南通通州地區河道生態修復實踐案例

陳前 張永祥 楊春和等

摘要為改善區域水體環境，南通市通州區對該地區河道進行生態修復，采用污水口預處理、底質處理、生態浮島及直接補給部分生物物種以增加生物多樣性等生態手段，并輔以調水、生態清淤、岸坡修復等工程措施。經過4個月的整治，河道恢復生態功能，水體水質明顯好轉。

關鍵詞河道；生態修復；生態手段；工程措施

中圖分類號S181文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）31-254-03

Practice Case of River Ecological Restoration in Tongzhou， Nantong

CHEN Qian1， ZHANG Yongxiang2， YANG Chunhe1 et al

（1. Nantong Science and Technology College， Nantong， Jiangsu 226007； 2. Daheng Environmental Engineering Co， Ltd.， Nantong， Jiangsu 226007）

Abstract To improve quality of the water environment in the area， ecological restoration of river in Tongzhou District of Nantong City was implemented to increase biodiversity by pretreatment in sinkhole， disposal of substrate， ecological floating island， adding some biological species to river and so on. Engineering measure was used by water diversion， ecological dredging and restoration of slope， after four months， ecological function of river was restored， water quality was improved quickly.

Key words River course； Ecological restoration； Ecological method； Engineering measures

南通濱江臨海，水網縱橫，原本是我國東南沿海地區水資源最豐富的地區之一。但相悖于近年來工業化及城市化進程的快速推進，配套污染治理設施的不完善導致部分地表河道污染嚴重，多條河流水體均出現不同程度的功能退化，實際上已成了水質型缺水型城市之一[1]。順應社會經濟發展需求，為了有效治理日趨惡化的水環境，南通市通州區政府針對區域內河道退化問題，制定為期3年的河道整治方案，對北山灣、中心橫河、一號橫河、中心豎河4條河道同期開展實施生態修復的工程項目。該生態整治為區域水體環境生態修復的工程項目提供參考。

1水系背景

1.1水質現狀

上述4條河流位于通州金沙鎮城區，除北山灣為運鹽河支流外，其余3個河道均屬于城區三級河道。以水為脈，沿線居民密集。原本城水相融，人水相親，但由于長期疏于管理，4條河道均出現功能退化現象：河道積累大量淤泥，水流緩慢，河道窄小，水質渾濁，河岸有成片出現漂浮物等臟亂現象。尤其夏季水華泛濫，過往群眾無不搖頭側目。經監測，4條河道的水質均為Ⅴ～劣Ⅴ類，水質溶解氧較小，其中COD、氨氮、總磷均超過地表水環境質量Ⅴ類水體水質標準。

1.2納污分析和修復目標

針對河道功能退化的原因展開調查，雨污分流不徹底是造成河流污染的主要原因。這4條河流本身就位于城區鬧市，工業污染源少，加上近年來在環保局大力整治下，沿途工業污染源已大部分得到治理；相反，生活污染源是河道污染的主要原因。沿河岸分布著多個居民區，不少居民擅自改造，將陽臺洗滌污水直接進入雨水管道下泄進而排達河流，老城區還存在納污管道改造不徹底，至今仍有少數污水直接排入河道的現象。另外，內源的二次污染也是重要原因之一：河道久未清淤導致河床堆積大量淤泥，底質吸附富集大量的污染物。當雨季底泥攪動明顯時，即表現為雨后河道水質狀況明顯轉差。而內河緩慢的水流則不利于水體自凈恢復。

因此，這次河道水體生態治理工程的首要任務則為恢復河流生態功能，消減污染，增強調節能力。水質目標：增加水質溶解氧，提升水質透明度，使水質達到Ⅲ～Ⅳ水體要求。另外，借此契機，同期促進優化城市景觀生態環境建設，力圖再現“河暢、水清、岸綠、景美”的嶄新景象，進而提升城市的文化品位和競爭力。

2通州市河道生態整治主要措施

與以往工程為主的河流整治有所區別，南通通州區河道整治更強調遵循自然規律，以生態手段為主修復退化或受損的水生生態系統。同時輔以開展調水、生態清淤、河坡整治、水土治理等工程建設措施。

