城市“旱河”綜合整治措施研究

徐洪霞，趙心暢，張曉利

(中國(guó)電建集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410014)

20世紀(jì)70年代我國(guó)有些河道治理方式是將河道某段改道，造成改道段河道被封閉形成一條斷頭河，人們俗稱其為“旱河”。長(zhǎng)期以來(lái)，此類(lèi)河段在人為和自然因素影響下，喪失輸水及行洪功能，岸坡裸露，水土流失嚴(yán)重，河道淤積越來(lái)越嚴(yán)重，水體黑臭，河床及河岸邊亂開(kāi)亂墾現(xiàn)象突出，建筑廢棄土石方等隨意傾倒堆放，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境都造成了嚴(yán)重影響，成為了城市的“牛皮癬”。針對(duì)此類(lèi)河段存在的上述問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃及人文歷史情況，通過(guò)采取一系列綜合整治技術(shù)，將其打造成一條集水土流失治理、生態(tài)修復(fù)、科普宣教、休閑娛樂(lè)于一體的城市生態(tài)清潔小流域，已成為城市市民的迫切呼聲。本文以南方某城區(qū)的“旱河”綜合整治工程為例進(jìn)行探討研究，以期為其他城市“旱河”的生態(tài)整治工程提供借鑒和參考。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目位于某市城區(qū)，河道長(zhǎng)約2km，凈寬30～55m不等，河床比降為2‰，工程占地約10.20hm2。沿河兩岸多為平坦的一級(jí)階地，無(wú)大構(gòu)造斷裂發(fā)育，邊坡穩(wěn)定性較好，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅳ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定。

工程區(qū)屬于亞熱帶濕潤(rùn)氣候，溫和濕潤(rùn)，雨量充沛。多年平均降水量1400～1480mm、平均氣溫15.9℃、無(wú)霜期237～328d、平均相對(duì)濕度79%。本項(xiàng)目上游段有水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度，有效錯(cuò)開(kāi)城區(qū)洪峰，并且該河道的改道段已滿足城市防洪要求。河段區(qū)間集雨面積0.78km2，根據(jù)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，控制斷面P=5%設(shè)計(jì)洪水按區(qū)間1h暴雨強(qiáng)度洪峰流量推求。經(jīng)計(jì)算，本次設(shè)計(jì)取治理河段控制斷面P=5%洪峰流量Q=9.98m3/s作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2 存在的問(wèn)題分析

(1)河道淤積嚴(yán)重，形成內(nèi)源污染

根據(jù)前期勘察，河道淤積十分嚴(yán)重，平均淤積深度為2m，致使河道失去過(guò)流能力，也失去了蓄洪、行洪等功能。但本河段位于城區(qū)，河道兩側(cè)分布有高校、居民區(qū)，周邊無(wú)大型場(chǎng)地條件用于大量淤泥的集中堆放和處置，而長(zhǎng)距離清運(yùn)又將造成二次環(huán)境污染和新的生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題，因此，河道淤泥的清運(yùn)、處置是本工程的主要問(wèn)題及技術(shù)難點(diǎn)之一。

(2)河道干涸，水質(zhì)惡化

河道淤積嚴(yán)重導(dǎo)致幾乎干涸，加上河床及河岸邊亂開(kāi)亂墾、建筑廢棄土石方隨意傾倒，以及周邊的點(diǎn)源污水截污不徹底，導(dǎo)致河道內(nèi)水、陸生態(tài)系統(tǒng)破壞殆盡。加之無(wú)外來(lái)水源補(bǔ)給，河道水體已失去自凈能力，水體黑臭，水質(zhì)為劣V類(lèi)。因此，如何改變河道干涸現(xiàn)狀，使河段水系連通，實(shí)現(xiàn)生態(tài)補(bǔ)水和蓄水能力，恢復(fù)河段生命力和自凈能力，實(shí)現(xiàn)水體良性循環(huán)是本工程主要問(wèn)題及設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一。

(3)生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重破壞，生物多樣性降低

河道內(nèi)基本不具備水生生物的生存環(huán)境，水生態(tài)系統(tǒng)基本被破壞?，F(xiàn)存水塘水污染嚴(yán)重，其中主要以耐污物種如細(xì)菌、藍(lán)藻等為主；河道內(nèi)主要以陸域生態(tài)為主，河岸植物多為人工植物，種類(lèi)單一，植物主要為野草、農(nóng)田、果樹(shù)和菜地。由于失去了濕地等棲息地和食物來(lái)源，少有水生動(dòng)物和陸生動(dòng)物出現(xiàn)。如何恢復(fù)河道的生命力，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)是本工程主要問(wèn)題及設(shè)計(jì)難點(diǎn)之一。

