河道水環(huán)境治理中生態(tài)修復(fù)技術(shù)的使用價(jià)值與應(yīng)用
——以龍崗區(qū)河流整治工程為例

古群濤

(深圳市廣匯源環(huán)境水務(wù)有限公司，廣東 深圳 518000)

隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程的不斷深入，許多地方暴露出基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)規(guī)劃建設(shè)相對(duì)滯后，水污染問題成龍崗城市發(fā)展中突出的問題。針對(duì)河流嚴(yán)重的臟、黑，迫切強(qiáng)化河道治理。生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用有利于維護(hù)河流健康，保障水資源可持續(xù)利用。

1 項(xiàng)目背景

龍崗區(qū)位于深圳市東部。區(qū)內(nèi)河涌縱橫，有大小河流共62條，河流總長為217.56km。近年來，深圳市龍崗區(qū)發(fā)展迅猛，經(jīng)濟(jì)及人口增長速度較快，為貫徹社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與自然和諧相處，對(duì)河流的要求被提高到新的高度。從當(dāng)前龍崗區(qū)的現(xiàn)狀來看，許多河道的水體已發(fā)生嚴(yán)重污染，并且河流原有的生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重的影響，生態(tài)景觀更是難以保證效果差。河道形狀由于受到影響直線化嚴(yán)重，形式簡(jiǎn)單的河道堤防整治難以發(fā)揮作用，不能滿足龍崗區(qū)的發(fā)展需求。實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的河道整治，盡可以恢復(fù)河道原有的生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)原有的功能，保護(hù)水資源，改善區(qū)域的生態(tài)環(huán)境、與城市持續(xù)發(fā)展相協(xié)調(diào)，最大限度消除水利建設(shè)存在的負(fù)面效應(yīng)，是龍崗區(qū)河道治理迫在眉睫的任務(wù)與需求[1]。

2 河道水環(huán)境治理的必要性

2.1 生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化

龍崗區(qū)部分河流未滿足防洪要求，雨季時(shí)仍有洪澇災(zāi)害發(fā)生；部分早期已整治的河道因缺少流域統(tǒng)一規(guī)劃，未同步實(shí)施，上下游銜接不合理，出現(xiàn)了因下游水位的頂托導(dǎo)致的內(nèi)澇情況。河道整治出現(xiàn)一些河道河底硬化、兩岸岸墻采用混凝土、漿砌石護(hù)砌；河道斷面規(guī)則幾何化、斷面缺少變化、河岸漫灘、沙洲少，導(dǎo)致生物棲息地喪失，對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重干擾甚至破壞[2]。河道水體大部分截流至污水處理廠，然后再回補(bǔ)河道內(nèi)，河道水體失去了連續(xù)性，且經(jīng)污水處理廠處理后的水體大量藻類、營養(yǎng)物喪失，導(dǎo)致河道內(nèi)生物鏈斷裂，不利于構(gòu)建河道生物的物種多樣性。

2.2 河道修復(fù)基礎(chǔ)弱化

由于支管網(wǎng)不完善，龍崗區(qū)各區(qū)域污水管網(wǎng)覆蓋率不高，污水收集率不高。城市排水體制不健全，大量城中村仍為合流制排水，且已建管網(wǎng)錯(cuò)接亂排現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致部分污水仍然流入河道，河道水體污染嚴(yán)重。由于深圳的河道基流量非常小，幾乎無納污能力，河道整治應(yīng)重點(diǎn)對(duì)河流生態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)水體自凈能力，才能長久保持河道健康循環(huán)發(fā)展。如果缺少科學(xué)合理的管理機(jī)制，工程建設(shè)項(xiàng)目效果會(huì)受到影響[3]。河道水環(huán)境治理工程完成后，要將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向科學(xué)的管理，以保證工程的長期效果。設(shè)立河流域日常事務(wù)管理機(jī)構(gòu)是必要的，負(fù)責(zé)進(jìn)行連續(xù)水質(zhì)、水文監(jiān)測(cè),其監(jiān)測(cè)內(nèi)容如表1所示 。

表1 水文監(jiān)測(cè)內(nèi)容

3 龍崗區(qū)河流現(xiàn)狀存在問題

3.1 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生退化

在多年來的發(fā)展，考慮到出于行洪安全的需要，在整治工程中針對(duì)部分河道實(shí)施了裁彎取直，河床采用混凝土等材料進(jìn)行硬性襯砌，原來河道的天然形狀與自然走向發(fā)生了改變，河流原本的“曲折蜿蜒”和“深潭”以及“淺灘”等營造的生態(tài)環(huán)境受到影響，許多生物生存的自然環(huán)境難以保證。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的布局不合理，部分企業(yè)的污水在不達(dá)標(biāo)的情況下直接外排到入河道，導(dǎo)致了龍崗區(qū)許多河流的污染物進(jìn)入量已高于自凈能力，水質(zhì)量長期不達(dá)標(biāo)。雖然近年來的發(fā)展已重視改善河道的水質(zhì)問題，龍崗區(qū)也建立了現(xiàn)代化的污水處理廠，配套工程具有了能力，污水收集體系已形成，但是支管網(wǎng)的建設(shè)嚴(yán)重滯后，排水系統(tǒng)的規(guī)劃不合理，還有大量的污水沒經(jīng)處理直接流入河道，水質(zhì)難以改觀[4]。

