城市河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究

譚 曉 蓮

(江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司，江蘇 南京 210014)

1 概述

近兩年隨著國家水污染防治行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施，城市內(nèi)的黑臭、劣五類水體逐步消除，水環(huán)境質(zhì)量不斷改善，目前水環(huán)境綜合整治需要從目標(biāo)要求、實(shí)施方案、工程措施進(jìn)行質(zhì)的提升，因此恢復(fù)河道生態(tài)功能，成為未來水體水質(zhì)進(jìn)一步提升的主要任務(wù)。

2 項(xiàng)目背景

前進(jìn)河位于南京市江寧區(qū)高新區(qū)東南側(cè)，河岸寬度15 m～30 m，整體水質(zhì)優(yōu)于地表水環(huán)境Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，河道從農(nóng)業(yè)用地逐步過渡進(jìn)入城市，呈現(xiàn)不同的生態(tài)景觀，其駁岸形式、水深、水質(zhì)、植物種類均隨河道向下延伸出現(xiàn)較大變化，可以將前進(jìn)河按生態(tài)形式分為六段。

1)水庫—天冊(cè)路。

上游為農(nóng)田，下游為廠區(qū)，長度2.60 km，水質(zhì)感官較好，采用硬質(zhì)駁岸，岸高3 m，河床過流寬度僅1 m～2 m，水流湍急，周邊雜草叢生，多為蘆葦、龍柏、葎草、女貞等親水植物，淤積情況嚴(yán)重。

2)天冊(cè)路—104國道。

兩側(cè)均為廠區(qū)，長度0.5 km，因?yàn)橄掠尾捎昧藫跛畨?，有較高的水深，水質(zhì)整體感官一般，由于污染物進(jìn)入，水中出現(xiàn)片狀油漬，局部段出現(xiàn)大量水華，影響了河道復(fù)氧，局部段出現(xiàn)菱角、水鱉和部分漂浮的藻類，和金魚藻等沉水植物，以及部分水黽、小魚，并出現(xiàn)螺絲等底棲生物。

3)104國道—月華路。

兩側(cè)均為廠區(qū)，長度1.44 km，河道水質(zhì)相對(duì)渾濁，堤內(nèi)河內(nèi)淤積嚴(yán)重，河道水流拘于3 m～4 m流線中，河道斷面減小嚴(yán)重，兩側(cè)出現(xiàn)大量淤積土壤及枯萎的樹枝、秸稈，并生長大量雜亂的濱水植物，可能進(jìn)一步促進(jìn)河道的淤積，河道向沼澤化發(fā)展。

4)月華路—滬寧高速。

位于大學(xué)城內(nèi)部，長度0.92 km，該段水面相對(duì)寬闊，水質(zhì)感官較差，兩側(cè)出現(xiàn)大量蘆葦叢，水面有水華產(chǎn)生。加之水體內(nèi)建有少量圍網(wǎng)，會(huì)減少圍網(wǎng)區(qū)周邊溶解氧，浮游植物數(shù)量減少，對(duì)浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物均有較大影響。

5)滬寧高速—玉樹路。

位于大學(xué)城內(nèi)部，長度1.46 km，兩側(cè)護(hù)岸為堅(jiān)硬的褐土自然駁岸，隨著雨水沖刷，駁岸土壤裸露嚴(yán)重，駁岸上雨水沖刷痕跡明顯。河床為砂礫堅(jiān)土，水流速度較快，底泥較少，僅局部無水流處存在團(tuán)簇的植物。

6)玉樹路—龍眠大道。

位于城市住宅區(qū)，長度1.16 km，護(hù)岸正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化改造，改造為礫石結(jié)合草皮的護(hù)岸形式。水深較淺，約0.2 m～0.3 m，水流基本鋪滿河床，內(nèi)部出現(xiàn)青苔，混凝土河床清晰可見，難以建立良好的生態(tài)系統(tǒng)。

3 修復(fù)目標(biāo)與原則

3.1 生態(tài)目標(biāo)

由于前進(jìn)河原本水質(zhì)較好，河道整治主要為生態(tài)修復(fù)目標(biāo)：水質(zhì)清澈，雍水段透明度大于80 cm；生物多樣性高，水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定；可維持良好的水質(zhì)和水體景觀。

3.2 修復(fù)原則

3.2.1多措并舉，恢復(fù)生態(tài)

采用凈化效果好的本地物種，優(yōu)化空間布局與搭配，通過多措施形成良好生境，形成底棲生物—微生物—水生植物—水生動(dòng)物的生態(tài)系統(tǒng)有效去除水體污染物。通過生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與系統(tǒng)構(gòu)建，持續(xù)去除水體污染物，改善前進(jìn)河水體水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境及景觀。