(4)河段景觀質(zhì)量差，與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)

沿河道兩岸多為綠地與公建，沿河現(xiàn)存在一些潛在開(kāi)敞區(qū)域，是城區(qū)重要的線性可親水公共空間資源。河道內(nèi)垃圾成堆，水塘黑臭，蚊蟲(chóng)滋生，雜草叢生，整體環(huán)境質(zhì)量較差，現(xiàn)有駁岸為硬直駁岸并且有些已損毀，親水性較差，且駁岸、護(hù)欄和鋪裝形式單一。該河道與周邊環(huán)境格格不入，嚴(yán)重影響河道兩岸居民的生活質(zhì)量，導(dǎo)致該區(qū)塊的開(kāi)發(fā)利用困難，土地價(jià)值無(wú)法提升。讓“旱河”煥發(fā)新的生命力，回到真正健康、可呼吸的河流，在生態(tài)綜合治理的同時(shí)，與城市周邊的環(huán)境融為一體，使生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相統(tǒng)一，亦是本工程主要問(wèn)題及設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。河道現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 旱河河道現(xiàn)狀圖

3 項(xiàng)目定位

城市內(nèi)河是城市的血管[1]，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先、最少干預(yù)、注重文化、以人為本、可持續(xù)發(fā)展”的基本原則[2]，體現(xiàn)“以水為體、以河為脈、以綠為美、以文為魂”的理念，以“保護(hù)優(yōu)先、恢復(fù)先行，建立河道與城市之間良性、有序的發(fā)展，保護(hù)河道風(fēng)貌，構(gòu)建一個(gè)人與自然和諧發(fā)展的城市生態(tài)清潔小流域”為設(shè)計(jì)定位，以“旱河重生-恢復(fù)旱河的生命力”為主題。

Northeast wind is blowing strongly, rain or snow is coming immediately.

4 治理措施設(shè)計(jì)

4.1 環(huán)保疏浚清淤及處置設(shè)計(jì)

河道兩岸分布有高校、居民區(qū)等，場(chǎng)地十分有限，通過(guò)多方案比選，選擇占地少、利于環(huán)境的環(huán)保疏浚技術(shù)。設(shè)計(jì)結(jié)合旱河段河道淤積特點(diǎn)，提出了技術(shù)要求：①水體僅清除污染底泥，盡量減少非污染底泥的超挖，以避免破壞河流底部的自然河泥層；②選用性能先進(jìn)的環(huán)保絞吸設(shè)備和挖掘機(jī)，保證污染物有效清除，避免對(duì)周?chē)h(huán)境的二次污染；③選擇地下水位低、土層吸附性能好的地帶作為堆場(chǎng)場(chǎng)址。

污染流泥經(jīng)淤泥傳輸管道輸送到堆場(chǎng)的土工管袋進(jìn)行脫水干化，干化后的底泥和其它挖掘出來(lái)的污泥一起就地塑造地形和用作恢復(fù)植被覆土，減少植被恢復(fù)措施的取土量和淤泥處置占地，多余的可利用土石方用于周邊城市建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源化利用。

4.2 水系連通及蓄水設(shè)計(jì)

本河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，工程等別為IV等，主要建筑物為4級(jí)。本河段無(wú)對(duì)上游河道進(jìn)行分洪的功能，只考慮治理需要設(shè)計(jì)流量。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和文獻(xiàn)資料查詢，本河段上游河道枯水期95%保證率流量為1.5m3/s。經(jīng)計(jì)算，本河段治理生態(tài)補(bǔ)水設(shè)計(jì)流量為0.7m3/s，管道直徑1m，設(shè)計(jì)流速1m3/s，滿足河道綜合治理要求。經(jīng)比選，設(shè)計(jì)選取占地面積小、土石方量小、輸水損耗小、后期容易維護(hù)的管道輸水方案。

設(shè)計(jì)從上游主河道引水進(jìn)行本河段水量的補(bǔ)充，為保證水系連通后河道具有穩(wěn)定的水面線，經(jīng)計(jì)算，確定從入口水面高程至出口水面高程為控制高程，通過(guò)新建9座生態(tài)毛石混凝土滾水壩作為攔水堰，以抬高上游水位，實(shí)現(xiàn)河道穩(wěn)定的水面。在引水起點(diǎn)布設(shè)1#攔水堰，堰前設(shè)鋼筋混凝土引水前池1座；池后連接引水玻璃鋼管，引水管道出口設(shè)鋼筋混凝土閥門(mén)井1座。

4.3 生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)

