北方河流湿地生态修复工程：以晋城丹河湿地公园为例

朱江

（中国城市规划设计研究院，北京100044）

随着人口增加、经济发展和城市化进程的加快，“有河皆干”“有水皆污”成为我国北方地区普遍存在的河流生态问题，已引起了社会各界的广泛关注。河流湿地修复是一个多学科交叉融合、技术经济和社会问题交织的复杂工程。从国外的经验来看，美国是开展河流湿地保护与恢复较早的国家，从20世纪90年代起，美国国家环保局、水域生态系统恢复委员会和农业部等尝试开展流域尺度下的修复工程，并提出在2010年前恢复受损河流64万km²的生态恢复计划（王文君等, 2012; 陈兴茹,2011）。

我国近年来关于河流湿地的生态研究成果丰富，崔保山等（2016）认为湿地恢复是运用生态技术或生态工程对退化的湿地进行恢复或重建，使湿地恢复自然生态结构功能。董哲仁等（2010）提出河流生态系统研究的理论框架，阐述了河流生态系统包含自然系统、经济系统、社会系统和工程系统四大类，并提出河流生态修复负反馈规划设计方法，用于解决河流生态修复规划、设计和实施过程的决策方法问题。赵彦伟等（2005）建立水生态模型，研究了河流生态系统健康的概念、评价方法和发展方向，提出河流健康评估5大要素的指标，包括水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带。还有学者从河流廊道的空间结构和生态功能的分析出发，提出了河流生态修复的概念和技术，包括湿地退化的成因、生态恢复技术、湿地景观规划等，但普遍偏向湿地生态修复的理论研究以及效益评价研究等方面。目前在实践层面对河流修复主要以建设和运行工程设施为手段，从工程科学发展的角度，需要通过实践对河流生态修复理论研究进行校核与反馈。

本文结合丹河湿地公园规划的实践工作，对河流湿地生态修复的原则、内涵、实施策略和关键问题等进行了探讨和思考。

1 丹河湿地的生态特征和问题

晋城市地处山西高原东南部，晋豫交接地带，属温带大陆性季风气候区，干旱少雨，年平均降水量650 mm，年降水量的60%集中于6-9月，山区降水多于河谷、盆地，全市多年平均蒸发量1 009.6 mm。丹河是晋城境内的第二大河，被誉为晋城的“母亲河”。丹河是一条历史名河，《山海经》说：沁水之东“有林焉，名曰丹林，丹林之水出焉，南流汇于河”。但当下的丹河水量稀少，植被稀疏，难觅当年“水出丹林”景象。实际上，丹河的生态问题在我国大部分北方河流中普遍存在。

2 丹河湿地生态修复技术路线

丹河的生态修复是以问题为导向，以工程为抓手，生态规划和工程措施同步展开。技术路线总体解决“无水、污水、洪水、生态”四大问题，梳理“行洪与保水、自然与人工、单纯与丰富”三大关系，最终达到“水清、岸绿、河畅、景美”四大目标。

丹河湿地生态修复的技术路线：①把握“河道、岸线、动植物、水工设施”4个关键系统，在充分满足河道防洪要求的前提下，利用GIS地理信息系统，综合分析水域、湿地、冲沟、农田、林地等自然生态要素现状，以及与湿地公园相邻的城市发展功能之间的关系，确定生态修复工作的重点片区；②提出“防洪、补水、保水、净水”的规划策略，具体包括分段布局、水系综治、岸线控制、生态保育、交通体系、休闲游憩、设施业态等规划内容；③充分发挥“扩、改、除、补”4项生态修复与水利工程措施，编制专题研究与设计导则；④制定近期实施方案和年度行动计划，建立项目库，明确项目类型、数量、规模和建设时序等，达到“河床恢复、河岸修复、多级湿地、生物群落”的重点提升。

3 丹河湿地公园规划原则

3.1 统筹协调，科学规划

规划的基础是留白，考虑实地湿地公园建设的各种限定条件并规避之，才能顺应自然情势，形成长期稳定的湿地公园环境，控制风险，降低维护成本。规划的核心是利用有利因素，在适宜建设的环境条件中尽可能创造最佳典型景观，发挥最适宜的功能。

3.1.1 行洪与湿地共存 丹河为北方季节性山地河流，河道行洪压力与典型湿地景观有一定矛盾。应优先满足水利安全要求，尽量避免蓝线范围内建设人工湿地，鼓励发育自然湿地。除水工设施外，不设置永久构筑物。

