汾河太原市北延伸段河道治理效果分析

周鸿彬

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原 030024）

1 项目概况

汾河湿地公园项目区位于太原市北部城区，南与已建的汾河太原城区段治理美化一期工程（以下简称“汾河治理一期工程”）相接，森林公园至胜利桥之间的汾河主河道，长2.40 km。本工程于2004年开工，2005年底完工，2007年底对外开放。本工程治理段河道全长2.40 km，宽为500 m。治理面积为120×104m2，其中，水域面积58.20×104m2，景观绿地面积61.80×104m2。

2 工程区治理前原状

2.1 社会环境状况

太原有2500年的建城史，历史上多位皇帝都与这座城市有过特别密切的关系，被称为龙城。新中国成立后，太原成为我国主要重工业城市，在市区及周边分布有太钢集团、太化集团、太重集团、太原一电厂、太原二电厂等大型企业，加之东、西山众多煤矿开采，太原市的空气质量及水环境遭受严重的影响，多次被列入全国严重污染城市，被外界认为是不适合人类居住的城市。汾河由南向北纵贯太原市城区，城区段河道的环境质量直接影响到太原城区的生态环境和居住环境，对太原市的环境具有风向标的作用。

2.2 水文地质状况

该段河道为河水补给地下水，由于区内降水量小，另外上游汾河水库、汾河二库的拦蓄，河道内常年无基流。加之地下水超采导致地下水位下降严重，致使上游的兰村泉域和下游的晋祠泉均已断流多年。

2.3 河道状况

2.3.1 河道内无天然基流、水生态环境恶劣、水土流失严重。

山西省是水资源严重匮乏的省份，河道内常年无基流，加之多年来河道内无序挖砂，砂坑密布，弃料成堆，使河道内植被退化、生态系统遭受破坏，水土流失严重。

2.3.2沙坑靠岸、堤防存在安全隐患

治理段河道内的私挖乱采，造成河床坑坑洼洼，河势不稳，主槽摆动频繁；部分河段砂坑靠岸，且深达十多米，危及堤防安全。

2.3.3 水质污染，对下游河道生态不利

治理段范围内有北排洪渠（右岸）、北涧河（左岸）两条支流汇入，均为季节性河流，北排洪渠平时无流水，北涧河来水主要由部分生活污水和太钢集团的中水组成，水质不稳定。治理段上游有北郊污水处理厂中水排放。以上来水都不能满足景观水质要求。

3 设计理念与目标

3.1 设计理念

鉴于汾河治理一期工程治理后的效果及其所赢得的荣誉和影响力，汾河湿地公园按“高标准，高起点”的指导思想，采用了生态、自然和野趣”的设计理念，由一期工程的人文园林景观，向生态优化人水和谐的湿地景观转变：摒弃了单纯满足功能需要的硬质死堤，改为兼顾生态系统健康发展的柔性护岸；摒弃传统水利的河道渠化，保持了天然河道的蜿蜒性；摒弃单纯重视人类活动空间的理念，保留了动物的生存环境，兼顾人与自然的和谐共存。营造生物多样性的空间，达到城市河流生态系统的良性发展。

3.2 设计目标

1）梳理河道，满足防洪安全。

2）保持河道天然特性，建设生态河流。

3）植被恢复，保水固土、涵养水源。

4）净化水质、改善城市水环境。

4 工程总体布置

河道治理段长度为2.4 km，河道宽度为500 m。以防洪为前提，结合景观布置，工程区由四部分组成：自然湿地区、人工湿地展示区、绿化景观休闲区、生物栖息地。汾河湿地公园平面布置图见图1。

图1 汾河湿地公园平面布置示意图

4.1 自然湿地区

梳理河道内现有砂坑，利用砂坑出露地下水及汾河治理一期工程堵头坝的壅水，形成自然湿地区，蓄水面积为50.4×104m2。自然湿地区布置在河道的中间部位，其走势基本维持河道现状行洪主槽走向，宽度80～300 m，形成治理后河道的行洪主槽和排砂通道。

