水生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用研究

謝 歸

(廣東東水工程項(xiàng)目管理有限公司，廣東 東莞 523109)

河道水環(huán)境的破壞既是一個水污染問題，也是一個水生態(tài)失衡問題[1]。將河道治污觀念由“控制河道”轉(zhuǎn)為“生態(tài)融合共處”，運(yùn)用植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)結(jié)合工程性改造和景觀設(shè)計(jì)理念構(gòu)建河道治理理念。堅(jiān)持人與自然和諧共處的治水原則，一方面盡可能地恢復(fù)河道本身的自然凈化功能，恢復(fù)水體的生物多樣性和生物鏈功能，恢復(fù)河流的自凈能力；另一方面，將河道治理、河水凈化與景觀建設(shè)結(jié)合起來，將生境恢復(fù)、生態(tài)治理與集航運(yùn)建設(shè)、洪水調(diào)蓄、環(huán)境美化結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)河道、堤岸和廊道建設(shè)的有機(jī)協(xié)調(diào)，弘揚(yáng)城市親水特色和生態(tài)文化。

1 流域概況

黃沙河為寒溪水左岸一級支流，發(fā)源于大嶺山，于溫塘匯入寒溪水，全長34.90 km，流域總面積197.60 km2，比降1.42‰。中游有同沙水庫，壩址控制流域面積98.80 km2；同沙水庫以上又名龍江河，河道長13.38 km，水庫以上龍江河的主要支流有連平河、東支流；同沙水庫壩下干流河長約12.80 km，水庫以下河道主要支流有軍氹河與西南河、橫竹河，水庫以下河道流經(jīng)東城街道、寮步鎮(zhèn)及茶山鎮(zhèn)。水系分布詳見圖1。

2 生態(tài)修復(fù)工程

2.1 生態(tài)護(hù)岸修復(fù)

2.1.1 生態(tài)護(hù)岸功能

生態(tài)護(hù)岸是模擬自然狀態(tài)下的護(hù)岸，且能夠恢復(fù)水體的生態(tài)系統(tǒng)，并可設(shè)置親水平臺，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┬蓍e空間。

黃沙河沿線大部分河岸均建設(shè)有漿砌石或混凝土堤岸，但仍有部分河段堤岸不完善或缺失，擬對該部分堤岸進(jìn)行生態(tài)護(hù)岸整治，改變現(xiàn)有堤岸的“硬質(zhì)化”和生態(tài)阻隔，采用生態(tài)護(hù)岸模式，不僅能治堤更能增強(qiáng)其生態(tài)功能改善水質(zhì)。

2.1.2 技術(shù)措施

1)自嵌式植草護(hù)坡磚或植生墻

本項(xiàng)目中黃沙河沿岸基本為硬質(zhì)駁岸，在硬質(zhì)駁岸外設(shè)計(jì)自嵌式植草護(hù)坡磚、格賓石籠或植生墻，增加河岸水生生物棲息地，并為水生植物生長提供條件。本項(xiàng)目中河涌大多為直立式河岸，因此硬質(zhì)駁岸改造以自嵌式植草護(hù)坡磚、植生墻為主。植物選擇以本土根系發(fā)達(dá)的花草、爬藤植物為主。

2)生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡

生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡是目前在歐洲、美國等國家廣泛推廣的，適用于中小河流的，控制土壤免受河水侵蝕的，靠人工鋪設(shè)的，新型聯(lián)鎖式預(yù)制混凝土塊鋪面的一種系統(tǒng)。生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡聯(lián)鎖的設(shè)計(jì)非常獨(dú)特，每塊聯(lián)鎖磚塊與附近的六塊磚產(chǎn)生超強(qiáng)連接作用，因此，鋪面系統(tǒng)在河水的沖刷下，整體仍然保持著較高的穩(wěn)定性。并且隨著聯(lián)鎖塊磚中央孔植物的生長，不僅能夠提高護(hù)坡的耐久性和穩(wěn)定性，更能起到保護(hù)河道和生態(tài)環(huán)境的作用。

