論生態(tài)修復(fù)在江陰河流綜合整治中的應(yīng)用

芮 曄 祁 凱 顧梅芳

(江陰市重點水利工程建設(shè)管理處， 江蘇 江陰 214431)

論生態(tài)修復(fù)在江陰河流綜合整治中的應(yīng)用

芮 曄 祁 凱 顧梅芳

(江陰市重點水利工程建設(shè)管理處， 江蘇 江陰 214431)

本文圍繞生態(tài)水利工程在江陰中小河流綜合整治中的應(yīng)用，簡要闡述了生態(tài)水利工程內(nèi)涵在河流綜合整治中的體現(xiàn)。通過江陰水質(zhì)監(jiān)測統(tǒng)計，指出了江陰中小河流現(xiàn)狀產(chǎn)生的6個主要原因，建設(shè)性地提出河流生態(tài)管理需要加強的8項對策。結(jié)合《全國中小河流重點縣綜合整治及水系連通試點規(guī)劃》的實施，以江陰顧山試點項目區(qū)的連片河道生態(tài)環(huán)境治理為例，從規(guī)劃設(shè)計、施工技術(shù)和整治效果對生態(tài)水利工程原則的具體應(yīng)用作了論述，同時，歸納了在江陰河流生態(tài)修復(fù)示范工程中首次取得的建設(shè)效果和示范效應(yīng)。

河流； 生態(tài)修復(fù)； 生態(tài)水利； 長效管理； 河流綜合整治

近年來，中國的河流生態(tài)修復(fù)正處于起步階段，河流保護工作總體處于河流水質(zhì)恢復(fù)階段，在治污方面還要走很長的路[1]。在東部沿海經(jīng)濟較為發(fā)達的一些地方，如江蘇、浙江等，已經(jīng)在結(jié)合自身發(fā)展特點與借鑒發(fā)達國家的生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗方面，走在了前列，這體現(xiàn)在三個方面：?對于已建河道工程設(shè)施強化了生態(tài)監(jiān)測和河流生態(tài)系統(tǒng)補償；?對于新建河道工程設(shè)施在規(guī)劃設(shè)計階段已將生態(tài)系統(tǒng)健康作為了設(shè)計的制約因子[2]；?對于實施過程中的工程，在確保工程設(shè)施安全、穩(wěn)定、耐久的同時，也兼顧了環(huán)境的友好性和經(jīng)濟性。

地處長三角蘇南地區(qū)的江陰市在近幾年的生態(tài)文明建設(shè)和綠色經(jīng)濟發(fā)展中，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化獲得了長足發(fā)展。為了推進社會主義新農(nóng)村建設(shè)，打造安全、清潔、健康的城鄉(xiāng)水環(huán)境，根據(jù)國家水利部、財政部(水規(guī)計〔2012〕227號)及蘇水農(nóng)〔2012〕23號等通知要求，江陰納入了《全國中小河流重點縣綜合整治及水系連通試點規(guī)劃》，試點范圍包括江陰南部地區(qū)的月城、青陽、徐霞客、祝塘、長涇、顧山6鎮(zhèn)11個項目區(qū)。本文即以顧山項目區(qū)河道生態(tài)環(huán)境治理為例，探討了生態(tài)水利工程在中小河流綜合整治中的應(yīng)用。

1 水利工程學(xué)與生態(tài)水利工程學(xué)的區(qū)別

傳統(tǒng)的水利工程學(xué)是以建設(shè)工程設(shè)施、改造河流和控制水流為手段，達到開發(fā)利用水資源的目的。學(xué)科的基礎(chǔ)是水文學(xué)、工程力學(xué)等。傳統(tǒng)的水利工程往往忽略了河流生態(tài)系統(tǒng)中的動物、植物、微生物這些生命系統(tǒng)，孤立地處理水資源中的水量、水質(zhì)、水能等水文系統(tǒng)問題。

生態(tài)水利工程學(xué)是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，在進行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(如治河、防洪工程)，兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標；對于已建工程，則是對被嚴重干擾的河流進行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計一般遵循五項基本原則：?工程安全性和經(jīng)濟性；?河流形態(tài)的空間異質(zhì)性；?生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計、自我恢復(fù)；?景觀尺度及整體性；?反饋調(diào)整式設(shè)計[3]。

