水生态修复技术在清潩河综合治理工程中的应用

张新民 张兴亮 邵松波

1长葛市水利工程技术推广中心 河南 长葛 461500

2中国电建市政建设集团有限公司 天津 300384

党的十八大以来，国家将生态文明建设纳入了重大国家战略[1]。习近平主席指出：“坚持人与自然和谐共生，坚持节约优先、自然恢复为主的方针，像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境，让自然生态美景永驻人间，还自然以宁静、和谐、美丽。”“要牢固树立绿水青山就是金山银山的理念，加强生态保护和修复，扩大城乡绿色空间，为人民群众植树造林，努力打造青山常在、绿水长流、空气常新的美丽中国。”

一、清潩河综合治理工程概况

清潩河是淮河流域沙颍河水系支流 ，发源于河南新郑具茨山，于佛耳湖镇杜庄入长葛市，纵贯长葛市市区，长葛市境内河长20.1km，流域面积105.6km2。出长葛境后流经建安区、魏都区、临颍县，在鄢陵县汇入颍河。

清潩河是长葛市的母亲河，在防洪排涝、农田灌溉、工业生产用水等方面发挥了巨大作用，为沿岸人民带来了无量的福祉。但随着人口增长和工业发展，因沿岸乱倒垃圾、乱排污水，乱开乱垦现象严重，清潩河城区段一度变成了垃圾河、臭水沟，生态环境极度恶化。自1998年以来，长葛市相继对清潩河进行过4次治理，但治理标准不高，工程措施不系统、生态功能不明显，不能满足广大人民群众的需求。因此对清潩河进行系统的综合治理势在必行，迫在眉睫。

长葛市清潩河综合治理工程是长葛市一项重大生态民生工程，按PPP模式建设。2016年批准立项，2017年完成了勘测设计招投标，2018年完成了社会资本方的招标，项目于2018年7月正式开工，目前项目主体已完工。

长葛市清潩河综合治理工程的治理范围包括：（1）清潩河关庄闸—菜姚公路清潩河桥段长15km；（2）西小洪河新岗路桥—入清潩河口段，长1.7km。治理标准：清潩河、小洪河设计防洪标准均为50年一遇。概算总投资12.5亿元。主要建设内容：1、对两条河道进行清淤疏浚及断面开挖长16.7km；2、对清潩河K0+000～K10+300段河底污泥进行开挖换填；3、对河道边坡采用格宾网笼及雷诺护垫进行护砌，总长10.5km；4、修筑滨河道路33.4km；5、新建桥梁7座，新建液压闸4座；6、对原有跨河的15座桥梁进行了景观提升改造及亮化；7、新建4个主体公园，8处滨河游园，20余处景观节点；8、新建沿河截污管道13.4km，封堵54处排污口；9、种植各类乔冠木6万余株，植被310公顷。10、建设生态滤坝6座，生态浮岛3处，生物膜强化技术应用段2.65km，仿生水草段应用2.8km，生物飘带设置3.15km。经过初步运行，项目社会效益、生态效益、经济效益显著，深受广大人民群众好评。

二、水生态修复技术应用

1、清淤疏浚及底泥换填

由于清潩河区域（0+000～10+300）长期蓄水淤积，加之雨污混流排放，导致河底淤积严重，淤泥深度在0.5～1.5m之间，淤泥物含有大量有机物及其他污物，是造成河水长期污染的主要原因，为了消除内源污染，对河道进行全面清淤的基础上对城区段10.3㎞河底进行了开挖换填，平均换填厚度1m。从而根除了内源污染。

2、实施雨污分流，封堵沿河排污口

在清潩河综合治理工程中，推行雨污分流体系，将雨水系统与污水系统彻底分离，污水收集后统一排入污水干管，输送至污水处理厂；雨水系统收集后经过入河前沉淀后排入河道。此外还在老城区封堵了54处排污口，为防止水质恶化提供了工程保障。

3、河道边坡采用生态护砌技术措施

在主河槽的梯形断面采用雷诺护垫衬砌护坡，厚度23㎝，基础采用100×150㎝格宾石笼；浅水区的垂直护岸采用自嵌式挡墙和框格式生态挡墙。该工艺有四特点：一是不隔断地表水与地下水的水力联系；二是不隔段能量的传递和转换；三是不影响生物的生长繁衍；四是降低工程造价，实现了生态低碳工程。本工程共修建雷诺护垫21km，生态效果十分显著。

