金龜河小流域綜合整治策略研究

龔玉鋒 張茂林 樊仕寶

(深圳市廣匯源環境水務有限公司，廣東 深圳 518001)

在高質量推進治水工作的大背景下，深圳市境內的主要河流相繼開展了水環境綜合整治工程。深圳市水務發展“十三五”規劃中，將金龜河列入了生態清潔型小流域治理任務，要求從流域系統考慮，開展綜合整治。2018年底，深圳市廣匯源環境水務有限公司承擔了金龜河綜合整治的可行性研究工作，后續作為EPC總承包完成了初步設計及施工圖。目前，此項工作正在有序推進中，現就前期規劃設計階段進行的思考與體會予以分享，以期拋磚引玉供技術探討更好地提升治河效果[1]，構建健康安全的生態環境。

1 工程概況

金龜河發源于深圳坪山區田心山南部，屬典型兩山夾一溝的山區雨源性河道。金龜河流域面積約6.85km2，總河長5.4km，其生態本底好，孕育了種類豐富的動植物，曾吸引眾多本地及外地民眾前來休閑納趣。

金龜河河道狹長，地勢起伏，部分河道防洪標準低，見圖1。每逢暴雨洪水，沖刷的泥沙進入淤積河道，進一步加劇了洪澇災害，破壞了生態環境。此外，沿岸生活有千余戶居民，部分民宿和農家樂甚至架設河上，不足的河道斷面、不當的河道設施、不和諧的人類活動，都給河道的行洪安全帶來直接的挑戰，健康安全的生態環境受到潛在的威脅，下游的赤坳水庫水質也難以得到保障。

圖1 金龜河小流域總體平面

金龜河治理工程針對小流域水安全、水環境、水生態、水管理等方面的痛點，首先明確綜合整治切入點，貫徹“創新、協調、綠色、開放、共享”的科學發展觀，踐行“金山銀山就是綠水青山”的環保理念，并將其落到具體的工程措施中，促進當地生態文明建設，保障經濟社會發展。

2 金龜河總體目標和設計理念

深圳市朝著建設中國特色社會主義先行示范區的方向前行，正努力創建“綠色、宜居、低碳、可持續發展”的粵港澳大灣第一新城。其城市河道治理與改造不僅標準更高，理念也要更超前、更生態。在河道防洪治理的同時，實現環境的生態修復，讓身處都市生活圈的人們也能親山親水、親近田園，讓小橋溪流、星點螢火、池塘綠蛙、魚翔淺底都不再只是記憶的畫面，而是觸手可及、徒步可達的真實場景，在流域治理設計之初就被立為工程治理的總體目標。

設計理念則按照發展及豐富各河段的生境特色，提煉和強化各河段的水力活力，適宜徒步等戶外活動的郊野阡陌，打造一條河暢、水清、岸綠、景美，追憶鄉愁的鄉村水道，同時兼顧宣傳展示與生態觀教育的自然溪流。

3 綜合整治策略研究

與深圳市大沙河景觀提升工程致力于打造為城市的豪華“會客廳”不同，金龜河的綜合整治是努力成為河道治理的另一類典范——健康、自然、可持續的生態清潔型溪流。結合以上治理目標，梳理并融入 “源于自然、高于自然、自然做功、隱于自然”的要求，恢復河流原貌，同時利用水流泥沙自然協同做功，嵌入智慧管理系統，形成一條安全且有活力，秀美且智慧的河流。

整治工程設計因地制宜地進行靜謐且有活力的潺潺流水的恢復，安全且可靠的行洪通道的建立，和諧共存的生物環境的保育，阡陌暢行的田園交通的改造，生態且文明的宣傳平臺的展示，安全逃生警示必要的設置，健康且現代的生活方式的融入。具體而言，其整治策略包括以下六大系統。

3.1 水文過程動力系統

改變傳統河道治理的“截彎取直”，摒棄簡單束縛水流的設計，保留金龜河曲流或汊流的動力形態，使河道有一定的騰展空間，利用水流自然沖淤塑造河流形態，形成自然的深泓槽和深潭、淺灘，為生物提供更多的生態棲息空間。

通過現場調查，金龜河干流河段中曲流河段約占45%，分汊河段約占40%，直流河段僅為15%，河道形態分布見圖2。

圖2 金龜河河道形態示意

3.2 矢量護岸做功系統

金龜河為山區季節性河流，枯水期基流小，豐水期洪量大，因此利用壅水維持水流季節連續性，利用跌水形成河道動力。

根據地形條件，在河道縱坡較大的河段設置集中跌水11處；為確保河道的水深，為動植物生長提供足夠的水域環境，設置5處壅水堰，見圖3。

圖3 金龜河跌水、壅水平面布置

3.3 魚類棲息洄游系統

根據金龜河水生生物多樣性調查，共有10余種本土及外來魚種、18種底棲動物、百余種浮游生物、58種水生植物。工程結合跌水、丁壩、護岸設施，構建魚道11處。設置魚類棲息空間10余處，共采用4種形式。其中，適用于彎曲河道凸岸位置的魚巢磚形式4 處，適用于河道較開闊河段的置大石形式2 處，適用于跌水形成的深潭處仿木樁形式3 處，適用于較平直河段半原木掩蓋形式5處，擬建設的魚道、魚槽分布見圖4。