2 江陰中小河流現(xiàn)狀

江陰位于太湖流域武澄錫虞區(qū)平原水網(wǎng)地區(qū)，北枕長江，南襟太湖，東臨張家港，西連常州，境內(nèi)河港縱橫交叉、河流密布。自改革開放以來，江陰社會發(fā)展活力得到巨大的釋放，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)蓬勃發(fā)展，綜合經(jīng)濟實力連續(xù)多年位居中國百強縣(市)前列。但也帶來了許多負面影響，河床淤積，河道容蓄面積減少；水體滯流，自凈能力變差；富營養(yǎng)化程度變高，水質(zhì)日益惡化；河道內(nèi)水生植物泛濫，垃圾成堆等狀況導(dǎo)致河道水環(huán)境承受能力十分脆弱，超標主要因子為溶解氧、五日生化需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷等，水質(zhì)監(jiān)測統(tǒng)計[4]見圖1。

圖1 江陰市水功能區(qū)總體水質(zhì)類別統(tǒng)計

造成上述問題的主要原因：?為保護太湖水環(huán)境，無錫供水危機后，對入湖河口門進行了嚴格控制，導(dǎo)致區(qū)域外排出路受阻，造成江陰南部地區(qū)防洪形勢嚴峻，岸坡無防護，水位抬高、雨淋、船行波以及河道兩側(cè)墾植現(xiàn)象普遍；?全社會對水環(huán)境保護意識不強, 特別是交通道路、城鎮(zhèn)建設(shè)過程中缺少對河網(wǎng)水系的足夠重視，造成河道束窄現(xiàn)象普遍，斷頭河浜較多，河道圩塘過度圍養(yǎng)和農(nóng)藥、化肥直排河道現(xiàn)象依然存在；?特殊的地理位置以及經(jīng)常性承擔區(qū)域引排造成江陰境內(nèi)河道易于淤積；?大多數(shù)中小河道岸坡缺少有效防護；?污水收集處理設(shè)施建設(shè)滯后，生產(chǎn)生活設(shè)施非法排污現(xiàn)象屢禁不止；?河道管理范圍和保護范圍不明確，河道確權(quán)劃線不明確。

以上因素不僅影響了江陰的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，而且造成了以太湖流域為中心的河流行洪排澇能力下降和由生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)、人工設(shè)施系統(tǒng)組成的河流生態(tài)系統(tǒng)退化。

3 江陰河流健康對策

針對以上存在的問題。近年來，江陰市有關(guān)部門相繼出臺了河道輪浚、河道長效管理機制落實等綜合整治舉措[5]，雖然在一定程度上緩解和減輕了江陰中小河流環(huán)境壓力，但離恢復(fù)河流健康的目標還有相當一段距離。因此，需要在以下幾個方面加強。

a.提高江陰各級領(lǐng)導(dǎo)對水環(huán)境治理的思想認識，強化政府行為以及屬地負責(zé)和各鎮(zhèn)街園區(qū)責(zé)任主體的落實。

b.對江陰中小河流整治實行一河一策、上下游銜接、連片推進的策略，逐步建立科學(xué)的、前瞻性強的中小河流水生態(tài)長效管理系統(tǒng)。

c.將江陰中小河流治理作為一個系統(tǒng)工程，實行“岸上與水下”“工程與生態(tài)”“建設(shè)與管理”多目標規(guī)劃。

d.以控源截污、清淤活水、調(diào)水引流、河岸整治和生態(tài)修復(fù)為主要工程手段，加大生態(tài)水利在河道清淤、拆壩建橋、生態(tài)河道、水生態(tài)修復(fù)等工程的投入力度。

e.以生態(tài)環(huán)境整治為引領(lǐng)，加大對已經(jīng)建好的水利工程設(shè)施進行調(diào)整和補償。

f.完善中小河流生態(tài)修復(fù)資金投入政策，加強拆遷補償費、土地留轉(zhuǎn)費的管理，確保資金及時足額到位。

g.加快江陰農(nóng)業(yè)面源污染的綜合防治，積極推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)新技術(shù)和節(jié)水灌溉新技術(shù)，提高江陰污水凈化技術(shù)和畜禽養(yǎng)殖污染防治。

h.提高江陰市城鄉(xiāng)污水收集率，加速推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和城鄉(xiāng)企業(yè)優(yōu)化升級和沿河企業(yè)清潔化改造。

