生态河道设计方案应用研究

【摘要】回顾生态河道治理探索的两个阶段，提出生态河道建设要分两步走，控源减排是前提，栖息生境构建、生态修复是目标。并结合上海崇明生态河道建设案例，提出生态河道治理解决方案，在不改变河道主导功能的前提下，通过一系列措施，逐渐恢复河道健康良好的生态系统，提高河流自净能力，改善水环境，体现人水和谐的生态治水理念。【关键词】生态河道；生态修复；生态护岸；栖息生境随着社会经济的不断发展，人们环保意识逐渐加强，越来越注重生态建设，在水利工程建设中开启了对生态河道设计的探索。生态河道治理探索主要经历了两个阶段：第一阶段是上世纪30年代至80年代末，瑞士、德国等欧洲国家提出的自然型河道阶段，主要强调自然驳岸应用，使河道回归自然状态；第二阶段是上世纪90年代初期至今，人们开始逐渐关注河道环境多样性、生物多样性，注重河道生态系统的构建，强调生态系统的健康性与稳定性。1、生态河道治理两步走生态河道治理，控源减排是前提。生活污水、工业废水、农田面源污染、畜禽养殖排污，底泥污染物释放等，都会引起水体有机物含量增加，当有机物含量超出河道消纳能力之后，就会引起相应的生态问题，水质变差、黑臭、藻类爆发等，因此控制污染物入河量是生态河道治理的基础。生态河道治理，栖息生境构建、生态修复是目标。在河道控源减排的基础上，构建栖息生境，保护河道现有生态系统的功能，治理退化、破坏的生态系统，修复受损的生态系统，使河道恢复到接近干扰前的生态系统。生态治理主要包括两部分内容：一是栖息生境构建，为不同生物提供不同的生活环境，创造生物生境的过程，为生物多样性创造基础条件；二是生态修复，组建生物链，完成能量传递，通过牧食链，完成光能、营养盐—植物—动物的能量转化过程，通过腐食链，完成有机物及动植物残骸—微生物—动物的转化过程。2 、生态河道建设案例下边以崇明某河道生态治理为例，对生态河道建设方法实际应用进行初探。该河道大堤隨塘河，位于水系末端，没有引排水功能，是一条蓄水河道，因此水动力较差。河道沿线有4 座拦河坝，导致水流不畅。河道主要污染为污水厂排水、违章畜禽养殖点污水直排入河及农田果园的面源污染。河道水质基本为Ⅳ类水，但由于河道水体流动性差，遇降雨等情况时水质波动比较大。2.1河道总体布置河道西岸基本维持现状岸线，东岸利用现有滩地，设置河滨带浅滩，改变现有河道较为顺直的形态，形成具有一定蜿蜒性、宽窄不一的河道形态。另外在东岸布置浅滩湿地，丰富岸线线形。沿河4 座拦河坝全部拆除，连通河道，增加水动力。2.2 截污减排污水处理厂设计标准虽然已达到一级A 的排河标准，但其水质指标仍较差，特别是总磷、总氮指标按照《地表水环境指标》属于劣五类。采用生态浮岛处理工艺对回流污水进行处理，生态浮岛主要布置在污水厂周边支河及工程起点河口处，减少污染入河。另外，由于本河道周边各支河水质也较差，为Ⅳ类水，考虑到短期内支河水质难以改善，在本河道沿线各支河口处也分别布置了生态浮岛，拦截污染进入本河道。河道面源污染主要是农田果园的化肥农药污染和东岸道路滩地的初雨污染，本设计引入海绵城市理念，利用生态滞留技术，通过设置生态植草沟和植物缓冲带，去除径流中的部分污染物。对于底泥污染主要通过底质改良剂，破坏水体底部原有的氧环境和pH 环境，降低有毒有害物质对水体的释放，提高水体活力，改善河道感观效果。2.3生态修复利用东岸现有废涵滩地，通过在河漫滩上进行局部扩展，建立能提高河道自净能力的浅滩湿地，不仅可以治理水体污染，还可以美化环境，为水生动植物与两栖动物提供栖息地。经布置湿地面积约为1 亩。对河道部分岸段河底通过散抛石块、放置鱼槽等措施，形成河底微地形，丰富河底的生境条件。河道生态系统的构建是河道生态治理的重要措施。采用净水能力强，景观效果好的水生植物，包括沉水植物、挺水植物、浮叶植物；增加浮游动物特别是大型枝角类的数量，提高其对浮游植物的牧食力是调控、改善自然水环境透明度和水质。水生动物投放以水质净化为目标，主要投放环棱螺、萝卜螺、河蚌、青虾及滤食性的鲢鱼、鳙鱼等鱼类。由大型底栖动物和滤食性鱼类为主导的水生动物群落与水生植物形成共生关系，辅助维持“草型清水态”生态系统固有的物质循环。2.4生态景观景观布置基于现状良好的植被，通过建立河流廊道，让河流呼吸、生物得到保护，多种生境得到恢复，让河道真正成为生态系统良性循环的一部分，实现“回归乡野的滨河景观新畅想”。根据现状带状空间，打造“一轴+一带+三点”的景观结构，“一轴”为河道两侧的绿带空间，沿林下种植大面积地被植物，沿水岸线种植开花挺水植物，局部自由点缀景石。“一带”为河道旁边道路，将该段道路作为自行车自助运动带的一部分，充分发挥林间骑行的地域优势。“三点”为河道上的三个重要景观节点，依次为“浮岛生趣”、“水花园”和“鸟栖湿岸”节点。2.5生态护岸有放坡条件的岸段，采用生态袋+植生土坡+碎石面层的型式；树木距河口很近的岸段，采用密排木桩+植生土坡+碎石面层的型式；在岸顶有道路岸段，受地形条件限制，为减少对道路破坏同时为满足岸侧防汛高程要求，采用生态袋+箱式花槽的型式，在河口处设置箱式花槽，既能防汛达标又能美化环境。2.6水系沟通本工程河道上有四座拦河坝，对拦河坝予以拆除新建桥涵，连通河道，实现水系沟通。3、 结语河道生态设计主要从生态系统的两大基本组分“生境”及“生物”着手，针对河道存在的水体水质恶化、生物栖息生境受损、生物多样性低、护岸材料硬质化及生态景观效果差等问题，从水环境可持续发展的角度出发，在不改变河道主导功能、不影响河道防洪排涝功能的前提下，以“自然、生态、美观、亲水”为主要建设目标，通过截污控源、水质净化、生态护岸等工程措施重点改善河道生境，为生物提供适宜的生长繁殖条件，丰富生物物种多样性，构建健康完善的生态系统，提高河流环境容纳能力，改善水质、水环境，体现人水和谐的生态治水理念。参考文献：[1]高晓琴，姜姜，张金池.生态河道研究进展及发展趋势[J].南京林业大学学报（自然科学版），2008（01）：103-106.[2]《上海市崇明区生态河道治理技术导则》（宣贯稿），2017.作者简介：邢超锋（1990-），男，助理工程师，主要从事水利工程设计方面研究。