東北地區(qū)城市中小河流治理及生態(tài)修復(fù)

王美懿，宗 原，李小平，王 影

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司，吉林 長春130061）

1 中小河流治理生態(tài)修復(fù)設(shè)計

城市中小河流，由于其位置的特殊性，人們對河流要求較高，河流既要能夠滿足防洪減災(zāi)要求，又要使河流能夠成為休閑娛樂的場所，人水相近，輕松自然，水質(zhì)良好，適宜動物植物生存生長。而且，河流兩岸修復(fù)設(shè)計中，要與兩岸城市建筑、道路規(guī)劃和諧相容一體，并且要賦予河流景觀必要的歷史文化內(nèi)涵。

中小河流治理及生態(tài)修復(fù)設(shè)計遵循的主要原則，首先要恢復(fù)河流自身暢通有水最基本的自然屬性；滿足防洪需求；河道兩岸景觀優(yōu)美自然，能夠成為人們休閑娛樂的自然空間，河道本身適合動植物生長。主要設(shè)計內(nèi)容有：

1）水文水資源設(shè)計。東北中小河流屬季節(jié)性河流，降水徑流主要來水為夏季7 至8月，其他時間較小，因此，水資源總量及時間分布是主要設(shè)計內(nèi)容之一。如何通過工程措施攔蓄水流，是保持河道自然屬性的關(guān)鍵。城市中水再利用，是增加河道水流流動性重要水源。

2）防洪設(shè)計。滿足防洪設(shè)計標準，可按相關(guān)設(shè)計規(guī)范工作即可。

3）水質(zhì)設(shè)計。流動、循環(huán)和摻氣是保證水質(zhì)優(yōu)良的重要條件，巧妙利用跌水、挑水、曝氣措施，充分利用河流本身的自凈能力，通過河水的多變流態(tài)，依靠沉淀作用和水中合理養(yǎng)魚、種草等動植物措施，使水質(zhì)得到凈化，利于水質(zhì)保持清潔。

4）河流形態(tài)設(shè)計。河流形態(tài)多樣性的修復(fù)應(yīng)根據(jù)自然河流的形態(tài)特點，遵循河流形態(tài)多樣性與流域生物群落多樣性相統(tǒng)一的原則，在參考同流域內(nèi)自然河流形態(tài)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)狀河流的地形條件和相關(guān)規(guī)劃進行，河流形態(tài)遵循宜彎則彎、宜寬則寬原則設(shè)計。

建設(shè)蜿蜒曲折的水流形態(tài)。改變幾十年來慣用的治河幾條大直線的做法，根據(jù)河勢，制造豐富多變的河底線、河坡線，在有可能與河邊綠地相結(jié)合的地方，可修建蜿蜒曲折的的水路、水塘，創(chuàng)造較為豐富的水環(huán)境，改變原來呆板、單調(diào)的河道模式。修建主槽與灘地相結(jié)合的斷面型式。

淺灘和深潭的組合是河流保持動能水力平衡、維持河道內(nèi)穩(wěn)定水力配置的一種方式，其組合的消失使得河底平整，導(dǎo)致深潭內(nèi)的水頭蓄積區(qū)和淺灘的水能消散區(qū)喪失，大大減少了大型無脊椎動物和魚類的棲息地以及產(chǎn)卵的場所。

淺灘因為流速較快，底部大多為礫石。特別是險灘，細小顆粒全部被水沖走，河床內(nèi)多為松石，石頭與石頭之間形成各種空間，棲息生存著許多水生昆蟲和藻類。在險灘誕生的水生昆蟲和藻類會流入深潭，深潭又是以這些為食餌的生物的棲息場所，由于流速慢、水深，可以作為休息或者防止外敵侵害的避難場所。

5）水工建筑設(shè)計。指為滿足攔蓄水要求建設(shè)的橡膠壩、攔河閘等建筑，以及為滿足防洪要求修建的護岸工程。在護岸結(jié)構(gòu)設(shè)計中，綜合行洪條件，不再大量使用現(xiàn)澆混凝土、混凝土板、漿砌石等阻斷水和空氣交換的硬質(zhì)護坡材料，改用干砌石、卵石籠、山石等更為通透的材料來防止水流的沖刷，并可在這些材料之間和表面覆土，促進植物的生長。同時利用“植物生長砌塊”、“土工格室”等近年來逐漸興起的新型材料。

2 案 例

2.1 蒲河概述

蒲河是渾河的一級支流，自東向西貫穿沈陽市沈北新區(qū)、于洪區(qū)，于遼中縣冷子堡鎮(zhèn)周徐村入遼中境后匯入渾河。沈北新區(qū)段33.2 km、于洪區(qū)段30.6 km、遼中縣城段12.5 km，三段河道特點及整治重點見表1。

表1 蒲河三段河道現(xiàn)狀及整治重點描述

2.2 蒲河生態(tài)治理原則

蒲河生態(tài)治理是個綜合工程，涉及城市防洪、水環(huán)境改善、水景觀建設(shè)和水文化構(gòu)建等復(fù)合功能，遵循自然原則、社會經(jīng)濟學(xué)原則、美學(xué)原則對蒲河進行生態(tài)治理。

