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苏州乡镇河流的生态修复与改造

2021-11-17李昱春刘国平王海洋

中国水能及电气化 2021年10期
关键词:亲水河段护坡

李昱春 刘国平 王海洋

(1.苏州市吴中区水务局,江苏 苏州 215000;2.昆山市水务局,江苏 昆山 215300;3.江苏海创水保规划设计有限公司,江苏 苏州 215000)

陈塘河位于苏州市常熟境内,主要河段处在尚湖镇境内,作为典型的乡村河流,呈东西走向,长6.3km。功能为排水、引水、航运、景观、工农业用水,河道防护结构以自然护坡为主,该河城镇河段为直立浆砌石护坡。

陈塘河河流岸线缺乏生态景观规划,不能满足防洪要求,且水生态系统不完善,满足不了居民的亲水需求。因此,陈塘河生态景观修复势在必行。

1 景观规划

为营造开放滨水景观,满足居民日常生活亲水需求,滨水绿化遵循生态化、景观化、人文化原则,在满足滨水空间的经济、社会和生态效益的同时,统筹防洪、水环境、亲水性、游憩性等多方面要求。

依据尚湖镇总体规划和该河两岸现状用地情况,将该河分为三段进行景观规划,见图1。河道两侧规划不小于 15m 的生态防护绿带。

图1 陈塘河景观规划

1.1 湿地景观段

依据原有的该河沿岸的农田、鱼塘,塑造湿地景观(见图2),河流沿岸采用自然缓坡型护岸型式。

图2 湿地景观带

河金村西至南须巷段,长约 1000m,适当采用叠石、置石等措施,减少水流对土壤的冲蚀。浅水区种植芦苇、香蒲,营造浓郁的乡土氛围。靠近陆地的区域布置湿生林带,包括垂柳、香樟、水杉等乔灌木并缀以苍兰等缀花草地,起到防止水土流失、维持良好生态景观的作用。

南须巷至苏虞张公路段,长约 2400m,两岸遍植芦苇等湿生植物,营造芦花纷飞的特色湿地景观。其上布置临河栈道,充分融入芦苇荡中,形成滨水活动场所。对现状植物予以保留,补种一些观花树种,如桃树、玫瑰等,增加观赏性。种植槐树、杨树、垂柳等速生树种,补种玉兰、夹竹桃等观花植物,形成郊野自然河道景观。

1.2 生态护坡景观段:

将河流原有直立式护坡改造为植被型生态混凝土护坡(见图3),并规划利用该段滨河空间,为该镇居民提供闹市中的恬静滨水休闲之地。生态护坡景观段从苏虞张公路至冶塘河段,长约 800m,该段护坡可以采用生态混凝土预制块体进行铺设,坡面栽植花草,护坡既实现了硬化,又起到绿化功能,保留自然环境的生态功能(见图4)。护坡改造成植被型生态混凝土后,植被对水流冲刷起到一定的减缓作用,河堤抗冲刷性能增强,根系对护坡具有“锚固”性能,使得植物根系、土壤、混凝土形成生态复合体,增强了河堤边坡的稳定性。区域内乔木、灌木、藤本、花草郁郁葱葱复层分布,形成多样化的植被,为两岸居民区营造了良好的居住空间。以建设现代化的人工水景观、营造诗情画意般的人居环境为宗旨,打造以人文景观为主的滨水广场,满足居民日常休憩需求。滨水广场之外采用堆石护岸,并通过地被植物与广场相衔接,广场上设置民俗雕塑等景观小品,并布置综合商业娱乐建筑、传统水车等设施。

图4 生态混凝土预制块体护坡

1.3 亲水平台景观段

拆除或改造原有城镇核心区直立式护坡,通过亲水平台和绿化等措施打造河岸亲水空间(见图5、图6),改变原有硬质化河道。亲水平台景观带在冶塘河以东段,约300m。

图5 亲水平台景观段绿化

图6 亲水平台景观段

该段河道穿越居住区,加强绿化建设,并对沿河周边建筑的高度、色彩、形式实行严格控制,使其成为展示尚湖城镇风貌的窗口。在该河段进行插缝绿化,河岸之上点植垂柳等乔木,拆除直立式护坡,改造后的护岸上下均设立种植槽,分别种植挺水植物和垂藤植物,覆盖硬质化的河道,软化河岸空间。也可建设退台式亲水平台,下层平台供游人赏水,其上布置尚湖文化象征的景观小品,上层平台之上用树池种植垂柳等植物,增加整个区域绿化容量,并设置具备休憩功能的露天滨河咖啡厅、茶坊等,为居民提供休息娱乐场所。

2 生态河道建设

陈塘河生态功能较差,存在诸多问题,如赵家塘桥处工业厂房侵占河道,致使水体富营养化严重,生态环境较差。陈塘桥北侧有大量垃圾填埋,河道堵塞,水流停滞,水质较差。

该河景观规划,必须建立在完善河流生态系统、恢复河流生态调节和生物多样性的基础上。因此,从水系连通、岸线治理、河道形态、生态护岸建设四方面入手,进行生态河道建设。

2.1 水系连通

连通治理陈塘河与望虞河、南干河,清淤拓浚,增加水面下深度。在陈塘河与望虞河连接处设置水闸,枯水季节由望虞河向该河进行生态补水,促进水体流动,提高水体自净能力。汛期陈塘河可向望虞河排水,确保防洪排涝,保障某镇水安全。

