蘇南河網(wǎng)地區(qū)河道綜合整治實(shí)踐及生態(tài)恢復(fù)效果分析

何 騁，虞英杰，徐玉良，班玉龍，俞 駿，韓 超，李蒙英

(1.昆山市周莊水利(水務(wù))站，江蘇 昆山 215325；2.昆山市淀山湖水利(水務(wù))站，江蘇 昆山 215345；3.昆山市城市水系調(diào)度與信息管理處，江蘇 昆山 215300；4.昆山市張浦水利(水務(wù))站，江蘇 昆山 215323；5. 蘇州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，江蘇 蘇州 215123)

多年來隨著蘇南地區(qū)工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展及城鎮(zhèn)人口的快速增加，排放入河的工業(yè)廢水、生活污水及污水處理廠尾水急劇增加，導(dǎo)致河道水質(zhì)惡化；同時，由于河道石駁岸硬化工程的大范圍實(shí)施，水生生物生境喪失，河道生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而導(dǎo)致水體自凈能力大幅度下降。

2005年以來我國河流生態(tài)修復(fù)理論與實(shí)踐得到快速發(fā)展[1- 2]，河流重新成為城鎮(zhèn)重要的生態(tài)景觀資源[3- 5]。近年來開展了大量包括生態(tài)修復(fù)在內(nèi)的污染河道治理，除水質(zhì)外，生態(tài)恢復(fù)亦成為污染河道整治效果的評價(jià)指標(biāo)[6- 9]。由于生態(tài)恢復(fù)的效果具有一定的滯后性和可變性，本文選擇了昆山市2017—2019年整治的8條河道，對其治理方法、水質(zhì)和生態(tài)恢復(fù)可持續(xù)效果進(jìn)行了分析與總結(jié)，以期為后期眾多生態(tài)受損河道的綜合整治提供借鑒。

1 河道概況評估

1.1 河道區(qū)域分布

蘇南地區(qū)河網(wǎng)密布，昆山市是典型的江南水鄉(xiāng)，共有大小河道2800條，總長度超過2800km。2017—2019年，昆山市境內(nèi)實(shí)施的河道綜合整治案例眾多，本文選取了分屬于城市、工業(yè)區(qū)、集鎮(zhèn)區(qū)及農(nóng)村河道的嚴(yán)家角河、糧庫浜、六如墩、灣里江、寶覺河、珠涇中心河、管家厙河、城南圩作為整治效果的評估對象，8條河道在昆山河網(wǎng)中所處的區(qū)域如圖1所示。

圖1 各河道所處昆山市河網(wǎng)水系的區(qū)位

1.2 河道生態(tài)與環(huán)境概況

分別處于昆山市不同區(qū)域和水網(wǎng)中的8條河道其沿岸環(huán)境、植物生態(tài)系統(tǒng)方面具有較強(qiáng)的獨(dú)立性，綜合整治前8條河道的生態(tài)與環(huán)境概況在昆山甚至蘇南地區(qū)均具有一定的代表性，8條河道生態(tài)與環(huán)境概況如下。

1.2.1嚴(yán)家角河

嚴(yán)家角河位于昆山市老城區(qū)，河道長450m，寬12～26m，水深1.2～2.5m。河道周邊商業(yè)和居民區(qū)密集，是城市典型的石駁岸河道。整治前河道呈季節(jié)性黑臭，無水生植物，生態(tài)景觀效果差。

1.2.2糧庫浜

糧庫浜位于昆山市陸家鎮(zhèn)，全長約378m，平均寬度約16m，沿河有村鎮(zhèn)居民區(qū)，整治前是典型的黑臭河道，并呈現(xiàn)出臟亂狀態(tài)，無水生植物，生態(tài)景觀效果差。

1.2.3六如墩

六如墩位于淀山湖鎮(zhèn)六如墩村，水域面積50000m2，由2座湖泊與河道組成，水深0.6～2.5m，屬典型農(nóng)村河道與湖泊的組合水體。治理前水域水體呈綠色、渾濁，有藍(lán)綠藻爆發(fā)情況發(fā)生，為常見的藻型濁態(tài)水體。