2.3 水資源總體規(guī)劃

沈北新區(qū)段及于洪區(qū)段蒲河水資源總體規(guī)劃在滿足防洪的前提下，強調(diào)水環(huán)境改善和水景觀建設(shè)，主要是充分利用現(xiàn)有水源（蒲河上游棋盤山水庫）及工程措施（14 個梯級閘、14 個湖泊以及2片濕地）進行調(diào)水，保持枯水期常水位，同時切實加強污染源治理。水文化的建設(shè)就是恢復(fù)和發(fā)揚蒲河流域歷史文化底蘊，構(gòu)建具有歷史、現(xiàn)代和未來文化氣息的水文化格局。修復(fù)河道水生植物系統(tǒng)，在城市河道上游兩岸種植沉水、浮水和挺水植物，提高水體自凈能力。遼中縣城段主要將水工學(xué)與景觀生態(tài)學(xué)、景觀建筑學(xué)相融合，進行河道的總體規(guī)劃———將蒲河與城市、人與自然作為一個整體來考慮，在既滿足防洪要求的同時，又兼顧景觀環(huán)境上的需要，實現(xiàn)人與自然的和諧。具體設(shè)計是通過水工建筑物形成較大水面，從而進行灘地開發(fā)利用，形成森林景觀、濕地景觀、高爾夫球場等景觀。

2.4 蒲河生態(tài)治理方法

蒲河生態(tài)治理方法根據(jù)實施方式大體可分為四方面：第一方面是河流形態(tài)、河床等河道特性的生態(tài)治理；第二方面是河道縱橫斷面和設(shè)計；第三方面是河流水動力條件的治理；第四方面是邊坡結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計。

2.5 水環(huán)境設(shè)計

考慮到城市中諸如人工湖、池塘、濕地、天然河道等的洼陷結(jié)構(gòu)對雨水的截留效果顯著，且經(jīng)過洼陷結(jié)構(gòu)中生態(tài)系統(tǒng)的自然吸收降解作用，回滲地下或排到水體都不會造成水體的污染，經(jīng)濟而又實用，所以充分開發(fā)城市的洼陷結(jié)構(gòu)對污水的截污處理潛力對做好城市規(guī)劃設(shè)計，節(jié)省投資具有重要的意義。在設(shè)計方案中，結(jié)合河道治理，在城區(qū)及城近郊區(qū)，利用坑塘、洼地建設(shè)了兩處濕地，恢復(fù)自然的生態(tài)環(huán)境，有的河段還和湖泊接通，使河道更加自然化。蒲河水質(zhì)凈化的幾個措施如下：

1）蓄留水的循環(huán)凈化。

2）池水的曝氣。水中的溶解氧氣減少形成嫌氣性環(huán)境是池水水質(zhì)惡化的原因之一。作為防止方法，主要采取以下措施。

①在湖面上設(shè)置噴水，強制性混入空氣的方法。

②在湖底附近設(shè)置氣泡發(fā)生裝置，強制性送入空氣的方法（曝氣）。在湖面上協(xié)調(diào)噴水除了能夠?qū)崿F(xiàn)水質(zhì)凈化的目的之外，作為二次效果，還可以起到城市簇團象征的作用。

3）保留天然邊灘、河心島、岸邊淺灘、蘆葦塘。河、湖中的天然島嶼是許多水生生物的主要棲息場所，在天然島嶼上形成了植物一微生物一動物共生體，它們對水體的凈化起著非常重要的作用。為此，在河道疏浚及必要的裁彎施工中盡量加以保留天然邊灘和河心島。

在造景池岸邊周圍設(shè)置水深較淺的淺灘，可以獲得好氣性環(huán)境。由此可以期待通過微生物實現(xiàn)水質(zhì)凈化以及通過蜆子等實現(xiàn)底質(zhì)凈化。此外，通過設(shè)置蘆葦塘除了具有可以降低洪水等來自外部的水流、防止向底質(zhì)的湖沼擴散的捕集性要素的功能之外，還能夠充分獲得由于蘆葦自身的營養(yǎng)鹽吸收效果實現(xiàn)的水質(zhì)凈化作用。

4）利用生物多孔混凝土實現(xiàn)水質(zhì)凈化。自然界本來就具備自身凈化的作用，這種子作用是以細菌為中心的生物生態(tài)系形成的。為了不喪失這種自身凈化的作用，需要維護生物之間活躍的食物鏈環(huán)境。

生物多孔混凝土由多孔性材料構(gòu)成，是用于附著生物的塊狀結(jié)構(gòu)，適合棲息多種多樣的生物。將其設(shè)置在水畔可以使得食物鏈的活動更加活躍，生物將水中的有機物攝取到體內(nèi)，可以有效地完成水畔的凈化作用。如果將這種子技術(shù)作為大規(guī)模人工造景池的水質(zhì)凈化措施采用于本項目，可以維護濕潤和安閑的水畔環(huán)境。

5）水生植物護岸。在景觀水位到坡腳這段區(qū)域選擇一些耐水性的、對水質(zhì)有凈化作用的水生植物進行護岸，使之起到護岸與凈化水質(zhì)的雙重作用。

3 結(jié) 語

目前各段蒲河生態(tài)水系綜合治理已陸續(xù)竣工，工程實施后，改善了城區(qū)生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境、投資環(huán)境，滿足了廣大群眾實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)生活、享有優(yōu)良環(huán)境的需求，同時提高了城市文化品位，拓展了城市發(fā)展空間，提升了土地價值，促進了該區(qū)域經(jīng)濟社會快速和諧發(fā)展。