城市-化地區(qū)河道生態(tài)治理探索與實(shí)踐
--以閘北區(qū)徐家宅河生態(tài)治理為例

陳飛華,陳云蘭

(上海陳政市政工程有限公司，上海市201900)

城市-化地區(qū)河道生態(tài)治理探索與實(shí)踐
--以閘北區(qū)徐家宅河生態(tài)治理為例

陳飛華,陳云蘭

(上海陳政市政工程有限公司，上海市201900)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)城市居住環(huán)境和公共環(huán)境的要求日益提高，營(yíng)造河道景觀，改善河道親水環(huán)境，凸顯河道景觀、游憩、生態(tài)，以及與周邊環(huán)境互動(dòng)等功能逐漸得到重視，河道生態(tài)治理的理念應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)分析上海市閘北區(qū)河道水環(huán)境的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，并以徐家宅河生態(tài)治理為實(shí)例，分析了徐家宅河治理的設(shè)計(jì)原則、主要技術(shù)要點(diǎn)及實(shí)施效果，以期為其他城市河道生態(tài)治理提供借鑒和參考。

城市河道；水環(huán)境；生態(tài)治理

0 前言

河道作為城市運(yùn)行的一項(xiàng)重要設(shè)施，對(duì)于保障區(qū)域防汛安全，改善城市水環(huán)境面貌有著重要作用。傳統(tǒng)的河道治理往往偏重于水利灌溉、排水泄洪、水資源調(diào)度及航運(yùn)等實(shí)用功能，忽視了河道的生態(tài)環(huán)境功能。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)城市居住環(huán)境和公共環(huán)境的要求日益提高，營(yíng)造河道景觀，改善河道親水環(huán)境，凸顯河道景觀、游憩、生態(tài)，以及與周邊環(huán)境互動(dòng)等功能逐漸得到重視，河道治理也由傳統(tǒng)的防洪、排澇的水利建設(shè)觀念逐漸向建設(shè)“安全、舒適、優(yōu)美”的生態(tài)水環(huán)境觀念轉(zhuǎn)變。近年來(lái)，上海市閘北區(qū)在河道生態(tài)治理方面開(kāi)展了一些探索與實(shí)踐，通過(guò)河道生態(tài)治理，極大地改善本地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，改善居民生活環(huán)境，也為其它地區(qū)推進(jìn)河道生態(tài)治理提供了借鑒。

1 閘北區(qū)河道概況

閘北區(qū)地處上海中心城區(qū)北部，東與虹口、寶山為鄰，西與普陀、寶山毗連，南隔蘇州河與黃浦、靜安兩區(qū)相望，北與寶山區(qū)接壤，屬于蕰南片。閘北區(qū)境內(nèi)河道共有11條，其中市管河道5條，區(qū)管河道6條，河道總長(zhǎng)22.57 km。

2 存在問(wèn)題

2.1 河道水環(huán)境質(zhì)量惡劣

據(jù)《閘北區(qū)水資源普查報(bào)告》(2013年度)，閘北區(qū)市管河道水質(zhì)均為劣Ⅴ類。區(qū)管河道中，除中揚(yáng)湖和江場(chǎng)河水質(zhì)達(dá)到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)外，其余河道均為劣Ⅴ類。河道常年呈不健康的水色，處于從黑臭狀態(tài)向富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的中間態(tài)，部分區(qū)域有臭味。

2.2 河道水生態(tài)系統(tǒng)不健全

為確保城市防洪安全，因此大多采用河道的直線化或渠道化、河岸的混凝土化的治理模式，而忽略了河道的生態(tài)功能，河道水生植物品種也較為單一，缺乏對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性的研究。

2.3 河道濱河游憩空間不足

城市地區(qū)多注重建設(shè)用地的使用效率，導(dǎo)致了既有河道的濱河帶存在極大的空間限制，即便部分河道有綠化，其綠化也大多簡(jiǎn)單、粗放，缺乏良好的親水環(huán)境。

