六塘河水环境治理工程研究

李 卉，赵 燕，雷 宁，王 霄，茆福文

（淮安市水利勘测设计研究院有限公司，江苏 淮安 223001）

0 引言

河水可为城市提供水源，改善城市生态环境。城市长期发展过程中，对河道生态环境产生了严重的影响[1～3]。近年来，国家经济水平的发展，政府逐渐重视河道生态环境恢复工程建设，通过一定的工程措施，改善城市水环境较差的现象。常熟市、深圳市、扬州市、南京市等[4～7]已经采取相关措施对城市污染水体进行治理，促进了当地水生态的恢复。结合江苏省宿豫区六塘河水环境治理工程，对城市水系环境恢复恢复进行研究。

六塘河，源出骆马湖杨河滩，向东流经宿迁市湖滨新区、宿豫区、泗阳县和淮安市淮阴区，注入淮沭河西偏泓，河道全长76 km，六塘河流域总面积710.4 km2，流域范围主要为中运河和总六塘河之间区域，另外也涉及六塘河以南（左岸）少部分区域。

1 水土保持工程

部分支沟岸坡土质为砂性土，遇降雨后冲刷严重，两岸塌滑，水土流失严重。为满足支沟水土保持和水生态需求，本次对12条支沟进行生态护砌。常见的河道生态护岸型式有箱式联锁墙、阶梯式挡墙、石笼挡墙、组合生态桩、木桩护岸、鱼槽式挡墙、三维快速植生垫护坡等。

表1 常见河道护岸比选

根据河道位置、周边建筑物等实际情况，结合不同型式护岸特点，结合表1常见河道护坡护岸的技术经济比较，本次在经一河、八农沟、一支沟、曹高沟、顺堤河、胡冲沟、同意一组排涝沟、二分支排涝沟、三分支排涝沟等8条重要支沟采用土石笼+三维快速植生垫组合式护坡，其余河道采用三维快速植生垫护坡。

2 蓄水工程设计

2.1 新建钢坝

2.1.1 坝址选择

本工程为新建工程，目的是抬高上游城区段河道水位，增加河道蓄水量，保证河道沿线工农业用水及生态用水，同时对上游支流牡丹江河、世纪河、泰山河等城区支流汇入的水进行拦截、净化。根据城区段六塘河沿线的地形、地貌和河道特征，选择在六塘河桩号12+900处新建钢坝工程。该处距上游泰山河汇入口约900 m，运行期间受支河水流影响较小。该处河道上下游顺直、河势稳定，两岸地形开阔，上下游均有跨六塘河桥，便于施工场地布置和对外交通，附近无老百姓房屋，施工、征迁矛盾少。河道断面为梯形断面，河底宽50 m，河底高程为11.40 m，边坡 1∶3。

2.1.2 建筑物选型

目前蓄水工程挡水建筑物常用的结构型式有橡胶坝、钢坝、气盾坝和液压坝等，每种坝型有自己的优点和缺点，由于橡胶坝易破损、使用寿命低，本次在比选方案中不再考虑。根据挡水高度、工程施工、管理运行、工程投资、景观要求等条件进行全方位比选。具体比选结果见表2。

表2 坝型比选

本工程推荐设计方案为钢坝结构，闸门采用卧式钢闸门结构型式，见图1。

图1 钢坝实例

2.2 破损橡胶坝维修

六塘河上建设了4座橡胶坝，从上游至下游依次为周石庄橡胶坝、卢集橡胶坝、逸奇橡胶坝、苗冲橡胶坝。橡胶坝建设时间较长，运行多年，年久失修，目前均不能正常发挥功能。为保证荷塘泵站及来龙灌区内提水泵站的设计水位，本次计划对卢集橡胶坝、逸奇橡胶坝、苗冲橡胶坝等3座橡胶坝进行维修改造，使其能发挥蓄水功能，保证六塘河沿线水位能够满足荷塘泵站及来龙灌区内提水泵站的灌溉水位，提高当地农业用水保证率。