3.2.2本底利用，自我調(diào)節(jié)

前進(jìn)河水質(zhì)較好，具備較好的生態(tài)恢復(fù)基底，可在截污的基礎(chǔ)上充分恢復(fù)前進(jìn)河生境，利用河道本體的水體自凈能力，盡量減少曝氣增氧、生態(tài)浮島生物強(qiáng)化技術(shù)，通過恢復(fù)河流在受到破壞之前的自凈和生態(tài)功能，使河流能夠通過自我調(diào)節(jié)達(dá)到自我維持的狀態(tài)。

3.2.3恢復(fù)生境，生物多樣

生物多樣性是河道生態(tài)系統(tǒng)健康和平衡的基礎(chǔ)，構(gòu)建綴塊—廊道—基底的模式，讓前進(jìn)河恢復(fù)微生物—植物—?jiǎng)游锷鷳B(tài)系統(tǒng)，重塑護(hù)岸、濱河、水體、底泥相協(xié)調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)。

3.2.4分時(shí)分段，因段制宜

根據(jù)前進(jìn)河的實(shí)際情況及近遠(yuǎn)期的目標(biāo)，分時(shí)段制定不同的修復(fù)計(jì)劃，規(guī)劃合理的修復(fù)進(jìn)程。前進(jìn)河從上游至下游生境不同，方案應(yīng)根據(jù)前進(jìn)河污染狀況和生態(tài)環(huán)境的差異，分河段制定不同的修復(fù)策略。

4 修復(fù)策略與思路

近期，首先通過截污阻截外源污水，其次進(jìn)行生態(tài)清淤，恢復(fù)河道斷面，并通過跌水壩改造改變河道水深、流速，使水系形成富氧活水環(huán)境；同時(shí)選取示范段進(jìn)行河床生態(tài)型改造，建造濱岸緩沖帶，重構(gòu)水生生態(tài)系統(tǒng)。

遠(yuǎn)期，通過河道基質(zhì)改造、河底地形重塑，通過水下森林、生物毯等有序的建設(shè)，種植挺水、沉水、浮葉植被，投放魚類、螺絲等水生動(dòng)物，促使其形成自然的水生生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量的傳遞和轉(zhuǎn)化，最終實(shí)現(xiàn)景觀水系的生態(tài)平衡，為周邊社區(qū)及大學(xué)城營造出綠色、生態(tài)、健康、節(jié)能的生活和休閑環(huán)境，促進(jìn)區(qū)域的生態(tài)持續(xù)。

根據(jù)河段現(xiàn)有的生態(tài)特征，采用分段的治理措施，起點(diǎn)—天冊(cè)路(第1段)、G104國道—月華路(第3段)水面較窄，兩側(cè)淤積嚴(yán)重，擬采用生態(tài)清淤、斷面地形重塑、植被帶重建等措施；天冊(cè)路—G104國道段(第2段)、月華路—候焦路段(第4段)水面較為寬闊、水流緩慢、水體能見度較低，擬采用河底基質(zhì)改造、河底地形重塑、人工壩改造、水下森林構(gòu)建等措施；第4段同時(shí)對(duì)現(xiàn)狀島嶼進(jìn)行梳理；候焦路—玉樹路(第5段)駁岸沖刷痕跡明顯，河床為砂礫堅(jiān)土，水流速度較快，底泥較少，擬對(duì)駁岸進(jìn)行綠化改造，并對(duì)裸露的河床鋪設(shè)生物毯、淺水處種植人工水草；玉樹路—龍眠大道(第6段)河床與駁岸進(jìn)行了硬化，水流較淺，擬采用礫間接觸氧化以及石塊間斑塊化植物種植的措施，具體見圖1。

5 主要修復(fù)方案

5.1 生態(tài)清淤

5.1.1植物清理

對(duì)于河道斷面周邊雜草叢生的區(qū)域，需要對(duì)該區(qū)域的植物、腐殖土進(jìn)行生態(tài)清淤，增加河道的斷面寬度。對(duì)河床上的植物進(jìn)行清理，不能采用收割的方式，應(yīng)將植物根系去除，減少淤積底泥污染風(fēng)險(xiǎn)，防止河道沼澤化，清理后的植物殘品應(yīng)進(jìn)行無害化處置。

5.1.2底泥翻曬

結(jié)合下游壩體改造，采用分段排水的形式，將河道水體清空，僅留一道水溝供上游來水通過，對(duì)底泥進(jìn)行犁耕、翻曬。河道底泥2 d～3 d后顏色由深變?yōu)闇\，氨氮、硫化氫等得到了更充分的氧化、釋放，臭味明顯減小，有機(jī)質(zhì)被氧化的效果突出。經(jīng)過翻耕、曬塘等操作，底質(zhì)環(huán)境得到了明顯改善，缺氧、底臭現(xiàn)象明顯減少，水生動(dòng)物疾病發(fā)生率也會(huì)明顯降低。

