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(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024)

1 引言

《太原市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃綱要》提出:“精心打造城市水系，逐步實(shí)現(xiàn)清水復(fù)流，合理利用和協(xié)調(diào)已有的河、渠、水庫等，將水系貫通連接，實(shí)現(xiàn)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?！胺诤犹菂^(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(kuò)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(xiàng)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(nèi)無天然基流，水生態(tài)環(huán)境惡劣，水土流失嚴(yán)重

該段河道為河水補(bǔ)給地下水，由于區(qū)內(nèi)降水量小，加之上游汾河水庫、汾河二庫的攔蓄，河道內(nèi)常年無基流。另外地下水超采導(dǎo)致地下水位下降嚴(yán)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(nèi)無序挖砂，砂坑密布，棄料成堆，使河道內(nèi)植被退化、生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞，水土流失嚴(yán)重。

2.2 沙坑靠岸，堤防存在安全隱患

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

2.3 水質(zhì)污染，對(duì)下游河道生態(tài)不利

治理段范圍內(nèi)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(shí)無流水，北澗河來水主要由部分生活污水和太鋼集團(tuán)的中水組成，水質(zhì)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(zhì)要求。

3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用了“生態(tài)、自然和野趣”的設(shè)計(jì)理念，體現(xiàn)“人水和諧”總要求。設(shè)計(jì)中摒棄了單純滿足功能需要的硬質(zhì)死堤，改為兼顧生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的柔性護(hù)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(dòng)空間的理念，保留了動(dòng)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(dá)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

治理段河道位于太原市區(qū)，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，設(shè)計(jì)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(jié)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(nèi)現(xiàn)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(xiàn)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(jí)臺(tái)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(jí)臺(tái)地上，面積61.8×104m2。通過景觀綠化，設(shè)置小品，供市民休閑。該區(qū)是游人主要的活動(dòng)區(qū)域，也是欣賞濕地景觀的駐足點(diǎn)。

4.2.4 多樣生物棲息地

在自然濕地區(qū)的北澗河河口，設(shè)置游人不能靠近的湖心島，給動(dòng)物留下相對(duì)獨(dú)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(duì)河道內(nèi)的挖砂廢棄物、垃圾等進(jìn)行疏浚清理。對(duì)堤岸采用柔性生態(tài)材料防護(hù)，對(duì)規(guī)模較大、影響堤防安全的砂坑進(jìn)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(jié)合兩岸臺(tái)地的景觀設(shè)置，通過堆砌微地形，設(shè)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(nèi)土質(zhì)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(yáng)沙對(duì)空氣的污染，保護(hù)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(xiàn)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(dòng)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(duì)現(xiàn)有漿砌石硬質(zhì)堤岸，改用柔性生態(tài)材料進(jìn)行置換;淺灘的設(shè)置，多孔柔性護(hù)岸材料的應(yīng)用，利于水生動(dòng)植物和微生物種群的繁殖、生長。通過修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，增強(qiáng)水體的自凈能力，營造宜居水環(huán)境。

5 本工程的創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 分別確定防洪標(biāo)準(zhǔn)，兼顧生態(tài)、景觀、休閑多功能需求

為減少土方外運(yùn)，在滿足防洪安全的前提下，通過對(duì)兩岸臺(tái)地的梳理，采用多層次的防洪標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)了景觀的立體感和層次感，保持了不同水位時(shí)的親水性、生態(tài)性和景觀效果的完整性。北澗河河口一級(jí)臺(tái)地上的人工濕地區(qū)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為半年一遇;兩岸二級(jí)臺(tái)地上的人工濕地及景觀休閑區(qū)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為5～20年一遇;生態(tài)島的防洪標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。真正實(shí)現(xiàn)“洪水控制”向“洪水管理”理念的轉(zhuǎn)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(yīng)用，有利于植物的生長，微生物群種的繁殖，給水生動(dòng)物提供了避難、產(chǎn)卵的場所。

(3)生態(tài)湖心島的設(shè)置，給動(dòng)物提供了游人不能靠近的獨(dú)立空間，構(gòu)建了動(dòng)物生存、繁衍的樂園。(4)生物通道的設(shè)置有利于兩棲動(dòng)物的遷徙。給兩棲動(dòng)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(shè)計(jì)見圖3。

圖3 生物通道設(shè)計(jì)

5.3 多水源利用，改善項(xiàng)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(zhì)，補(bǔ)充地下水，為下游河道生態(tài)系統(tǒng)提供水源;為項(xiàng)目區(qū)健康生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)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(jié)語

本項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)凈化城區(qū)空氣、消除水體污染、調(diào)節(jié)局部小氣候產(chǎn)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(gè)高標(biāo)準(zhǔn)的歷史文化名城，“水”起到了命脈作用。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)項(xiàng)目區(qū)位于太原市的上風(fēng)口，治理前的河道生態(tài)破壞嚴(yán)重，表土裸露，是太原市揚(yáng)沙天氣的主要風(fēng)沙源。濕地公園的建成對(duì)凈化水質(zhì)、改善環(huán)境和局部小氣候起到了積極作用。工程運(yùn)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(zhì)量二級(jí)的天數(shù)由2007年的267天到2012年的324天，首次達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)良天數(shù)。

(2)濕地公園五年多的運(yùn)行實(shí)踐表明，濕地公園對(duì)凈化水質(zhì)的效果明顯，水質(zhì)由達(dá)標(biāo)排放提到地表Ⅴ類水質(zhì)，為項(xiàng)目區(qū)下游河道提供水源，有效利用水資源。

(3)濕地公園運(yùn)行后，對(duì)補(bǔ)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(xiàng)目區(qū)地下水回升約5m起到積極作用。