關(guān)于上海市城鄉(xiāng)中小河道生態(tài)治理的設(shè)計(jì)探究

【摘要】縱觀上海城鄉(xiāng)中小河道治理的發(fā)展歷程，上海城鄉(xiāng)中小河道治理已逐步探索向防洪、生態(tài)等結(jié)合的“低度干預(yù)、自然修復(fù)”的軌跡發(fā)展，文章通過(guò)提出一些河道生態(tài)治理成效評(píng)價(jià)體系，并就上海城鄉(xiāng)中小河道治理從河道平面、斷面、護(hù)岸結(jié)構(gòu)等方面作出了一些簡(jiǎn)單的總結(jié)和設(shè)計(jì)探究。

【關(guān)鍵詞】上海；城鄉(xiāng)中小河道；生態(tài)；治理

一、研究背景

目前，國(guó)內(nèi)城鄉(xiāng)中小河道整治中所面臨的主要和突出問(wèn)題：水體污染嚴(yán)重、水面率減少、河道功能單一等。特別是在高度城市化地區(qū)，河網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單，非主干河道不斷減少，河流形態(tài)有規(guī)則化、均一化的趨勢(shì)。

上海市所在區(qū)域地平坡緩，水流速度慢，流向和流態(tài)的變化是隨機(jī)的，并且水量的交換關(guān)系混亂，匯流特性復(fù)雜多變，沒(méi)有規(guī)律可循，屬于較為典型的感潮平原河網(wǎng)地區(qū)。近幾十年來(lái)，伴隨著上海城市化步伐加快，上海河道水質(zhì)日益惡化，特別是城鄉(xiāng)中小河道，河床淤積、岸坡坍塌，甚至經(jīng)常出現(xiàn)水質(zhì)發(fā)黑、水體發(fā)臭的現(xiàn)象，影響到市容市貌和周邊居民正常的生產(chǎn)生活。

順應(yīng)中小河道整治的發(fā)展歷程：以防洪排澇和農(nóng)田水利為主的“強(qiáng)烈干預(yù)”→以防洪排澇和綠化景觀為主的“一般干預(yù)”→向防洪排澇和生態(tài)建設(shè)為主的“較低干預(yù)”。目前，上海城鄉(xiāng)中小河道整治不再僅僅是以對(duì)“水”的控制為目標(biāo)建造水工建筑物，而是既注重經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益又注重環(huán)境效益。

二、生態(tài)河道評(píng)價(jià)體系

上海城鄉(xiāng)中小河道生態(tài)治理成效評(píng)價(jià)體系應(yīng)具有代表性、可操作性、前瞻性和整體性等基本原則，使得評(píng)價(jià)體系不僅能客觀可量化的滿足評(píng)價(jià)要求，而且能較好地體現(xiàn)出上海城鄉(xiāng)中小河道生態(tài)治理所面臨的突出矛盾。

根據(jù)生態(tài)河道的概念與特征，整個(gè)評(píng)價(jià)體系大致可以以下從以下4個(gè)方面來(lái)考慮：

1、河道水利功能

河道的最基本功能即：防洪、除澇、引水（供水）、航運(yùn)等水利功能。

參照《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范GB50707-2011》，河道水利功能評(píng)價(jià)體系應(yīng)該包括：河道平面斷面是否滿足防洪排澇設(shè)計(jì)要求，河床演變是否影響河道穩(wěn)定（邊坡穩(wěn)定、河道沖淤平衡穩(wěn)定、彎曲段穩(wěn)定等），河道水力計(jì)算（恒定流、非恒定流、跨河建筑的過(guò)流能力和壅水計(jì)算等），護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（整體穩(wěn)定、邊坡穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定）等。

2、河道水質(zhì)

河道水質(zhì)是影響生態(tài)系統(tǒng)的主要因素，影響河道水質(zhì)的污染物質(zhì)種類繁多。具體評(píng)價(jià)體系可參照《地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002》，采用氨氮（NH3-N）、五日生化需氧量（BOD5）、溶解氧（DO）、透明度（m）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、總P（mg/L）等代表性指標(biāo)表示。

3、生物群落

生物群落是生態(tài)河道的重要組成部分，在生態(tài)系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位。生物群落包含植物群、動(dòng)物群和微生物群。

4、后期管理

河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與完善是一個(gè)受自然和人為因素影響，隨時(shí)可能發(fā)生變化的反復(fù)的過(guò)程，需要長(zhǎng)期較為完善的長(zhǎng)效管理來(lái)確保其健康發(fā)展，不被破壞。

三、中小河道生態(tài)治理設(shè)計(jì)分析

根據(jù)歷年上海城鄉(xiāng)中小河道整治工程報(bào)告和上海市消除劣Ⅴ類水體污染源的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致河道生態(tài)環(huán)境破壞、水質(zhì)惡化甚至出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象的原因錯(cuò)綜而復(fù)雜。主要原因大致可分類為：河道斷頭水動(dòng)力不足、工廠企業(yè)污水直排入河、農(nóng)村生活污水直排入河、小區(qū)或企事業(yè)單位雨污水混接入河、生活或建筑垃圾隨意傾倒入河、泵站放江、三無(wú)船只和違規(guī)碼頭、沿河農(nóng)業(yè)面源污染、地表徑流、河道淤積、岸坡坍塌、長(zhǎng)效管理不到位等。

截流污水入河控制外源污染是從根本上治理城鄉(xiāng)中小河道水環(huán)境現(xiàn)狀、改善水質(zhì)的保證。從近期上海城鄉(xiāng)中小河道整治的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，截流污水入河是上海城鄉(xiāng)中小河道整治工程中最主要的工程措施。

