西北典型城市段河流水生态系统修复的探索与实践

韩 波 刘 俊 曲 艳

（1.西安浐灞生态区管理委员会 陕西 西安 710024；2.陕西省河流工程技术研究中心 陕西 西安 710018）

世界各国对河流水生态系统的管理经历了由开发利用向污染治理，最终转向生态治理的历程。其中，美国、日本及欧盟国家普遍通过相关法律、法规、技术指标及工程体系建设，开展水生态系统保护与修复工作。我国对河流的管理已逐渐从开发利用向“水质管理”侧重，部分地区（如北京、西安、济南、广州等城市）在水污染问题得到了初步缓解的基础上，开始了河流生态系统修复工作。

西安市是我国北方半干旱区典型的水资源紧缺城市，水资源问题已成为城市可持续发展的制约因素。浐灞河是秦岭北麓西安市东部最大的渭河一级支流，连接秦岭、渭河两大生态区域，是西安市的主要水源地之一【1-3】。气候变化与不断加强的水资源开发利用引起流域水文条件变化，并导致浐灞河下游城市段出现了如水质污染、湿地破碎、洪水灾害频繁、生物多样性锐减等生态环境问题【4-6】。区域城市发展与河流生态系统保护的矛盾突出，是我国西部城市发展需要解决的关键问题。

西安市河流众多，河网较密。目前已启动城市水生态系统保护与修复工作，如“八水润西安”规划等。位于浐灞河下游城市段的浐灞生态区是城市水生态系统保护与修复工程的重点区域，也是水利部“水生态系统保护与修复的试点区”。本文以浐灞生态区为例，评估城市段河流生态系统现状，并阐述已开展的水生态保护与修复工作，对西北城市流域的水资源管理和生态环境的可持续发展具有重要的参考价值。

1 研究区概况

灞河属黄河流域，渭河水系，是渭河右岸一级支流，位于陕西省西安市东南部，东经109°00′～109°47′、北纬33°50′～34°27′之间，南起秦岭，北至渭河，流域全长104.1km，总流域面积2581.0km2。灞河流域地势南高北低，自东南向西北倾斜。从源头到下游大致可以分为秦岭山地、横岭丘陵、黄土台塬和川道平原等地貌类型区【1】。浐灞河流域是西安市农业、林业重要区域，流域内集中有大规模的纺织工业、国防制造工业、汽车工业。

本文研究区域西安浐灞生态区位于灞河流域下游，南衔秦岭，北临渭河，地处西安市东北部，包括浐灞两河四岸南北向带状区域。规划总面积129km2，其中集中治理区89km2。2010年浐灞生态区常住人口密度为2160人/km2。浐灞生态区河流水域湿地和河漫滩湿地1500hm2，人工湖泊湿地1000hm2，总面积约2500hm2，是西安市城区范围内面积最大的湿地景观区域和生态带。灞河城市段已全部按百年一遇防洪标准治理完成。浐灞生态区所在流域水系及位置见图1。

图1 西安浐灞生态区地理位置及流域水系图

2 浐灞流域水生态系统前期状况

受流域人口增长与社会发展的长期影响，浐灞河流域的水生态环境面临着诸如：洪水灾害频繁、地表水环境污染、垃圾成堆、栖息地的退化、野生动植物生境萎缩和挖沙造成河道严重下切等问题。水生态修复与保护工程实施主要针对以下问题：

2.1 水资源时空分布不均和开发利用不合理

流域内现状年没有中型以上地表水调蓄工程，蓄水能力的不足影响洪水资源有效利用。全流域水资源空间分布不均匀。浐灞河降水资源集中于上游，流域经济较为发达的中下游区域水资源量却很小，流域水资源与流域经济发展布局的自然结构不协调。灞河流域地下水开发利用程度很高，几乎没有开发利用潜力。部分地方由于长期过量开采地下水破坏了地下水采补平衡关系，导致地下水位持续下降，形成了水位下降漏斗。

