淀山湖湖濱生態(tài)修復(fù)工程生態(tài)濕地設(shè)計(jì)

唐潔

（上海勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,上海200434）

淀山湖湖濱生態(tài)修復(fù)工程生態(tài)濕地設(shè)計(jì)

唐潔

（上海勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,上海200434）

通過在湖濱擬建3個生態(tài)濕地，使3個濕地之間的水域形成靜水區(qū)，里面種植水生植物，來達(dá)到生態(tài)修復(fù)的效果。通過在濕地內(nèi)構(gòu)建不同類型的水生生態(tài)群落結(jié)構(gòu)，降低區(qū)域藍(lán)藻水華的入侵幾率，保障工程局部湖區(qū)水質(zhì)和生態(tài)安全。生態(tài)濕地填筑采用干挖干填方案，結(jié)合生態(tài)清淤工程的實(shí)施，充分利用湖盆底泥，變廢為寶，避免外購?fù)练?，對降低工程投資十分有利，可為類似工程參考。

生態(tài)濕地；生態(tài)修復(fù)；清淤；填筑；淀山湖

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目背景

淀山湖距離上海市青浦區(qū)城西15 km處，介于上海市青浦區(qū)和江蘇省昆山市之間，總面積6 200 km2，屬上海青浦部分4 750 km2。上海市淀山湖地區(qū)包括青浦朱家角鎮(zhèn)、練塘鎮(zhèn)和金澤鎮(zhèn)。工程位于上海市著名的旅游景點(diǎn)-朱家角鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)，工程北起省界分界河南到淀浦河。

淀山湖地處太湖流域下游的湖蕩低洼地，是太湖流域洪澇水下泄的主要通道和區(qū)域重要的水資源蓄集涵養(yǎng)地，是重要的省際邊界生態(tài)緩沖區(qū)，是上海市黃浦江上游重要的水源地保護(hù)區(qū)（二級區(qū)），也是上海重要的國家級水利風(fēng)景區(qū)。

近年來淀山湖藍(lán)藻水華頻發(fā)，受淀山湖岸線地形和夏季風(fēng)向影響，工程區(qū)域一直是淀山湖藍(lán)藻水華的多發(fā)區(qū)域和易于積聚區(qū)域。2007年5月底，太湖藍(lán)藻爆發(fā)引發(fā)無錫百萬人飲水危機(jī)。為此，相關(guān)部門編制了《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》，其中生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目包括上海淀山湖濕地修復(fù)工程。提出要對淀山湖及周邊水系進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，可見對淀山湖及其周邊水系進(jìn)行生態(tài)修復(fù)對于淀山湖的生態(tài)建設(shè)及保障上海市的供水安全均具有十分重要的意義。

1.2 建生態(tài)濕地的目的

生態(tài)修復(fù)工程的主要內(nèi)容包括生態(tài)濕地建設(shè)、生態(tài)清淤和生態(tài)修復(fù)建設(shè)。建設(shè)生態(tài)濕地的目的主要有3個：

1）擬通過在湖濱修建生態(tài)濕地、連接生態(tài)濕地與兩側(cè)堤防的橋梁及周邊的生態(tài)建設(shè)，形成生態(tài)屏障，減弱濕地、橋內(nèi)部水體與外部交換能力，在工程區(qū)域內(nèi)形成一個相對獨(dú)立的水體，使得在工程區(qū)域內(nèi)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)及其它生態(tài)建設(shè)成為可能。

2）工程段淀山湖岸線基本上由沿湖岸線單位或小區(qū)獨(dú)占，現(xiàn)狀堤防建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，防汛通道無法貫通。通過湖濱生態(tài)濕地的建設(shè)，對淀山湖的風(fēng)浪有消減作用，橋梁連接濕地及兩側(cè)堤防，形成防汛通道貫通，對區(qū)域防洪及水環(huán)境保護(hù)也具有一定的積極意義。

3）通過生態(tài)濕地的建設(shè)，使得生態(tài)濕地具有一定的休閑功能，豐富了淀山湖新城的景觀，形成淀山湖新城建設(shè)與淀山湖水生態(tài)水環(huán)境保護(hù)“雙贏”的局面。