2.1.3 黃沙河堤岸布設(shè)方案

擬在黃沙河同沙段，采用斜坡式生態(tài)護(hù)坡，同時結(jié)合砌石、自嵌式擋土墻、三維土工網(wǎng)等多種駁岸材料。擬在黃沙河下游段采用采用生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡及斜坡式生態(tài)護(hù)岸技術(shù)，同時結(jié)合石籠、自嵌式擋土墻、生態(tài)砌塊等多種駁岸材料。典型堤岸斷面見圖2、圖3。

圖2 堤岸斷面設(shè)計(jì)圖一

圖3堤岸斷面設(shè)計(jì)圖二

2.2 水環(huán)境改善工程

中游段現(xiàn)狀河面寬闊，兩岸有大量蘆葦?shù)冉参?，具有一定的水體凈化能力。擬在本段采取植物優(yōu)化種植，強(qiáng)化水體已有自凈功能，逐步恢復(fù)黃沙河的自然形態(tài)。河道內(nèi)兩岸淤積土適當(dāng)放坡，結(jié)合堤岸整治工程，移植原有的蘆葦?shù)韧λ参铮⒎N植浮葉及沉水植物，保持水土、凈化水質(zhì)。同時與兩岸已建公園、綠地相結(jié)合，打造親水平臺與景觀棧道。

考慮當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境，結(jié)合周邊景觀，本項(xiàng)目計(jì)劃選用旱傘草、黃菖蒲、千屈菜、美人蕉、再力花、梭魚草、香蒲和鳶尾作為主要品種。深水區(qū)(0.5～1 m深水區(qū))可以種植觀賞性好的荷花。在淺水地段種植浮葉植物，對地表徑流進(jìn)行初次攔截，有效減少入湖泥沙量。為能更好地為水生動物提供遮護(hù)，為水體環(huán)境生物多樣性提供條件，構(gòu)建浮葉植物群落。

2.3 清淤工程

清淤施工時需要協(xié)調(diào)場地、交通、運(yùn)輸、環(huán)境影響等各方面的因素。因此清淤及運(yùn)輸方式的選擇要做重點(diǎn)分析，以保證施工期間對周圍道路交通和居民的影響減到最低。

目前，國內(nèi)較為常用的河湖清淤方法主要有三種：干式清淤、半干式清淤和濕式清淤。本次清淤河道是東城的主要排水通道，不能截斷或進(jìn)行干塘施工。經(jīng)過現(xiàn)場勘察實(shí)際情況，本次清淤按照現(xiàn)狀河道實(shí)際情況選擇不同的清淤方式。

2.3.1 清淤河段

黃沙河上游同沙段、上埔支流、下埔支流經(jīng)過現(xiàn)場勘察實(shí)際情況，本段河道較窄，底寬約為25 m，水深較淺，因此本階段擬定本次河道清淤疏浚采取陸地清淤的方式，為了保證施工順利進(jìn)行，建議陸地清淤在枯水期實(shí)施。黃沙河下游段包括下游干流段及橫竹支流段，河道較寬，水深較深，建議河道清淤疏浚采取水下清淤方式，采用絞吸式挖泥船進(jìn)行清淤，清挖的部分配備全封閉遠(yuǎn)距離泥漿管道輸送，在中途串接壓力泵加壓，將淤泥輸送至堆填場。

2.3.2 清淤斷面

上游同沙段清淤疏浚長度約為2 669.1 m，上埔支流段清淤長度約為945.19 m，下埔支流清淤長度約為485.52 m。下游段包括下游干流段(河道長度4 250 m)和橫竹支流段(河道長度734.1 m)，清淤疏?？傞L度約為4 984.1 m，河道清淤至設(shè)計(jì)河底高程(約-1.35～0.65 m)。河道清淤標(biāo)準(zhǔn)斷面見圖4。