4 中小河流整治工程

4.1 顧山項目區(qū)綜述

顧山項目區(qū)位于江陰市顧山鎮(zhèn)境內(nèi)，規(guī)劃范圍北以祝華村圩、北國聯(lián)圩外邊界及張家港為界，南至顧山鎮(zhèn)界，總面積24.1km2。項目區(qū)內(nèi)水系框架為一橫兩縱的骨干河網(wǎng)，一橫為南大塘，兩縱為北大塘、東北大塘，并由塘前村浜、李家橋浜等縱橫向鎮(zhèn)級河道錯落其中。

經(jīng)監(jiān)測統(tǒng)計，該項目區(qū)內(nèi)現(xiàn)有4.555km的市鎮(zhèn)河道存在水系不暢、淤積、岸坡局部坍塌等問題。項目區(qū)斷面上水質(zhì)主要污染物質(zhì)為氨氮、總磷，功能區(qū)類別均為工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)，現(xiàn)狀水質(zhì)為劣Ⅴ類，已影響到了項目區(qū)內(nèi)2.8萬畝農(nóng)田防洪安全和沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)1.99萬人生產(chǎn)生活。顧山項目區(qū)河道整治見下表。

顧山項目區(qū)河道整治表

4.2 生態(tài)整治規(guī)劃設(shè)計

在顧山項目區(qū)河道生態(tài)整治規(guī)劃設(shè)計中，主要按照集中連片整治和生態(tài)環(huán)境治理的方式規(guī)劃，遵循了以下幾方面的設(shè)計要點。

a.保持河道的自然蜿蜒性和原有河岸面貌，按照宜彎則彎 宜寬則寬的原則，對7條河道進行了清淤疏浚清障，拆除阻水構(gòu)筑物1座，清理侵占河道、岸坡廢棄物13080kg。對河道沒有取直裁彎，而是保持了河道彎曲、平順的自然形態(tài)，滿足了河道防洪排澇功能，增加了河流的連通性，見圖2。

整治前的北大塘平面形狀 整治后的北大塘平面形狀圖2 北大塘整治前后對比

b.在滿足河道功能的前提下，根據(jù)現(xiàn)狀河口寬度確定疏浚底寬，對清淤后的河道底、坡，用人機配合的方式進行整修。沒有把河道橫斷面自然形狀更改為梯形、矩形等規(guī)則幾何形，而是保持了河道天然斷面和斷面的多樣性，河道斷面見圖3。

圖3 北大塘橫斷面示意

c.岸坡整治是顧山項目區(qū)河道生態(tài)整治的中心環(huán)節(jié)。在岸坡護砌設(shè)計中，可分為生產(chǎn)區(qū)“按故道治河”原則和生活區(qū)生態(tài)護岸兩種岸坡整治方式。

由于顧山項目區(qū)的河床地質(zhì)主要為第四系全新統(tǒng)自然沉積層，河床地表為厚度不均的淤泥黏土層。為減少河床和邊坡材料的硬質(zhì)化，在規(guī)劃設(shè)計中，除生產(chǎn)區(qū)岸坡的基礎(chǔ)采用原砌漿石塊進行加固、加高外，對清淤后的生活區(qū)岸(坡)因地而異地采用了木樁(或仿木樁)或榮勛生態(tài)擋墻進行保護，共新建木樁護坡1.06km；仿木樁護岸0.3km；1.7m高榮勛生態(tài)擋墻2.39km；3m高榮勛生態(tài)擋墻2.194km。岸坡護砌斷面結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用效果見圖4、圖5。多型式岸坡護砌，既減少了整體漿砌塊石擋墻和混凝土等硬質(zhì)材料在岸坡整治工程中的使用，又避免或減少了河道渠道化，提高了河流的連通性和水環(huán)境生物多樣性。

圖4 3m榮勛生態(tài)擋墻斷面結(jié)構(gòu)及其在南大塘工程應(yīng)用效果

圖5 杉木樁護坡斷面結(jié)構(gòu)及其在東北大塘工程應(yīng)用效果

d.植被進行河道岸坡侵蝕防護。通過引入植被，應(yīng)用生態(tài)工程技術(shù)措施進行岸坡侵蝕防護是此次河道岸坡整治的另一個中心環(huán)節(jié)。岸坡綠化共種植草皮防護帶42060m2， 見圖6。從后期監(jiān)測來看，河岸植被穩(wěn)固了河岸坡道，防止了岸坡塌陷，改善了水營養(yǎng)循環(huán)，為野生動物的繁衍、棲息和避難提供了場所，同時美化了河道兩岸景觀。