1.3 生態(tài)濕地的規(guī)模

根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院和地貌公司對生態(tài)濕地的形態(tài)及布局進(jìn)行研究，分別從濕地的生態(tài)景觀功能以及對行洪、水環(huán)境方面的影響進(jìn)行了論證。得出濕地的面積為20 hm2左右。再根據(jù)生態(tài)濕地的功能定位及景觀要求，結(jié)合城市建設(shè)的需要，考慮防洪及水生態(tài)、水環(huán)境要求，并合理有效地利用好現(xiàn)有地形，造出別具一格的美景。生態(tài)濕地面積定為24.67 hm2，按照50年一遇水位3.91 m防洪標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

2 建設(shè)條件

2.1 環(huán)境條件

由于淀山湖周邊城鎮(zhèn)化建設(shè)水平不斷提高，在政府已明令禁止占用耕地情況下，淀山湖區(qū)域建設(shè)用土資源十分緊缺，對工程的實(shí)施十分不利。

工程區(qū)域附近為東方綠舟、高爾夫球場和別墅區(qū)等，無條件布置大面積的排泥場和沉淀池固結(jié)淤泥。

2.2 地質(zhì)條件

擬建場地地表層主要為第③1層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，局部為第②層粉質(zhì)粘土。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土最大厚度8.0 m左右。

2.3 土料來源

工程濕地需填筑土方143.7萬m3，需土量巨大。若采用外購?fù)?，土料來源難以保障，而且外購?fù)练劫M(fèi)用極高。因此結(jié)合污染底泥治理，合理利用湖盆土資源也可作為緩解建設(shè)用土緊缺狀況的有效途徑之一。

根據(jù)區(qū)域地勘資料，除少部分土物理力學(xué)指標(biāo)較差外，其余各層土的物理力學(xué)指標(biāo)相對較好，均可直接作為建設(shè)用土使用，物理指標(biāo)較差的土可以用于濕地水上部分的填高。因此從工程實(shí)際需要和區(qū)域土體力學(xué)性質(zhì)兩個角度分析，結(jié)合生態(tài)清淤科學(xué)利用湖盆土資源具有可行性。同時從環(huán)保角度分析，生態(tài)清淤的土料用于濕地常水位以上部位的填筑，不會對湖區(qū)水體造成二次污染。

由于濕地水下部分填筑均需要物理力學(xué)性能較好的土料，若采用挖泥船直接從湖里挖取土料，則其質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，無法直接用于工程結(jié)構(gòu)的填筑；若采用絞吸式挖泥船水下施工，則清淤土方帶有大量余水，需在附近湖岸布置大面積的排泥場和沉淀池固結(jié)淤泥，而工程區(qū)域附近沒有可布置排泥場的空地，而且疏浚的淤泥在排泥場內(nèi)自然固結(jié)需要較長時間，這與工程的實(shí)施進(jìn)程不相適應(yīng)，同時對疏浚底泥采取固結(jié)措施又大幅度地提高了投資，因此如何把湖區(qū)底泥比較方便地轉(zhuǎn)化成可利用土料，就成為了問題的關(guān)鍵。

工程濕地填筑所需土方考慮結(jié)合淀山湖底泥生態(tài)清淤工程進(jìn)行實(shí)施，即采用修筑圍堰內(nèi)干地取土的方案，該方案可以充分利用湖盆底泥，變廢為寶，同時避免外購?fù)练剑瑢档凸こ掏顿Y十分有利，而且對環(huán)境以及防洪的影響均在可控范圍內(nèi)。

根據(jù)水文資料分析，湖區(qū)中工程位置北部的外側(cè)流速很小，且變化不大。因此施工期湖區(qū)內(nèi)取土對淀山湖湖流影響有限，防洪的影響為主要對淀山湖防洪庫容的影響，生態(tài)清淤圍堰圍區(qū)總面積100 km2，生態(tài)清淤圍堰僅占淀山湖湖區(qū)面積的1.6%?？傮w來看，對淀山湖調(diào)蓄庫容影響不大。

綜合以上分析，工程采用修筑圍堰，在湖區(qū)內(nèi)干地進(jìn)行取土的方案是可行的。

3 生態(tài)濕地設(shè)計(jì)

3.1 工程布置

1）濕地布置

生態(tài)濕地位于大堤西側(cè)，總面積約24.7 hm2，由3塊主要的濕地群落構(gòu)成，分別為：聚鳥蓬萊、聽風(fēng)灣和臨湖望月，整個濕地成為整個淀山湖湖濱區(qū)域的一大亮點(diǎn)，濕地之間以木棧道連接交通，吸引動物在此棲息，形成一個循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。