為把本河段打造成適應(yīng)于城市發(fā)展的生態(tài)景觀清潔小流域，更好地發(fā)揮其綜合生態(tài)效益，改善城市的生態(tài)環(huán)境[3]，設(shè)計(jì)采取了生態(tài)護(hù)岸及植被緩沖帶、人工生態(tài)浮床、濕地恢復(fù)等綜合生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

護(hù)坡護(hù)岸突出“安全實(shí)用、便于維護(hù)、生態(tài)親水”的原則[4]，對(duì)河岸線采取生態(tài)護(hù)坡代替硬質(zhì)護(hù)坡，利用植被進(jìn)行生態(tài)護(hù)岸，將喬灌木混合種植，提升生物多樣性[5]。由于河道無(wú)過(guò)洪要求，岸坡坡度最大程度放緩，既利于植被建植，又利于減少水土流失。岸坡區(qū)域采用三層植物緩沖帶，分別為水生植物帶、濱岸灌草帶、河岸喬木帶，以小喬木結(jié)合灌木、地被、濕地植物配置，自然而又充滿野趣[6]。

為凈化河道水質(zhì)，為魚(yú)類(lèi)及鳥(niǎo)類(lèi)提供生境，恢復(fù)水體的生物多樣性，消浪護(hù)岸，改善景觀，重建河道水生態(tài)環(huán)境平衡性，在河道兩側(cè)、景觀節(jié)點(diǎn)及雨水匯合口共設(shè)計(jì)布設(shè)10處人工生態(tài)浮床和5處人工濕地。其中，2處自由表面流濕地、1處渦狀串級(jí)塘、1處自由表面流和潛流結(jié)合型濕地、1處平流濕地。引種具有一定凈化性能與觀賞價(jià)值的水生植物[7]，選擇水生美人蕉、旱傘草、風(fēng)車(chē)草等本地植物作為生態(tài)浮床植物。

4.4 景觀營(yíng)造

圖2 河道治理措施實(shí)施后效果圖

(1)旱河序曲段：是旱河和上游河道的交匯地帶，設(shè)計(jì)從上游河道引水流量0.7m3/s，滿足旱河景觀營(yíng)造的水文條件需求，是人們進(jìn)入旱河濱水綠帶的起點(diǎn)位置。在該區(qū)段設(shè)計(jì)了豐富的出入口、穿行道、濱水廣場(chǎng)、棧道等，豐富的岸線形式美化了城市景觀。

(2)都勻之夜段：為滿足周邊居民生態(tài)休閑活動(dòng)需求，利用當(dāng)?shù)亟ㄖL(fēng)格，確保所建服務(wù)設(shè)施與周?chē)h(huán)境保持協(xié)調(diào)性[8]，設(shè)計(jì)了茶吧、迷你餐廳等休閑商業(yè)?？紤]集散時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定，妥善進(jìn)行交通組織[9]，使城市經(jīng)濟(jì)與旱河生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)融合。

(3)朗朗書(shū)聲段：毗鄰學(xué)校，設(shè)計(jì)中通過(guò)布設(shè)濱水廣場(chǎng)、棧道等建筑景觀，為周邊學(xué)校及居民營(yíng)造幽靜、舒適的學(xué)習(xí)、交流、漫步環(huán)境。

(4)濕地科普段：與學(xué)校和居住用地相鄰，設(shè)計(jì)以濕地恢復(fù)為主，通過(guò)重建生態(tài)濕地，布設(shè)生態(tài)小徑、觀鳥(niǎo)廊、濕地科普展示屋、科普小廣場(chǎng)等設(shè)施，為人們提供普及濕地生態(tài)知識(shí)的課堂，以營(yíng)造良好的城市生態(tài)濕地公園教育氛圍[10]。

(5)柳浪聽(tīng)濤段：位于旱河河道末端，結(jié)合城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，沿江面西岸布置風(fēng)情商業(yè)街，為市民提供親水漫步、購(gòu)物、娛樂(lè)的空間，在購(gòu)物的同時(shí)領(lǐng)略“旱河”治理后的生態(tài)魅力。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上治理實(shí)施，河道黑臭水體消除，水質(zhì)明顯改善，總體達(dá)到地表水Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)；豐富了生物多樣性，生態(tài)系統(tǒng)得到良性循環(huán)；為居民提供了親水空間和生活、休閑、學(xué)習(xí)場(chǎng)所，改善了周邊居民的生活環(huán)境；提高了城市品質(zhì)，并帶動(dòng)周邊土地價(jià)值提升。本河道治理的成功案例為其他城市“旱河”綜合整治提供了范例，具有較好的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。