南通通州地区河道生态修复实践案例

陈前 张永祥 杨春和等

摘要为改善区域水体环境，南通市通州区对该地区河道进行生态修复，采用污水口预处理、底质处理、生态浮岛及直接补给部分生物物种以增加生物多样性等生态手段，并辅以调水、生态清淤、岸坡修复等工程措施。经过4个月的整治，河道恢复生态功能，水体水质明显好转。

关键词河道；生态修复；生态手段；工程措施

中图分类号S181文献标识码

A文章编号0517-6611（2015）31-254-03

Practice Case of River Ecological Restoration in Tongzhou， Nantong

CHEN Qian1， ZHANG Yongxiang2， YANG Chunhe1 et al

（1. Nantong Science and Technology College， Nantong， Jiangsu 226007； 2. Daheng Environmental Engineering Co， Ltd.， Nantong， Jiangsu 226007）

Abstract To improve quality of the water environment in the area， ecological restoration of river in Tongzhou District of Nantong City was implemented to increase biodiversity by pretreatment in sinkhole， disposal of substrate， ecological floating island， adding some biological species to river and so on. Engineering measure was used by water diversion， ecological dredging and restoration of slope， after four months， ecological function of river was restored， water quality was improved quickly.

Key words River course； Ecological restoration； Ecological method； Engineering measures

南通滨江临海，水网纵横，原本是我国东南沿海地区水资源最丰富的地区之一。但相悖于近年来工业化及城市化进程的快速推进，配套污染治理设施的不完善导致部分地表河道污染严重，多条河流水体均出现不同程度的功能退化，实际上已成了水质型缺水型城市之一[1]。顺应社会经济发展需求，为了有效治理日趋恶化的水环境，南通市通州区政府针对区域内河道退化问题，制定为期3年的河道整治方案，对北山湾、中心横河、一号横河、中心竖河4条河道同期开展实施生态修复的工程项目。该生态整治为区域水体环境生态修复的工程项目提供参考。

1水系背景

1.1水质现状

上述4条河流位于通州金沙镇城区，除北山湾为运盐河支流外，其余3个河道均属于城区三级河道。以水为脉，沿线居民密集。原本城水相融，人水相亲，但由于长期疏于管理，4条河道均出现功能退化现象：河道积累大量淤泥，水流缓慢，河道窄小，水质浑浊，河岸有成片出现漂浮物等脏乱现象。尤其夏季水华泛滥，过往群众无不摇头侧目。经监测，4条河道的水质均为Ⅴ～劣Ⅴ类，水质溶解氧较小，其中COD、氨氮、总磷均超过地表水环境质量Ⅴ类水体水质标准。

1.2纳污分析和修复目标

针对河道功能退化的原因展开调查，雨污分流不彻底是造成河流污染的主要原因。这4条河流本身就位于城区闹市，工业污染源少，加上近年来在环保局大力整治下，沿途工业污染源已大部分得到治理；相反，生活污染源是河道污染的主要原因。沿河岸分布着多个居民区，不少居民擅自改造，将阳台洗涤污水直接进入雨水管道下泄进而排达河流，老城区还存在纳污管道改造不彻底，至今仍有少数污水直接排入河道的现象。另外，内源的二次污染也是重要原因之一：河道久未清淤导致河床堆积大量淤泥，底质吸附富集大量的污染物。当雨季底泥搅动明显时，即表现为雨后河道水质状况明显转差。而内河缓慢的水流则不利于水体自净恢复。

因此，这次河道水体生态治理工程的首要任务则为恢复河流生态功能，消减污染，增强调节能力。水质目标：增加水质溶解氧，提升水質透明度，使水质达到Ⅲ～Ⅳ水体要求。另外，借此契机，同期促进优化城市景观生态环境建设，力图再现“河畅、水清、岸绿、景美”的崭新景象，进而提升城市的文化品位和竞争力。

2通州市河道生态整治主要措施

与以往工程为主的河流整治有所区别，南通通州区河道整治更强调遵循自然规律，以生态手段为主修复退化或受损的水生生态系统。同时辅以开展调水、生态清淤、河坡整治、水土治理等工程建设措施。

