河流治理的生态环境技术架构

朱向宏

(北京市新水季环境工程有限公司，100048，北京)

一、重构河流综合治理的目的

过去的河流治理往往是按照防汛、行洪需要，裁弯取直，人工护砌，加高堤防等，千篇一律搞 “硬化、白化、渠化”。全面硬化河床可以应对洪水冲刷，但从生态学角度讲，失去了建立水生生物多样性所需的环境条件，没考虑水生态恶化的问题，随之而来的后果往往是水体自净能力遭到破坏。新的历史时期，水资源短缺、水环境污染和水生态退化是治水领域的三大挑战，“十一五”我国在河流污染控源减排方面开展了大量工作，有些区域性河流水质明显改善。“十二五”时期按照有关规划，河流污染治理工作强调在继续实施污染负荷削减的基础上，加强面源污染控制、有毒有害污染物控制、水体生态修复和饮用水安全保障。

按照科学发展观的要求，河流治理需要着力于以人为本，兴利除害，回归自然，建设生态文明，开展综合整治。一方面，我国仍处于水旱灾害多发重发时期，防灾减灾存在薄弱环节，建成比较完善的防洪排涝综合体系、基本消除洪涝灾害隐患十分紧迫。另一方面，通过河流治理，有效利用污水、雨洪水，进行发电、灌溉，作为生态环境景观用水和回补地下水等，对河流综合效益的开发势在必行。根据有关任务规划，“十二五”期间基本完成重点中小河流 (包括大江大河支流、独流入海河流和内陆河流)重要河段治理，全面完成小型水库除险加固和山洪灾害易发区预警预报系统建设。其中的重要工作是，结合入河雨污水治理和补水水质净化，开展生态修复，改善和重建生物多样性，提高水生态环境容量，涵养水源，发掘和弘扬河道的人文景观价值。这是河流生态治理的主要目的，也是保持河道治理成果的关键手段。

二、河流治理的基本原则

1.坚持与规划相协调

河流治理要融入总体规划，河流的功能定位和治理措施要与生态建设规划、污水系统治理规划以及水资源可持续利用战略相衔接，使河流与城乡景观、生态环境相协调。

科学论证防汛、防涝的安全标准，依照科学态度办事。城市化、闸坝建设、地下水超采等因素对河流产汇流的影响十分巨大，根据历史资料确定的一些控制数据必要时需要重新修订。对应治理措施应实事求是，远近兼顾，一味高标准、高投入，未必能取得高效益。

2.以水资源可持续利用为先

水资源可持续利用是我国治水领域的最大挑战。京津乃至华北地区近年的地下水水位下降十分迅速，带来的生态环境影响难以估量。蓄小洪水，泄超限洪水，再生水利用，这些工作在我国西北、华北、西南等易发生旱灾的地区尤其重要。从这几年的气候情况看，我国水资源较为丰沛的南方地区也亟须建立应对干旱的长效机制。过去有些河道整治工作完成后，雨季水土流失严重，旱季河床干涸见底，往往只有污水流淌，脏臭不堪。采取生态、工程措施，在河湖治理时开展雨洪水、再生水拦蓄利用，对抗击旱灾、节约水资源、治理水土流失、改善生态环境意义重大。上游地区对雨洪水、再生水的拦蓄利用的确会减少下游河道的生态环境补水，需要兼顾泥沙、营养物输送量的减少对下游乃至近海水质与水生态的影响，实行全流域水质水量生态评估与调度。按照泄蓄并举原则构架的调度体系可以更好地实现防洪效益与长效机制。

3.治河先治污

我国已将环境保护定位为基本国策，这些年节能减排工作取得了长足进展。但我们要清醒地认识到，我国经济还处于高速发展时期，污染物排放强度和总量的削减需要持之以恒地开展，“十二五”对氨氮作为考核指标则需要更系统的治污措施。农业种植、养殖业、废弃物、城市绿化、交通等面源污染已逐渐取代集中排放源，成为最大的污染来源，综合治理难度更大。

由于河湖生态基流很少，补水将主要依靠污水厂退水等常规水源，污水厂仅仅达到排放标准对生态自净能力低下的水体而言往往是营养盐的持续累积，暴发水华等不良水质现象在所难免。因此，污染物控制与治理应该是干旱半干旱地区的河流综合整治的重点内容，治河先治污。

4.生态治理与景观建设

世界上先进的国家，经过多年的实践经验，已经发现生态治理的重要性。生态治理包括三方面的工作：一是控源。需要按照环境容量对入河点源面源污染物的控制与治理，对底泥等内源污染物要开展评估，根据其现状做处置。二是生态基流保障，解决持续水源问题。一个无法回避的现实是，很多河流依赖污水厂退水等非常规水源。三是生态构建。用亲水材料建设护岸和河床，并辅助其他措施创造足够的微生物、底栖生物的生长条件，定量恢复沉水与挺水植被。螺类、鱼类、贝类等的品种和数量将通过水生环境的改善自然恢复。

5.坚持体现综合效益

实行建设与管理并重，把河流治理与河道查违执法结合起来，划定管理范围，维护好河道设施，防止边整治、边破坏、边污染。规划设计时要因地制宜，以人为本，就地取材，充分考虑管理的低成本、便利性和易于建立长效机制。通过综合治理，实现良性循环和社会、经济、生态效益的统一。