3.1.2 自然与人工并存 自然河道以及相邻河床内有开垦的农田，周边相邻地块有密集集镇和规划建设区，人类活动目前对河道与湿地生态系统的扰动和入侵明显。如何转化这一矛盾，使得天人合一的田园景观得以再现，是规划的根本出发点。

3.1.3 单纯与丰富共存 自然湿地本身要求单纯、扰动少，但城市亲水生活又要求一定的可进入性，适量承载生活功能的需求，解决功能合理分配也是规划的起点。

3.2 问题调查，系统诊断

通过水文监测资料与现场调研，对基地河道现状进行梳理和总结，主要包括以下4个方面的问题：

（1）有河无水。由于上游任庄水库的拦蓄，丹河大部分时间无水，只有一条有可能出现水流的河床。由于地下水严重超采，水位逐年下降，水量主要由河道两侧不定期的工业、农业污水和生活废水以及自然降雨进行补水，河水流动已无规律性。

（2）河床脆弱，防洪防涝压力严峻。目前丹河河道尚不能达到20年一遇洪水标准，治理河段内河道两岸至今未采取任何防洪措施。由于缺乏管理，沿河两岸群众在河道内随意倾倒生活、生产垃圾，河床淤积严重，甚至多处河段下游高程高于上游，导致部分河段防洪能力不足；同时由于河道多年干涸，居民在河道内开荒种地、开采沙石，部分河槽已经消失。

（3）多污染源。丹河已无或基本上已无清水基流量，沿岸的工厂、医院、农场生活污水、生活垃圾、农业面源污染，导致丹河重金属含量、氨氮、COD含量超高，水质劣Ⅴ类。

（4）生态格局几近消失。湿地公园现状以农业用地为主，乔木植被稀少，植物种类单一。流域水面面积大幅缩减80%，早已不见“林木繁盛，水出丹林”的往日胜景。

3.3 重点突破，分步实施

河道水环境的改造策略包括“防洪、补水、保水、净水”4个方面，其中防洪蓄洪要做到汇水量控制和水流速控制；河道补水应调节河道水位、增加河床宽度；水系改造要增加静水区域、增加岸线长度；水体净化则通过疏浚、污染源控制和生物过滤来完成（图1）。

根据改造策略，规划提出了“扩、改、除、补”4个具体工程措施（图2）：①“扩”是指对根据水利防洪标准，部分河段行洪道扩宽，保障水利安全，同时扩大现状蓄水面，形成多个永久风景湖面；②“改”是对取土坑、养殖池、冲沟进行整理形成人工湿地、雨水湿地等；③“除”是对楔入主河道的养殖池塘进行去除；④“补”是指在行洪瓶颈区段，增补行洪通道、建设水工设施，保障水利安全。

图1 生态补水方案Fig.1 Water supplement strategy

3.4 正本清源，复合提升

湿地公园建设既有单方面的防洪防涝与水环境改造工程，也有丰富多样的生态系统修复、动植物群落再生等内容。生态修复工程具体包括河床恢复、河岸修复、多级人工湿地、动植物群落规划4个方面。

3.4.1 河床修复 丹河由于过去河道挖沙，部分河段天然防渗层遭到破坏，河道水资源无效损耗，导致下游河道长期干涸、生态恶化等问题。为维持丹河河道最小生态需水量，必须解决河床渗漏问题。规划提出在永久性水面范围内做防渗层，并建议采用黏土填压的生态防渗措施。根据自然河床的分层剖面，制定远期恢复标准。近岸部分的河床要进行精细化处理，包括水生植物着生要求，水位不能超过0.6 m，坡度不能太陡（不超过30°)，要有一定的浅水区（0.3～1 m）。

3.4.2 河岸修复 河岸修复应根据河道冲刷程度来确定岸线类型，主要分为生态护岸、生态驳岸和硬质驳岸3类（图3）。①河道冲刷程度较小的地段设置生态护岸，以自然堆土、毛石、木桩等作为

护坡形式，坡度小于30°设置自然岸线（湿地的一般形态），缓坡入水促进植物生长，适宜生物繁衍；②冲刷程度较高的岸线设置生态驳岸，其中坡度在30°～40°，冲刷程度较高的地区设置毛石驳岸；40°～60°的区域可设置木桩驳岸，可以和周边的自然景观较好地融合，并栽植一定数量的水生植物；③在防洪压力较大，如河道转弯处设置硬质驳岸，包括台阶式亲水驳岸、垂直驳岸等。

