上海市乡村河湖生态治理技术体系研究

顾 鹏

(上海宏波工程咨询管理有限公司，上海 201707)

自20世纪70年代以来，德国、美国、日本、澳大利亚等发达国家将生态学引入河流治理中，治理理念从开发利用转向兼顾生态修复[1]。我国河道治理目前正处在从工程治河向生态治河的过渡阶段，上海市在历年的河道治理中也积累了丰富的生态治理经验。上海市乡村河湖是河网水系的重要组成部分，水环境治理也是贯彻落实乡村振兴战略、建设生态清洁小流域、改善乡村人居环境的重要任务，规范乡村河湖治理与保护是促进乡村地区水环境面貌好转的有效手段。本文通过总结过往的生态治理经验，及时更新治理理念与技术，提出上海市乡村河湖生态治理技术系统化构建方案，具有重要的现实意义和应用价值。

1 上海市乡村河湖总体情况与主要特征

1.1 总体情况

上海市乡村河湖主要涉及乡村河道与乡村湖泊。乡村河道主要指村级河道(兼顾镇级河道)；乡村湖泊主要指乡村公园、绿地、小区或单位自管的湖。上海市域范围内总计有46879条中小河道(湖泊)。其中，村级河道39032条，长18513.20km，面积为196.3120km2，河湖水面率为3.10%；镇(乡)管河道2660条，长6537.15km，面积为119.2538km2，河湖水面率为1.88%；镇(乡)管湖泊20个，面积为3.0241km2，河湖水面率为0.05%；其他河道5167条，长1473.11km，面积为53.7660km2，河湖水面率为0.85%[2]。上海乡村河湖河道长度约2.65万km，河道面积约372km2，占全市河湖面积的58.00%，主要涉及青浦、崇明、金山、奉贤、嘉定、松江、宝山、闵行、浦东新区9个区。各行政区乡村河湖河网密度在2.08～7.34km/km2之间，各行政区河湖水面率为3.87%～7.80%。

1.2 主要特征

上海市水系发达，河流纵横交错，是典型的平原河网地区。上海市乡村河湖作为太湖流域水系末端的“毛细血管”，具有以下特征：

a.河网密集，河道规模小。上海乡村河湖河网密集，水系纵横交错，郊区各行政区的河网密度均大于2.00km/km2，河网密度最大的为崇明区，达到7.34km/km2。乡村河湖多数分布于农田、宅基区域，少数分布于集镇区，主要承担区域除涝、农业灌溉等功能。乡村河湖河道规模普遍偏小，河道宽度集中在5～15m，河底高程多为0.5～1.0m，常水位情况下，河道每米蓄水量约为5～30m3。

b.水动力不足，流速低，易淤积。上海地区地势平坦，乡村河湖比降平缓，大多以平坡为主，再加上水利片区外围设置有闸或泵闸，内河水位受人工调节影响，河道水动力普遍不足，流速低。乡村河湖周边多为农田，河道整治或水土保持措施相对较少，处于自然状态，河道岸坡持续受水流侵蚀，水位变动区土体逐渐松动滑入河道，加上水动力不足，淤泥随水流移动的概率降低，导致河道容易产生淤积现象。

c.水体环境容量小，自净能力差。乡村河湖河道规模小，蓄水量偏少，自净能力差，且极易受到周边农业及农村非点源污染，造成水体富营养化，导致河网水质及水体景观不佳。

d.水体生境单一，生态系统脆弱。以往乡村河道整治时，片面强调防洪、排涝、灌溉等功能，往往忽略了河道自然资源功能与生态功能，自然河流的生态链遭到破坏。为了保证河道过水通畅，河道断面形态设计趋向渠道化，河道的平面走向定线偏向直线化，河道护岸使用硬质性材料，隔绝了水陆连通，降低了河道生物多样性，致使生态系统脆弱。

e.河湖管理难度大，环境面貌有待改善。乡村河湖数量众多，且多位于农业生产区域，沿河交通不发达，再加上河道养护经费以及人员配置相对不足，养护管理难度较大。河道周边多为农业生产用地以及宅基地，当地居民环境保护意识薄弱，生产生活中产生的垃圾随意丢放，造成河道环境面貌差等现象。