2.2 地表水污染严重

由于上、中游农灌和生活污水等非点源污染的排泄，特别是浐灞河城市段生产废水及生活污水的大量排入，使浐灞河下游地表水环境受到污染。主要污染物COD、氨氮等均不能满足水功能区划相应的水质目标。一年内的大部分时间，水质为劣五类水，随着流域内上、下游经济的高速发展，水环境污染有加剧的趋势。

2.3 野生动植物生境萎缩

浐灞河在历史上都有着广阔的河漫滩，这些地区成为大量野生动植物理想的栖息地。目前河道基本已经被狭窄的河堤约束，河堤外的区域已经基本被开发。因此，如何在目前的形势下，尽量恢复具有生态意义的野生动物栖息地是浐灞生态区面临的首要问题之一。

3 水生态系统修复与保护的目标体系

针对西北地区水资源短缺以及水质污染问题，充分认识以水环境、水生态以及水景观为中心的生态建设中面临的主要问题，在西安市浐灞河生态区开展生态保护、河道治理、防洪、污水治理等基础工作，促进城市与水生态环境的可持续发展。水生态系统修复与保护的主要目标包括：

（1）建立可持续生态系统。鉴于非湿润地区河流在水量及水质方面的限制，以及在目前社会经济发展情况下，生态建设受到的影响，在水生态系统保护和修复中，建立一个具有较宽适应性的系统是首要目标。

（2）建立具有生态多样性的系统。水生态的建设涉及到河道、湿地、湖泊以及河道两侧的陆地。因此，利用水文控制、地形、地貌以及人工干预初步建立稳定的水生态系统。

（3）建立人工生态与天然生态的和谐系统。目前浐灞河下游水生态已经遭到的破坏，通过一系列人工措施，如径流调节、湿地与湖泊建设，水质净化等一系列措施，使得生态区在景观、亲水、旅游的价值上得到质的提高。充分体现了人工生态与自然生态的和谐，有利于西安市社会的和谐发展以及城市品位的提高。

（4）建立宜居的水生态环境系统。结合西安浐灞生态区建设目标，在浐灞生态区内围绕两条河流与其周边的湿地区开展水生态系统的保护与修复工程建设，通过对水生态系统的重新构建，提高浐灞生态区水生态环境的宜居水平。

4 水生态修复与保护措施和成果

水生态修复与保护措施包含：水系整治与修复、截污与污水回用、湿地保护与修复、生态景观和生物工程、雨水利用试点、生态监测系统等六大工程措施和宣传等非工程措施。具体实施内容及效果如下：

4.1 水系整治与修复工程

水系整治与修复工程重点对浐灞生态区89km2集中治理区中的河道、堤岸进行整治和植被恢复，包括河道疏浚、水网建设、亲水岸线建设、河岸植被修复及生态衬砌等。其中浐河段河岸植被修复工程的前后效果对比，如图2和图3。

图2 建设前浐河河岸原貌

图3 浐河河岸植被修复效果

4.2 污染治理与污水回用工程

污染治理与污水回用工程项目包括截污管网与污水回用管网、污水回用水厂和再生水设施建设以及再生水生态处理技术研究等相关内容。浐灞生态区内共建成4座污水处理厂。铺设污水主管道总长度约59.8km，主要截流浐河西岸和灞河两岸的排污口。

4.3 湿地保护修复工程

浐灞生态区位于整个流域的下游，地理环境有利于湿地建设。同时这一区域是雨水汇集区以及污水处理厂集中排放地点。为了保证灞河入渭河水质，需要通过开展湿地建设，提高灞河水质净化能力。

开展的湿地保护与修复工程项目包括河道内外湿地建设和恢复，植被调查、培育，水生植物修复与净化研究等。在水生态保护与修复工作期间，浐灞生态区已建成雁鸣湖湿地、浐灞国家湿地公园、广运潭湿地及浐灞河河道内20万m2河道植被恢复维护工程。

4.4 生态景观建设与生物工程

生态景观建设与生物工程项目包括橡胶坝、景观码头、湖心岛等景观建设及生物多样性调查与恢复等。经过为期两年（2010年12月～2012年6月）的调查，基本弄清了浐灞生态区脊椎动物物种（以鸟类为主）多样性状况。雨水利用试点工程包括：浐灞商务中心雨水收集利用试点工程、世园会会址雨水收集利用试点工程。