3.2 水環(huán)境要加以改善

河道存在三面襯砌，河道與生態(tài)系統(tǒng)的溝通受到了影響；另外水質(zhì)的不斷惡化，河道內(nèi)生物種群的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了改變。由于水質(zhì)的影響，要保證生態(tài)手段的有效性。河流的健康需要發(fā)揮物理、化學(xué)、生物等的共同作用，保證生態(tài)系統(tǒng)本來的功能不會(huì)受到影響。龍崗區(qū)境內(nèi)許多河流為了實(shí)現(xiàn)防洪安全的作用，兩岸堤防建設(shè)得的垂直，水面整齊有序但單調(diào)，水流穩(wěn)定，缺少縱深快慢的無序變化，水環(huán)境趨于劣化，這些原因?qū)е潞拥谰坝^的生態(tài)功能不足。河道兩岸的生態(tài)用地被侵占現(xiàn)象，影響到河道岸墻的牢固性與后續(xù)的綜合整治，河道堤頂岸坡缺少合理的植被；當(dāng)前龍崗區(qū)內(nèi)的主要支流實(shí)施了河道清理，許多河道的水環(huán)境較差，河道污染問題依然突出。

4 河道水環(huán)境治理中技術(shù)的應(yīng)用

4.1 發(fā)揮生態(tài)修復(fù)技術(shù)的作用

針對(duì)河岸的規(guī)劃，要留出充足空間，以種植樹木，鋪種草坪，打造出林帶，建設(shè)出植被廊道，實(shí)現(xiàn)山體植被、平原林網(wǎng)、區(qū)內(nèi)園林的縱橫交錯(cuò)，建設(shè)成多級(jí)生態(tài)長廊，這樣不僅可以防止水土發(fā)生流失，還要以為生物遷徙創(chuàng)建出通道。治理中可能借助水流特性與生物來實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的優(yōu)化，以起到調(diào)控區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的作用。針對(duì)河道整治，可以發(fā)揮生態(tài)型護(hù)岸材料的優(yōu)勢(shì)，比如采用石籠、生態(tài)袋、綠化混凝土預(yù)制塊，提供魚類等水生動(dòng)物的生存空間，為魚類棲息與繁殖創(chuàng)建良好的條件，以利于生物鏈的延續(xù)。河道要盡可能恢復(fù)到原有的狀態(tài)，河道可以借助植被的種植建立緩沖帶，取代原有的人工的砌岸，保證生態(tài)河道具有棲息地、生物廊道、生物堤、過濾帶等多種功能[5]。

針對(duì)河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，可以從生物多樣性入手。比如在河內(nèi)放入魚蝦、貝殼類等動(dòng)物，構(gòu)建出水中生物鏈?？梢园l(fā)揮微生物的作用，通過微生物菌群來弱化河流水有機(jī)物或有毒、有害物的影響，如采用COD、有機(jī)氮或氨氮、石油類、揮發(fā)酚等，或使這類物質(zhì)變成無毒的、無害的，如二氧化碳、氮?dú)饣蛩?，以保證河流水質(zhì)得以有效改善，河流原有的生態(tài)環(huán)境得以不斷修復(fù)。河道內(nèi)可以采用增氧曝氣裝置的方式，以增加水體中氧含量，為好氧細(xì)菌的生長繁殖創(chuàng)造良好的條件，實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物加快分解的作用，為生物的生長繁殖提供有利的條件。

4.2 水體生態(tài)修復(fù)措施

河道截污后通過水廠補(bǔ)水，為提高水質(zhì)自凈能力。通過水簾系統(tǒng)、礫石床以及河道等構(gòu)建水生植物帶，采用生態(tài)修復(fù)的方向提高河道的自凈效果，利用濕地系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的改善，對(duì)污染物降解，為生物的多樣性創(chuàng)造條件，保證自然生態(tài)的效果。另外，在橫崗污水處理廠補(bǔ)水口和橫崗再生水廠出水口分別設(shè)置2個(gè)水簾系統(tǒng)，對(duì)補(bǔ)水口的出水形式進(jìn)行改造，利用水簾增加水中溶解氧的含量，通過石籠、牡蠣殼等物理填料對(duì)尾水中的COD、氨氮、磷等化學(xué)物質(zhì)加以吸附，實(shí)現(xiàn)凈化尾水的作用。