3 点、面源污染防治工程设计

3.1 生态沟建设

本次在八农沟、一支沟、曹高沟、顺堤河、胡冲沟、同意一组排涝沟、二分支排涝沟、三分支排涝沟等8条重要支沟上建设生态拦截沟，在汇入口利用穿堤涵闸控制沟内水位，使其保持一定水深，沟内种植水生植物、湿生植物，既能拦截农田径流污染物，也能吸收径流水、渗漏水中的氮磷养分，达到控制污染物向水体迁移和氮磷养分再利用的目的，见图2。

图2 生态沟实例

3.2 河滨缓冲带工程设计

河滨缓冲带主要布置在六塘河两岸边坡有平台的河段，根据现场勘查在六塘河下游27+700～36+500段有条件建设，总长17.6 km。结合六塘河边坡植物防护设计在边坡平台位置设置下凹式绿地，构件河滨缓冲带。下凹式绿地是指通过人工建造的土壤-植被系统，其原理是在一定长宽比及地面坡度的洼地中，填充一定的填料（如土壤、砾石、碎石、砂等）形成填料床，在填料床表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强的湿生植物，从而构建一个独特的动植物生态系统。河滨缓冲带通过过滤、沉淀、吸收有害物质，能够有效改善六塘河两侧汇入河道雨水的水质。

具体做法：根据现场河道边坡平台宽度，设置3 m宽左右的下凹式绿地，深度0.6 m左右，底部和边坡回填卵石、粗砂、种植土作为填料，在表面种植既耐水湿又耐一定干旱的植物，如,千屈菜、黄菖蒲、蒲苇、芒草等。再结合平台上下边坡无絮杨、狗牙根等植物形成植物防护带，见图3。

图3 河滨缓冲带示意图

3.3 水生植物防护工程

为净化六塘河主河道水质，对六塘河西楚大道至柴塘河口之间河道水面以下实施水生植物防护5.88万m2，根据所处位置和不同水深分别种植挺水、浮叶、沉水植物。

具体做法：

（1）挺水植物布置在常水位线以上0.2 m至常水位线以下0.5 m水深范围内，重点布置在跨河桥梁两侧和建筑物附近300 m范围内，主要采用芦苇、黄菖蒲、香蒲等水生植物单品不规则片植。

（2）浮叶植物布置在水深0.8 m附近，浮叶植物种植主要是为了丰富水生植物层次、提升景观效果，重点点缀种植在跨河桥梁两侧50 m范围内，品种主要有睡莲、芡实。

（3）沉水植物布置在水深1 m～2 m处，平均种植宽度2 m，其对于改善水质效果最为明显，本次工程设计采用全线分段栽植沉水植物，每段长200 m，每两段间隔600 m，品种主要有穗花狐尾藻、黑藻、苦菜、篦齿眼子菜等。

3.4 水景观设计

在马河汇入口处打造1处生态型景观节点，主要分布在现状桥梁两侧各1 km范围，总长度2 km。其做法主要是通过在河道蓝线范围内、主河槽的两侧增加坑塘，并与主河槽相连，扩大水域面积，增加河流与植被的接触面，减缓流速，对汇入六塘河的水进行沉淀、过滤。通过河道生态改造可将水系构建为具有一定丰度的生态多样性和完善食物链（网）的水下森林系统，创建水系自净能力，后期主要通过水生态系统自身的水体自净能力维系水质。

具体工程内容：将现状河坡往两侧扩挖3 m左右，扩大滩地面积，扩挖后的滩地设置成相连接的坑塘，与主河槽相连。在坑塘四周点缀种植挺水植物，在主河槽边坡适宜水深处种植沉水植物，并根据水生植物面积在坑塘在放养一定数量的虾、河蚌、螺丝等底栖动物。另外在两侧边坡散置河滩石，河滩石采用3～5块一组，每组10 m～20 m间距布置。

图4 生态景观布置

4 结论

六塘河在城市发展过程中河水生态环境受到扰动，为了恢复河道水环境，采取了水土保持工程、蓄水工程、污染治理工程。通过方案比选采取土石笼、三维快速植生垫两种护坡方案具有施工快捷、投资低、与环境协调性好等优势，选择新建钢坝作为拦蓄水工程，具有投资低、耐久性好、美观等特点。同时结合一些生态、环境改善工程达到全方面、多方位改善城市水环境的目的。