圖6 李家橋浜岸坡植被

e.生態(tài)修復(fù)的植物選擇。在植物的配置上采用了物種間生態(tài)位互補，上下有層次，左右相連接的方式。根據(jù)水位[設(shè)計水位2.95 m(85黃海高程系)]不同，對植物進行了分區(qū)栽植，在河道常水位1.58m～洪水位2.93m(85黃海高程系)間種植了挺水植物菖蒲、海壽花，見圖7。它的功能主要是凈化水質(zhì)并為水生動物提供食物和棲息場所，共種植水生植物3700m2；在洪水位線2.93m以上以馬尼拉草皮種植為主；在河岸居民區(qū)栽種香樟、桂花等樹種，改善了河道水環(huán)境。

圖7 東北大塘現(xiàn)場的水生植物

f.新建兩座親水平臺，美化河道景觀，提高宜居環(huán)境。

4.3 生態(tài)整治施工技術(shù)要求

4.3.1 生態(tài)護岸(坡)施工要求

a.木樁防護采用木樁稍徑≥15cm、樁長≥3m、樁身無蛀孔、裂紋的杉木樁。施工流程：測量放線→挖、填工作面→樁位放樣→打杉木樁→鋸平樁頭。

b.生態(tài)擋墻采用RXP-280榮勛生態(tài)擋墻砌塊，該擋墻具有自排水、自擋土、自定位、生態(tài)、柔性的特點。施工流程：?第一層自嵌塊放置在底板上，后沿切割平整，自嵌塊須檢查沿墻縱向平直度和平面水平度；?第一層砌塊安裝后，即可鋪設(shè)土工布→填料→壓實→鋪設(shè)土工格柵→鋪設(shè)土工布→填料→壓實→安裝上一層面板→鋪設(shè)土工格柵。每鋪完一層土工格柵，進行一次低透水性黏土壓實回填，填土厚度約30cm；?分層填料須壓實，距砌塊≤1m范圍采用小型振動機碾壓，若位移，應(yīng)及時調(diào)整，每一層壓實度≥4個測點/400m2進行環(huán)刀法檢測；d攤鋪距砌塊≤1m范圍需采用人工，否則機鋪，攤鋪表面應(yīng)平整，厚度須均勻。

4.3.2 生態(tài)修復(fù)要求

a.馬尼拉草皮種植要求：?場地平整深度10cm，表層土顆?！?.5cm；?鋪設(shè)后即可灌水，一般按晴天3～5次/d，陰天1次/d，每次10～20min的頻率澆灌；?草坪塊與種植地黏合可直接用腳踏實或拍打。

b.為兼顧岸坡穩(wěn)定和植物生長，土坡表層壓實度應(yīng)比常規(guī)堤防工程設(shè)計規(guī)范要求(壓實度為95%)適當降低。

c.對挺水植物的栽種要求，應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)和水深進行配置，水生植物分蘗特性決定了各植物種植密度，具體要求如下：

?菖蒲種植季節(jié)為2月，采用露點栽培，初水位5～7cm，維護10～15cm生長期內(nèi)保持水位或潮濕。栽植地株行距25×30cm，栽植的深度以保持主芽接近泥面，適宜溫度為15～25℃,，施追肥2～3次(泥表面5cm以下)。初期以氮肥為主，抽穗開花前以磷肥鉀肥為主。越冬前要清理地上部分的枯枝殘葉。

?海壽花以7—8月生長期進行最佳，按分株繁殖，行間距約50cm。幼苗生長期為淺水或保持濕潤，生長旺盛期最低水位不低于30cm。氣溫達30℃以上時，植株萌發(fā)迅速，繁殖存活率高且易成形。

4.4 整治效果

從工程的后期監(jiān)測可以看出，水生植物基本沿河道兩側(cè)均衡生長，喬木等樹根可降低暴雨對土層的沖蝕，草皮等對坡面流水也有過濾作用，發(fā)揮了一定的水質(zhì)改善功能。整治后，河道岸坡得到有效保護，河道中的水華和水質(zhì)富營養(yǎng)得到有效控制，水體懸浮物≤60% ，水體透明度≥20%。生物多樣性水平明顯提高，過去很少出現(xiàn)的一些物種，如蛙類、蜻蜓等經(jīng)常出現(xiàn)，鳥類等活動頻繁。