魚道、魚槽的設計結合了濕地建設，嚴格現有河道濕地的監管，確保濕地面積不減少，增強了濕地生態功能。

圖4 金龜河魚道、魚槽分布平面布置

3.4 藍綠慢行橋梁系統

工程沿河新建步道3.7 km，結合現有村道實現全河貫通，并連接上游坪頭嶺綠道，實現流域藍綠慢行系統交融。步道寬度設計為1.5～2.5m，材料就地選用毛石、卵石，打造鄉村郊野型步道，沿河綠道材質見圖5。

圖5 金龜河沿河綠道材質

此外，擬拆除重建8座橋梁，最上游的8號橋利用現狀高差，形成三面環水的靜謐冥想之地。伴隨著流動的水聲，置身橋下靜靜地觀賞魚兒洄游的樂趣。5號、6號、7號橋三梁串聯，將河道沿線特有的田園風光、戲水淺灘、休閑步道整合為一個系統，在橋頭處設置供人停留和活動的廣場，形成阡陌田園的整體意境。4號橋跌水為幕，三面圍合，形成四水歸堂的特有意境。圍坐臺階，聽潺潺水聲、淌涓涓溪流、看魚群洄游。最下游的1號橋遙望赤坳水庫，野趣漫徑，浮想聯翩。通過綠道與橋梁的重新打造，在金龜河流域形成暢行的藍綠通道。

3.5 生態理念教育系統

小流域治理不僅重在短時的建與治，而且重在長時的護與理，這個過程需要社會大眾的參與。而大眾的參與力度及效果與個體的環保理念和身體力行直接相關[2]。

該工程通過構建水翁保護生態島、露營基地體驗區、淺灘戲水親水區，增設水翁保護、魚道、螢火蟲護岸、魚類棲息地等生態科普教育展示牌(見圖6)，使人們在親近大自然的體驗中樹立生態倫理觀，使水脈、綠脈、心脈三脈交融，形成自覺保護河流、保護生態的價值觀。

圖6 金龜河沿岸教育展示點布置

沿河設置2處下河戲水點，總長約230m，寬度約15～25m。營造一個由草皮緩坡到塊石河灘再到卵石河床的親水戲水區，再結合跌水、溢流堰、丁壩、汀步、魚道和岸上田園菜地、金龜橘林等建設，打造一個浸入式鄉愁野趣體驗區。

同石橋下游河段，水翁樹群相對集中，面積約1700m2，兩岸采用喬灌木植被，形成錯落有致的生態空間，打造一個水翁保護、鳥類和兩棲生物棲息的生態島。

同石橋上游河段，打造露營基地體驗區，布置約500m2的生態塘，約4000m2的開闊草坪。河岸采用滿足螢火蟲棲息要求的生態護岸，靠近溪水處種植水芹和艾蒿，構建螢火蟲蟲卵和幼蟲繁殖場所，打造一個“枕溪數星斗，螢火伴蛙鳴”的體驗區。

3.6 安全預警逃生系統

金龜河位于田頭山與犁壁山兩山之間，夏季洪水頻發且具有暴漲暴落的特點，對當地的居民或游人構成了潛在的安全威脅。因此，進行提前預警或設置必要的逃生設施是該工程設計的重點內容之一。

在金龜河小流域綜合整治工程中，沿河設置相應的逃生設施，見圖7。下河戲水點布設下河階梯，并設置清晰的逃生路線圖。涉水路段設置隔離柱、警示告示牌，禁止車輛在洪水漫頂時通行。堤頂道路兩側設置隔離柱、自動報警系統，結合氣象云平臺數據，當降雨達到一定級別時，通過擴音器喇叭發出警示，提醒周邊人員撤離。

4 生態工法

生態工法(Ecological engineering methods)是基于對物種保育、生物多樣性及可持續發展而提出的一種施工技術，內涵包括少用或不用硬質材料進行河道整治，從而使得施工后的河道仍具有自然河岸的“可滲透性”。在滿足工程功能的同時，設計與施工中最大可能地考慮河道水流的自然特點，生物遷徙、繁衍的規律，并兼顧生態系統的循環要求。

4.1 河床

在河道治理中，過度強調自然，對傳統的“硬化、白化、渠化”護坡技術完全摒棄是不可取的。生態工法則是通過自然再生技術，將混凝土、砌石等人工結構“隱于自然、高于自然”。如需對河床進行硬化處理的河段，應避免簡單全斷面鋪設混凝土，可在深泓線交替處設立沙洲或淺灘，為魚類等水生生物以及兩棲動物提供安全的繁衍生息空間。

