同安東溪安全生態(tài)水系項目建設(shè)的工程措施

李世煌

（東莞市水利勘測設(shè)計院有限公司廈門分公司，福建 廈門 361100）

河流作為生態(tài)環(huán)境中一項重要組成，對人類文明的孕育與發(fā)展有著不可取代的關(guān)鍵作用。隨著我國社會經(jīng)濟水平的發(fā)展，綜合國力的提高，河流湖泊治理能力的增強，防控洪旱水平的提升，安全生態(tài)水系工程建設(shè)將為社會生態(tài)文明發(fā)展作出重大的貢獻(xiàn)。建設(shè)生態(tài)文明型特區(qū)，實現(xiàn)特區(qū)水清、岸綠、環(huán)保，從而給出安全生態(tài)水系建設(shè)的工程措施，對于提高環(huán)東海域城市化水平，具有十分重要的理論及實踐意義。

1 工程概況

東溪作為同安區(qū)重要河流，本項目上游起點為同安與翔安交界處，終點到同安市區(qū)五顯二橋。目前東溪主要存在以下五方面問題：

1）水資源開發(fā)利用程度較低，流域內(nèi)防洪排澇基礎(chǔ)設(shè)施仍然薄弱。

2）水利開發(fā)不夠規(guī)范，城市供水水源不足，管網(wǎng)不配套無法滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。

3）灌溉設(shè)施不夠先進(jìn)，水量缺損大，流域內(nèi)洪澇、水土流失等災(zāi)害時常發(fā)生。

4）河道有淤積、沿岸污水排放及垃圾堆放的情況存在。

5）部分護(hù)坡坡腳及河灘區(qū)域雜草叢生、臟亂差現(xiàn)象突出，嚴(yán)重影響了同安城市形象和人民的生活環(huán)境質(zhì)量。

針對目前東溪水系存在的上述問題，以及相關(guān)安全生態(tài)水系建設(shè)上的盲區(qū)，著重分析了東溪安全生態(tài)水系項目建設(shè)的工程措施，對推動環(huán)東海域城市化建設(shè)的前進(jìn)卓有成效。

2 生態(tài)水利工程措施

2.1 生態(tài)護(hù)岸工程

1）生態(tài)堤岸斷面選取原則。生態(tài)堤岸是指適合有生命的（包括動植物）生存的一種自具修復(fù)能力和抗干擾的堤岸。生態(tài)堤岸應(yīng)具備以下生態(tài)特性：可滲透性、生態(tài)修復(fù)性、生物種族性、水體自凈性及親水性。生態(tài)堤岸的選擇應(yīng)順應(yīng)河道自然形態(tài)，遵循河道地質(zhì)條件，兼顧河道及岸坡現(xiàn)狀和規(guī)劃情況，不得擠占河灘、濕地等，分段考慮建設(shè)區(qū)域的經(jīng)濟水平和城鎮(zhèn)化建設(shè)趨勢，本著經(jīng)濟合理、技術(shù)科學(xué)的原則進(jìn)行開發(fā)建設(shè)。

2）生態(tài)堤岸斷面設(shè)計。護(hù)岸堤型選擇應(yīng)考慮的幾點因素：①考慮河道水文特性、生態(tài)、地形條件等因素；②耐沖刷，在使用年限內(nèi)不易產(chǎn)生大變形；③基于經(jīng)濟合理、因地制宜的原則，盡量選擇當(dāng)?shù)卦牧稀＞C合考量以上幾點因素，本次初步設(shè)計斷面型式采用復(fù)合式和斜坡式等。復(fù)合式斷面將大量植物種植于護(hù)岸上，重現(xiàn)大自然對堤岸地形的生態(tài)修復(fù)，人工自然風(fēng)景易讓人產(chǎn)生一定的親水沖動。緩坡式斷面是最接近自然狀態(tài)下的端面形式，即可順應(yīng)原地形，又可增強堤岸的抗洪能力，所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境也較好。本項目護(hù)岸型式主要為干砌條石擋墻+水土保護(hù)毯植草為主（護(hù)岸型式如圖1 所示），以滿足行洪要求和生態(tài)效果。

圖1 護(hù)岸型式

3）護(hù)岸工程建設(shè)效果。本項目K0+000～K0+600段，采用干砌條石擋墻護(hù)岸+水土保護(hù)毯植草的護(hù)岸形式，此護(hù)岸型式漿砌石擋墻永久性好，可一勞永逸。本項目K7+841.67～K8+024.66 段，左岸擬采用保留現(xiàn)有擋墻，補種綠化恢復(fù)生態(tài)，右岸設(shè)計擬采用水土保護(hù)毯墊植草生態(tài)護(hù)坡式，在滿足行洪要求及今后左岸修建分洪暗涵的規(guī)劃基礎(chǔ)上，恢復(fù)溪流生態(tài)環(huán)境，營造生態(tài)休閑的濱水岸線與五顯南片區(qū)東溪帶狀公園工程相呼應(yīng)；此護(hù)坡型式可綠化環(huán)境，與沿河田園風(fēng)光相輝映，兼具專業(yè)功能和生態(tài)保護(hù)。圖2 為本項目部分改造模擬效果圖。經(jīng)改造后，河道內(nèi)淤積現(xiàn)象得到了明顯改善，恢復(fù)溪流生態(tài)環(huán)境，保留河灘地，形成濕地景觀。

