石馬河干流河道存在的問題和對策設(shè)計

陳 花

(東莞市運河治理中心，廣東 東莞 523000)

1 石馬河干流現(xiàn)狀及存在問題分析

1.1 石馬河流域概況

石馬河屬于東江一級支流，發(fā)源于深圳市大腦殼山，自南向北流，流經(jīng)深圳市之觀瀾稱為觀瀾河，至東莞塘廈和雁田水匯合始稱石馬河。石馬河主干河(東莞境內(nèi))長度約67.5 km，流經(jīng)鳳崗、塘廈、清溪、樟木頭、常平、謝崗及橋頭等7鎮(zhèn)，于東莞市橋頭鎮(zhèn)與惠州市潼湖水匯合后注入東江；流域面積1249km2(其中東莞境內(nèi)601km2)。

為滿足香港供水，20世紀(jì)60年代國家建設(shè)了東深供水工程，并通過石馬河河道將東江水逆流引入香港。2003年，東深供水工程改造完成后，石馬河河道引水功能不再需要，石馬河恢復(fù)天然流向，成了沿線的排污河。同時，因該河道原有基礎(chǔ)設(shè)施落后，防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，僅達(dá)5-10a一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 石馬河干流現(xiàn)狀及存在問題

1.2.1 河道較窄，堤防薄弱

石馬河干流河道堤防薄弱，行洪寬度不夠。主要受限于城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，且城市規(guī)劃的遠(yuǎn)早于河道整治規(guī)劃，城市規(guī)劃中對于河道行洪寬度預(yù)留空間不足。在非城鎮(zhèn)中心地帶的河道，由于重視程度不高，堤防高程不夠，堤身薄弱，當(dāng)遇五十年或百年洪水時，人民的生命及財產(chǎn)安全受到嚴(yán)重威脅。因此城市規(guī)劃要充分考慮到河道綜合整治規(guī)劃的落實，同時提高水利工作者和廣大人民群眾的洪患意識。

1.2.2 河道淤積嚴(yán)重，卡口較多

隨著石馬河沿線城鎮(zhèn)快速發(fā)展和人口快速增加，出現(xiàn)人為的傾倒垃圾廢物廢料、雨水沖刷攜帶泥土垃圾等，導(dǎo)致河道淤積嚴(yán)重。加上多年沒有進(jìn)行清淤疏浚處理，河道沿線阻水橋梁等卡口較多。近年來在汛期因河道行洪能力不足，經(jīng)常發(fā)生洪澇災(zāi)害，嚴(yán)重威脅河道沿線人民生命財產(chǎn)安全。

1.2.3 河道水體污染嚴(yán)重

石馬河由于歷史原因，由引水功能轉(zhuǎn)換為恢復(fù)天然流向，加之沿線城鎮(zhèn)人口密集，工業(yè)發(fā)達(dá)，石馬河成了沿線的排污河。水體污染嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)黑臭水體，造成石馬河沿線生態(tài)環(huán)境破壞，群眾投訴較多。主要由于：一是人們保護(hù)水環(huán)境的意識薄弱。生活垃圾任意傾倒、河道邊坡種植蔬菜果木、畜禽養(yǎng)殖污染物沿河排放等；二是法律監(jiān)管不嚴(yán)，工業(yè)污水未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)排放。三是城鎮(zhèn)雨污分流排水系統(tǒng)不健全。雨水和生活污水排水系統(tǒng)沒有分開，導(dǎo)致雨水和生活污水混合直排至河道而造成污染。由于以上各種污染物的排放，河道的納污能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了水體自凈能力，水生態(tài)系統(tǒng)遭到毀滅性破壞，影響河道可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[1]。

1.3 城鎮(zhèn)河道整治的難點

1.3.1 征地拆遷難，妨礙工程實施

如石馬河鳳崗、塘廈、樟木頭鎮(zhèn)段部分河段經(jīng)過鎮(zhèn)中心區(qū)，河道兩岸開發(fā)程度較高，樓盤、學(xué)校、工廠等建筑物較多。石馬河常平、橋頭、謝崗段河道兩岸超高壓、高壓電線塔密集，且處于施工高危范圍，拆遷需停電時間長，社會影響較大。

1.3.2 棄土渣量大，堆場難以落實

河道整治主要包括堤防建設(shè)、河道清淤疏浚等內(nèi)容，堤防建設(shè)時部分河道拓寬、清淤疏浚產(chǎn)生的棄土棄渣量大，而目前城市缺乏專門的棄土堆場，難以完全解決工程棄土棄渣問題。據(jù)初步統(tǒng)計，石馬河干流(東莞境內(nèi))棄土棄渣約1800萬m3，屬地鎮(zhèn)無法提供足夠棄土場地，制約著工程實施進(jìn)度。

1.3.3 投資大，建設(shè)周期長

河道整治工程線長面廣，投資較大且投資建設(shè)周期長。河道整治工程屬于民生工程，通常屬于政府財政全額承擔(dān)投資，受財政支出壓力限制，工程實施應(yīng)按照“輕重緩急、先易后難“的原則分步實施。根據(jù)石馬河流域綜合整治規(guī)劃，未來石馬河干流需投資約60億完成河道綜合整治，建設(shè)周期長達(dá)數(shù)年。