3 河道生態(tài)修復(fù)實(shí)例

3.1 工程概況

閘北區(qū)徐家宅河位于閘北區(qū)東茭涇以西，上飛大道以東，是東茭涇的一條支河，為F字形，河道長(zhǎng)1 100 m，平均寬9 m，平均深1.5 m。由于河道為斷頭浜，河道水動(dòng)力較差，河道水質(zhì)為劣V類，NH3-N及TP超標(biāo)嚴(yán)重。河道兩岸均為硬質(zhì)駁岸，岸邊種植少量水生植物，品種單一，形態(tài)粗放。兩岸綠化單一，景觀效果不佳。2012年，閘北區(qū)通過(guò)水質(zhì)改善，生態(tài)修復(fù)，親水設(shè)施建設(shè)、岸坡綠化等措施對(duì)徐家宅河進(jìn)行了生態(tài)治理，提高河道自我凈化、自然生態(tài)修復(fù)能力，使河道親水美觀、自然生態(tài)、草木豐茂、生物多樣、水環(huán)境改善，取得了良好的成效。

3.2 工程設(shè)計(jì)原則

3.2.1 河道功能原則

河道的功能是多方面的，在河道規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)中，首先，應(yīng)考慮河道在行洪排澇、灌溉供水、交通航運(yùn)等方面的基本功能；接著，在發(fā)揮河道基本功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重河道生態(tài)景觀功能的作用。

3.2.2 河道景觀原則

在河道建設(shè)和整治中，營(yíng)造一個(gè)良好的濱水景觀帶，給人帶來(lái)視覺(jué)享受是極其重要的。徐家宅河位于人流密集的中心城區(qū)，更加有必要營(yíng)造河道濱水景觀，在河道景觀建設(shè)中應(yīng)將水生、陸生植物有機(jī)結(jié)合，突出水生景觀。強(qiáng)調(diào)河道植物群落種類的多樣性和景觀的多樣性，沿河而行能實(shí)現(xiàn)“步移景異”的效果。

3.2.3 經(jīng)濟(jì)效益原則

經(jīng)濟(jì)效益是衡量河道整治成效的一個(gè)重要指標(biāo)。在生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建中，應(yīng)堅(jiān)持實(shí)際、實(shí)效、實(shí)惠的原則；植物選擇盡可能就地取材，利用那些適應(yīng)性強(qiáng)、自繁能力強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物和花草樹(shù)木，以及相應(yīng)設(shè)施適應(yīng)河道環(huán)境，運(yùn)行費(fèi)用低，容易管理。

3.3 工程技術(shù)要點(diǎn)

綜合徐家宅河河道的特點(diǎn)，諸如:河水為由黑臭狀態(tài)向富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)渡狀態(tài)，水質(zhì)指標(biāo)處于劣V類；水體日常不流動(dòng)；水生態(tài)系統(tǒng)不健全、陸域綠化景觀雜亂、周邊為居民區(qū)對(duì)親水環(huán)境要求較高等特點(diǎn)，該工程制定了如下技術(shù)路線:以生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建和陸域景觀營(yíng)造為基本內(nèi)容，輔助以可移動(dòng)式水質(zhì)凈化裝置等措施對(duì)初期河道水質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)化凈化，主要包括以下三個(gè)方面。

3.3.1 水生態(tài)工程

3.3.1.1 濱岸挺水植物種植

挺水植物如蘆葦、慈菇、荷花等，它們通過(guò)對(duì)水流的阻尼和減小風(fēng)浪擾動(dòng)使懸浮物質(zhì)沉降，并通過(guò)與其共生的生物群落起到凈化水質(zhì)的作用。許多挺水植物花色艷麗、株形多姿，是良好的美化水面的植物，多以沿岸片狀種植。徐家宅河沿岸挺水植物品種單一，長(zhǎng)勢(shì)較亂，體現(xiàn)不出生態(tài)河道的生態(tài)美觀效應(yīng)，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的挺水植物總面積700 m2，同時(shí)考慮河道均為硬質(zhì)高駁岸，景觀效果差，因此全線用挺水植物進(jìn)行修飾柔化。其它區(qū)域沿岸線叢植或片植，親水平臺(tái)側(cè)面重點(diǎn)布置，正前方不布置。挺水植被種植品種以黃菖蒲、水生美人蕉為主要品種，秋季開(kāi)花，輔之以梭魚(yú)草、千屈菜、花葉蘆荻、香蒲、再力花、傘草、常綠蔦尾等，使得整個(gè)河道既有主調(diào)品種，亦有足夠豐富的其它品種。