2.2 生態(tài)水體凈化修復(fù)工程

1）生態(tài)修復(fù)凈化技術(shù)研究。生物-生態(tài)技術(shù)遵循河流生態(tài)系統(tǒng)的自然規(guī)律，在治理河流污染的同時增強河流自身凈化能力。生物-生態(tài)技術(shù)有利于河流水生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)，已成為河流水生態(tài)修復(fù)的首選技術(shù)。

圖2 改造模擬效果圖

目前采用的水體生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)，實質(zhì)上是按照仿生學(xué)的理論對自然界恢復(fù)能力與自凈能力的強化。表1 給出了生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施及適用范圍。

表1 生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施及適用范圍

該技術(shù)的核心是將植物種植到水體水面中，利用植物生長從水體中吸收利用大量污染物（主要是氮、磷等營養(yǎng)元素）。該技術(shù)所能應(yīng)用的植物種類比較豐富，當(dāng)今對各種植物的去污能力和在水中生長的適應(yīng)性已進(jìn)行了眾多試驗研究，對單種植物的運用已經(jīng)取得了比較成熟的經(jīng)驗，而對于混合植物的效應(yīng)尚需要進(jìn)行更加深入的探討。利用2 種混合植物帶對受污染河水進(jìn)行研究，結(jié)果表明，混合植物帶對污染物的降解效果優(yōu)于無植物空白帶，其中香根草+沉水植物帶效果最好，它在整個運行期間對COD、NH4+和TP 的去除率分別為43.5%、71.1%和69.3%。對出水溶解氧及水溫考察的結(jié)果表明：混合植物帶水域中水的溶解氧比無植物帶穩(wěn)定，且在夏季水溫低于無植物帶水域的水溫。說明在河道修復(fù)中植物帶對平衡河岸帶環(huán)境條件、改善河流局部小氣候有重要作用。

2）水體水質(zhì)凈化工程。根據(jù)東溪后田洋、五顯橋和南門橋3 個監(jiān)測斷面獲取的水質(zhì)監(jiān)測簡報，3 個斷面水質(zhì)類別均為劣V 類，污染因子為氨氮、總磷等。針對以上區(qū)域，結(jié)合廈門市小流域綜合治理工作方案，本次設(shè)計根據(jù)地形和水質(zhì)情況，在排污口采用污水處理生態(tài)溝渠和人工濕地等措施進(jìn)行進(jìn)一步凈化處理。針對受周邊村鎮(zhèn)生活和養(yǎng)殖污水及農(nóng)業(yè)污染為主的沿線區(qū)域，采取涵管口下方設(shè)置生態(tài)溝進(jìn)行水體凈化。部分涵管口下方無法設(shè)置生態(tài)溝區(qū)域，可選擇下游設(shè)置生態(tài)溝進(jìn)行植物凈化。生態(tài)池分散處理方案對比凈化池集中處理方案，具有造價及運營成本低的特點，景觀效果比較突出，水環(huán)境受污染的風(fēng)險小。對于污水口周邊存在大量灘地區(qū)域，本次設(shè)計遵循因地制宜的原則，就現(xiàn)有灘地改造進(jìn)行人工濕地植物凈化。

3）水生生物群落修復(fù)工程。東溪流域歷史上水生生態(tài)系統(tǒng)較為完整，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，養(yǎng)殖污水、生活污水等不斷進(jìn)入河道，使東溪流域各河道的水質(zhì)不斷惡化；不合理的捕撈方式破壞了魚類資源，部分水閘及跌水等設(shè)施也阻隔了魚的洄游。水生生物群落修復(fù)涵蓋水生植物、水生動物、微生物修復(fù)。本次設(shè)計根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，對水質(zhì)污染、水量不足等造成水生生物損失的河段，因自然生物群落損失不大，故采用水生生物群落自然修復(fù)的方式進(jìn)行恢復(fù)。在部分地段選擇挺水植物、漂浮植物、沉水植物及水陸兩棲植物進(jìn)行補充，豐富本河道的生物群落。在流速緩慢、河岸帶緩坡、水深小于1 m 的河段，設(shè)計以挺水植被為主、沉水植被為輔，結(jié)合少量漂浮植被的。水生植物種類選擇應(yīng)優(yōu)先選擇土著種，適當(dāng)配置景觀物種或歸化種，優(yōu)先選擇耐污、凈化力強和養(yǎng)護(hù)管理簡易的品種。