解決外源污染后，從河道本身來(lái)說(shuō)，上海城鄉(xiāng)中小河道生態(tài)治理需要從河道平面、斷面、護(hù)岸結(jié)構(gòu)3個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)分析：

（1）河道平面設(shè)計(jì)

河道平面規(guī)劃設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)河道地形地勢(shì)等變化，寬窄曲直合理規(guī)劃，如部分河段擴(kuò)寬，充分發(fā)揮空間多邊、分散性的自然美。同時(shí)，細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)也需要注重，適當(dāng)加大濱水濕地淺灘等面積，以利于生物群的增加；使河道平面寬窄曲直更近自然狀態(tài)，以利于魚類更好的生存繁衍；設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置一些多孔性結(jié)構(gòu)，為為兩棲和陸生生物提供一個(gè)安全的活動(dòng)空間；盡量減少河道上壩涵等阻水建筑物，在確保河道過(guò)水能力的同時(shí)，也為上下游生物之間的流動(dòng)提供了保證。

（2）河道斷面設(shè)計(jì)

河道斷面設(shè)計(jì)，在一定程度上影響著河道水流速度、水流形式，從而影響水體溶解氧（DO），進(jìn)而影響河道生物群落的多樣化。

一般來(lái)說(shuō)，河道斷面首先要確保的是在河道不同水位和水量時(shí)，河道均能維持其最基本的功能。如高水位或洪水期時(shí)，河道水位不能超過(guò)其坡頂標(biāo)高，不能威脅到沿線居民房屋建筑或生命財(cái)產(chǎn)等安全，低水位或枯水期時(shí)，河道水深不能太低，要能維持生物生存和繁衍的最基本需水要求。

目前，上海城鄉(xiāng)中小河道整治河道斷面多為復(fù)式斷面，復(fù)式斷面多為兩個(gè)梯形斷面或一個(gè)梯形斷面一個(gè)矩形斷面的疊加，一般在常水位以下采用梯形斷面，在常水位以上采用梯形或矩形斷面，即：設(shè)置緩坡或二級(jí)護(hù)岸，中間設(shè)淺水平臺(tái)，種植水生植物。枯水期間，水位在常水位以下，此時(shí)水流所在河道為主河道，洪水期間，水位在常水位以上，水流漫過(guò)一級(jí)護(hù)岸壓頂，過(guò)水?dāng)嗝娑溉辉龃?，不?huì)威脅到沿線居民的房屋建筑或生命財(cái)產(chǎn)等的安全。這樣設(shè)計(jì)同時(shí)也是為河道生態(tài)景觀建設(shè)創(chuàng)造空間。

（3）護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外生態(tài)護(hù)岸的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合上海城鄉(xiāng)中小河道的特點(diǎn)，生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧如下原則：

1.應(yīng)滿足河道功能和穩(wěn)定的最基本要求，并盡量降低造價(jià)；

2.減少剛性結(jié)構(gòu)，使河道更接近自然狀態(tài)；

3.根據(jù)水文資料，確定水位變化范圍，合理選擇水生、坡上及陸上植物；

4.預(yù)留護(hù)岸缺口，為兩棲和陸生生物提供一個(gè)安全的生長(zhǎng)活動(dòng)空間；

5.護(hù)岸結(jié)構(gòu)等盡量采用當(dāng)?shù)刈匀徊牧?，減少二次污染。

近年來(lái)，上海城鄉(xiāng)中小河道的護(hù)岸類型主要包括：自然護(hù)坡型、硬質(zhì)混凝土型和高標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)型。這些護(hù)岸類型本身各有差異，生態(tài)性和抗洪抗沖刷能力各不相同，各有利弊，有些需要結(jié)合上面所說(shuō)的復(fù)式河道斷面，在常水位以上緩坡位置，采用土壤生物工程法，即：利用喬木或灌木的發(fā)達(dá)根系纖維來(lái)固定岸坡，形成“植物加筋土”，把植物當(dāng)作結(jié)構(gòu)的一部分，來(lái)增加土體的抗剪強(qiáng)度，防止岸坡坍塌。采用結(jié)構(gòu)結(jié)合土壤生物工程的方法，不僅能使岸坡更加穩(wěn)固，同時(shí)，在河岸的高水位淹沒(méi)處增加綠化，保障魚和動(dòng)物的生息環(huán)境，也能增強(qiáng)其環(huán)境效益。

一般的城鄉(xiāng)河道整治時(shí)，需要綜合運(yùn)用生物、化學(xué)、物理等各種學(xué)科相關(guān)治理措施，特別是在河道水質(zhì)受污染嚴(yán)重的情況下，單用一種或一門學(xué)科的治理措施往往不能達(dá)到效果，這個(gè)時(shí)候，需要充分調(diào)查清楚河道現(xiàn)狀，根據(jù)實(shí)際需要，優(yōu)選設(shè)計(jì)方案。

四、結(jié)束語(yǔ)

城鄉(xiāng)中小河道生態(tài)治理是一項(xiàng)融合了水利工程學(xué)、生態(tài)水工學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)和園林景觀學(xué)等多個(gè)學(xué)科為一體的綜合性工程，具有其復(fù)雜性和多樣性[6]。上海城鄉(xiāng)中小河道生態(tài)治理應(yīng)積極利用物理、化學(xué)、生物、氣象、水文地質(zhì)、信息化工程和電子計(jì)算機(jī)等學(xué)科的最新成就，尋找當(dāng)前時(shí)空條件和社會(huì)需求前提下的最優(yōu)治理方案。

參考文獻(xiàn)：

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