5.2 河床地形重塑

擬改變前進(jìn)河河床的斷面形式，采用挖掘和墊高土方的方式，模仿自然生態(tài)河床，在堤內(nèi)形成扁平的U形斷面，同時(shí)滿足河道過水要求、生態(tài)斷面需求、景觀要求，可以充分發(fā)揮河道的天然自凈化能力，恢復(fù)河道生境，創(chuàng)造適宜的河床條件，增強(qiáng)對(duì)河道水體污染物的凈化能力。

根據(jù)修復(fù)的河床地形，重新構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)，沿堤岸部分為水位以上為濱水區(qū)域，往河道中心方向水深逐漸加大，形成淺水區(qū)、過渡區(qū)、深水區(qū)，詳見圖2。

5.3 植物帶重建

植物的選擇應(yīng)該結(jié)合景觀需求和污染物去除能力，選擇本土植物。濱水區(qū)種植親水植物，形成堤內(nèi)濱水景觀帶，以金絲桃、火棘、杜鵑灌木叢形成帶狀密林景觀親水植物，采用水蔥、花葉水蔥、鳶尾等草本植物形成色塊。淺水區(qū)水深為0 m～0.5 m，可種植蘆葦、水蔥、香蒲、風(fēng)車草、水芹菜、美人蕉、再力花、睡蓮等挺水植物，過渡區(qū)水深為0.5 m～1.0 m，可種植苦草、金魚藻、穗花狐尾藻、篦齒眼子菜、小葉眼子菜、伊樂藻、大茨藻等沉水植物。植物種植類型與水深的關(guān)系詳見圖2。

為了與前進(jìn)河帶狀生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，形成獨(dú)特優(yōu)美的景觀，前進(jìn)河堤內(nèi)采用連續(xù)帶狀的群植加以斑塊化叢植，并形成植物層次感，給兩棲動(dòng)物提供棲息地。

5.4 生態(tài)島嶼建設(shè)

在前進(jìn)河與104國道交叉處，前進(jìn)河蜿蜒曲折，河道寬度達(dá)30余米，水流在此處有較長的停留時(shí)間，逐漸淤積形成幾個(gè)孤立的島嶼，不影響河道過流能力。

島嶼作為河道生態(tài)基質(zhì)中的特殊版塊，在生態(tài)恢復(fù)中具有重要意義。前進(jìn)河島嶼位于河流邊緣，是河道中生物多樣性最為豐富的地帶，為鳥類、兩棲動(dòng)物提供了棲息地。在前進(jìn)河生態(tài)河道建設(shè)中，保留現(xiàn)有島嶼，采用塊石、杉木樁固定，限制其形狀，并對(duì)其中植物進(jìn)行整理，形成水陸相依的生態(tài)斑塊，為水陸兩棲動(dòng)物，鳥類提供棲息地。

5.5 礫間接觸氧化

對(duì)于前進(jìn)河末端由于水深較淺，擬采用礫間接觸氧化技術(shù)，通過在河床上填充礫石，水體污染物在礫間流動(dòng)的過程中，與礫石上附著的生物膜接觸、沉淀，進(jìn)而吸附、氧化、分解，使得水質(zhì)得到提升。

礫間接觸氧化水流既可以在礫石之間，略微低于礫石，也可略微沒過礫石，達(dá)到凈化與景觀相結(jié)合的效果。在河床上可以點(diǎn)綴種植植物斑塊與礫石形成“灰綠”相間的效果，進(jìn)一步增強(qiáng)凈化效果，構(gòu)建該段良好的生態(tài)系統(tǒng)。

6 結(jié)語

隨著水環(huán)境質(zhì)量的進(jìn)一步改善，水體生態(tài)恢復(fù)的重要性愈發(fā)凸顯，恢復(fù)“藍(lán)綠”結(jié)合的城市生態(tài)廊道，對(duì)于城市生態(tài)環(huán)境整體提升具有獨(dú)特的意義。河道生態(tài)修復(fù)的方式眾多，修復(fù)技術(shù)的選擇不應(yīng)該拘泥于單一的形式，應(yīng)該結(jié)合河道的本底情況、各河段特征選擇有針對(duì)性的措施。河道生態(tài)修復(fù)應(yīng)充分利用駁岸、河床、水體、底泥，恢復(fù)良好的河道生境，結(jié)合濱水景觀的營造，最終達(dá)到水清岸綠、生物多樣。