效果。

3.3 生态设计

1)空间设计。河流中浮水、挺水和水植物的投放应考虑水面植物生长深度，结合河道泄洪、运输等多方面要求依次递增投放，一般以边坡水域为主。根据水面和坡面具体情况种植芦苇、水烛等植物，由此实现降解污染物、固定堤坝和保存土壤等目标，按照递增的次序从边坡到坡顶放置。为了达到保持水土和防护岸坡的要求，可充分利用根系作用较强的绿色草坪投放至水面山，将花园式、混合型、自然式生物群落与河坡平台布置相结合，铺设成带状或片状形式[6]。

2)物种的选择。河道生态治理过程中植物物种的选择应考虑以下要求：选择的物种应符合因地制宜、便于繁殖和培育的原则；河岸植被的观赏价值良好；河流环境的自净化能力良好；河道承载污染的能力较强。

3.4 景观设计

根据城乡规划景观协调性、河道防洪治理现状，将河流布局与景观设计相结合充分发挥河流的自然环境功能，例如修建亲水平台、河心广场、河中桥和河心亭等，更好的体现河道的休闲、娱乐、亲水、自然的风情与景观特征。另外，将当地历史文化与河道景观设计相结合，修建符合当地文化历史的广场、阁楼、水桥、走廊和雕塑等[7]。

3.5 生态环境修复

一般情况下，采用生物、物理和化学等措施完成河道生态环境的修复治理，全方位的快速恢复水系统的生态功能，比较常用的方法有：引水稀释、梳底挖泥、机械清藻等物理恢复方法；加入石灰去除氮、加入铁盐沉淀磷、投放化学药品灭杀藻类等化学方法；实施种植水草、投放水生物、建设人工湿地和增加人工氧气等生态生物学方式。

而化学方法易造成二次污染且价格较高，所以水生态环境修复中生物生态修复措施逐渐发挥越来越显著的作用。在城镇河道治理中生态修复技术逐渐得到推广，治理措施主要有：

1)增加人工氧气量。水质环境的恶化为减少水体含氧量的根本原因，其中大气复氧和水生植物为水体氧气的主要来源，河水严重污染的情况下所引起的耗氧量也比较多，所以大气复氧往往难以满足生物生长要求，通过实施水轮、喷泉、瀑布等措施可以快速的修复水体环境，切实提升水体的自净能力和水质状况。目前，提升河流物质与流量交换能力的措施有建造河流两岸的提水措施，该方法具有增加水质含氧量和增加河道风景的双重属性。

2)营造人工湿地。沙土、砾石、砂石等为过滤人工湿地水体的主要材料，为有效降解污染物还可利用有机体和微生物的吸附功能，通过修建砂卵石、湿地、滩地等创造良好的水、陆物种栖息环境和人类生活娱乐休闲区。确保城镇河道防洪安全为河道生态治理的基本前提，在此基础上修建人工湿地和过度平台，采取人工推土挖填等措施发挥自然湿地环境的生态功能。为更好的发挥湿地的调蓄洪水能力还可模仿自然系统营造生态湿地，最终实现保护水生态环境和净化水质的目的。

3)创建生态景观浮岛。在恢复河流水质方面生态景观浮岛技术属于一项有效而经济的方法，受水环境变化及城镇水域空间等条件限制，生态景观浮岛因具备创造水生物空间和改善河流景观等多重功能，现已逐渐成为生态环境循环和城镇河流净化的主流。其中，美人蕉、香蒲、凤眼莲等为生态景观浮岛建设的常用植物。

4)水生物调控。河流生态系统的“消费者”以贝、螺、虾、鱼等水生物为主，这些生物对促进水环境良性循环发挥着巨大作用。一些贝类和鱼类可以降解河流中的有机碎屑和浮游生物，能够很好的过滤水体中污染物、微量元素和重金属等，其改善水体环境的功能较为显著[8]。

5)河流水量的补充。为增大河流流速和来水量可以从其它河流补充、调水，增大河流水量有利于稀释河水污染物，提升水体的自净容量及减少水中污染物浓度；增加河水流速，有利于提升水质交换速率和频率，对于增加水体中的含氧量和水质的复氧能力具有明显作用，有利于输送和快速扩散污染物，另外对加快吸收和降解污染物、促进水生植物种类和微生物数量具有明显作用。

3.6 其它工程措施

为了形成更加健康、完善的水生态系统还可加入适量的生物药剂，统计整理了河道生态治理中不同技术措施消减污染物的程度如表1。

河流灌溉、防洪、供水、航运等为河道生态修复工程的基本要求，在此基础上考虑生态系统的健康和可持续发展等内容，为保证整治工程的安全性、耐久性和稳定性，必须以工程力学、水文学作为生态修复整治的基本依据，以经济、可靠、安全为前提条件，通过一系列的整治措施逐步形成自我净化与修复、多样化物种和谐共生、自然水体鲜活流动、陆域草木丰茂、水质改善的河道系统。

表1 河道生态治理技术消减污染物容量表

4 结 论

随着人类生活水平的提升以及经济社会的快速发展，对于城镇河道整治工程人们提出了越来越多的要求，其中以恢复河道防洪功能、疏浚河道为最基本的要求。为更好的满足河道景观、滨河生态和水自然环境修复要求，将河流水环境修复和河道防洪功能相结合的综合治理技术得到越来越多的应用，该技术方案以创建和谐的自然景观区、改善水体环境、修复水生态及增强自然景观效果等功能为总体目标，对于促进水系统良性循环和美化河道自然景观等发挥着显著成效。