2.1污水口預處理系統

這次河道整治針對污水排放口加設污水預處理系統。以北山灣為例，其位于老城區，工業污染源少，因管道改造不夠徹底，尚有少數生活污水直排河流現象，污水將直接污染沖擊河流水質。這次河道整治項目之一——污水預處理系統旨在削減排污點污染沖擊。其采用內層沙網過濾，外層用PVC圍隔，相當于在污水口圈出高濃度區域；再在上面覆蓋水生植物粉綠狐尾藻等漂浮植物。而粉綠狐尾藻如同水中的清道夫，不但能夠吸收水中的氮、磷等物質，凈化水體，同時生長過程中能分泌克藻化學物質，從一定程度上抑制浮游藻類的生長繁殖[2]。污水預處理系統利用水生植物強化局部高濃度地區的生物凈化，輔以過濾等手段，為污水入河成功地建立了第一治理關口。同時兼顧景觀效果，以達到水質與水景并重的建設效果。

2.2底質處理

底質是河道的重要組成部分，也是水生生態系統和生物多樣性的載體，河流的自凈和緩沖能力很大程度上取決于底泥的生態質量，合理的厚度底質是沉水植物、底棲生物的生存前提和保證。但底質對氮、磷及有機物污染的吸附在一定的物理化學及環境條件下可能再次釋放。因底質過多（即淤泥層過厚），從底泥中釋放出來內源污染，已是造成水體富營養化污染長治無效的重要原因之一。因此長期不清淤也會產生許多諸如增大耗氧量、釋放有害物質等[3]不利影響。

北海灣淺水區河道原本為混凝土基礎，部分還淤積建筑垃圾，不利于沉水植物、底棲生物的生長。在這次河道整治中，先清理建筑垃圾，再人工回填土方，保證回填底質厚度達20 cm，并用生石灰對水體及底質進行消毒及中和酸堿性的改良。

而針對中心豎河等部分河道底泥過厚，通州區政府則投資400余萬元引進生態清淤及快速處置一體化新技術。該技術不需抽干河道施工，清淤船將河底的淤泥通過管道輸送到幾百米外的大型脫水設備上，經過篩分、濃縮、沉淀等一系列工藝處理，最后分離出的尾水排放到河里，脫水后的淤泥則運輸去填塞廢溝呆塘，并與土地治理相結合，平埋成可耕種田塊。生態清淤可以大大縮短了清淤、堆放、固化的時間，具有無二次污染、節約土地、處理周期短、綜合成本低等特點。

2.3生態浮島技術的應用

生態浮島是這次河道治理過程中的最大亮點。在這次河道水治理工程中，4條水體均采用了這項技術，可廣泛應用于景觀水體、富營養化水體以及黑臭水體的水質改善與恢復、景觀營造與美化。尤其針對水體富營養化等水體污染，生態浮島技術有很好的修復作用，同時可達到預期的景觀效果。

所謂生態浮島技術是以可漂浮材料為基質或載體，將高等水生植物或陸生植物栽植到污染水域中，基質及植物的根系對污染物有一定的吸收或吸附作用，從而凈化水質的生物防治方法。通過收獲植物，可以將水體中的污染物徹底搬離水體，改善水質，創造良好的水環境。

通州市政府在河道整治過程中，共選用多種可漂浮材料為基質，主要構建3種類型。

第一種，又稱為漂浮濕地。漂浮濕地其實屬于人工濕地的一種改進類型，相比傳統的人工濕地，它更具有集中式、針對性的有機污染物凈化潛能，應用位置多安置在水體中央。選用陶粒作為漂浮材料，上載有少許種植土。這次河道治理采用的是頁巖陶粒，其孔隙率高、密度小，具有較好的漂浮性能，是一種理想的自然基質材料，同時對水中污染物質兼具有一定的吸附固定效果。基質上種植植物有狹葉梔子、矮向日葵、非洲菊、小雛菊等，植物也能發揮一定的植物凈化作用。漂浮濕地較其他類型生態浮島的優勢：植物的生長不受水域類型和水底地形等條件的限制，所以種植的水生植物更為廣泛，可以把水生、濕生、陸生等植物在一個系統中完美的組合，構建的生態系統更密閉和完備，具備更高的營養物質和其他元素的同化吸收效率。第二種類型強化吸附性能，又稱為生態吸附浮床。外型、結構均與漂浮濕地接近，但漂浮材料選用碳素纖維球作為基質。碳素纖維球具有巨大的比表面積，所以污染物吸附能力更強，而且其巨大的比表面積可充當生物膜載體，利用生物膜上大量微生物的新陳代謝等活動，來達到對污水中有機物的徹底降解。其安放地點主要在近岸污水排放口附近，近一步強化附近高濃度污水的污染物吸附降解，減輕水體自凈的負擔。第三種類型，景觀生態浮床。這種采用吹塑中空材質作為載體，拼接組裝成類似于小船竹筏的漂浮體，主要起固定水生植物的作用。水生植物插種于其中，生長成型后自行固定。這種浮體材料的好處，整齊劃一，浮力大，物美價廉。特別是因為浮力大，因此可載種一些大型水生植物，如美人蕉、澤瀉、鳶尾等，景觀可操作性強，但不能構建復雜的生態系統。