2 整治對策設(shè)計

2.1 河道斷面與堤防護(hù)岸設(shè)計

2.1.1 河道生態(tài)斷面設(shè)計

工程設(shè)計中，斜坡式斷面和直墻式斷面和直斜復(fù)合式斷面為較常見的形式[2]。其中斜坡式斷面施工簡單、自然生態(tài)、親水性好，但占地較多，征地拆遷量大[3]。適宜于在非中心城區(qū)段河段采用，如石馬河干流清溪、橋頭、謝崗段河道[4]；直墻式斷面占地面積少，征地拆遷量小，但工程造價高、親水性差。適宜于在中心建成區(qū)河道段采用，如石馬河干流樟木頭鎮(zhèn)境內(nèi)部分河道。直斜復(fù)合式斷面優(yōu)缺點介于斜坡式和直墻式斷面之間，既充分體現(xiàn)了以人為本的生態(tài)理念，親水性好，又營造良好的水生態(tài)環(huán)境。在工程設(shè)計中，結(jié)合工程現(xiàn)狀情況經(jīng)常采用的三種斷面形式交替布設(shè)，避免單一、規(guī)則的斷面形式。

2.1.2 生態(tài)堤防及護(hù)岸設(shè)計

河道堤防設(shè)計要滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)，又要兼顧滿足防汛通道要求。作為防汛搶險的通道要求兩岸堤防全線通達(dá)，堤線的布設(shè)應(yīng)順從河勢，力求平順，盡量符合洪水主流向，使水流順暢平穩(wěn)。堤防工程應(yīng)保留河道的多樣性，不明顯占用河道行洪斷面，優(yōu)先河道原有的天然走向，保持河流橫縱連續(xù)性的良好水循環(huán)。

堤防護(hù)坡盡量采用生態(tài)透水護(hù)坡，如：草皮護(hù)坡、賓格石籠護(hù)坡、植物型生態(tài)混凝土護(hù)坡、水泥生態(tài)種植基護(hù)坡、生態(tài)袋護(hù)坡等。生態(tài)護(hù)坡不僅達(dá)到傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)坡功效，還結(jié)合了河道水景觀、水文化、水生態(tài)等因素，營造和諧的水生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)人與自然和諧共處[5]。

2.2 河道清淤疏浚

為避免工程重復(fù)建設(shè)，在工程建設(shè)中應(yīng)先完成河道沿線截污工作后再進(jìn)行清淤疏浚。河道清淤疏浚是按照設(shè)計河底高程對河底的淤泥及障礙物進(jìn)行清理，以提高河道過流能力，同時減少淤泥中污染物以改善水質(zhì)的作用。工程通過挖泥船進(jìn)行清淤疏浚，將挖除的淤泥通過管道運輸至岸上淤泥固化場進(jìn)行固化，后再進(jìn)行無害化處理，可作為建筑回填土運送至工地或?qū)ｉT的堆場，或者作為磚廠原材料加以利用。

2.3 景觀設(shè)計

城市河道堤防既要承擔(dān)防洪功能，又是城市景觀的重要組成部分。需要以生態(tài)理念和先進(jìn)的設(shè)計構(gòu)筑景觀型堤防，打造親水濱河公園，建設(shè)景觀型堤防，將防洪功能與景觀價值相統(tǒng)一[6]。石馬河干流根據(jù)周邊用地條件是景觀開發(fā)重要依據(jù)，同時是確定景觀節(jié)點選址，確定節(jié)點級別的重要條件。如商業(yè)、居住密集堤段，可布設(shè)重要景觀節(jié)點，而工業(yè)用地農(nóng)業(yè)地等考慮布設(shè)次要景觀節(jié)點。防洪型景觀工程，如濱水風(fēng)光帶、濕地公園；治污型景觀工程，如河口濕地、尾水濕地等。文化特色型景觀工程如：走廊、水文化博物館、嶺南文化等。充分挖掘石馬河范圍內(nèi)文化內(nèi)涵，依托水系沿線自然人文景觀資源，促進(jìn)人、水、綠、城緊密相融。如石馬河橋頭、謝崗、清溪、塘廈段河灘地較多，可考慮設(shè)計濕地公園等；樟木頭段河道經(jīng)過城市建成區(qū)，可考慮設(shè)計濱河風(fēng)光帶等。

2.4 水生態(tài)環(huán)境修復(fù)

水生態(tài)修復(fù)的前提是控制污染源的排放和截污。首先應(yīng)完成黑臭水體的治理后，再進(jìn)行的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。主要是水質(zhì)、水域生態(tài)鏈的恢復(fù)和改善，生物種群多樣性的恢復(fù)。主要是從下面幾個方面著手：一是通過濕地改善修復(fù)，通過不同類型濕地，有效減少污染物的排入，實現(xiàn)水環(huán)境的提升，保障水質(zhì)，并構(gòu)建水生生物群落多樣性。二是通過河道緩沖帶修復(fù)，結(jié)合打造沿河生態(tài)景觀及沿河面源污染的控制和削減。根據(jù)石馬河環(huán)境現(xiàn)狀河治理需求，可采取以下水生態(tài)修復(fù)措施。