1.2.4灣里江

灣里江位于淀山湖鎮(zhèn)核心鎮(zhèn)區(qū)，長約1050m，寬約30m。沿河有居民區(qū)和企業(yè)，整治前河道水體呈綠色、渾濁，常有藍(lán)綠藻爆發(fā)現(xiàn)象，是典型的富營養(yǎng)化水體。

1.2.5寶覺河

寶覺河位于昆山市張浦鎮(zhèn)中心，全長520m，寬約16m，沿河違建較多，居民生活污水直排、垃圾傾倒和隨意堆放現(xiàn)象普遍，無水生植物，生態(tài)景觀差。

1.2.6珠涇中心河

珠涇中心河位于昆山市周市鎮(zhèn)，河道長1700m，寬約10m。沿河大量企業(yè)，整治前魚蝦絕跡，兩岸垃圾遍地，無水生植物，生態(tài)景觀差。

1.2.7管家厙河

管家厙河位于張浦鎮(zhèn)，地處城郊結(jié)合部，長約810m，寬約10m，民宅、企業(yè)沿河而建，兼具工業(yè)區(qū)及農(nóng)村河道兩種屬性，沿河違建多、亂排亂倒現(xiàn)象嚴(yán)重，水生態(tài)環(huán)境差。

1.2.8城南圩

城南圩位于昆山高新區(qū)，面積5400畝，圩內(nèi)河道總長5120m，其中佛塘江、大同中心河、青淞中心河、西灣涇為骨干河道。沿河有居民小區(qū)、學(xué)校及企業(yè)。全圩區(qū)河道綜合整治前水質(zhì)基本為劣Ⅴ類，部分河段黑臭，水生態(tài)環(huán)境差。

1.3 河道水質(zhì)概況

整治前8條河道以半封閉(嚴(yán)家角河和糧庫浜)或開放(其他6條河道)形式與其他河道相連相通，如圖1所示，在水質(zhì)上與所處水網(wǎng)水質(zhì)相互影響，對所處水網(wǎng)水質(zhì)具有一定代表性，各河道整治前水質(zhì)見表1。

表1 各河道治理前水質(zhì)

2 河道綜合整治方案

針對河道普遍存在的河道岸線違建、生活和工業(yè)廢水直排、河道淤積等問題，對8條河道實(shí)施的綜合整治措施有：

(1)藍(lán)線拆違：通過拆除河道藍(lán)線范圍內(nèi)違章建筑，以“一刀切”的方式徹底消除侵占和違建產(chǎn)生的外源染源。

(2)截污納管：精準(zhǔn)排查點(diǎn)源污染，采用逐一截污納管的方式將入河污水納入市政管網(wǎng)集中處理，削減外源污染。

(3)人工濕地：在原有入河排污口附近地面設(shè)置人工濕地屏障，利用濕地削減外源污染。

(4)末端截污：采用分散式污水處理設(shè)施，對原有點(diǎn)源污染進(jìn)行原位分散處理，達(dá)標(biāo)后排放入河，一定程度上削減外源污染。

(5)清淤疏浚：通過河道清淤的方式，清除部分河底淤泥，消減河道內(nèi)源污染。

針對河道各自特點(diǎn)，8條河道的綜合整治方案見表2。

表2 昆山市不同類型河道及綜合整治方案

3 河道綜合治理效果評估

3.1 河道生態(tài)修復(fù)效果

8條河道經(jīng)整治后入河污染量得到較大程度削減，為了較準(zhǔn)確評價(jià)河流生態(tài)恢復(fù)效果的可持續(xù)性，治理完成1年后，對8條河道的水生植物生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)情況進(jìn)行了調(diào)查和評估。結(jié)果顯示，8條河道的水生植物生態(tài)系統(tǒng)均有不同程度的恢復(fù)，其污染源削減程度和河道水生植物生長、衰退情況見表3。

表3 不同類型河道綜合整治后水生植物生態(tài)恢復(fù)效果

3.1.1沉水植物生態(tài)恢復(fù)

根據(jù)河道的治理目標(biāo)和所處水域水質(zhì)的不同，嚴(yán)家角河和六如墩由半封閉和開放形式變?yōu)槿忾]形式，糧庫浜仍為半封閉形式，3條河道在沒有外河水體流入或流入水體有限的情況下，河道內(nèi)沉水植物良好生長，沉水植物生態(tài)系統(tǒng)得到良好恢復(fù)。