4.5 生态监测系统工程

建成橡胶坝群监测监控系统、气象监测系统、防汛指挥调度系统、水环境监测系统、噪声监测系统、水文监测系统、空气监测系统，超额完成任务。同时为了适应水资源优化调配的需求，建立14座橡胶坝及其监测系统，主要监测内容包括坝前水位、泄流量、坝带高程、塌落和抬起速度、充水系统运行状况等工情和相关水情，并将建立集中监控站。为实现系统化的流域防洪、水生态调度等水资源管理工作提供基础。

4.6 水生态保护宣传

组织专业人士讲解水生态系统修复对浐灞河流域、整个西安市乃至西部发展的重要性；并对广大社区居民及旅游区旅游者进行水生态系统保护知识的宣传教育；建立生态区环保网站，及时更新发布环保新信息，设立环保论坛，鼓励社区居民点击发帖进行环保方面的讨论；在生态区成立环境宣传教育中心，建立环境宣传教育机制，征集组织专业人士对社区居民进行环境保护有关的培训，定期组织社员进行体验式环保主题教育，以提高对生态区乃至整个生存空间的环境保护意识。

4.7 科研基础成果

西安浐灞生态区与国内高等院校、研究院所开展了西安浐灞生态区水生态系统保护与修复的关键技术研究，取得了一系列的研究成果，主要内容涉及生态区生物多样性调查、水质改善与维持技术与水生态系统健康评价、河道与湿地水文、水质转化规律及应用研究、生态区水资源配置模式研究、浐灞河流域水生态系统保护与修复等项目研究、河道模拟方法及其在橡胶坝库区演变中的应用和调控研究，并将橡胶坝运行调控的研究成果应用于坝系调控和防汛指挥调度中。此外，浐灞生态区投资1200余万元进行了浐灞河流域历史、建筑、园林、景观、环境、经济、管理等方面内容的研究。

5 讨论

目前，浐灞生态区的水生态环境得到显著改善，水生态功能得到有效发挥，基本达到了预期效果，但还需要继续努力，加强水生态保护与修复的持续性。但是仍存在一些不足及有待进一步解决的问题。

首先是水生态系统的保护与修复，目前仅涉及浐灞河流域的城市段，尚未推广到浐灞河全流域；其次是区域水资源总量严重不足，生态环境用水无法得到有效保障，而区域再生水和雨水等非常规水源有效利用率偏低；最后是，受浐灞河上游来水量不足，泥沙含量高以及污水处理厂尾水排放等多重因素的影响，浐灞生态区在下游区域已实施修复的部分生态系统仍将面临恶化威胁。

虽然治理初见成效，但河道生态系统恢复是个漫长的转变过程，面对不断增强的人类干扰活动，如何有效确保水生态修复成果的持续和稳定，还需进一步探索持续性的修复技术模式，提出适宜的尾水再生利用途径和水生态持续改善工程方案，为水生态环境安全保障提供重要的技术支撑，也为西安市乃至西部生态脆弱地区受人类活动干扰条件下的水生态环境持续改善提供参考。

[1]王战平，沈冰，吕继强.气候变化与人类活动对灞河上游水资源影响[J].水资源与水工程学报，2012，(6)：97-99.

[2]孙小军，魏炳乾等.西安市灞河流域水环境现状分析及治理对策[J];自然灾害学报;2009,(5)：168-173.

[3]井涌,巨兴顺.西安市浐灞河流域水资源配置总体布局研究[J].水文,2009,29(4)∶52-54.

[4]徐志嫱,刘维,张建丰等.基于流域不同特征的浐灞河生态系统健康评价[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2011,39(8)∶215-223.

[5]孙小军,黄志文,魏炳乾.灞河流域水文分析[J].黑龙江水专学报,2005,32(4)∶40-42.

[6]魏炳乾,杨川,石忠科.灞河水沙变化特性分析[J].水资源与水工程学报,2008,19(2)∶38-41.