2 上海市乡村河湖水治理技术体系

2.1 岸段划分

根据河道所处的区位、河道两侧腹地功能、岸后用地类型、河道资源特色等情况，上海市乡村河湖可划分为城镇区、村落聚集区、农业生产区、绿地公园区4种类型。

2.2 技术分类

乡村河湖水治理技术可分为河湖生境改善、水质辅助提升以及生物群落构建3类。河湖生境改善技术用于疏通河道生态脉络、强化河道生态基底以及强化水陆生态连通，包括水系连通、河道平断面形态设计、岸坡生态防护及河道内栖息地加强技术等。水质辅助提升技术可在河道本身自净能力差的情况下，辅助提升水体自净能力，是河道水质保障的有效手段，包括原位净化技术、异位净化技术等。生物群落构建技术用于完善河道生态系统结构，包括陆域植物、滨水植物、水生植物及水生动物的生态群落构建等。

2.2.1 河湖生境改善技术

2.2.1.1 水系连通

水系连通性直接关系到水系功能的正常发挥，连通性好的河流水系有利于水量调蓄、水质交换及生态循环等多项河流功能的发挥，有助于解决区域水灾害、水资源、水环境与水生态等多方面问题。水系连通主要分为水系纵向连通与水陆侧向连通，纵向连通常用的方法为拆坝建桥(涵)，水陆侧向连通多采用岸坡生态防护技术，保持河水与两岸陆地的顺畅交流。

2.2.1.2 河道形态设计

河道形态设计包括河道平面形态设计与断面形态设计。

河道平面形态设计应注意：ⓐ保持河道自然蜿蜒的形态，避免裁弯取直；ⓑ保留河道自然浅滩，在河道管理范围内适当构建浅滩湿地，见图1。

图1 浅滩湿地平面示意图

断面形态设计应注意：ⓐ尽量维持河道原有的天然断面形态和宽度，避免“渠化”河道，尽量维持河道高低起伏、深泓浅滩交错、急流缓流相间的多样性；ⓑ在满足河道排涝、蓄积水源的情况下，适当抬高河底高程，以便更好地促进沉水植物的生长；ⓒ为两栖类动物预留生物通道。

2.2.1.3 岸坡生态防护

上海乡村河湖岸坡生态防护一般分为生态型岸坡建设与护岸生态化改造，其中生态型岸坡又分为自然生态型岸坡与人工生态型岸坡。自然生态型岸坡常见的有自然土坡、木桩护岸、堆石护岸等。人工生态型岸坡常见的有石笼护岸、三维土工网垫护坡、生态混凝土护坡、链锁式生态砌块护坡、自嵌式生态砖护岸、箱式砌块护岸、固化土护坡、生态植生袋护岸等。护岸生态化改造一般将硬质护岸常水位以上结构拆除，采用生态材料替换，重新构建生态岸坡，或以种植遮挡硬质护岸植物的方式达到视觉柔化[3]。

2.2.1.4 河道内栖息地加强技术

设计具有深潭-浅滩的序列特征河道，并在河底适当添加孔隙材料、原木、砾石、卵石等材料，营造生境的多样性。

2.2.2 水质辅助提升技术

目前上海常用的河道水质净化技术包括原位净化技术和异位净化技术。其中，原位净化技术可以分为物理法、化学法及生物法[4]，如生物膜技术、生态浮床技术、浅滩湿地技术、曝气增氧技术以及水下森林构建技术等；异位净化技术包括梯级多塘人工湿地技术[5]、林草复合湿地构建技术[6]等。

2.2.3 生物群落构建技术

生物群落构建主要分为陆域缓冲带、滨水缓冲带[7]、水生植物以及水生动物构建[8]。应优先选用本土物种，以及成本低、易管护的物种，减少人工维护需求。

3 技术适用性分析及治理要点

3.1 技术适用性分析

河道生态治理技术的选取应遵循系统性、针对性、经济性、长效性和安全性的原则，结合治理需求以及不同岸段属性进行选取，河道生态治理技术组合推荐情况见表1。

表1 河道生态治理技术组合推荐情况

3.1.1 河湖生境改善技术

水系连通性是河湖健康评价的重要指标；河道形态设计尊重自然岸线，构建异质性河底；生态型岸坡可以保证水陆有效联动。因此，水系连通、河道形态设计以及岸坡生态防护技术在所有类型岸段中均推荐采用。

河道内栖息地加强技术采用天然或人工材料构建河底微地形，其工艺与作用使得技术更适用于疏浚频率低且对生物群落要求相对较高的岸段。因此，推荐绿地公园区河湖采用，不推荐村落聚集区及农业生产区河湖采用。

3.1.2 水质辅助提升技术

原位净化技术运用场景为原河床，没有岸上的占地需求，但技术偏人工的特性使养护需求较高。因此，更适用于对河道观感要求高且养护方便的城镇区河湖与绿地公园区河湖，尤其适用于水体流通性较差且用地紧张的城镇区河湖。农业生产区河湖交通相对不便，难以及时养护，因此不推荐此技术。

