生態河道設計方案應用研究

【摘要】回顧生態河道治理探索的兩個階段，提出生態河道建設要分兩步走，控源減排是前提，棲息生境構建、生態修復是目標。并結合上海崇明生態河道建設案例，提出生態河道治理解決方案，在不改變河道主導功能的前提下，通過一系列措施，逐漸恢復河道健康良好的生態系統，提高河流自凈能力，改善水環境，體現人水和諧的生態治水理念。【關鍵詞】生態河道；生態修復；生態護岸；棲息生境隨著社會經濟的不斷發展，人們環保意識逐漸加強，越來越注重生態建設，在水利工程建設中開啟了對生態河道設計的探索。生態河道治理探索主要經歷了兩個階段：第一階段是上世紀30年代至80年代末，瑞士、德國等歐洲國家提出的自然型河道階段，主要強調自然駁岸應用，使河道回歸自然狀態；第二階段是上世紀90年代初期至今，人們開始逐漸關注河道環境多樣性、生物多樣性，注重河道生態系統的構建，強調生態系統的健康性與穩定性。1、生態河道治理兩步走生態河道治理，控源減排是前提。生活污水、工業廢水、農田面源污染、畜禽養殖排污，底泥污染物釋放等，都會引起水體有機物含量增加，當有機物含量超出河道消納能力之后，就會引起相應的生態問題，水質變差、黑臭、藻類爆發等，因此控制污染物入河量是生態河道治理的基礎。生態河道治理，棲息生境構建、生態修復是目標。在河道控源減排的基礎上，構建棲息生境，保護河道現有生態系統的功能，治理退化、破壞的生態系統，修復受損的生態系統，使河道恢復到接近干擾前的生態系統。生態治理主要包括兩部分內容：一是棲息生境構建，為不同生物提供不同的生活環境，創造生物生境的過程，為生物多樣性創造基礎條件；二是生態修復，組建生物鏈，完成能量傳遞，通過牧食鏈，完成光能、營養鹽—植物—動物的能量轉化過程，通過腐食鏈，完成有機物及動植物殘骸—微生物—動物的轉化過程。2 、生態河道建設案例下邊以崇明某河道生態治理為例，對生態河道建設方法實際應用進行初探。該河道大堤隨塘河，位于水系末端，沒有引排水功能，是一條蓄水河道，因此水動力較差。河道沿線有4 座攔河壩，導致水流不暢。河道主要污染為污水廠排水、違章畜禽養殖點污水直排入河及農田果園的面源污染。河道水質基本為Ⅳ類水，但由于河道水體流動性差，遇降雨等情況時水質波動比較大。2.1河道總體布置河道西岸基本維持現狀岸線，東岸利用現有灘地，設置河濱帶淺灘，改變現有河道較為順直的形態，形成具有一定蜿蜒性、寬窄不一的河道形態。另外在東岸布置淺灘濕地，豐富岸線線形。沿河4 座攔河壩全部拆除，連通河道，增加水動力。2.2 截污減排污水處理廠設計標準雖然已達到一級A 的排河標準，但其水質指標仍較差，特別是總磷、總氮指標按照《地表水環境指標》屬于劣五類。采用生態浮島處理工藝對回流污水進行處理，生態浮島主要布置在污水廠周邊支河及工程起點河口處，減少污染入河。另外，由于本河道周邊各支河水質也較差，為Ⅳ類水，考慮到短期內支河水質難以改善，在本河道沿線各支河口處也分別布置了生態浮島，攔截污染進入本河道。河道面源污染主要是農田果園的化肥農藥污染和東岸道路灘地的初雨污染，本設計引入海綿城市理念，利用生態滯留技術，通過設置生態植草溝和植物緩沖帶，去除徑流中的部分污染物。對于底泥污染主要通過底質改良劑，破壞水體底部原有的氧環境和pH 環境，降低有毒有害物質對水體的釋放，提高水體活力，改善河道感觀效果。2.3生態修復利用東岸現有廢涵灘地，通過在河漫灘上進行局部擴展，建立能提高河道自凈能力的淺灘濕地，不僅可以治理水體污染，還可以美化環境，為水生動植物與兩棲動物提供棲息地。經布置濕地面積約為1 畝。對河道部分岸段河底通過散拋石塊、放置魚槽等措施，形成河底微地形，豐富河底的生境條件。河道生態系統的構建是河道生態治理的重要措施。采用凈水能力強，景觀效果好的水生植物，包括沉水植物、挺水植物、浮葉植物；增加浮游動物特別是大型枝角類的數量，提高其對浮游植物的牧食力是調控、改善自然水環境透明度和水質。水生動物投放以水質凈化為目標，主要投放環棱螺、蘿卜螺、河蚌、青蝦及濾食性的鰱魚、鳙魚等魚類。由大型底棲動物和濾食性魚類為主導的水生動物群落與水生植物形成共生關系，輔助維持“草型清水態”生態系統固有的物質循環。2.4生態景觀景觀布置基于現狀良好的植被，通過建立河流廊道，讓河流呼吸、生物得到保護，多種生境得到恢復，讓河道真正成為生態系統良性循環的一部分，實現“回歸鄉野的濱河景觀新暢想”。根據現狀帶狀空間，打造“一軸+一帶+三點”的景觀結構，“一軸”為河道兩側的綠帶空間，沿林下種植大面積地被植物，沿水岸線種植開花挺水植物，局部自由點綴景石。“一帶”為河道旁邊道路，將該段道路作為自行車自助運動帶的一部分，充分發揮林間騎行的地域優勢。“三點”為河道上的三個重要景觀節點，依次為“浮島生趣”、“水花園”和“鳥棲濕岸”節點。2.5生態護岸有放坡條件的岸段，采用生態袋+植生土坡+碎石面層的型式；樹木距河口很近的岸段，采用密排木樁+植生土坡+碎石面層的型式；在岸頂有道路岸段，受地形條件限制，為減少對道路破壞同時為滿足岸側防汛高程要求，采用生態袋+箱式花槽的型式，在河口處設置箱式花槽，既能防汛達標又能美化環境。2.6水系溝通本工程河道上有四座攔河壩，對攔河壩予以拆除新建橋涵，連通河道，實現水系溝通。3、 結語河道生態設計主要從生態系統的兩大基本組分“生境”及“生物”著手，針對河道存在的水體水質惡化、生物棲息生境受損、生物多樣性低、護岸材料硬質化及生態景觀效果差等問題，從水環境可持續發展的角度出發，在不改變河道主導功能、不影響河道防洪排澇功能的前提下，以“自然、生態、美觀、親水”為主要建設目標，通過截污控源、水質凈化、生態護岸等工程措施重點改善河道生境，為生物提供適宜的生長繁殖條件，豐富生物物種多樣性，構建健康完善的生態系統，提高河流環境容納能力，改善水質、水環境，體現人水和諧的生態治水理念。參考文獻：[1]高曉琴，姜姜，張金池.生態河道研究進展及發展趨勢[J].南京林業大學學報（自然科學版），2008（01）：103-106.[2]《上海市崇明區生態河道治理技術導則》（宣貫稿），2017.作者簡介：邢超鋒（1990-），男，助理工程師，主要從事水利工程設計方面研究。