4、生态滤坝技术应用

共在治理河道内修建了6处生态滤坝。坝体垂直水流方向。生态滤坝从迎水面至背水面分为3部分：迎水区、反应区、背水区，迎水区和背水区由大粒径卵石或块石组成，反应区由卵石、绿沸石、铁渣、活性炭均匀混合组成。坝体外层铺设0.23m厚雷诺护垫。坝体内布置一排DN25反冲洗管，连接气泵，可实现滤坝堵塞后的反冲洗。

5、生物飘带技术应用

在清潩河治理段共铺设5、生物飘带3.10km。生物飘带长2m，宽1m[2]。布置方式：沿河道水流方向每米一段，间隔5m布置，沿河宽方向布置4列，其中2列位于左右岸雷诺护垫护脚。固定方式：位于河底的2列生物飘带固定于雷诺护垫护脚；位于雷诺护垫上的2列生物飘带以镀锌管贯穿后，两端焊接钢筋插入斜面护垫层，镀锌管以扎带固定在石笼上。

6、生态浮岛技术应用

生态浮岛水面以上部分为岛体框架和耐污且景观效果好的植物；水面以下部分生物膜填料。生态浮岛共3处，分别设置于清潩河建设路下游、人民路下游、钟繇大道桥上游。浮岛体由由0.33km2的单元拼接组合成不同的造型。浮岛面积分别为：79.6km2、79.8km2和81.68km2。生态浮岛采用钢管固定于河床，钢管外涂防腐漆，内部灌封水泥，顶端焊接圆盘，防止因水位过高生态浮岛脱落。浮岛框架材料为PVC，分别种植美人蕉、千屈菜、菖蒲、再力花、西伯利亚鸾尾，种植孔中用沸石+净水基质固定植物，生态浮岛下加挂生物膜填料以增强净化效果。

7、生物膜强化净化技术应用

生物膜强化净化载体装于边坡工程中的雷诺护垫体内，位置在水面以下1.5m处，尺寸为1.0m×0.23m×2m。生物膜强化净化技术措施布置在杜村寺人工湿地排水口上下游，每隔100m布置100m。生物膜载体材料由块石、绿沸石（粒径2～5cm）、铁渣（粒径1～5cm）和净水基质颗粒（2～6cm）组成，生物膜载体材料承装在雷诺护垫的镀锌网箱内，网箱上部安装仿生滤草[3]，仿生滤草每隔2m设置一段总长1.0m的仿生滤草（长1.2m），每排6株，株距0.2m。

三、生态修复效益

清潩河综合治理工程完成后，经过初步运行，防洪效益、社会效益、生态效益、经济效益均十分显著，实现了河畅，水清、湖净、岸绿、路通、景美的目标，深受广大市民的赞扬。

1、河道防洪抗灾能力提升

治理后清潩河、小洪河的防洪标准由20年一遇提高到50年一遇，河道行洪能力和调蓄能力增强，有效保障沿岸城镇居民的防洪安全，防洪减灾效益显著。

2、河道水质大幅度提升

治理后的清潩河水面面积达到1500余亩，新增调蓄水量300万m3，同时水质得到了较大提升，漫步清潩河边，河水清澈，碧波荡漾，沁人心脾，十分宜人。据检测，河水COD浓度降低达6.48%，氨氮浓度降低达16.75%。总体水质由治理前的V类～劣V类提升到Ⅱ类～Ⅲ类，环境效益十分可观。

3、沿河景观带生态环境优良

随着河道水质的改善，滨河道路的开通，沿岸游园建设，大量植树种草，有效改善了两岸的生态环境，形成了清水绕城，绿树成荫的生态景观带，沿河小气候得到了改善，空气中的负离子浓度升高，环境优美，每天早上及傍晚游人如织，切实提高了人民群众的获得感，幸福感和安全感，有效地改善了人民群众的健康水平，提高了生活质量。

4、社会经济效益巨大

随着清潩河综合治理工程的建成，大幅度提升了城市品位，给城市注入了生机和活力，改善了人居环境，为创建卫生城市、园林城市、森林城市、水生态文明城市打下了坚实的物质基础。同时可有效拉动二河四岸经济带高质量发展，经济效益和社会效益巨大。

四、结论

清潩河综合治理工程是一项综合性系统工程，工程设计遵循了“控源截污-内源治理-防洪安全-环境治理-生态修复”的技术路线，应用了水利、环保、生态等各类技术。工程建成后取得了良好的环境效益、社会效益和经济效益，为新时期黄淮平原中小河流的治理提供了可借鉴的案例。

“生态文明建设是关系中华民族永续发展的根本大计。中华民族向来尊重自然、热爱自然，绵延5000多年的中华文明孕育着丰富的生态文化。生态兴则文明兴，生态衰则文明衰。”这些关于生态文明建设的经典金句为广大水利工作者、环境保护科技工作者指明了工作方向和明确要求。