2.3 灘地保護(hù)工程

現(xiàn)有河灘地自然生態(tài)良好，基于河床、灘地保護(hù)與恢復(fù)的原則進(jìn)行采取工程措施。結(jié)合實際補植植物，在遵循土著物種優(yōu)先、提高生物多樣性等基本原則的基礎(chǔ)上，注重植物的生態(tài)習(xí)性、空間配置和時間配置，提高陸域植物群落植物的攔截凈化功能，改善河湖生態(tài)景觀效果。為了灘地保護(hù)改造，將現(xiàn)有貼近直立式擋墻主河槽往河道中間進(jìn)行偏移，在現(xiàn)有擋墻底部營造河灘綠地，并通過種植一些水生植物及爬藤類植物，對現(xiàn)有擋墻進(jìn)行軟化，起到對灘地的保護(hù)作用，見圖3。

3 生態(tài)安全防洪工程措施

1）堤頂?shù)缆仿访娓脑?。本項目河道堤頂路面現(xiàn)狀較差，雨天道路泥濘無法行車，在防汛交通過程中存在諸多隱患。本項目道路路面改造效果如圖4 所示，本次路面設(shè)計采用泥結(jié)石路面進(jìn)行修復(fù)，兩側(cè)貫通，為防汛、兩側(cè)農(nóng)耕運輸和觀光休閑提供交通便利。在背水坡和迎水坡對現(xiàn)有雜草進(jìn)行清除，護(hù)坡形式以種植草皮為主。對于背水坡種植鳳凰木等，既能起到美化作用，又可讓行人遮陰。

圖3 灘地保護(hù)改造模擬效果圖

圖4 道路路面改造效果圖

2）防汛交通橋。充分考慮工程地理環(huán)境、周邊區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的要求，充分注意河流現(xiàn)狀與規(guī)劃建筑物、管線的協(xié)調(diào)，將施工期間對交通、環(huán)境的影響降低到最小，體現(xiàn)以人為本的設(shè)計理念，盡量減少管線的搬遷量以及對現(xiàn)有建筑的影響，本次設(shè)計垵爐溪支流出口上設(shè)計一座長66 m，寬2.5 m 的人行交通橋，進(jìn)行垵爐溪安全生態(tài)防洪。

3）邊坡改造工程。本項目部分河道地段采用混凝土護(hù)坡形式，坡面生硬濕滑，安全性不足，嚴(yán)重影響河道的生態(tài)平衡。本次設(shè)計針對河岸護(hù)坡的特點，斜坡采用種植槽進(jìn)行植被恢復(fù)，圖5 給出了邊坡經(jīng)綠化改造后的效果示意圖。對于部分直立擋墻，采取上部設(shè)計種植槽及直立擋墻下部設(shè)計綠化帶等措施進(jìn)行立體化綠化恢復(fù)。經(jīng)改善后的邊坡綠意岸然，整體面貌與周邊植被融為一體，體現(xiàn)了安全生態(tài)的理念。部分邊坡周邊存在原有生態(tài)緩沖帶，緩沖帶上植被良好，在保留原有植被的基礎(chǔ)上，對受損區(qū)域進(jìn)行綠化改造，種植景觀樹木和地被，營造具有生態(tài)濱水特色的城市綠廊。

圖5 邊坡改造效果圖

4 生態(tài)親水工程

基于對原有生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，本次安全生態(tài)水系項目建設(shè)通過親水性設(shè)計、增加臺階便道及親水平臺、實施“河長制”保護(hù)制度等手段，恢復(fù)溪流生態(tài)環(huán)境，營造生態(tài)休閑的濱水景觀，構(gòu)建了一條水流順暢、水質(zhì)清澈、水量充沛的安全生態(tài)水系，體現(xiàn)了生態(tài)親水工程建設(shè)的生態(tài)性原則。水邊親水步道、平臺、橋頭、濱水建筑物等的建設(shè)，為游人欣賞水面景色提供了區(qū)域，多層次親水設(shè)施相互穿插設(shè)置，給市民及游人提供了多方位的、充足的觀景場所，極大地體現(xiàn)了人性化的原則。渡槽公園的建設(shè)，將公園設(shè)計與濱水景觀帶連為一體，強調(diào)線性濱水空間的連續(xù)性與統(tǒng)一性，以及功能與景觀需求的統(tǒng)一，體現(xiàn)了生態(tài)親水工程和諧統(tǒng)一的原則。利用原有的植被，以自然方式種植為主，種植地方植物及鄉(xiāng)土珍稀植物物種，巧妙地利用當(dāng)?shù)氐幕ú?、灌木等建設(shè)自然過渡、生態(tài)健康、美學(xué)兼顧的河灘濕地等親水景觀，體現(xiàn)了生態(tài)親水工程的地域性原則，彰顯了東溪的山水特色及風(fēng)情。

5 結(jié) 論

隨著我國生態(tài)文明建設(shè)水平的提高，通過人為措施促進(jìn)生態(tài)水系的自我修復(fù)，推動環(huán)東海域的城鎮(zhèn)化建設(shè)，提高城鎮(zhèn)的宜居度，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)保的有機統(tǒng)一，創(chuàng)造天藍(lán)水凈的綠色家園，是水利生態(tài)建設(shè)的目標(biāo)。