永定河上游山西段城市河流水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)探析

牛金貴

（永定河流域投資有限公司朔州分公司，山西 朔州 036002）

改革開放初期，永定河上游城市片面注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展，未對水資源、水環(huán)境給予足夠的保護(hù)。粗放的城市化進(jìn)程導(dǎo)致城市河流功能日益萎縮、水環(huán)境惡化、水生態(tài)退化，影響了城市社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。隨著永定河流域社會經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展，水生態(tài)環(huán)境破壞導(dǎo)致水資源稟賦差，水環(huán)境承載能力低，生態(tài)空間不足，水生態(tài)退化、部分河段防洪隱患猶存、流域綜合管理能力薄弱等。要實(shí)現(xiàn)城市水生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，就要分析城市化對河流的影響機(jī)理，提出城市河流生態(tài)修復(fù)應(yīng)堅(jiān)持的原則，剖析當(dāng)前水生態(tài)存在主要問題，進(jìn)行城市水環(huán)境綜合治理，逐步修復(fù)河流水生態(tài)系統(tǒng)。

1 城市化對河流的影響分析

城市河流在改善城市生活環(huán)境、推動旅游娛樂、改善城市熱島效應(yīng)、調(diào)節(jié)城市局部氣候等方面具有積極作用。城區(qū)河流作為流域的有機(jī)組成部分，不僅受城市單元環(huán)境的影響，而且參與全流域的水循環(huán)過程。隨著城市對河流的利用強(qiáng)度和破壞強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，城市化對河流的影響主要表現(xiàn)為形態(tài)影響和生態(tài)影響兩方面[1]。城市河流轉(zhuǎn)化為自然、人文共同作用的二元生態(tài)系統(tǒng)。

1.1 城市化進(jìn)程對河流形態(tài)的不利影響

城市化進(jìn)程對河流形態(tài)的負(fù)面影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是河流直線化。通常城市河流出于人工景觀的需求，會對蜿蜒的天然河道裁彎取直，改變原有河流自然流態(tài)。

三是河床硬質(zhì)化。在現(xiàn)行城市河流工程改造中，河床多選用混凝土、石方等襯砌，將原有河床覆蓋。這種情況一定程度上提高了過流能力，滿足了相應(yīng)水位要求，卻截?cái)嗔说叵滤难a(bǔ)給通道。

1.2 城市化進(jìn)程對河流生態(tài)的不利影響

1.2.1 河流形態(tài)變化造成水生態(tài)系統(tǒng)退化

城市河流硬質(zhì)化、渠道化的嬗變，不同程度改變了自然河流的蜿蜒形態(tài)，比如原先彎道、緩流、急流的自然布局消失殆盡，河道橫斷面規(guī)則化改造從另一方面改變了自然落差、深淺交錯的原始風(fēng)貌，一定程度上降低了生境異質(zhì)性，水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生急劇變化，尤其是大幅度降低了生物多樣性。調(diào)查表明，城市河流襯砌導(dǎo)致生物種類減少70%以上，水生生物也減少約50%。

1.2.2 城市化導(dǎo)致河流自凈能力降低甚至喪失

原始自然河道中的動物、植物和微生物等都富含吸收、降解水中污染物的作用。比如：通過自然曝氣、水生植物和藻類的光合作用確保了河水的臭氧功能。而城市河流流速較低，喪失了自然曝氣復(fù)氧功能，同時(shí)失云部分自凈功能，一定程度加劇了河道水污染。

1.2.3 城市河流非連續(xù)化對水體污染的負(fù)面影響

不可否認(rèn)，由于城市建設(shè)對河床的改造使原先自然流動河流成為相對靜止的人工湖，表現(xiàn)為流速、光照、水溫以及邊界條件均發(fā)生劇烈變化。城市河流非連續(xù)化影響水體中營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化，造成水質(zhì)持續(xù)惡化，當(dāng)氣溫較高時(shí)，微藻繁殖具備充足的營養(yǎng)條件，甚至產(chǎn)生水華現(xiàn)象。

