汾河太原城區(qū)濕地水環(huán)境治理探討

李建波

(山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024)

1 引言

《太原市國民經濟和社會發(fā)展規(guī)劃綱要》提出:“精心打造城市水系，逐步實現清水復流，合理利用和協調已有的河、渠、水庫等，將水系貫通連接，實現晉陽古城水系環(huán)線連通的要求”。水是城市之魂，水若不活，城市就沒有生氣。“汾河太原城區(qū)段治理美化工程”是貫穿城區(qū)南北的水系連通的骨干工程，目前已建成兩期工程，總長12km;三期工程沿汾河向上、下游發(fā)展，擴伸至全市區(qū)。汾河太原城區(qū)濕地公園是二期工程的濕地部分，項目區(qū)位于太原市北部城區(qū)，森林公園至勝利橋之間的汾河主河道，長2.4km，寬為500m，治理面積為120×104m2，其中，水域面積58.2×104m2，景觀綠地面積61.8×104m2。

2 原河道概況

2.1 河道內無天然基流，水生態(tài)環(huán)境惡劣，水土流失嚴重

該段河道為河水補給地下水，由于區(qū)內降水量小，加之上游汾河水庫、汾河二庫的攔蓄，河道內常年無基流。另外地下水超采導致地下水位下降嚴重，致使上游的蘭村泉域和下游的晉祠泉均已斷流多年。多年來河道內無序挖砂，砂坑密布，棄料成堆，使河道內植被退化、生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞，水土流失嚴重。

2.2 沙坑靠岸，堤防存在安全隱患

治理段河道內的私挖亂采，造成河床坑坑洼洼，河勢不穩(wěn)，主槽擺動頻繁;部分河段砂坑靠岸，且深達十多米，危及堤防安全。

2.3 水質污染，對下游河道生態(tài)不利

治理段范圍內有北排洪渠(右岸)、北澗河(左岸)兩條支流匯入，均為季節(jié)性河流，北排洪渠平時無流水，北澗河來水主要由部分生活污水和太鋼集團的中水組成，水質不穩(wěn)定。治理段上游有北郊污水處理廠中水排放。以上來水都不能滿足景觀水質要求。

3 項目設計理念

本項目設計采用了“生態(tài)、自然和野趣”的設計理念，體現“人水和諧”總要求。設計中摒棄了單純滿足功能需要的硬質死堤，改為兼顧生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的柔性護岸;摒棄傳統(tǒng)水利的河道渠化，保持了天然河道的蜿蜒性;摒棄單純重視人類活動空間的理念，保留了動物的生存環(huán)境，兼顧人與自然的和諧共存。營造生物多樣性的空間，達到城市生河流態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展。

4 總體布局及措施

4.1 設計標準

治理段河道位于太原市區(qū)，設計防洪標準為100年一遇，設計洪峰流量3450m3/s。

4.2 總體布局

河道治理段長度為2.4km，河道寬度為500m。結合景觀布置，工程區(qū)由四部分組成:自然濕地區(qū)、人工濕地展示區(qū)、綠化景觀休閑區(qū)、生物棲息地。

汾河太原城區(qū)段治理美化二期工程濕地古園總體布置見圖1。

圖1 汾河太原城區(qū)段治理美化二期工程濕地公園總體布置圖

4.2.1 自然濕地區(qū)

梳理河道內現有砂坑，利用砂坑出露地下水及汾河治理一期工程堵頭壩的壅水，形成自然濕地區(qū)，蓄水面積為50.4×104m2。

自然濕地區(qū)布置在河道的中間部位，其走勢基本維持河道現狀行洪主槽走向，寬度80～300m，形成治理后河道的行洪主槽和排砂通道。

4.2.2 人工濕地區(qū)

人工濕地布置在左岸的一、二級臺地上是由砂坑梳理而成的5座人工湖組成，總面積7.8×104m2。

4.2.3 綠化景觀休閑區(qū)

綠化景觀休閑區(qū)位于河道兩岸的一、二級臺地上，面積61.8×104m2。通過景觀綠化，設置小品，供市民休閑。該區(qū)是游人主要的活動區(qū)域，也是欣賞濕地景觀的駐足點。

4.2.4 多樣生物棲息地

在自然濕地區(qū)的北澗河河口，設置游人不能靠近的湖心島，給動物留下相對獨立的棲息空間，維持生物的多樣性。

4.3 措施體系

4.3.1 河道疏浚，堤防加固

為保證河道的行洪安全，對河道內的挖砂廢棄物、垃圾等進行疏浚清理。對堤岸采用柔性生態(tài)材料防護，對規(guī)模較大、影響堤防安全的砂坑進行回填，以保證河道的防洪安全。

