前山河“一河兩涌”排洪渠水生態(tài)修復(fù)設(shè)計

袁 敏

（博大綠澤生態(tài)建設(shè)集團有限公司，上海 200000）

1 項目概況

1.1 區(qū)域背景

前山河、廣昌涌、洪灣涌是珠海市重要支流，既是該地區(qū)防洪排澇的重要通道，又是城市重要的濱水景觀帶和開敞空間。據(jù)珠海市統(tǒng)計局統(tǒng)計資料顯示：珠海市地處北回歸線以南，冬夏季風(fēng)交替明顯，終年氣溫較高，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候；雨量充沛，多年平均降雨量為2 042.0 mm。

根據(jù)珠海市水質(zhì)監(jiān)測中心近年對前山河各斷面的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明，前山河各段面水質(zhì)基本維持在V類和劣V類，主要超標(biāo)污染為糞大腸桿菌和氨氮超標(biāo)，總體水環(huán)境狀況不容樂觀。

1.2 排洪渠現(xiàn)狀

流入“一河兩涌”的排洪渠在珠海側(cè)主要有15條，包括南屏東、南屏中、南屏西、鵝槽山排洪渠等，南屏中排洪渠 （下稱南屏中渠） 承接南屏水庫溢洪道，全長約1.8 km，現(xiàn)狀河寬約18～24 m；上游水深約0.4 m，下游水深約0.7 m，現(xiàn)狀為漿砌片石襯砌渠道，兩岸岸線護砌良好，是珠海前山河流域比較典型的排洪渠，雖然滿足防洪排澇功能，但是污染非常嚴(yán)重，對沿岸的居民生活造成了嚴(yán)重的影響，而且每年向前山河輸入大量的污染物，造成前山河水質(zhì)不斷惡化。

1.3 治理目標(biāo)

南屏中渠的階段治理目標(biāo)為三個月消除黑臭現(xiàn)象，主要污染物濃度下降30%；六個月保持常年無黑臭 （排污口附近除外），主要污染物濃度下降40%以上；12個月消除劣五類水體，提升水體自凈能力，營造優(yōu)美景觀效果。

2 水體生態(tài)修復(fù)治理思路與框架

流域綜合治理包含市政、水利、環(huán)保、生態(tài)、景觀等多專業(yè)內(nèi)容，是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)性項目，需要從項目的規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)實施、運營和管理等多維度綜合考慮。

2.1 截污整治

截污治污遵循“先截污，后治污”的理念，以控污減排為前提、水功能區(qū)劃為基礎(chǔ)，限制排污總量，明確水系保護的目標(biāo)和制定水質(zhì)提升的措施。

2.2 生態(tài)水利

研究區(qū)域水系統(tǒng)，利用生態(tài)水利的調(diào)控，改善河道現(xiàn)狀，在滿足行洪排澇的基礎(chǔ)上，因地制宜分級設(shè)計蓄水壩和跌水壩，為生態(tài)構(gòu)建創(chuàng)造條件，分析區(qū)域水資源情況，通過收集凈化雨水及河道引水作為水渠補水水源，維持項目區(qū)水量平衡。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

關(guān)注“生態(tài)”和“景觀”兩大系統(tǒng)，通過水體生態(tài)系統(tǒng)及水陸交錯帶系統(tǒng)構(gòu)建，增加水生植物豐度和多樣性，長期維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，發(fā)揮水體持續(xù)自凈能力；在濱水岸帶營造優(yōu)美的植物景觀群落，設(shè)計休閑生態(tài)步道和觀景平臺，打造人水和諧，水清灘綠的景觀效果。

2.4 長效運維管理

建立長效的生物監(jiān)測和生態(tài)系統(tǒng)維護技術(shù)，主要包括水體特征參數(shù)監(jiān)控及管理、水生植物管理與維護和水生動物管理與維護，長期監(jiān)測斷面達(dá)標(biāo)情況及生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，建立水體生態(tài)健康數(shù)據(jù)庫，進行科學(xué)維護與管理。

3 清水型水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

構(gòu)建清水型生態(tài)系統(tǒng)[1]是模擬原生清水河道原有生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在保障防洪安全的前提下，根據(jù)用地情況選擇合適斷面形式，采用生態(tài)護岸，綜合利用曝氣等輔助措施，通過構(gòu)建水體微生物、水生植物和水生動物群落，還原清水河道生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的循環(huán)。

南屏中渠上游和中游區(qū)域為硬底， 蓄水少， 污染入渠多；下游河道受潮汐作用影響大。在上游入渠支流進行生態(tài)處理，提升入渠水質(zhì)；中游硬底進行挖除并進行軟化改造；設(shè)置淺壩蓄水，以保證各區(qū)段生態(tài)需水量；種植沉水植物并進行水生動物群落調(diào)控，同時采取措施恢復(fù)凈水微生物群落。通過系統(tǒng)的綜合生態(tài)治理措施，構(gòu)建“水下森林”清水型生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)排洪渠清水入河。

3.1 截污設(shè)計

南屏中排洪渠下游兩側(cè)布置了截污管道，兩側(cè)截污管均互通，由于東側(cè)截污管道較小，導(dǎo)致局部污水會溢流至排洪渠，且上游有舊村生活、工業(yè)污水排污口，需要進行截污改造。本次項目考慮拆除聯(lián)通管，拆除東側(cè)D300截污管，在原位置上新建D600截污管道。