2.1污水口预处理系统

这次河道整治针对污水排放口加设污水预处理系统。以北山湾为例，其位于老城区，工业污染源少，因管道改造不够彻底，尚有少数生活污水直排河流现象，污水将直接污染冲击河流水质。这次河道整治项目之一——污水预处理系统旨在削减排污点污染冲击。其采用内层沙网过滤，外层用PVC围隔，相当于在污水口圈出高浓度区域；再在上面覆盖水生植物粉绿狐尾藻等漂浮植物。而粉绿狐尾藻如同水中的清道夫，不但能够吸收水中的氮、磷等物质，净化水体，同时生长过程中能分泌克藻化学物质，从一定程度上抑制浮游藻类的生长繁殖[2]。污水预处理系统利用水生植物强化局部高浓度地区的生物净化，辅以过滤等手段，为污水入河成功地建立了第一治理关口。同时兼顾景观效果，以达到水质与水景并重的建设效果。

2.2底质处理

底质是河道的重要组成部分，也是水生生态系统和生物多样性的载体，河流的自净和缓冲能力很大程度上取决于底泥的生态质量，合理的厚度底質是沉水植物、底栖生物的生存前提和保证。但底质对氮、磷及有机物污染的吸附在一定的物理化学及环境条件下可能再次释放。因底质过多（即淤泥层过厚），从底泥中释放出来内源污染，已是造成水体富营养化污染长治无效的重要原因之一。因此长期不清淤也会产生许多诸如增大耗氧量、释放有害物质等[3]不利影响。

北海湾浅水区河道原本为混凝土基础，部分还淤积建筑垃圾，不利于沉水植物、底栖生物的生长。在这次河道整治中，先清理建筑垃圾，再人工回填土方，保证回填底质厚度达20 cm，并用生石灰对水体及底质进行消毒及中和酸碱性的改良。

而针对中心竖河等部分河道底泥过厚，通州区政府则投资400余万元引进生态清淤及快速处置一体化新技术。该技术不需抽干河道施工，清淤船将河底的淤泥通过管道输送到几百米外的大型脱水设备上，经过筛分、浓缩、沉淀等一系列工艺处理，最后分离出的尾水排放到河里，脱水后的淤泥则运输去填塞废沟呆塘，并与土地治理相结合，平埋成可耕种田块。生态清淤可以大大缩短了清淤、堆放、固化的时间，具有无二次污染、节约土地、处理周期短、综合成本低等特点。

2.3生态浮岛技术的应用

生态浮岛是这次河道治理过程中的最大亮点。在这次河道水治理工程中，4条水体均采用了这项技术，可广泛应用于景观水体、富营养化水体以及黑臭水体的水质改善与恢复、景观营造与美化。尤其针对水体富营养化等水体污染，生态浮岛技术有很好的修复作用，同时可达到预期的景观效果。

所谓生态浮岛技术是以可漂浮材料为基质或载体，将高等水生植物或陆生植物栽植到污染水域中，基质及植物的根系对污染物有一定的吸收或吸附作用，从而净化水质的生物防治方法。通过收获植物，可以将水体中的污染物彻底搬离水体，改善水质，创造良好的水环境。

通州市政府在河道整治过程中，共选用多种可漂浮材料为基质，主要构建3种类型。

第一种，又称为漂浮湿地。漂浮湿地其实属于人工湿地的一种改进类型，相比传统的人工湿地，它更具有集中式、针对性的有机污染物净化潜能，应用位置多安置在水体中央。选用陶粒作为漂浮材料，上载有少许种植土。这次河道治理采用的是页岩陶粒，其孔隙率高、密度小，具有较好的漂浮性能，是一种理想的自然基质材料，同时对水中污染物质兼具有一定的吸附固定效果。基质上种植植物有狭叶栀子、矮向日葵、非洲菊、小雏菊等，植物也能发挥一定的植物净化作用。漂浮湿地较其他类型生态浮岛的优势：植物的生长不受水域类型和水底地形等条件的限制，所以种植的水生植物更为广泛，可以把水生、湿生、陆生等植物在一个系统中完美的组合，构建的生态系统更密闭和完备，具备更高的营养物质和其他元素的同化吸收效率。第二种类型强化吸附性能，又称为生态吸附浮床。外型、结构均与漂浮湿地接近，但漂浮材料选用碳素纤维球作为基质。碳素纤维球具有巨大的比表面积，所以污染物吸附能力更强，而且其巨大的比表面积可充当生物膜载体，利用生物膜上大量微生物的新陈代谢等活动，来达到对污水中有机物的彻底降解。其安放地点主要在近岸污水排放口附近，近一步强化附近高浓度污水的污染物吸附降解，减轻水体自净的负担。第三种类型，景观生态浮床。这种采用吹塑中空材质作为载体，拼接组装成类似于小船竹筏的漂浮体，主要起固定水生植物的作用。水生植物插种于其中，生长成型后自行固定。这种浮体材料的好处，整齐划一，浮力大，物美价廉。特别是因为浮力大，因此可载种一些大型水生植物，如美人蕉、泽泻、鸢尾等，景观可操作性强，但不能构建复杂的生态系统。