綜上所述，基于“十三五”火電行業(yè)總量控制目標(biāo)的排放績效宏觀測算結(jié)果，結(jié)合已實(shí)施超低排放火電機(jī)組的實(shí)際排放績效以及《火電行業(yè)排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的重點(diǎn)地區(qū)排放績效，在火電機(jī)組超低排放限值下的排放績效的理論計(jì)算基礎(chǔ)上，留有10%左右的余量，確定浙江省火電燃煤機(jī)組超低排放濃度限值下的排放績效限值如表1。

2 城市河道水生態(tài)修復(fù)應(yīng)堅(jiān)持的原則

河道水生態(tài)修復(fù)應(yīng)以生物修復(fù)為主，結(jié)合各種物理和化學(xué)修復(fù)以及工程技術(shù)措施，重構(gòu)受損水生態(tài)系統(tǒng)的生物群體及其結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)綜合協(xié)調(diào)、自我維持和自我演替的良性循環(huán)[2]。

2.1 先行恢復(fù)河流自然凈化原則

城市河流具有防洪、生態(tài)和景觀娛樂等多種功能。目前城市河流具有一定的污染物自凈機(jī)能，當(dāng)水體所受到的污染程度未超過其自身所具有的環(huán)境承載力時(shí)，應(yīng)優(yōu)先恢復(fù)使用河流的自然凈化功能，重新使水體中的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)及河流生物群恢復(fù)正常。

2.2 河流多功能相互協(xié)調(diào)原則

城市河流的多功能性，決定了城市河流水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)路線的多樣性，恢復(fù)水體自凈功能的同時(shí)，應(yīng)兼顧城市河流生態(tài)、景觀功能的優(yōu)化，以充分滿足人類文明聚集地的社會職能。因此，不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)具體情況，因地制宜地采取不同方式達(dá)到系統(tǒng)治理的目的，構(gòu)建人與河流和諧共處的環(huán)境。

2.3 多措并舉修復(fù)河流生態(tài)

城市河流修復(fù)目的是恢復(fù)河流生態(tài)功能，技術(shù)途徑應(yīng)充分反映當(dāng)今水生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域最新科技成果，結(jié)合多年工程應(yīng)用實(shí)踐，集成生態(tài)型河床和生態(tài)型護(hù)岸關(guān)鍵技術(shù)，人工措施應(yīng)避免破壞河相多樣化，盡量保持自然河床形態(tài)，維持水域生態(tài)系統(tǒng)基本功能，確保城市水資源使用功能并發(fā)揮更大效益。

3 永定河上游城市河道生態(tài)修復(fù)

永定河山西平原區(qū)城市段水生態(tài)修復(fù)，主要以建設(shè)濕地公園，構(gòu)建運(yùn)動休閑娛樂空間為重點(diǎn)，開展?jié)竦乇Ｗo(hù)與恢復(fù)，實(shí)施河道生態(tài)修復(fù)、河灘地治理、防洪薄弱環(huán)節(jié)治理、防護(hù)林建設(shè)等[3]。

3.1 河道生態(tài)修復(fù)理念

河道生態(tài)修復(fù)，主要利用濕地進(jìn)行水質(zhì)凈化，利用河岸帶植被和生態(tài)護(hù)岸進(jìn)行水土保持等技術(shù)措施。

人工濕地措施，充分利用沼澤地有效吸收、去除水中營養(yǎng)物，吸收、沉淀、降解水中異質(zhì)，發(fā)揮處理染污水體的功能。這種處理系統(tǒng)可結(jié)合景觀設(shè)計(jì)種植觀賞植物，改善風(fēng)景區(qū)的水質(zhì)，其工程全生命周期造價(jià)遠(yuǎn)低于常規(guī)處理技術(shù)，被國內(nèi)外視為改善大型水體水質(zhì)的有效方法。