圖7 金龜河安全逃生系統布置

在未鋪設混凝土的河床，為防止河水對河床的淘刷，可向河底投入大塊徑的石塊，石籠、木工沉床或直接堆沙。水流較快的河道中要貼著石籠和栽種袋設排樁或者打入錨釘，使左右兩岸交錯配置的沙洲成為不會被水流沖走的骨架。

在水流緩慢的河流中，把構成沙洲骨架大小形狀不同的石塊和沙袋，沿左右兩岸交錯配置，如果配置間隔相差數米左右，將使河床結構變得多樣化。如使用的石塊太大，水流將無法把泥沙帶走，會有許多堆積在石塊周圍，有可能使水生植物或耐潮濕的泡泡草和大竹草等生長得過于茂盛，因此石塊的大小應能在漲水時隨水流移動并與泥沙同時留下為準。為確認石塊大小是否合適，可于漲水時觀察沿岸擺放的石塊是否會隨水流移動，將不動的大石塊挑揀出來，這樣構造的再生工程，無論是石籠還是混凝土鋪就的河床，雖然比天然河床規模小一些，但也會逐漸形成淺灘和沙洲。

4.2 護岸型式

按照多樣性要求，盡可能減少對生態系統造成的傷害，因地制宜地進行河道護岸的建設。既提升了護岸的穩定性，又建立了水-岸一體、水域向陸域協調過渡的自然景觀效果。該工程中擬采用的6種生態型護岸見圖8。

為兼具過水面積以及生態景觀性要求，城市河道一般設計為復合式斷面，采用土坡與一級或多級小擋墻相結合，擋墻設置在水位變動區，采用生態砌塊、木樁、漿砌塊石等材料砌筑，既可增大河道過水斷面，防止岸坡受水流侵蝕、沖刷，又能保證水生動植物的繁衍、生息。擋墻頂基本控制在正常水位處，上部設綠化土坡，使水面以上的岸坡呈現自然、生態的濱水景觀。

結合河道現狀條件，以生態護岸、就地取材、物盡其用為理念，以安全、經濟、生態和易于施工為原則，對河道護岸進行改造。該工程采用網箱、植物扦插、植物纖維墊等6種護岸措施新建生態護岸1252m，保留護岸2030m。

4.3 丁壩結構

在彎曲河段為避免水流沖刷破壞岸坡，沿凹岸設置丁壩群，引導水流流向凸岸改善水流流態，共設置3座丁壩。丁壩平面采用扇形或直線形，頂面由高到低向河道內側設置，采用天然大塊石干砌堆砌。

圖8 生態護岸結構斷面

彎曲段設置小微丁壩群5處，直線段設置原木及堆石結構挑流設施，設置效果見圖9。

圖9 小微丁壩設置效果

4.4 魚槽

魚槽建設為魚類等水生生物以及兩棲動物提供了安全的繁衍生息空間。另外，彎折多孔的空間兼顧了護岸的作用，可部分消除水流對護岸的沖刷，形成河流生態系統與陸域生態系統之間的銜接地帶。

該工程結合沿線跌水共新建魚道11座。采用適合該河道魚類特性的梯級槽式魚道，梯級流動的水流產生的水花和水聲吸引魚類找到魚道的進口，魚槽凈寬為1.0 m，梯級高差為0.1 m，池室長0.3m，為魚類洄游時提供短暫停留休憩空間，魚槽結構斷面見圖10。

圖10 魚槽結構斷面

4.5 水翁保護

金龜河小流域綜合整治工程中水翁等保護性樹種沿岸生長或位于堤坡、河床中，耐濕性強，有一定的抗污染能力。由于金龜河水位變動較為劇烈，水翁根系土壤防沖刷能力需要重點考慮。

對于同石橋下游比較集中的水翁，通過堆石筑島方式構建生態保護島。而對于沿河散落生長在堤坡或河床中的水翁，設置疏排松木樁或仿木樁進行單獨保護，既有利于水流及營養成分的滲透，看起來整齊美觀，又可以最大程度地保護水翁的生長。可結合水土交換條件及岸后綠化配置酌情選擇如土工格室、水土保護毯和三維土工網等不同的保護類型。

5 結 語

小流域治理是一項綜合性較強的系統工程，涉及現實的經濟利益與長遠的生態效益。因此，全面策劃、制定合理的整治策略尤為重要[3]，也決定了其治理目標能否可持續地實現。金龜河小流域綜合整治工程治理意義在于：

a.通過系統思考，建立起涵蓋水文動力、矢量護岸、生物洄游、藍綠慢行、生態教育、安全預警等多目標要素，將人工治理與自然修復相結合，打造一個自我生長、自我發展、自我修復的良性生態循環系統，可使區域內水土資源得到有效保護、動植物資源自然孕育、人與自然和諧共存。

b.依托EPC建設模式，將上述設計理念落實到工程實施中。精心策劃，精心施工，確保將金龜河重塑為深圳市安全、生態、文化共生的健康溪流典范。

c.針對河道綜合整治進行的思考可為其他工程提供參考和借鑒，特別是對于城市郊野河道。生態工法可為河道景觀增添自然的風采，應因地制宜、與時俱進地進行進一步的運用和完善。