濕地在豎向設(shè)計(jì)上，分為常水位2.80 m以上的陸地綠化部分和2.80 m以下的水生植物部分。2.80 m以上的陸地綠化部分總面積約18 hm2，分別由3塊濕地構(gòu)成，其中聚鳥蓬萊15.33 hm2，聽風(fēng)灣2 hm2，臨湖望月0.67 hm2，聚鳥蓬萊最高點(diǎn)設(shè)在濕地的北面，約6.50 m高程，形成觀景的制高點(diǎn)，其余部分緩坡向沿岸2.80 m高程過渡。聽風(fēng)灣和臨湖望月與大堤毗鄰，豎向上與大堤5.74 m高程相銜接，外側(cè)緩坡與水面相銜接。

2）濕地周圍生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)

生態(tài)修復(fù)范圍基本以人工濕地的外圍包絡(luò)線為生態(tài)修復(fù)邊界，修復(fù)范圍內(nèi)的面積共計(jì)39.78萬m2。生態(tài)修復(fù)考慮沉水植物的適宜生長需求，對平均水深小于2.0 m的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)修復(fù)，對于平均水深大于2.0 m的區(qū)域進(jìn)行低度干擾的生態(tài)保育或自然恢復(fù)。

根據(jù)生態(tài)修復(fù)目標(biāo)、護(hù)岸斷面結(jié)構(gòu)及水深條件等因素，將整個生態(tài)修復(fù)區(qū)分成截污控藻凈化區(qū)、濱水生態(tài)景觀區(qū)、緩沖凈化區(qū)和自然保育恢復(fù)區(qū)4個區(qū)塊。通過構(gòu)建不同類型的水生生態(tài)群落結(jié)構(gòu)，降低區(qū)域藍(lán)藻水華的入侵幾率，保障工程局部湖區(qū)水質(zhì)和生態(tài)安全。

3.2 生態(tài)濕地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）圍堰設(shè)計(jì)

因生態(tài)濕地前期的圍堰部分將作為后期的永久建筑物，需按照50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。采用圓木樁土圍堰外加拋填袋裝土，2道防線安全系數(shù)高。圍堰頂寬5 m，頂高程為3.2 m，采用2排直徑為0.2 m的圓木樁，圓木樁長度為6 m，間距0.5 m，樁內(nèi)側(cè)設(shè)20 mm厚木板一層，反濾土工布一層，樁間用湖底土回填；樁土圍堰外側(cè)拋填袋裝土，頂高程3.2 m，頂寬為3 m，底寬為8.4 m，2.30 m以下拋石護(hù)坡，2.30 m以上生態(tài)格網(wǎng)護(hù)坡。圍堰斷面圖見圖1。

圖1 圍堰斷面圖（單位：mm）

2）臨湖側(cè)護(hù)坡消浪設(shè)計(jì)

由于淀山湖風(fēng)浪很大，臨湖側(cè)受波浪作用強(qiáng)烈，結(jié)合消浪及景觀要求在消浪平臺3.20 m高程以上采用生態(tài)格網(wǎng)護(hù)面。

生態(tài)格網(wǎng)是厚度為0.15～0.30 m的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)。主要用作岸坡護(hù)坡，既可防止湖岸遭水流、風(fēng)浪侵襲而破壞，又保持了水體與坡下土體間的自然對流交換功能。石籠網(wǎng)片的原材料采用涂膜熱鍍鋅低碳鋼絲，構(gòu)成網(wǎng)格的鋼絲有一定的強(qiáng)度，不易被拉斷，箱籠整體強(qiáng)度較高。低碳鋼絲承受適度的變形特點(diǎn)，可連成整體，不需分縫，即使某種原因使結(jié)構(gòu)中斷裂少量網(wǎng)絲，也不會影響結(jié)構(gòu)的整體性。生態(tài)格網(wǎng)特殊的功能不僅在于堤坡防護(hù)，利用網(wǎng)中填充物的縫隙還能種植植物，美化環(huán)境，增添自然景色，真正使水利工程與自然景觀完美結(jié)合。

3）生態(tài)濕地護(hù)岸結(jié)構(gòu)

在護(hù)岸設(shè)計(jì)上，濕地系統(tǒng)在保證穩(wěn)固生長的基礎(chǔ)上兼顧自然景觀效果。由于淀山湖風(fēng)浪較大，因此在濕地的外側(cè)沿岸布置防護(hù)功能的護(hù)岸形式，主要有3種形式：親水平臺直立護(hù)岸、木樁護(hù)岸和黃石護(hù)岸。3種形式交替布置，在滿足功能需求的基礎(chǔ)上增加了景觀的變化性。在濕地內(nèi)部以緩坡岸線為過渡形式，這樣就形成了一個在外側(cè)硬質(zhì)護(hù)岸保護(hù)下的一個內(nèi)部濕地生態(tài)環(huán)境。