2.2 岸线治理

拆除该河部分河段两岸的违章建筑,清理陈塘桥北河道垃圾,腾出河道生态保护空间,扩大水域面积、维护河道自然断面,增强调蓄水能力,保障河道防洪排涝、河势稳定和水生态环境,为水环境、水景观改善提供支撑。对于居民点的其他河道,以回归自然、保护农村田园特色、维护水生态系统的连续性和完整性为主,河岸以植被护坡等为主,两岸保留 5~10m 绿化或自然景观带。

2.3 河道形态

保留河流的自然形态,恢复河流原有的湿地和浅滩、保护河湾、急流这些河流的自然属性。例如,不搞裁弯取直,在满足洪水行洪要求的基础上,增加河漫滩的宽度,以留出一定的植被空间,使河流具有自净功能,维护生物的多样性和生态系统的完整功能。因地制宜,优先使用具有生态功能的缓坡堤面形式和材料,为水生动植物提供栖息之地,保留河流与周边环境的生态交互功能。

2.4 生态护岸建设

在满足河道行洪排涝要求的前提下,建设生态护坡,保证水体与陆域之间的水分交换和调节功能,以及水生生物栖息与繁殖,维护健康河流生态系统。

2.4.1 新建护坡拟采用生态护坡

a.河坡植草坪(或灌木)。有条件的河坡植上草坪或灌木,与土壤形成土壤生物体系,降低河道营养化程度;护坡是水域向陆域的自然过渡带,改善了温度、湿度,同时给人们以绿色、柔和、多彩的享受。

b.墙上攀绿藤。防洪墙的陆域一侧种植绿色的爬藤植物,可从墙顶部一直蔓延到水面。在防汛墙水域一侧的台阶宽度能够布设条式或点式花坛的条件下,可栽植灌木与花草,在灌木的选择上,混凝土护坡易种植垂枝灌木。

c.水边栽植物。河边滩地、斜坡、盆、缸、竹木框等容器种植不同类型的植物,恢复适宜挺水植物的生态环境。利用河床的淤泥,以斜坡型式延伸至直立式防汛墙的下部,淤泥宽度兼顾为挺水植物生长创造有利条件和河道断面行洪要求。

2.4.2 已建护坡有条件的拟改为生态护坡

a.将浆砌石护坡的上部,根据实际条件,局部或者全部改造成土质护坡,种植草本植物,实现草皮生态护坡,对设计洪水位以下的硬质护岸加以保留,抵御洪水的冲刷,最大限度地拆除河床的混凝土铺面。

b.通过栽植攀爬和水生植物及堆叠自然块石等方式进行造景,以实现城镇已有的直立式护坡生态化改造,恢复护岸的生态景观功能。在河道常水位以下种植槽内种植水生植物或小型灌木,护栏外护岸悬空种植槽内种植悬挂式藤本植物。某些滨水地带设临水栈桥,增加亲水体验。

c.护坡改造采用多自然手法,使其与周围景观自然融合。沿岸居民区建设木桩、堆石、抛石型景观生态护岸,间隔设置亲水平台或台阶,增强水体通达性,促进人水互动;居民点较少的河段建设草皮类、树木类自然型护岸。

2.4.3 恢复河岸自然生态系统

a.生态区河道,恢复由乔、灌、草和挺水、浮水、沉水植物组成的河岸自然生态系统。河道两旁种植乔灌结合、多树种混交的林带,减少雨水对堤防岸坡的冲刷和侵蚀,延缓河道工程的淤积速度。

b.生活区河道,采用混凝土、块石等抗冲刷材质与根系发达的固土植物混合,稳固岸坡,防治水土流失,同时建立起阳光、水、植物、生物、边坡之间的生态系统。

c.生产区河道,在河道整坡的基础上,实施岸坡绿化,通过在河坡上种植草坪和灌木等,防止水土流失,降低有机物对河流产生的富营养化。

3 河流生态修复

保护河流生态系统的同时,修复退化或受损河流的生态系统,遏制退化趋势,促使其良性循环。从生态系统科学出发,根据陈塘河河道生态实况,进行生态修复,恢复河流生物多样性的自然生态环境。在生态破坏较大的河段,主要修复手段为人工修复,加快自然修复的进程;在生态保持较好的河段,主要采取河流生态保护及自然修复方式。实施人工修复的河段,按照流域经济社会发展要求,按城镇河段和乡村河段的不同定位进行生态修复,尤其是是乡村河段。

3.1 生态修复

3.1.1 创建多样化的水流

河道形态的丰富和水流方式的变化多样是河流水景观的重要元素,生态景观建设规划必须予以考虑,以满足多种群生物对不同水流方式的环境需要,除了保证基本行洪要求,河道横断面宜保留自然河道的宽断面,河道纵断面设计时也应对河道的弯曲处加以保留,河道深度接近自然河道,深浅适宜。