圖4 河道清淤標(biāo)準(zhǔn)斷面

2.4 水景觀工程

針對現(xiàn)有堤防形式單一、景觀效果差、不利于親水等問題，重新對河涌部分沿岸進(jìn)行打造。通過設(shè)置河岸景觀工程與市政工程，使之與城市景觀相結(jié)合，形成人、水、城和諧的水環(huán)境。結(jié)合黃沙河景觀規(guī)劃以及河岸實(shí)際地形地貌，親水平臺建設(shè)只需在已建基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，打造水體景觀的同時可以減少大量投資。

2.4.1 總平面設(shè)計(jì)

在原有水利堤岸的基礎(chǔ)上，增加堤岸的剖面綠量，在原有堤岸的功能上，增加城市慢行系統(tǒng)及綠道系統(tǒng)，在原有的車行道上，增加自行車道及人行步道。通過高低穿插，豎向上的變化，讓市民從單一的堤岸變成為城市景觀河岸。

表1 景觀壅水構(gòu)筑物對比表

2.4.2 細(xì)部設(shè)計(jì)

主要設(shè)計(jì)了步行木棧道，通過剖面臺階的穿插，營造出靜動相宜、活潑生動的步行流線。設(shè)計(jì)自行車道，在豎向上進(jìn)行一定的高低變化，保持行駛的趣味性。采用木鋪裝，石砌擋墻，彩色瀝青、瀝青路面及透水鋪裝，豐富景觀并減小地面的徑流系數(shù)。植物設(shè)計(jì)應(yīng)與周邊景觀相結(jié)合，從層次、品種、季節(jié)等方面出發(fā)，考慮色彩的變化和空間的不同，最終組合形成多種群落。植物在滿足堤岸生態(tài)功能的基礎(chǔ)上營造出文化、意境、獨(dú)特的空間情調(diào)。

2.4.3 景觀壅水構(gòu)筑物

河道壅水的目的在于旱季形成景觀水面，保障雨季河道行洪。因壅水堰方案為永久阻水構(gòu)筑物，雨季增加河道壅高較大，本次不予考慮。因此，景觀壅水主要針對氣盾壩、橡膠壩、自動翻板閘、液壓壩四個方案進(jìn)行比選，詳見表1。

黃沙河同沙段河道設(shè)置壅水的目的是滿足景觀壅水需要，在上游同沙段河道形成一定的景觀水面。綜合考慮運(yùn)行方式、河道防洪、配套設(shè)施、管理難度、使用壽命和工程造價，氣盾壩具有結(jié)構(gòu)安全、水位調(diào)控方便、耐久性好、對防洪影響小等優(yōu)點(diǎn)，故推薦采用氣盾壩作為壅水構(gòu)筑物。

2.4.4 景觀構(gòu)筑物布置

同沙段河道設(shè)計(jì)縱坡1‰，景觀設(shè)計(jì)壅水要求在環(huán)城南路以下至黃沙河?xùn)|城寮步鎮(zhèn)界段水域內(nèi)長約1 950 m，河道設(shè)計(jì)縱坡1‰，河道高差約2 m左右。工程設(shè)計(jì)氣盾壩2座，通過氣盾壩壅水使河道形成景觀水面。

3 結(jié)語

從傳統(tǒng)水利工程的角度來看，城市河道渠道化，可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高安全系數(shù)，但從生態(tài)環(huán)境的角度考慮，大規(guī)模的河流渠道化能夠改變河流的水力學(xué)和生物學(xué)特征，導(dǎo)致原有的生態(tài)平衡被破壞，水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，使城市河流的生物多樣性減少，本土生物退化，河流自凈能力下降，自然河流的生態(tài)服務(wù)功能下降，河流固有的自然美學(xué)價值下降。生態(tài)修復(fù)工程可以改善河道水生態(tài)環(huán)境，提升水體自凈能力，恢復(fù)河道水域生態(tài)系統(tǒng)功能，因此，生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施是非常必要的。