2.4.1 曝氣增氧技術(shù)

曝氣增氧技術(shù)是一種快速、高效、簡便易行的污染水體治理技術(shù)，主要通過提高水體中溶解氧含量，增加水體自凈能力，促進(jìn)水體生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。通過實施水輪、噴泉、瀑布等措施可以快速的修復(fù)水體環(huán)境，切實提升水體的自凈能力和水質(zhì)狀況。該方法對于水質(zhì)較差的黑臭水體效果不明顯。

2.4.2 生態(tài)景觀浮床

生態(tài)浮床是遵循生態(tài)學(xué)原理，采用環(huán)保型材料在水體中搭建水生植物種植和生長的平臺，結(jié)合無土栽培技術(shù)，把高等水生植物或陸生植物種植到受污染的水體中。主要功能為凈化水體，保護(hù)水域岸線，為鳥類魚類提供棲息場所，美化水域景觀環(huán)境。常見的形式主要有塑料浮床、橡膠浮床、纖維浮床等?，F(xiàn)已逐漸成為生態(tài)環(huán)境循環(huán)和城鎮(zhèn)河流凈化的主流。其中，美人蕉、香蒲、鳳眼蓮等為生態(tài)景觀浮島建設(shè)的常用植物。生態(tài)浮床的后期維護(hù)較難，成本較高。

2.4.3 底質(zhì)改良

底質(zhì)改良一般通過清淤和使用改良劑來實現(xiàn)，改良河道水質(zhì)底泥，既可為降低水體中影響水生生物生長繁殖的有害物質(zhì)(如氨氮、亞硝酸鹽、硫化物等)水生動植物創(chuàng)造良好生態(tài)環(huán)境。促進(jìn)水生生物的生長、提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，增加河道生態(tài)景觀效益。

2.4.4 濱水河道緩沖帶

河道緩沖帶是指河道陸域側(cè)岸坡邊線以外由樹木及植被組成的水、陸生態(tài)系統(tǒng)的過渡帶。既能豐富生物多樣性，又能作為植物隔離帶的水生態(tài)修復(fù)手段。同時河道緩沖帶也是河道中物質(zhì)和能量的來源，具有防止地表徑流、廢水排放，營養(yǎng)鹽、有機(jī)質(zhì)、殺蟲劑等污染物進(jìn)入河道的作用，影響整個河道水質(zhì)及流域生態(tài)景觀價值。

2.4.5 人工生態(tài)濕地

人工生態(tài)濕地是介于陸地和水生環(huán)境之間的過渡帶，是一種多功能、具有使用價值的生態(tài)系統(tǒng)。它一個可人為監(jiān)控的集物理、化學(xué)、生物反應(yīng)于一體的廢水處理系統(tǒng)，是一種優(yōu)化模擬濕地系統(tǒng)而建造的具有自然生態(tài)系統(tǒng)綜合降解凈化功能的系統(tǒng)。人工濕地需要占用一定的陸地空間，適合于存在自然河灘部分區(qū)域地作為濕地場所，是一種常見的水生態(tài)修復(fù)手段。

河道防洪為河道生態(tài)修復(fù)工程的基本要求，在此基礎(chǔ)上考慮生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)發(fā)展等內(nèi)容，為保證整治工程的安全性、耐久性和穩(wěn)定性，必須以工程力學(xué)、水文學(xué)作為生態(tài)修復(fù)整治的基本依據(jù)，以經(jīng)濟(jì)、可靠、安全為前提條件，通過一系列的整治措施逐步形成自我凈化與修復(fù)、多樣化物種和諧共生、自然水體鮮活流動、陸域草木豐茂、水質(zhì)改善的河道系統(tǒng)。石馬河生態(tài)河道整治中根據(jù)河道現(xiàn)狀及實際需求，選擇合適的一種或多種生態(tài)修復(fù)手段相結(jié)合的方式，對河道水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

3 結(jié) 論

隨著人類生活水平的提升，經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，對于城鎮(zhèn)河道整治工程人們提出了越來越多的要求，其中以恢復(fù)河道防洪功能、疏浚河道為最基本的要求。城市河道綜合整治是一個長期而艱巨的工程。河道綜合整不僅是水利工程，更是城市建設(shè)的人水和諧的民生工程。為更好的滿足河道景觀、濱河生態(tài)和水自然環(huán)境修復(fù)要求，將河流水環(huán)境修復(fù)和河道防洪功能相結(jié)合的綜合治理技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用，對于促進(jìn)水系統(tǒng)良性循環(huán)和美化河道自然景觀等發(fā)揮著顯著成效。在城市河道整治過程中要在滿足防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，注重生態(tài)建設(shè)，營造人與生態(tài)和諧共處的良好環(huán)境，從而實現(xiàn)水清、河暢、岸綠、景美河道綜合治理目標(biāo)。