3.4.3 多级人工湿地 多级人工湿地也是生态修复的一类内容（图4）。除了主河道外，支流的水体、从主河道外围到规划区边界的池塘系统、雨水系统形成了多级的人工湿地系统。从陆上地表径流，经湿地系统过滤，再排到自然河道，这种多级的、复合型湿地自然系统，能够最大程度地发挥湿地的生态功能。同时，在多级湿地系统中，废水经过湿地过滤，从中得到的中水可作为景观的灌溉用水。通过再利用处理过的废水灌溉，水中含有大量有机肥料，对于干旱少雨的季节，这将成为宝贵的资源。

图2 河道水环境改造策略Fig.2 Strategy of river environment restoration

3.4.4 动植物群落规划 动植物群落规划的目标是依托合理的湿地生态功能，扩大湿地面积，最大限度恢复湿地植被，同时为鸟类、鱼类、两栖类、小型哺乳类动物提供更多的生境，从而逐渐形成多物种食物链生态结构。从植被景观的角度进行植物群落规划，恢复丹河两岸历史上层林尽染的群落风貌景观，在岸边、山麓、湿地等重点景观区栽植元宝枫、黄栌、银杏、洋白腊、金银木等彩叶树种。重点选育本地特色的经济林树种，如山楂、柿树等，增加林景的同时，扩大鸟类栖息地。

4 湿地公园规划关键问题探讨

4.1 管理协作问题

北方地区的水库起初是为调蓄洪水而建，也确实有助于防洪、农业灌溉和城市供水，但由于它们的截流，流域近70%的地表水无法流向下游，下游平原河流、地下水补给减少，河道常年断流，湿地消失，生态恶化。水利、工业、农业等相关部门应重视流域的生态环境问题，随着中国降等使用和报废的水库数量逐渐增加，需要逐步增加原有河道的径流量。只有各部门之间协调合作才能统一进行流域生态环境的治理恢复。

4.2 规划衔接问题

河流湿地的生态修复是基于生态学的整体工程规划，由于水利工程规划、湿地空间规划和生态规划的理论与实践方向的差异性，往往存在跨学科规划之间衔接不到位等问题，而河流湿地问题一定要通盘考虑，只有各个层面的规划有机融合，才能抓住关键。如何编制河流生态修复规划，特别是建立完善的规划体系，有关主管部门应深入研究并出台关于河流生态修复规划编制的相关要求。

图3 河岸修复规划Fig.3 Riverbank repair plan

4.3 标准规范问题

河流生态修复需要大量的专业技术保障，如何达到生态目标，实现生态功能，需要有系统配套的生态修复标准规范。河流治理的阶段性具有强制性，具体就是“先治污，后生态”。重污染水体应先进入污水处理厂集中处理，再进入人工湿地进行生物净化提升，如果水处理顺序颠倒，污水会极大地破坏河流生态系统，导致湿地生态恢复工作的前功尽弃。目前各类别规划也有相应的标准，但综合性不足，不成系统，应建立专门的河流生态修复标准规范体系。

4.4 监测评估问题

一个完善的水生态系统需要至少几年、甚至十几年才能形成，河流生态修复需要注重监测和评估工作。在丹河湿地公园规划中，水利系统的河湖水生态方面的资料非常欠缺。通过河流水系、水文、水质、气象、土壤、植被、标志性物种、人口分布、土地利用方式、水利工程等各类数据与信息的收集与叠加，并长期积累，为河流湿地环境管理工作提供一个强大的数据库。这是一项基础性的工作，是制定河流型湿地修复规划的基础，也是河流健康评估的基础。通过连续的监测评估和修正完善，生态修复才能真正做到让生态回归河流，让河流回归自然。

图4 多级人工湿地系统规划图Fig.4 Multiple wetland system plan

5 结语

北方地区的河流生态问题由来已久，如果不能够正视环境问题，让河流连年干枯，饱受污染，将面临着泉水消失、地下水枯竭，本地生物多样性消失的危险，造成无法挽回的生态环境灾难。河流生态修复不同于园林景观设计、生态规划或工程规划，它的目标是让河流重新获得失去的河流生态调节和自我修复的能力，它代表着一种新的价值取向和建设模式。晋城丹河湿地公园在河流型湿地修复方面是一次探索，还有很多需要研究和解决的问题，我们希望通过创建一个北方城市河流生态再生的样板，为大范围推广摸索出经验。