生态浮岛建成使得河道水体环境整治效果斐然，浮岛上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境；比表面积很大的植物根系及基质更是在水中形成浓密的网，吸附水体中大量的悬浮物，并逐渐在表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物转化成无机物，使其成为植物的营养物质，进而转化为植物细胞的成分，如此形成良性循环。采用生态浮岛水净化技术，不仅可以直观上增加了河道水体的美观，而且有效地提升了水质的透明度，改善了水质富营养化趋势。

2.4河道生物多样性的直接补给

修复受损食物链，强化生物污染治理也是这次河道生态治理的内容之一。为了加强河道生态系统自净能力，修复受损河道生态系统及实行生物控藻，治理中直接投加不少生物物种，具体包括：投放枝角类浮游动物，栽培沉水植物、浮叶植物，投加鱼虾及底栖动物等。枝角类浮游动物是一类小型甲壳动物，又称水蚤、红虫或鱼虫，可以摄食藻类，具有生活周期短，繁殖速度快，对环境的耐受性强等特点[4]。实践表明，生物多样性的直接补给有助于受损生态系统恢复。如：有意识地投加枝角类浮游动物，可以通过直接调节浮游动物进而控制蓝藻水华[5]；在河近岸侧栽培苦草、金鱼藻等沉水植物，能有效低生物性和非生物性悬浮物浓度，提高水体透明度；有意识地投加鱼虾及螺、贝等底栖动物，栽种睡莲类浮叶植物，将有助于生态系统的优势种群结构的调整。以上种种措施修复或完整食物链，有效地促进河流生态系统的自我修复，对水污染起一定的防治作用。

2.5景观生态元素的点缀

这次河道水生态修复还增加了景观照明、景观喷泉和人工曝气，提高了河道的观赏性能，能给人视觉上享受；人工充氧更是直接提高了水体的溶解氧水平，促进微生物快速降解水中的污染物，缓解水生生物因缺氧带来的生存危机，进而改善局部水环境。另外，部分河段还实施了生态廊道工程。水清堤绿，为居民提供健康、舒适、优美的休闲环境。景观照明更是营造出霓虹闪烁，流光溢彩的华美画面。

2.6其他配套性工程建设举措

此外，这次河道治理过程中也配套有一些常规的工程措施，包括调水、疏浚清淤、岸坡修复等。

所谓河道调水，是指通过人工手段，利用水利工程合理适量调引源水。通州区针对这4条城市内河，兴修水利，分别从运盐河和通吕运河调集水源，有效迅速改善了河流水质。究其原因，不仅仅是通过增加水量以稀释污水，水流速度的增加有利于水体复氧，强化好氧微生物降解，进而达到增加自净能力及环境容量的目的。虽不能根治，但不失为一种较好的应急方法。

在岸坡修复中，通州区政府采取了区分河段针对性护岸对策。稳定河段尽量保持河道自然岸坡，种植草皮和水生植物覆盖，避免填埋、裁弯取直以破坏河流的自然属性和河形的自然景观。不稳定河段和特殊河段，则尽量采用生态工程措施的原则进行护岸处理。

河道淤积严重的，还将列入全区河道轮浚规划，按设计断面进行全断面治理。

3通州市河道生态整治过程反思

3.1河道生态整治特色分析

3.1.1生态整治主导化。通州区这次河道治理崇尚自然规律，遵从生态治理理念，通过生态清淤、生物补给、人工浮岛等技术应用，促进水生生态系统实现自我修复。尤其新型生态技术生态浮岛的应用，构成植物根系和基质在吸收、吸附悬浮污染物的同时，为微生物和其他水生生物提供栖息、繁衍场所，具有凈化污染、修复生境、恢复生态、改善景观等多种功能。而内河水流缓慢，水体规模较小，也更适合生态浮岛的应用推广。