半封閉的寶覺河和開放的灣里江等4條河道在綜合整治后，沉水植物無生長或僅有零星生長，說明在河道相通、河網(wǎng)水體相互流動的情況下，沉水植物生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)效果不佳，寧波城區(qū)河道在水質(zhì)得到一定程度改善后沉水植物生態(tài)恢復(fù)也呈現(xiàn)出同樣的效果[10]。

3.1.2挺水植物生態(tài)恢復(fù)

(1)河岸帶挺水植物

在8條河道綜合整治中，通過工程措施在河道適宜河段的河岸帶構(gòu)建了適合挺水植物生長的生境，使挺水植物可自然生長繁殖，生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)良好。自然生長于河岸帶的水生植物生態(tài)系統(tǒng)增加了河道的生物多樣性，也增加了植物及其它生物對水體氮、磷等營養(yǎng)鹽的吸收、轉(zhuǎn)化功能，強(qiáng)化了水陸交錯帶對水體的凈化能力。河岸帶挺水植物賦予了城鄉(xiāng)河道自然、富有生命力的生態(tài)景觀價(jià)值，是真正意義上的河道生態(tài)恢復(fù)[11]。

(2)濕地挺水植物

灣里江沿河擴(kuò)建了與河道相通的濕地公園，美人蕉、荷花等挺水和浮水植物在濕地公園內(nèi)自然生長、繁殖，濕地公園與河道連為一體。

珠涇中心河和管家厙河沿河構(gòu)建了攔截點(diǎn)源污染的人工濕地，挺水植物在人工濕地內(nèi)良好生長繁殖，但局限于人工濕地內(nèi)的植物不是河道內(nèi)水生植物，不屬于河道植物生態(tài)系統(tǒng)。

(3)浮床挺水植物

六如墩、寶覺河、管家厙河設(shè)置了一定數(shù)量的植物浮床。在人工管理和不斷補(bǔ)種下，植物浮床上挺水植物生長良好。但由于存在浮床結(jié)構(gòu)易損毀、浮床植物局限于浮床結(jié)構(gòu)內(nèi)、自然越冬有一定難度等原因，浮床不是水生植物的自然生境，因此浮床植物并不是真實(shí)意義上的水生植物生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，而是作為臨時性水體凈化設(shè)施，發(fā)揮一定的河水凈化功能[12- 13]。

3.2 河道水質(zhì)改善效果

8條河道經(jīng)綜合整治后，嚴(yán)家角河等7條河道2019年5—12月和六如墩2019年1、4、7、10、12月、2020年1月的水質(zhì)指標(biāo)多數(shù)達(dá)到GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類左右，比整治前得到較大程度提高，如圖2所示。對侵占河道建筑的拆除及較徹底的截污納管對降低河水COD、氮、磷等污染物濃度起到了顯著的作用[14- 15]，但對水體透明度改善有限。整治后，沉水植物生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)良好的嚴(yán)家角河和六如墩，其水體的透明度顯著高于灣里江等沒有沉水植物的開放或半開放河道，2條全封閉河道在沒有外河水體流入的情況下，沉水植物能夠良好生長，并顯著提升了河水的透明度。

圖2 2019年8條河道綜合整治后水質(zhì)指標(biāo)

4 結(jié)語

我國河流生態(tài)修復(fù)理論與實(shí)踐仍處于發(fā)展階段，河道綜合整治效果的可持續(xù)性評估將對后期治理河道提供借鑒與參考。本文選擇昆山市完成治理1年后的8條河道，對其綜合整治效果進(jìn)行了分析，得出結(jié)論：較徹底的截污是河道水質(zhì)改善的根本；8條河道通過河岸帶或濕地公園挺水植物生境構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)的挺水植物生態(tài)恢復(fù)；而植物浮床更宜定性為臨時性的水凈化設(shè)施，并非真正意義上的河道水生植物生態(tài)恢復(fù)；沉水植物在開放河道中難以自然生長建群，因此，現(xiàn)階段在河網(wǎng)水體透明度不高、水體相互流動的情況下，河網(wǎng)地區(qū)沉水植物生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)仍具有較大難度。