3.3.1.2 浮葉植被構(gòu)建工程

浮葉植物在一般淺水水體中有良好的凈化水質(zhì)效果，種植和收獲較容易，有經(jīng)濟(jì)效益和觀賞效益，在一定季節(jié)可以作為重要的支持系統(tǒng)。為了增加景觀效果，以及改善水質(zhì)，在主要景觀節(jié)點(diǎn)、橋頭、人行道周邊增加浮葉植物工程量-缸植。品種有睡蓮、大聚藻、水罌粟等。

睡蓮品種多樣，主要分布于人群密集，便于觀賞的河段。其它河段則在挺水植物種植槽臨水面點(diǎn)綴大聚藻、萍蓬草、水罌粟等浮葉植物，形成高低錯(cuò)落的層次。

3.3.1.3 水下森林-沉水植被構(gòu)建工程

沉水植物是水體自凈生態(tài)系統(tǒng)生物鏈中重要的“生產(chǎn)者”，它們直接吸收底泥中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)；利用透入水層的太陽(yáng)光和水體好氧生化分解有機(jī)物過(guò)程產(chǎn)生的CO2進(jìn)行光合作用并向水體放氧，從而促進(jìn)水體好氧生化自凈作用；同時(shí)它們又為水體其它生物提供生存或附著場(chǎng)所，提高生物多樣性，促進(jìn)水體自凈。在該項(xiàng)目中除去挺水植物、浮葉植物所占區(qū)域，其余區(qū)域全部種植沉水植被，栽種類有伊樂(lè)藻、金魚(yú)藻、苦草、黑藻等，根據(jù)不同季節(jié)栽種不同的沉水植物，曖季植物與冷季植物混種便于季相交替。

3.3.1.4 生態(tài)浮床工程

在生態(tài)復(fù)合浮床下設(shè)置有人工介質(zhì)，為參與污染物凈化的微生物、原生動(dòng)物和小型浮游動(dòng)物等提供附著繁衍條件的載體。大量的微生物對(duì)進(jìn)入水中的有機(jī)物進(jìn)行凈化。該項(xiàng)目自徐家宅河兩端分別布置一定數(shù)量的生態(tài)浮床，以緩沖外河對(duì)本河道水質(zhì)的影響，植物品種為美人蕉、傘草。

3.3.1.5 水生動(dòng)物種群構(gòu)建

水體中投放適當(dāng)?shù)乃鷦?dòng)物可以有效地去除水體中富余營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，控制藻類生長(zhǎng)，底棲動(dòng)物螺螄主要攝食固著藻類，同時(shí)分泌促絮凝物質(zhì)，使河水中懸浮物質(zhì)絮凝，促使水變清。濾食性魚(yú)類，如鯽、鳙魚(yú)等可以有效地去除水體中藻類物質(zhì)使水體的透明度增加。在該項(xiàng)目中投放了鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、鯽魚(yú)和錦鯉魚(yú)等魚(yú)類及河蚌、螺螄等底棲動(dòng)物。