3.2 生態(tài)清淤

排洪渠現(xiàn)狀淤積嚴(yán)重，排洪不暢，需要進行生態(tài)清淤。采用勾機疏浚，平均清淤厚度0.5 m，淤泥進行固化資源化處理。

3.3 活水

3.3.1 建閘設(shè)壩方案

南屏中排洪渠受潮汐影響水位變化較大，水位較淺，在下游與沙心涌交匯處建翻板閘壩一座，高約1.5 m （略高于高潮水位），減小潮汐作用對排洪渠的影響，同時提高排洪渠水位。在排洪渠上、中、下游設(shè)置淺壩3座，壩高0.8 m，提升排洪渠各段水位，維持一定的景觀水位，為清水型生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建提供必要條件。

3.3.2 生態(tài)水位保障

為保證枯水期排洪渠生態(tài)水位，在排洪渠下游出口處建地埋式一體化補水泵站一座，從沙心涌抽水到排洪渠上游補水，配套DN300補水管道，長約1.5 km，沿排洪渠岸邊敷設(shè)。泵站主要在旱季無其他外來補水來源時運行，規(guī)模為90 m3/h，揚程為7 m，枯水期的補水量為9 720 m3，維持水量平衡。

3.4 清水

3.4.1 基底改善及水環(huán)境改善

對排洪渠中硬底區(qū)域進行挖除處理，同時進行底質(zhì)軟化改造，在為水生植物創(chuàng)造一個良好生長環(huán)境的同時，恢復(fù)水體與渠底土壤之間物質(zhì)循環(huán)與能量的傳遞。通過用緩釋包埋固定化微生物處理，減少底泥營養(yǎng)鹽向水體返還，硬底挖除改造24 600 m2，基底改善面積32 000 m2。

3.4.2 曝氣增氧

水體黑臭主要是水體缺氧造成的，同時也與水體富營養(yǎng)化和底泥沉積有關(guān)。城市水體一旦超量受納外源性有機物，水中的溶解氧就會被快速消耗。采用微孔曝氣增氧技術(shù)增加排洪渠水體溶解氧含量。

3.4.3 水生植物群落恢復(fù)

構(gòu)建穩(wěn)定的水生植物群落，利用水生植物的生長吸收氨氮等污染物[2]，以達(dá)到凈化水體的目的，南屏中排洪渠水生植物群落恢復(fù)主要是恢復(fù)排洪渠及其上游支流沉水植物群落，共種植沉水植物27 500 m2，群落品種有矮生苦草、輪葉黑藻、篦齒眼子菜，以矮生苦草為主要優(yōu)勢種植。

3.4.4 微生物群落恢復(fù)

通過微生物活化系統(tǒng)，激活排洪渠土著微生物，增加水體自凈能力。南屏中排洪渠上游入渠支流設(shè)置生物強化裝置2套，排洪渠中共設(shè)置微生物活化系統(tǒng)3套。

3.4.5 水生動物群落調(diào)控

南屏中排洪渠水生動物群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化是以整個排洪渠水體為調(diào)控對象，主要措施有投放上層濾食性魚類 （如鰱魚、鳙魚），抑制藻類；投放肉食性魚類 （如鱸魚、烏鱧等），通過食物鏈控制草食性魚類和雜食性魚類；投放環(huán)棱螺增加藻類的被覓食量。利用生物操縱技術(shù)，優(yōu)化排洪渠水生動物群落，提高水體自凈能力。后期要定期觀察水生動物生產(chǎn)情況，適時捕撈。

3.5 綠景

現(xiàn)狀兩側(cè)為硬質(zhì)直立駁岸，景觀生硬單調(diào)。在排洪渠駁岸頂部外設(shè)種植垂藤植物并在駁岸底部有種植土壤的區(qū)域種植爬藤植物，對排洪渠硬質(zhì)駁岸垂直綠化，起到提升景觀效果及過濾邊坡雨水徑流的功能。

3.6 長效運維管理

3.6.1 管理機制

流域整治的有序開展需要保證完善的管理機制以及強有力的管理機構(gòu)的推進，搭建跨部門、跨專業(yè)的項目實施和運營管理平臺，統(tǒng)籌市政、水利、環(huán)保、景觀等涉水設(shè)施和工程，有效避免建設(shè)和運營管理的脫節(jié)現(xiàn)象。

3.6.2 流域智慧平臺

通過“數(shù)字流域”基礎(chǔ)地理信息技術(shù)，搭建流域智慧平臺。包括在線監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接收與顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫存儲與分析系統(tǒng)以及智能診斷反饋系統(tǒng)，通過專業(yè)化的運營，實現(xiàn)水質(zhì)治理目標(biāo)和長效管理。

4 結(jié)語

項目實施后，南屏中渠徹底消除黑臭，水質(zhì)改善明顯，從水質(zhì)檢測報告[3]顯示，從2015年3月的水質(zhì)現(xiàn)狀到2016年4月治理完成后，高錳酸鹽指數(shù)降低了66.2%，氨氮指標(biāo)降低了86.9%，總磷指標(biāo)降低了92.8%，溶解氧提高了32倍，而且大部分指標(biāo)達(dá)到Ⅳ類水及以上標(biāo)準(zhǔn)，溶解氧甚至達(dá)到了Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)詳見圖1。

圖1 南屏中渠水質(zhì)變化圖

通過多維度對排洪渠進行綜合整治，構(gòu)建清水型生態(tài)系統(tǒng)，有效改善水質(zhì)、提高水體透明度，從而使河道水體長期達(dá)到“水清、岸綠、景美、生態(tài)”的效果，其成功實踐可為其他流域綜合治理項目提供經(jīng)驗參考。