4.3.2 棄土回用，種植綠化，防止水土流失

結合兩岸臺地的景觀設置，通過堆砌微地形，設置湖中島，以減少棄土帶來的新的水土流失;充分利用河床內土質肥沃的的表土作為種植土，通過植被覆蓋，固土保水，減少水土流失，遏制揚沙對空氣的污染，保護居民身心健康。

4.3.3 保持河道天然特性，營造生物多樣性的生態(tài)環(huán)境

利用梳理現狀河道地形，河道在平面布置上宜彎則彎，宜寬則寬，維持岸線自然蜿蜒的形態(tài)，形成急流和緩流，為水生動物提供避難場所，營造生物多樣性的生態(tài)環(huán)境。

4.3.4 提高河道自凈能力，營造宜居水環(huán)境

對現有漿砌石硬質堤岸，改用柔性生態(tài)材料進行置換;淺灘的設置，多孔柔性護岸材料的應用，利于水生動植物和微生物種群的繁殖、生長。通過修復水生態(tài)系統(tǒng)，增強水體的自凈能力，營造宜居水環(huán)境。

5 本工程的創(chuàng)新點

5.1 分別確定防洪標準，兼顧生態(tài)、景觀、休閑多功能需求

為減少土方外運，在滿足防洪安全的前提下，通過對兩岸臺地的梳理，采用多層次的防洪標準，增強了景觀的立體感和層次感，保持了不同水位時的親水性、生態(tài)性和景觀效果的完整性。北澗河河口一級臺地上的人工濕地區(qū)，防洪標準為半年一遇;兩岸二級臺地上的人工濕地及景觀休閑區(qū)，防洪標準為5～20年一遇;生態(tài)島的防洪標準為5年一遇。真正實現“洪水控制”向“洪水管理”理念的轉變。洪水功能分區(qū)見圖2。

圖2 洪水功能分區(qū)圖

5.2 營造健康生態(tài)系統(tǒng)

(1)保持河道蜿蜒曲折的天然河流的形狀，能彎則彎，能寬則寬，營造生物多樣性的生境。

(2)多孔柔性材料的應用，有利于植物的生長，微生物群種的繁殖，給水生動物提供了避難、產卵的場所。

(3)生態(tài)湖心島的設置，給動物提供了游人不能靠近的獨立空間，構建了動物生存、繁衍的樂園。(4)生物通道的設置有利于兩棲動物的遷徙。給兩棲動物提供了健康的生存環(huán)境，豐富了生物生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。生物通道設計見圖3。

圖3 生物通道設計

5.3 多水源利用，改善項目區(qū)水環(huán)境

灌溉期下泄汾河二期過境水的水位消長，完善豐富了消長帶的生態(tài)系統(tǒng);貯存、涵養(yǎng)雨水水源，改善生態(tài)環(huán)境，節(jié)約水資源;凈化中水水質，補充地下水，為下游河道生態(tài)系統(tǒng)提供水源;為項目區(qū)健康生態(tài)系統(tǒng)的正常運行提供水源保障。

在北方缺水的天然河道上興建如此大規(guī)模的濕地景觀，是城市河道治理的新思路，具有示范作用。

6 結語

本項目的實施對凈化城區(qū)空氣、消除水體污染、調節(jié)局部小氣候產生了重要作用。使城市舊貌變新顏，引來了更多五洲游客，使太原成為一個高標準的歷史文化名城，“水”起到了命脈作用。具體表現在以下幾個方面:

(1)項目區(qū)位于太原市的上風口，治理前的河道生態(tài)破壞嚴重，表土裸露，是太原市揚沙天氣的主要風沙源。濕地公園的建成對凈化水質、改善環(huán)境和局部小氣候起到了積極作用。工程運行五年多來的資料顯示:在夏天，汾河濕地公園的最高氣溫比其它區(qū)域低3℃，濕度提高10～30%，太原市空氣質量二級的天數由2007年的267天到2012年的324天，首次達到國家二級標準優(yōu)良天數。

(2)濕地公園五年多的運行實踐表明，濕地公園對凈化水質的效果明顯，水質由達標排放提到地表Ⅴ類水質，為項目區(qū)下游河道提供水源，有效利用水資源。

(3)濕地公園運行后，對補充工程區(qū)及周邊地區(qū)地下水的效果明顯，為2005年以來項目區(qū)地下水回升約5m起到積極作用。