4.2 人工湿地展示区

人工湿地布置在左岸的一、二级台地上，是由砂坑梳理而成的5座人工湖组成，总面积7.8×104m2。

4.3 绿化景观休闲区

绿化景观休闲区位于河道两岸的一、二级台地上，面积61.8×104m2。通过景观绿化，设置小品，供市民休闲。是游人主要的活动区域，也是欣赏湿地景观的驻足点。

4.4 多样生物栖息地

在自然湿地区的北涧河河口，设置游人不能靠近的湖心岛，给动物留下相对独立的栖息空间，维持生物的多样性。

5 措施设计

5.1 河道疏浚、堤防加固

为保证河道的行洪安全，对河道内的挖砂废弃物、垃圾等进行疏浚、清理。对堤岸采用柔性生态材料防护，对规模较大、影响堤防安全的砂坑进行回填，以保证河道的防洪安全。

5.2 根据不同防护对象分级设置防洪标准

为减少土方外运，在满足城市防洪安全（堤防100年一遇设防标准）的前提下，通过对两岸台地的梳理，采用多层次的防洪标准，增强了景观的立体感和层次感，保持了不同水位时的亲水性、生态性和景观效果的完整性。北涧河河口一级台地上的人工湿地区，防洪标准为半年一遇；两岸二级台地上的人工湿地及景观休闲区，防洪标准为5年～20年一遇；生态岛的防洪标准为5年一遇。

5.3 弃土回用、种植绿化、防止水土流失

结合两岸台地的景观设置，通过堆砌微地形，设置湖中岛，以减少弃土带来的新的水土流失；充分利用河床内土质肥沃的表土作为种植土，通过植被覆盖，固土保水，减少水土流失，遏制扬沙对空气的污染，保护居民身心健康。

5.4 保持河道天然特性，营造生物多样性的生境

利用梳理现状河道地形，河道在平面布置上宜弯则弯，宜宽则宽，维持岸线自然蜿蜒的形态，形成急流和缓流，为水生动物提供避难场所，营造生物多样性的生境。

5.5 提高河道自净能力，营造宜居水环境

对现有浆砌石硬质堤岸，改用柔性生态材料进行置换；浅滩的设置，多孔柔性护岸材料的应用，利于水生动植物和微生物种群的繁殖、生长。通过修复水生态系统，增强水体的自净能力，营造宜居水环境

5.6 设置生物通道

在水位变动区河岸上设置生物通道，沟通水陆联系，给两栖动物提供了健康的生存环境，丰富了生物生态系统的多样性。

6 效果分析

1）防洪效益

通过河道疏浚、堤防加固，使治理段河道的防洪标准由原来的20年一遇提高到100年一遇的设计防洪标准，对保护太原市人民生命财产的安全发挥了重要的作用。

2）改善城市生态环境，促进城市经济发展

工程的建设，极大地改善太原市的生态环境，提升了太原市的整体形象，给古老的太原带来无穷活力，使丰富的旅游资源成为新的经济增长点，促进太原市经济的发展。

3）回归自然、亲近自然

湿地公园围绕生态、自然、野趣的设计理念，通过采用多种生态措施，增加了城市河流的生物多样性和公园景观的多样性。使居民不出城就能亲近水、享受水，体验生态湿地的自然美。

4）再建城市新亮点，提高城市知名度

在北方地区首次成功采用生态湿地的设计手法对城区河道进行系统治理，达到了人水和谐、生物多样性和生态平衡效果。汾河湿地公园的实施成为了太原市生态环境修复的新亮点，同时是太原市的名片工程。不单是居民闲暇时争相游玩的景区，同时也成为了周边省市学习观摩的典范。

5）提高空气质量，改善人居环境

项目区位于太原市的上风口，治理前的河道生态破坏严重，表土裸露，是太原市扬沙天气的主要风沙源。湿地公园的建成对净化水质、改善环境和局部小气候起到了积极作用。工程运行五年多来的资料显示：在夏天，汾河湿地公园的最高气温比其它区域低3℃，湿度提高10%～30%，太原市空气质量二级的天数由2007年的267天到2012年的324天，首次达到国家二级标准优良天数。

6）变废为宝，节省运行费用

项目区位于北方内陆城市，水资源严重短缺。利用湿地系统的净化作用，改善北涧河排放的来水和北郊污水处理厂的中水水质，使治理河段内水质由达标排放提到地表Ⅴ类水质，形成水面景观，缓解当地水资源的供需矛盾，为项目区下游河道提供水源，有效利用水资源。

7）涵养水源，补充地下水

湿地公园运行后，对补充工程区及周边地区地下水的效果明显，为2005年以来项目区地下水回升约5 m起到积极作用。

8）成为河道水生态治理的典范性工程

工程完工后，随着河道生态效果的恢复，其逐渐获得省内外的认可，其先后获得山西省十佳设计成果、“中水万源杯”水土保持设计大赛一等奖等荣誉，使工程成为河道水生态治理的典范工程。