同時，對清淤疏浚河道的使用周期來看，只進行清淤河道的使用周期約10～20年。而清淤與利用生態(tài)工程技術(shù)進行岸坡防護的河道，其生命周期據(jù)初步分析為35～40年，延長近一倍[6]。

5 結(jié) 論

江陰市中小河流治理重點縣綜合整治和水系連通試點顧山項目區(qū)的河道綜合整治工程已完成，在項目區(qū)內(nèi)取得了兩方面成效：

a.建設(shè)效果：?水系貫通，已經(jīng)形成以“一橫兩縱”骨干河網(wǎng)為基礎(chǔ)，由塘前村浜、李家橋浜等縱橫向鎮(zhèn)級河道與之相連通，各級河道一起構(gòu)成項目區(qū)內(nèi)體系完整、功能健全的水系；?河道通暢，據(jù)初步測算，達到了河道防洪1遇/50年、排澇1遇/20年灌溉保證率≥95%的標準；?水清岸綠，水體自凈能力提高，水循環(huán)加快，水功能區(qū)水質(zhì)達標率≥70%。

b.示范效果，主要表現(xiàn)：?河道不搞取直裁彎工程；?不對清淤整修后的河道橫斷面進行規(guī)則幾何形狀改造；?岸坡材料盡量少使用整體漿砌塊石擋墻和混凝土等硬質(zhì)材料，廣泛使用了具有生態(tài)功能的岸坡保護；?岸坡侵蝕采用了植被防護；?河道整治結(jié)合了生態(tài)修復(fù)；?加強了工程后期生態(tài)監(jiān)測和生態(tài)評估。

未來兩年，江陰還有8個項目區(qū)的河道需要連片綜合整治，顧山項目區(qū)整治工程經(jīng)驗，特別是生態(tài)修復(fù)理念已經(jīng)開始推廣到其他河道工程建設(shè)中。

隨著生態(tài)水利認識的加深，建設(shè)生態(tài)水利一定是未來改善生態(tài)環(huán)境、提高水利現(xiàn)代化的必由之路。

[1] 董哲仁.河流保護的發(fā)展階段及思考[J].中國水利,2004(1):16-17.

[2] 劉正茂,呂憲國,武海濤.生態(tài)水利工程設(shè)計若干問題的探討[J].水利水電科技進展,2008(1):28-30,28.

[3] 董哲仁.試論生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則[J].水利學(xué)報,2004(10):1-5.

[4] 江蘇省太湖水利規(guī)劃設(shè)計研究院.江蘇省江陰市中小河流治理重點縣綜合整治及水系連通試點規(guī)劃[R].江蘇:江蘇省太湖水利規(guī)劃設(shè)計研究院,2012.

[5] 朱洪清.農(nóng)村河流健康維護的思考[J].江蘇水利,2013(2):25-29.

[6] 孫東亞,董哲仁,許明華，等.河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)和實踐[J].水利水電技術(shù),2006(12):4-7,37.

Discussion on applying ecological restoration in Jiangyin River comprehensive improvement

RUI Ye, QI Kai, GU Meifang

(JiangyinKeyWaterConservancyProjectConstructionManagementOffice,Jiangyin214431,China)

In the paper, embodiment of ecological water conservancy project connotation in the river comprehensive improvement is described briefly aiming at the application of ecological water conservancy project in comprehensive improvement of Jiangyin medium and small rivers. Six main causes of current status in Jiangyin medium and small rivers are proposed. Eight countermeasures requiring strengthening in river biological management are constructively proposed. Implementation of ‘Comprehensive improvement and water system connection pilot plan in China medium and small rivers key county’ is combined. Connected river ecological environment governance in Jiangyin Gushan pilot project area is adopted as an example. Concrete application of ecological water conservancy engineering principles in planning design, construction technology and improvement effect are described. Meanwhile, the initial construction effect and demonstration effect in Jiangyin river ecological restoration demonstration projects are concluded.

river; ecological restoration; ecological water conservancy; long-term management; river comprehensive improvement

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.01.014

TV85

A

2096-0131(2017)01- 0046- 06