河岸帶位于水生和陸地之間的過渡地帶，在近岸陸域坡面正常水位以上生長草本植物、灌木、木本植物等陸生植物，在濱水區(qū)域生長耐旱耐澇植物。

生態(tài)護(hù)岸采用適用于水位變化較大的復(fù)式護(hù)岸，確保既不影響枯水期生物生長和景觀效果，也利于洪水期行洪。

3.2 河道綜合整治與修復(fù)措施

3.2.1 河道生態(tài)修復(fù)

永定河上游綜合整治與修復(fù)工程，主要有山西省朔州市山陰縣生態(tài)修復(fù)工程，山西省朔州、大同段河岸帶恢復(fù)植被5 800 hm2，建設(shè)生態(tài)護(hù)岸139 km，建設(shè)御河入桑干河口的水質(zhì)凈化濕地400 hm2，對冊田水庫段進(jìn)行河道清淤，恢復(fù)河岸帶植被200 hm2，修建生態(tài)護(hù)岸，建設(shè)生態(tài)凈化濕地200 hm2。

3.2.2 河道防護(hù)林建設(shè)

重點(diǎn)河段河道防護(hù)林啟動桑干河朔州段、大同段和御河防護(hù)林工程建設(shè)，實(shí)施現(xiàn)有林管護(hù)，恢復(fù)河道生態(tài)植被，強(qiáng)化河岸水土保持、防風(fēng)固沙功能，達(dá)到美化河道景觀的效果。目前，逐步完善朔州市、大同市桑干河及御河河道防護(hù)林體系，采用楊樹、柳樹、油松和樟子松等樹種，新營造防護(hù)林335 km，面積8 357 hm2，同時(shí)實(shí)施現(xiàn)有林管護(hù)20 542 hm2。

3.2.3 防洪薄弱環(huán)節(jié)治理

通過《21 世紀(jì)初期首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃》的實(shí)施，已對桑干河河道輸水河槽按照30～50 m3/s 流量進(jìn)行整治，但河道尚未經(jīng)統(tǒng)一規(guī)劃治理及堤防建設(shè)，河道行洪能力低，部分河段不足5 年一遇。

通過堤防加高加固、險(xiǎn)工段治理、穿堤建筑物維修加固等措施，對桑干河進(jìn)行綜合整治，防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到10～20 年一遇。對山西省朔州、大同段實(shí)施河道主槽整治147 km，險(xiǎn)工險(xiǎn)段治理40 km，堤防加高加固43.5 km，穿堤建筑物改建62 座，河道清障11 km。同時(shí)，對大同市御河進(jìn)行治理，河道主槽整治64 km，險(xiǎn)工險(xiǎn)段治理5 km，堤防加高加固20.6 km，改建穿堤建筑物20 座。

3.3 生態(tài)修復(fù)效益

通過山西省永定河綜合治理與生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的實(shí)施，河流水環(huán)境狀況明顯好轉(zhuǎn)，并可在山西省引黃用水量達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模前，向下游省份提供生態(tài)補(bǔ)水。省內(nèi)主要河段入河污染物得到有效控制，河流水質(zhì)有明顯的改善，水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率90%以上。生態(tài)功能得到有力提升，河道水生態(tài)和河岸生境得到了有效恢復(fù)，河流生態(tài)廊道基本貫通，生物群落多樣性初步恢復(fù)，進(jìn)一步增強(qiáng)了河流凈化工程的生態(tài)功能，具有顯著的生態(tài)效益。

4 結(jié)語

山西省永定河水生態(tài)修復(fù)堅(jiān)持“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念和“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的系統(tǒng)治水思路，按照“筑牢國家生態(tài)安全屏障，堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主”，將全面提高生態(tài)保護(hù)的系統(tǒng)性，提高社會、經(jīng)濟(jì)、自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的彈性，全面提升區(qū)域生態(tài)安全屏障質(zhì)量、促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)永續(xù)利用。