對(duì)污水廠回補(bǔ)尾水加以利用，龍崗河干流的地質(zhì)條件與地理特性，設(shè)置壅水、跌水等，實(shí)現(xiàn)形成層次豐富的水面區(qū)域。此河段主要考慮污水廠尾水壅水后水質(zhì)效果較差，除盛平橋-龍園水閘段結(jié)合賽龍舟需求進(jìn)行壅水外(水深1.5-2.33m，水面面積5ha)。針對(duì)河段的治理，要重點(diǎn)針對(duì)淺水區(qū)域的水面形態(tài)，在局部區(qū)域利用現(xiàn)有的河道縱坡，沿著河流方向設(shè)置生態(tài)跌水壩，以建造出低堰跌水的形態(tài)。利用河道的縱坡，在河道坡度較大的區(qū)域采用河段拋石的方式，以形成急流，營造出動(dòng)感水流。

4.3 河岸生態(tài)修復(fù)工程

上游沿岸三個(gè)山體的生態(tài)修復(fù)、龍崗河源頭匯合口生態(tài)綠嶼的建設(shè)、橫崗污水處理廠一二期出水口布置礫石、碎磚等生態(tài)材料組合成的瀑流凈化設(shè)施、濕地的布置、墻體的綠化處理及結(jié)合城市公園局部打破直立墻做生態(tài)護(hù)岸等。龍崗中心區(qū)拓寬河道，降低高程滿足濱水需求，并與周邊未來地下商業(yè)、公共服務(wù)業(yè)開發(fā)相銜接，打開龍西河口濕地，擴(kuò)大水面、拓寬河道并結(jié)合作為游船碼頭、未來特色商業(yè)開發(fā)等，河道利用岸上空間建設(shè)濱水城市公園三處，結(jié)合箱涵布置沿岸親水步道，改變?cè)兄绷εK、雜的現(xiàn)狀開展直立墻飾面改造工程。

干流完成截流后，河道內(nèi)水質(zhì)同于污水廠尾水標(biāo)準(zhǔn)，但一級(jí)B或一級(jí)A 水質(zhì)指標(biāo)(尤其是TN 和TP)離交接斷面要求的地表水V類水要求還有一定的差距?？紤]南約河口-嚇陂交接斷面河段9km 的間距現(xiàn)狀，采用原位生態(tài)修復(fù)、恢復(fù)礫石床、種植河道水生植物帶等方法提高河道的自凈效果，發(fā)揮濕地的作用，保證凈化水質(zhì)能力，對(duì)污染物加以降解，提升生物的多樣性。

4.4 修復(fù)河流的水體生態(tài)

結(jié)合龍崗區(qū)域河流的污染現(xiàn)狀，修復(fù)要針對(duì)河道生態(tài)與河網(wǎng)水系生態(tài)，以實(shí)現(xiàn)污染的有效控制，從景觀設(shè)計(jì)等放手，對(duì)河流生態(tài)實(shí)施修復(fù)，逐步實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)的效果。針對(duì)河網(wǎng)水系，結(jié)合河網(wǎng)特征，要發(fā)揮河網(wǎng)原有的自凈調(diào)節(jié)功能，借助水力調(diào)節(jié)與生態(tài)清淤等措施，為河網(wǎng)水系的改善提供水動(dòng)力條件，保證河網(wǎng)自凈能力不斷提升；結(jié)合區(qū)域河網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)水系結(jié)構(gòu)、河網(wǎng)布局加以修復(fù)，發(fā)揮水流域生態(tài)修復(fù)技術(shù)集成的作用。針對(duì)河段層面，采用生態(tài)治理與工程措施的相結(jié)合方式，采用綜合系統(tǒng)的方法進(jìn)行綜合治理和生態(tài)修復(fù)。由于生態(tài)護(hù)岸技術(shù)的應(yīng)用，水系實(shí)現(xiàn)了溝通，河岸帶植被得以有效恢復(fù)。在實(shí)際生態(tài)修復(fù)方案選擇過程中，根據(jù)生態(tài)修復(fù)目標(biāo)，并兼顧經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的最優(yōu)化以及工程和管理措施的可操作性和可持續(xù)性，從生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益來確定優(yōu)選技術(shù)。

3 效 果

龍崗河干流綜合整治工程經(jīng)過9個(gè)月的建設(shè)，通過新建的約20公里沿河兩側(cè)主次截流系統(tǒng)在旱季收集沿河250個(gè)排放口漏排污水和5條支流治理前的混流污水，在雨季收集初期雨水，然后用橫崗污水廠尾水回補(bǔ)河道，通過對(duì)河床清淤疏浚、生態(tài)材料護(hù)岸、縱坡修整等工程措施，現(xiàn)狀龍崗河中上游段水質(zhì)有了較大的改善，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)研，該段河道水體消除了“黑臭”現(xiàn)象，基本實(shí)現(xiàn)了清污分流，大部分河段水質(zhì)較清澈，僅有局部河段受河床縱坡較緩或壅水建筑物等原因影響水質(zhì)混濁。

4 結(jié) 語

在河道水環(huán)境治理工程中，應(yīng)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)體現(xiàn)了多方面的價(jià)值。技術(shù)的應(yīng)用要結(jié)合河道水環(huán)境的特點(diǎn)，保證技術(shù)的適用性，最大限度發(fā)揮技術(shù)對(duì)生態(tài)環(huán)境修復(fù)的作用，提升河道水環(huán)境治理效果。