异位净化技术有一定的占地需求，偏自然的特性使养护需求较低，推荐在农业生产区河湖中运用，结合农灌渠布置可以有效削减农业面源污染物；同时推荐在绿地公园区河湖中与公园要素进行有机结合，有效提升水体的自净能力，减少后期维养成本。

3.1.3 生物群落构建技术

陆域缓冲带与滨河缓冲带既可稳定岸坡，又可拦截、净化初期雨水污染物，因此在所有类型岸段中均推荐采用。

水生植物在净化水质方面有着不可替代的作用，但需定期收割、及时清理植物残体，因此对于养护条件相对较差的农业生产区河湖，可根据自身需求采用，不作为推荐技术。

健康的水体自然“孕育”水生动物，不恰当的物种投放也容易破坏生境稳定，因此，除绿地公园区的人工水体根据自身需求采用外，其他类型岸段均不推荐。

3.2 不同岸段属性治理要点

3.2.1 城镇区河湖水治理

城镇区河道形态保持工程的技术重点体现在河道生境条件的改善与河道两侧缓冲带的建设。条件允许的情况下可结合河道的地形、地貌和水文条件等，进行局部形态的改变，适当增加河道的蜿蜒性，构筑必要的浅滩、湿地等，提升河道的生物或生境多样性。

3.2.2 村落聚集区河湖水治理

村落聚集区由于居民房屋、农村道路等一般临河而建，在有条件的情况下进行河道生态堤岸建设，必要时可设置供村民休闲、散步的临河亲水步道或景观节点。

3.2.3 农业生产区河湖水治理

农业生产区河道可充分利用现场的地形、地貌条件，结合池塘的分布，选取适宜的位置布置湿地或其他分散处理工程。在有条件的情况下，可在农灌渠入河口布置退水净污湿地[9]，或沿河岸坡脚布置与河道基本平行的生态拦截型沟渠[10]，拦截并处理入河生活污水或灌溉余水。

3.2.4 绿地公园区河湖水治理

绿地公园区河湖，往往需呈现自然的、富有变化的水环境，平面形态灵活选用点状、线状、面状布置，纵断面按需布置跌水以提升水动力。除亲水平台等必需的硬质结构外，岸坡生态防护以生态型材料为主，体现滨水的自然生态感；构建多层次的滨水植物体系，增强景观的纵深感。

4 应用示范案例——上海市金山区漕泾镇水库村

水库村位于上海市金山区漕泾镇的北侧，村域面积10.46km2，河道类型属于村落聚集区河湖及农业生产区河湖。水库村在生态治理前，河道普遍淤积，杂草丛生，存在断头或卡口，水动力不足，不仅降低了河道的蓄水和排水能力，也影响了当地居民的生产生活环境。水系连通性及内、外源污染等多重因素导致河道水质差，水体出现富营养化。

为系统推进水环境治理，地方政府分年度启动水库村水乡综合体整治工程以及水库村中小河道整治工程，工程采用河湖生境改善、水质辅助提升以及生物群落构建生态治理技术，具体技术及工程措施见表2。

表2 水库村河道生态治理技术及工程措施

水库村河道生态治理系统性地运用本技术体系，根据河道类型针对性地选用技术组合，设计要点鲜明，措施经济、安全。水库村河道生态治理，在河湖生境改善方面，打通了水系所有断头、卡点，平面设计保留了河道蜿蜒的原始形态，断面设计以自然斜坡式为主，口宽较小河段采用了复合式断面以增大过水断面，岸坡防护全部采用了生态型材料；在水质辅助提升方面，以无设备管养需求的人工湿地为主，结合当地林草资源与农田布局构建了林水、农水复合湿地；在生物群落构建方面，以植物为主构建了多层次的缓冲带与水生植物带。

自生态治理以来，水库村的水环境面貌显著提升，河道水质明显改善并持续向好，水质常年保持在Ⅱ～Ⅲ类，2021年成为上海市首批生态清洁小流域建设示范点，同年入选水利部2021年度国家水土保持示范工程(生态清洁小流域)。

5 结 语

上海市近年来围绕水环境治理开展了大量的工作，并取得了一定的成绩，但与高标准要求还存在一定的差距。《上海市生态环境保护“十四五”规划》提出要将上海市建设成为“生态之城”，在后续水治理工作中需将生态放在核心地位，不断夯实生态基底，并巩固治理成果，实现水环境面貌再上新台阶。