生態浮島建成使得河道水體環境整治效果斐然，浮島上的植物可供鳥類棲息，下部植物根系形成魚類和水生昆蟲生息環境；比表面積很大的植物根系及基質更是在水中形成濃密的網，吸附水體中大量的懸浮物，并逐漸在表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物轉化成無機物，使其成為植物的營養物質，進而轉化為植物細胞的成分，如此形成良性循環。采用生態浮島水凈化技術，不僅可以直觀上增加了河道水體的美觀，而且有效地提升了水質的透明度，改善了水質富營養化趨勢。

2.4河道生物多樣性的直接補給

修復受損食物鏈，強化生物污染治理也是這次河道生態治理的內容之一。為了加強河道生態系統自凈能力，修復受損河道生態系統及實行生物控藻，治理中直接投加不少生物物種，具體包括：投放枝角類浮游動物，栽培沉水植物、浮葉植物，投加魚蝦及底棲動物等。枝角類浮游動物是一類小型甲殼動物，又稱水蚤、紅蟲或魚蟲，可以攝食藻類，具有生活周期短，繁殖速度快，對環境的耐受性強等特點[4]。實踐表明，生物多樣性的直接補給有助于受損生態系統恢復。如：有意識地投加枝角類浮游動物，可以通過直接調節浮游動物進而控制藍藻水華[5]；在河近岸側栽培苦草、金魚藻等沉水植物，能有效低生物性和非生物性懸浮物濃度，提高水體透明度；有意識地投加魚蝦及螺、貝等底棲動物，栽種睡蓮類浮葉植物，將有助于生態系統的優勢種群結構的調整。以上種種措施修復或完整食物鏈，有效地促進河流生態系統的自我修復，對水污染起一定的防治作用。

2.5景觀生態元素的點綴

這次河道水生態修復還增加了景觀照明、景觀噴泉和人工曝氣，提高了河道的觀賞性能，能給人視覺上享受；人工充氧更是直接提高了水體的溶解氧水平，促進微生物快速降解水中的污染物，緩解水生生物因缺氧帶來的生存危機，進而改善局部水環境。另外，部分河段還實施了生態廊道工程。水清堤綠，為居民提供健康、舒適、優美的休閑環境。景觀照明更是營造出霓虹閃爍，流光溢彩的華美畫面。

2.6其他配套性工程建設舉措

此外，這次河道治理過程中也配套有一些常規的工程措施，包括調水、疏浚清淤、岸坡修復等。

所謂河道調水，是指通過人工手段，利用水利工程合理適量調引源水。通州區針對這4條城市內河，興修水利，分別從運鹽河和通呂運河調集水源，有效迅速改善了河流水質。究其原因，不僅僅是通過增加水量以稀釋污水，水流速度的增加有利于水體復氧，強化好氧微生物降解，進而達到增加自凈能力及環境容量的目的。雖不能根治，但不失為一種較好的應急方法。

在岸坡修復中，通州區政府采取了區分河段針對性護岸對策。穩定河段盡量保持河道自然岸坡，種植草皮和水生植物覆蓋，避免填埋、裁彎取直以破壞河流的自然屬性和河形的自然景觀。不穩定河段和特殊河段，則盡量采用生態工程措施的原則進行護岸處理。