因工程中的生態(tài)濕地大部分位于取土區(qū)內(nèi)，所以可以取土區(qū)圍堰保護(hù)干地施工，故護(hù)岸的形式采用灌砌石護(hù)坡。位于取土區(qū)外的部分濕地，采用拋石棱體的斷面形式，拋石棱體完成后，內(nèi)坡封閉氣土，就可以與取土區(qū)圍堰形成干地，再填筑里面的土方，濕地常水位以上采用生態(tài)格網(wǎng)護(hù)砌到4.5 m高程。結(jié)合棧道的布置，在棧道外側(cè)設(shè)置拋石潛堤，和棧道下面的樁一起達(dá)到消浪的效果，使3個濕地之間的水域形成靜水區(qū)，里面種植水植物，來達(dá)到生態(tài)修復(fù)的效果。

3.3 施工方案

生態(tài)濕地的填筑方案是生態(tài)濕地設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因工程施工周期較短，且濕地上有道路和管理中心等重要建筑物，橋的基礎(chǔ)的也坐落在島上，根據(jù)上述分析，工程的土方來源于湖中清淤和取土區(qū)的③1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土質(zhì)很差，且濕地下部基礎(chǔ)大部分也是③1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，平均厚5 m左右，島嶼堆筑最高處有7 m高，因此對“干挖干填”和“干挖濕填”兩種填筑方案進(jìn)行比選。

1）方案1：干填方案

生態(tài)濕地圍堰施工完成以后，采用水泵將圍堰內(nèi)的水抽干，將取土區(qū)取出來的干土回填到圍堰內(nèi)并分層壓實(shí)。按不同高程分為3個高程段分區(qū)、分期進(jìn)行填筑：湖底高程到樁土圍堰頂高程為0.4～3.2 m，樁土圍堰頂?shù)阶o(hù)坡頂高程為3.2～5.6 m，護(hù)坡頂高程到島頂為5.6 m以上。填筑過程中盡量先施工完一高程層，再進(jìn)行下一層填筑，同時，同一高程層內(nèi)各區(qū)上升高度也應(yīng)保持均衡，以免區(qū)塊之間高差過大造成失穩(wěn)。

2）方案2：濕填方案生態(tài)濕地圍堰施工完成以后，高程3.2 m以下水下區(qū)域，將取土區(qū)取出來的干土以水下倒土的方式回填到圍堰內(nèi)。高程3.2 m以上水上區(qū)域，采用干土回填并壓實(shí)；濕填區(qū)域的回填土因排水困難，固結(jié)緩慢，需進(jìn)行地基處理，采用水泥攪拌樁進(jìn)行地基處理。

綜合分析，兩種方案均能滿足正常使用要求，從填筑質(zhì)量及可靠性上來看，方案1干土回填，干土分層碾壓，質(zhì)量易控，可靠性較高，施工簡便，從施工周期上比較，方案2需地基處理，工期比方案1長；從工程總投資及工程量分析，方案1要優(yōu)于方案2。

總體來看，方案1在形成濕地的可靠度、濕地的沉降及濕地上建筑物短期投入使用、工程總投資等方面都優(yōu)于方案2，因此推薦選用方案1干挖干填方案。

4 結(jié) 語

工程實(shí)施后，具有提高地區(qū)防洪除澇標(biāo)準(zhǔn)、改善淀山湖生態(tài)景觀、提高城市品位等多重作用，可充分發(fā)揮防洪、環(huán)保等綜合效益，根除水患、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

在城市用地日趨緊張的情況下，所需大量的用土資源也相應(yīng)緊張。濕地設(shè)計(jì)結(jié)合生態(tài)清淤工程的實(shí)施，充分利用湖盆底泥，避免外購?fù)练?，降低了工程投資，且對環(huán)境以及防洪的影響均在可控。同時通過修筑永臨結(jié)合的圍堰，對生態(tài)濕地采用干挖干填方案，解決了清淤底泥的處置問題，在工程區(qū)域附近場地受限無排泥場的情況下，該方案更顯優(yōu)越性。

X65

A

1002－0624（2016）12－0003－03

2016-08-19