3.1.2治理手段多元化。在这次河道治理的过程中，通州地区综合多元理念，采用多种治理方法。通过污染控制、现代生物工程技术和环境工程技术等的综合应用，促进水域良性循环，有效地修复了退化的水生生态系统，改善水域环境。

3.1.3人水相谐景观化。

通州区这次河道整治引入多个景观设计元素，生态浮岛引来飞禽栖息，景观喷泉增加了水体的立体层次。白昼，景观植物摇曳生姿、错落有致；夜晚，霓虹倒影、水声淙淙。生态廊道更是为百姓休闲娱乐提供去处。

由于科学规划，措施切实可行，经过数月整治，4条河流再现鸟飞鱼跃，碧波荡漾的美好画面，维护了河道生态健康，保障和促进经济社会可持续发展。

3.2通州市河道生态整治存在的问题

3.2.1截污不到位，致使生态整治效果大打折扣。

河道治理结束时，水质监测还尚未立刻达到理想的监测结果，究其原因，除生态修复需要一段时间外，还另有原因。这次治理中的4条河流长期以来承载着纳污的功能，为了保证水质的稳定，防止再次污染，需实现彻底的雨污分流。但实现这一目标，不仅牵涉到地下管网的改建，和市民的水生态环境保护意识也不无关联。为此，应加大截污纳管的建设力度，严防雨污合流；提高污水处理设施的利用率，防止污水直排入河。

3.2.2需要加大宣传力度，增进与公众沟通。

这次生态治理工程原本出于改善民生，让附近居民切实享受宜居环境。但在北山湾河道治理过程中，还是出现当地居民担心影响自家构筑物结构，而阻挠工程施工的现象，对政府的形象和公信力产生不良的影响。同时，提示有关政府部门，需在规划期间即加大和公众的沟通力度，提高居民知晓度，让群众特别是当地居民，能够理解并支持工程的建设，形成“人人参与，为综合治理做贡献”的社会氛围，让河道综合整治成为促进“人水和谐”的一个重要契机。

4展望

河道生态整治目的是为了营造良好的河流生态环境，强化生态系统的自我调节功能，使河道水生生态系统实现良性循环，但事实上也存在一些值得忧虑的隐患。

（1）是否会引起外来生物入侵污染？在中心横河已经完工的一期工程中，沿岸能观察到原本属于生态浮床的景观植物，现已星星点点在附近的浅水区安营扎寨。在这次河道生态整治过程中，为筛选出耐污染、生命力强的先锋植物，选用不少外来物种。这些物种在缺乏天敌的情况下，会不会失去控制，无节制生长，从而造成外来生物入侵的新污染？对此，需加密切关注。

（2）生态整治的效应能否持续？

这次河道整治尚可能毕其功于一役，需要后期不断的维护管理。污水预处理的双层过滤若定期清理不到位，易引起堵塞；现有的生态浮岛难以推行机械化操作，目前大多采用人工完成，操作难度大，而后续的长期维护也同样倚重人工作业，包括病虫害的治理、枯枝败叶的打捞及挺水植物的收割等，给生态整治可持续增加难度。

以上隐患有望通过严密的规划，建立健全长期有效的管理机制以及实践中的经验教训及时发现总结来预防、改善和避免。

随着生活水平和生活品味的提高，人们越来越关注身边的环境。而一个地区的水环境不仅是环境因子的一部分，更承载着当地的水文化及人文内涵。南通素有鱼米之乡的美誉，构建新型“人水和谐、宜居水乡”的健康河道生态系统更是每个南通人的美好愿景。

安徽农业科学2015年

参考文献

[1] 陆冰清.南通城市化建设中的水文问题[J].水利科技与经济，2013，19（12）：12-14.

[2] 吴程，常学秀，董红娟，等.粉绿狐尾藻对铜绿微囊藻的化感抑制效应及其生理机制[J].生态学报，2008，28（6）：2595-2603.

[3] 柳惠青.湖泊污染内源治理中的环保疏浚[J].水运工程，2000，322（11）： 21-28.

[4] 李顺，杜瑞林，李瑞敏.鱼虫的捕捞、保存和培养[J].齐鲁渔业，2008（6）： 23.

[5] 操璟璟，廖庆生，蒋继宏，等.不同温度条件下几种枝角类浮游动物的抑藻净水效应研究[J].生物学杂志，2010，27（1）：57-60.