河道淤積嚴重的，還將列入全區河道輪浚規劃，按設計斷面進行全斷面治理。

3通州市河道生態整治過程反思

3.1河道生態整治特色分析

3.1.1生態整治主導化。通州區這次河道治理崇尚自然規律，遵從生態治理理念，通過生態清淤、生物補給、人工浮島等技術應用，促進水生生態系統實現自我修復。尤其新型生態技術生態浮島的應用，構成植物根系和基質在吸收、吸附懸浮污染物的同時，為微生物和其他水生生物提供棲息、繁衍場所，具有凈化污染、修復生境、恢復生態、改善景觀等多種功能。而內河水流緩慢，水體規模較小，也更適合生態浮島的應用推廣。

3.1.2治理手段多元化。在這次河道治理的過程中，通州地區綜合多元理念，采用多種治理方法。通過污染控制、現代生物工程技術和環境工程技術等的綜合應用，促進水域良性循環，有效地修復了退化的水生生態系統，改善水域環境。

3.1.3人水相諧景觀化。

通州區這次河道整治引入多個景觀設計元素，生態浮島引來飛禽棲息，景觀噴泉增加了水體的立體層次。白晝，景觀植物搖曳生姿、錯落有致；夜晚，霓虹倒影、水聲淙淙。生態廊道更是為百姓休閑娛樂提供去處。

由于科學規劃，措施切實可行，經過數月整治，4條河流再現鳥飛魚躍，碧波蕩漾的美好畫面，維護了河道生態健康，保障和促進經濟社會可持續發展。

3.2通州市河道生態整治存在的問題

3.2.1截污不到位，致使生態整治效果大打折扣。

河道治理結束時，水質監測還尚未立刻達到理想的監測結果，究其原因，除生態修復需要一段時間外，還另有原因。這次治理中的4條河流長期以來承載著納污的功能，為了保證水質的穩定，防止再次污染，需實現徹底的雨污分流。但實現這一目標，不僅牽涉到地下管網的改建，和市民的水生態環境保護意識也不無關聯。為此，應加大截污納管的建設力度，嚴防雨污合流；提高污水處理設施的利用率，防止污水直排入河。

3.2.2需要加大宣傳力度，增進與公眾溝通。

這次生態治理工程原本出于改善民生，讓附近居民切實享受宜居環境。但在北山灣河道治理過程中，還是出現當地居民擔心影響自家構筑物結構，而阻撓工程施工的現象，對政府的形象和公信力產生不良的影響。同時，提示有關政府部門，需在規劃期間即加大和公眾的溝通力度，提高居民知曉度，讓群眾特別是當地居民，能夠理解并支持工程的建設，形成“人人參與，為綜合治理做貢獻”的社會氛圍，讓河道綜合整治成為促進“人水和諧”的一個重要契機。

4展望

河道生態整治目的是為了營造良好的河流生態環境，強化生態系統的自我調節功能，使河道水生生態系統實現良性循環，但事實上也存在一些值得憂慮的隱患。

（1）是否會引起外來生物入侵污染？在中心橫河已經完工的一期工程中，沿岸能觀察到原本屬于生態浮床的景觀植物，現已星星點點在附近的淺水區安營扎寨。在這次河道生態整治過程中，為篩選出耐污染、生命力強的先鋒植物，選用不少外來物種。這些物種在缺乏天敵的情況下，會不會失去控制，無節制生長，從而造成外來生物入侵的新污染？對此，需加密切關注。

（2）生態整治的效應能否持續？

這次河道整治尚可能畢其功于一役，需要后期不斷的維護管理。污水預處理的雙層過濾若定期清理不到位，易引起堵塞；現有的生態浮島難以推行機械化操作，目前大多采用人工完成，操作難度大，而后續的長期維護也同樣倚重人工作業，包括病蟲害的治理、枯枝敗葉的打撈及挺水植物的收割等，給生態整治可持續增加難度。

以上隱患有望通過嚴密的規劃，建立健全長期有效的管理機制以及實踐中的經驗教訓及時發現總結來預防、改善和避免。

隨著生活水平和生活品味的提高，人們越來越關注身邊的環境。而一個地區的水環境不僅是環境因子的一部分，更承載著當地的水文化及人文內涵。南通素有魚米之鄉的美譽，構建新型“人水和諧、宜居水鄉”的健康河道生態系統更是每個南通人的美好愿景。

安徽農業科學2015年

參考文獻

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