3.3.2 水質(zhì)凈化配套工程

從目前的一些工程實(shí)踐情況看，生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)初期，非常脆弱和不穩(wěn)定，極易被污染破壞，而恢復(fù)又代價(jià)高昂。這時(shí)，如果有高效的水處理設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)調(diào)控，就可以在短時(shí)間內(nèi)將水質(zhì)調(diào)控在一個(gè)較好的狀態(tài)，有利于生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。徐家宅河屬于封閉性重度富營(yíng)養(yǎng)化水體，水體發(fā)綠，含有大量藻類。針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)類型的水體進(jìn)行凈化處理，重點(diǎn)是去除水中藻類、盡量降低水體中的氮、磷含量，強(qiáng)化生態(tài)自凈。該項(xiàng)目采用“氣浮-生化-過(guò)濾”工藝循環(huán)凈化、深度凈化水質(zhì)，并重建河道生態(tài)，達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定改善水質(zhì)的研究成果。該凈化工藝的突出特點(diǎn)是:水質(zhì)處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用低、操作維護(hù)簡(jiǎn)單。設(shè)備原理如圖1所示。

圖1 凈化原理示意圖

氣浮主要是在設(shè)備中產(chǎn)生微細(xì)氣泡(10 μm左右)，并使得水中懸浮的藻類粘附在這些微細(xì)氣泡上而變輕并上浮到氣浮設(shè)備中的水面上，這樣就可以從設(shè)備底部取出凈化后干凈的水回到景觀水體中。設(shè)備分離出的藻類污染物可以排入污水管道，進(jìn)入污水系統(tǒng)處理。如圖2 所示。

圖2 氣浮去藻原理圖

生化是最常規(guī)的有機(jī)物去除手段，它主要是通過(guò)微生物分解水中的有機(jī)物，防止景觀水體因厭氧而發(fā)黑發(fā)臭。生化的原理如圖3所示。

圖3 生化原理圖

過(guò)濾則廣泛應(yīng)用于去除泥沙濁度，它主要是依靠濾料攔截水中的泥沙顆粒。過(guò)濾的原理示意如圖4所示。

采用氣浮、生化、過(guò)濾三種工藝聯(lián)合應(yīng)用，可去除徐家宅河水體95%的藻類和90%的固體懸浮物，全面改善水質(zhì)，達(dá)到水體清澈的效果。同時(shí)由于藻類中富集了大量的氮和磷，也可以大量去除水中氮和磷。

圖4 過(guò)濾示意圖

3.3.3 陸域生態(tài)景觀工程

徐家宅河兩岸景觀原設(shè)計(jì)單一，缺乏時(shí)代感，更沒(méi)有親水平臺(tái)的互動(dòng)，從而使得河道景觀只是路過(guò)而沒(méi)有停留性，品質(zhì)也較落后，設(shè)施陳舊，不符合該地區(qū)的城市風(fēng)貌特色。該項(xiàng)目在保證區(qū)域防汛排澇功能的前提下，結(jié)合周邊環(huán)境要求，對(duì)徐家宅河河道護(hù)岸、兩岸綠化、景觀、防汛通道進(jìn)行綜合改造，形成“四景“為重點(diǎn)的河道景觀格局，如圖5所示，從而使徐家宅河濱水區(qū)域具有公共交通、休閑、觀光等綜合使用功能。

圖5 河道景觀工程示意圖

3.4 工程實(shí)施效果

通過(guò)工程實(shí)施，徐家宅河各項(xiàng)指標(biāo)均較好，其中溶解氧達(dá)到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，其他指標(biāo)為Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，河道水生植物品種豐富，景觀效果較好。濱河綠帶景觀的建設(shè)，形成具有特色的城市綠色廊道，為廣大市民提供了良好的休閑場(chǎng)所。

4 結(jié)語(yǔ)

河道生態(tài)治理是近幾年新興的課題，也是未來(lái)河道整治發(fā)展的必然趨勢(shì)，上海市閘北區(qū)河道水環(huán)境面臨的問(wèn)題也是目前城市河道共同面臨的問(wèn)題。徐家宅河生態(tài)治理無(wú)疑是一個(gè)成功的范例，通過(guò)采取不同的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，營(yíng)造豐富的城市河道水景觀，有效地改善了區(qū)域河道水環(huán)境，具有一定的參考和借鑒價(jià)值。

TV85

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1009-7716(2015)07-0162-03

2015-03-31

陳飛華(1982-)，男，上海人，工程師，工程部經(jīng)理，從事市政工程管理工作。