三、河流生态治理的技术体系

1.以回归自然和亲水宜居为导向的形态设计

根据河道条件采用阶梯化或蝶形断面合理分级洪水控制方法。每个阶梯达到不同的防洪标准，可实现常水量时部分有亲水护岸，便于植被恢复。有条件的河段尽量挖低河底，防止雨水倒灌，解决排涝问题，也可以多形成一些水面。河道边低洼地带可建设成河道型湿地，塘洼结合，进行滩涂改造,增加蓄水能力,形成滞洪效果。上跌水下坎坝代替橡胶坝、翻板闸等蓄水方式，既科学生态，美观实用，也最容易实现。水深多变的水体有利于建立生态多样性和良性水生态系统，环境容量相对较大。

河道设计能弯则弯，避免裁弯取直。避免直线段太长，用蜿蜒、蛇形、折线等代替直线。没有人工修饰的土质河岸是纯生态的，水流冲刷和风浪侵蚀部分可以进行护砌，尽量采用一些生态护岸材料，不仅有利于行洪，也可以作为一些生物的栖息地，保持生物物种的多样性，有利于维护生态平衡。

流域开发建设尽量采用亲水化设计，原则上不能增加径流系数。尤其在新区域建设时，要采取多种措施对初期雨水进行治理，不能增加入库的污染。

建设时尽量考虑采用人工湿地、生态护岸、岸边缓冲带等河滨带环境修复工程措施。使用不同水力条件的生态护岸材料，推广应用适宜于植物及微生物生长、结构稳定性好、耐冲刷能力强、符合循环经济特点的新型护岸材料。挑选适应性强、净化能力强的各类别水陆交错带中的动物与植物，组建不同组合的生物链系统。

2.实施以建立长效机制为导向的污水治理技术，这是实现河湖休养生息的前提

针对我国广泛存在的河道重污染和水生态退化现状，通过水质水量调查、污染源分析、底泥源解析、生态修复评估等，开展河道污染减排、环境容量核算、补水水质净化、原位水质净化等对入河污染进行控制与治理。

入河的雨污水治理包括看得见的污水口等点源，和地表路面等面源污染。以河道的环境容量为核算标准，点源和面源的污水处理必须达到标准才可以入河排放。对洁净水量不足的河段，必须以水环境容量为指导确定入河污水水质，而不能仅仅是达到污水排放标准。我国存在大量非常规水源补水的河湖，往往以污水厂退水为补水水源。在水质超过环境容量的情况下，必须进一步开展补水水质净化，或者在河道特定区段实施原位水质净化工作，以满足生态补水要求。河流雨污水治理必须采用以节能、生态、易管理以及建立长效机制为导向的技术。

3.对河道进行必要的生态清淤和疏浚

底泥中既有沉积污染物，也有大量的净水微生物。对底泥实施源解析可以找到沉积物的种类和来源，判断底泥是否会释放污染物，也可以掌握底泥的水质净化效能，为清淤和处置提供科学依据。这些年各地开展了许多河道清淤工作，但底泥不能简单地一清了之。否则，其中的有益净水微生物一旦被清除，补入清水后河道更容易发生水华。部分底泥清除后，需根据内源污染状况，做对应的稳定化处置。

4.开展水生态环境构建，恢复水体自净能力

河流治理的任务是使河流成为美丽的河、有生命的河、健康的河。生物多样性越丰富的河流越容易维持和改善各种生态功能与环境价值，更能承载社会和文化内涵。

良性的水生态系统包括沉水植物、挺水植物、鱼类贝类等水生动物、微生物群落及其赖以生存的载体，品种和数量基本平衡匹配。生态系统中水生植物作为生产者，利用阳光进行光合作用产生氧气，供微生物及水生动物进行呼吸。微生物作为初级消费者和分解者，附着在载体上，以水中有机污染物为能源进行自身生长，同时微生物又被浮游动物所食。水生植物以水中的氮、磷等作为营养物质进行吸收、转化，进行自身的生长，从而降低水体富营养化程度。高级消费者——掠食性动物对浮游动物、藻类及水生植物进行捕食，最终将有机物转化为体内的碳水化合物。河水中微生物降解有机物时消耗水中溶解氧，而水面紊流使大气中的氧溶入水体，同时光合作用产生氧，这是水中溶解氧的主要决定因素。最终通过打捞水生动物和收割水生植物即可将水中污染物去除，实现水体的生态自净。

通过水质水量联合调度，设置天然和人工载体，可以培养与水质营养状况对应的净水微生物。以沉水植物和挺水植物为主，筛选本地先锋物种等方式可以实现水生植物恢复。再渐次孵育其他底栖生物和高等水生动物。良性的水生态系统可以保持和改善水质，具有较强的自调节、自平衡和水质水量冲击负荷缓冲能力，从根本上防止水华等不良水质现象的产生。

我国河流生态治理方面的许多工程问题没有可以量化的依据和参数体系，治理工作往往局限于清淤、防汛和景观。因此，需要在河流综合治理时提前部署对有关技术问题及其产业化的科学研究，并通过示范工程进行测定和调整。开展河流生态治理，要大力度实施水资源和水环境管理，有效地控制水污染，充分利用洪水资源、污水资源、再生水资源等，保障生态环境用水，恢复退化的水生态系统，改善河流水质，促进区域社会经济又好又快发展。

[1]刘晓涛.关于城市河流治理若干问题的思考[J].水环境建设，2001（3）.

[2]赵永平,李丽辉.十年提高中小河流防洪能力[J].河南水利与南水北调，2011(1).

[3]肖琳，潘安君，李为民.小河道水环境修复[M].北京：中国农业科学技术出版社，2007.