3.1.2 建设湿地

湿地作为河流生态系统修复方式,作用突出,其原理是土壤生物学。在满足河道行洪和漕运要求的同时,提倡按生态要求和河流实际情况,恢复和营造一部分湿地,湿地景观具有野趣的自然气息。

3.1.3 曝氧、投放细菌

各种细菌和真菌、土壤原生动物等生物在种群生存繁衍过程中,不断地将水土中的有机物质进行分解,产生无机物和水的同时,水土中氧气被消耗严重,对河流采用多种方法和工艺进行曝氧处理,提高水体氧气的浓度,为喜氧细菌种群的繁殖创造条件,以提高水体有机污染物被分解速度,降低水质受污染程度,从而恢复河流的生态系统。

3.2 水质生态修复

3.2.1 引水冲释

利用闸门和泵站等水利设施,从受污染河流上游及周边清洁水体引水调度,对受污染段河水起到冲刷和稀释作用,提高水环境质量。

3.2.2 底泥疏浚

河道底泥疏浚作为治理水体污染的基本措施,能够有效清除河流水体中的各种污染物,极大地消除河道底泥对上覆河水造成的污染,避免内源释放生产的二次水体污染。物理疏浚较为简单,也可以采用生态疏浚,强化河流的自净能力以治理被污染的水体。

3.2.3 生物修复

主要是利用微生物对河水中的污染物加以吸收和降解,以降低或消除水环境污染。河流水污染生物修复手段主要有菌种和动物投放、植物植入、营养物投入等方法。

3.3 植物配置

沿岸植被系统根据不同河段景观,针对性配置植物。城镇内河段创造丰富的游憩空间,种植银杏、柳树,适当种植开花与香味植物,如香樟。城郊生态河段种植好管理、易成活、成本低且自播性强的本地植物,如垂柳、水杉等。湿地河段采用当地野生物种如芦苇、蒲草、荷花,以保证生物多样性,降低外来物种入侵的可能。

4 水环境保护

4.1 完善集中式污染源的处理方式

城镇污水以集中处理为主,农村污水以分散处理为主。生活污水和无害工业废水由污水系统统一收集、处理、排放。目前尚湖镇污水处理厂现有处理规模与需求规模相差2000m3/d。需要扩建、新建城镇和农村污水处理设施,加强集镇污水处理厂房及配套管网建设,完善雨污分流管网建设。集中处理该河周边工业和生活污水,提升污水处理、中水回用的效率比。

4.2 调整产业结构,控制工业污染源

优化工业结构,限制发展能耗大、耗水多、占地多、运输量大和污染重的工业,降低单位工业品、工业产值的排水量、污染物排放量。加强社会资源保护管理,全面推行污染物排放总量控制与取水和排污许可证制度,控制工业废水污染物浓度和排放量。

针对企业对河流的污染,要严格执行污染物排放强度准入制度,倒逼企业工艺的革新,降低排入到河流中的污染物,提高回收利用效率。强化污染预防和全过程控制,企业污水、污物由污水处理厂集中处理。定期巡察及早发现和处理问题; “关、停、并、转”污染严重而又难以整治的企业,加强产业结构调整。综合整治排污口,按照《排污口规范化整治技术要求》设置河流污水口位置及确定排放量,加强水质监测系统建设。

4.3 分散式污染源的有效管理

农村生活污水,采用分散处理或就地修建污水处理厂处理,按居民点规模,建立不同规模的初级化粪池,无害化处理农村粪便。建立农村垃圾管理制度,在农村各居住点配备垃圾箱,环保队伍要专职化,生活垃圾集中投放、按期清运,集中填埋处理。

4.4 控制农业面源污染

配方施肥,降低化肥环境流失量。禁用高残留与高毒性农药,强制推行低毒低残留型农药,推广生物型农药。畜禽养殖场废水污染物特别是氮、磷、钾等营养素负荷高,致病菌及病毒含量也很高,处理达标后再外排。畜禽粪便进行“干湿分开、种养结合、农田循环”生态化处理。推广规模化养殖许可证制度,可降解性地膜,太阳能、沼气等清洁能源。建立配套设施,改善农村生活环境,控制农业面源污染。。

5 结 语

苏州乡镇河流生态修复以“美丽、生态、景观”为核心,通过水景观规划、生态河道建设、水生态修复,水环境整治等工程,实现人与水和谐,确保河道水系“水清、流畅、岸绿、景美”,促进河湖生态系统的恢复,提高水体自净能力,保护和改善水生生物的生存和繁育环境,维护生态系统平衡。乡镇河流的生态修复,可改善区域自然生态环境,为居民生活创造优美、休闲、亲水的生活空间,改善人居环境,提高城市品位,促进人与自然和谐共处。同时,苏州地处江南水网,乡镇河流治理应增强河道输水和调蓄能力,为河流沿岸的经济发展和居民生产生活提供安全保障。

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