前山河“一河两涌”排洪渠水生态修复设计

袁 敏

（博大绿泽生态建设集团有限公司，上海 200000）

1 项目概况

1.1 区域背景

前山河、广昌涌、洪湾涌是珠海市重要支流，既是该地区防洪排涝的重要通道，又是城市重要的滨水景观带和开敞空间。据珠海市统计局统计资料显示：珠海市地处北回归线以南，冬夏季风交替明显，终年气温较高，属南亚热带海洋性季风气候；雨量充沛，多年平均降雨量为2 042.0 mm。

根据珠海市水质监测中心近年对前山河各断面的水质监测结果表明，前山河各段面水质基本维持在V类和劣V类，主要超标污染为粪大肠杆菌和氨氮超标，总体水环境状况不容乐观。

1.2 排洪渠现状

流入“一河两涌”的排洪渠在珠海侧主要有15条，包括南屏东、南屏中、南屏西、鹅槽山排洪渠等，南屏中排洪渠 （下称南屏中渠） 承接南屏水库溢洪道，全长约1.8 km，现状河宽约18～24 m；上游水深约0.4 m，下游水深约0.7 m，现状为浆砌片石衬砌渠道，两岸岸线护砌良好，是珠海前山河流域比较典型的排洪渠，虽然满足防洪排涝功能，但是污染非常严重，对沿岸的居民生活造成了严重的影响，而且每年向前山河输入大量的污染物，造成前山河水质不断恶化。

1.3 治理目标

南屏中渠的阶段治理目标为三个月消除黑臭现象，主要污染物浓度下降30%；六个月保持常年无黑臭 （排污口附近除外），主要污染物浓度下降40%以上；12个月消除劣五类水体，提升水体自净能力，营造优美景观效果。

2 水体生态修复治理思路与框架

流域综合治理包含市政、水利、环保、生态、景观等多专业内容，是一个非常复杂的系统性项目，需要从项目的规划设计、建设实施、运营和管理等多维度综合考虑。

2.1 截污整治

截污治污遵循“先截污，后治污”的理念，以控污减排为前提、水功能区划为基础，限制排污总量，明确水系保护的目标和制定水质提升的措施。

2.2 生态水利

研究区域水系统，利用生态水利的调控，改善河道现状，在满足行洪排涝的基础上，因地制宜分级设计蓄水坝和跌水坝，为生态构建创造条件，分析区域水资源情况，通过收集净化雨水及河道引水作为水渠补水水源，维持项目区水量平衡。

2.3 生态系统构建

关注“生态”和“景观”两大系统，通过水体生态系统及水陆交错带系统构建，增加水生植物丰度和多样性，长期维持生态系统稳定性，发挥水体持续自净能力；在滨水岸带营造优美的植物景观群落，设计休闲生态步道和观景平台，打造人水和谐，水清滩绿的景观效果。

2.4 长效运维管理

建立长效的生物监测和生态系统维护技术，主要包括水体特征参数监控及管理、水生植物管理与维护和水生动物管理与维护，长期监测断面达标情况及生态系统健康状况，建立水体生态健康数据库，进行科学维护与管理。

3 清水型水生态系统构建

构建清水型生态系统[1]是模拟原生清水河道原有生态系统结构，在保障防洪安全的前提下，根据用地情况选择合适断面形式，采用生态护岸，综合利用曝气等辅助措施，通过构建水体微生物、水生植物和水生动物群落，还原清水河道生态系统物质和能量的循环。

南屏中渠上游和中游区域为硬底， 蓄水少， 污染入渠多；下游河道受潮汐作用影响大。在上游入渠支流进行生态处理，提升入渠水质；中游硬底进行挖除并进行软化改造；设置浅坝蓄水，以保证各区段生态需水量；种植沉水植物并进行水生动物群落调控，同时采取措施恢复净水微生物群落。通过系统的综合生态治理措施，构建“水下森林”清水型生态系统，实现排洪渠清水入河。

3.1 截污设计

南屏中排洪渠下游两侧布置了截污管道，两侧截污管均互通，由于东侧截污管道较小，导致局部污水会溢流至排洪渠，且上游有旧村生活、工业污水排污口，需要进行截污改造。本次项目考虑拆除联通管，拆除东侧D300截污管，在原位置上新建D600截污管道。

3.2 生态清淤

排洪渠现状淤积严重，排洪不畅，需要进行生态清淤。采用勾机疏浚，平均清淤厚度0.5 m，淤泥进行固化资源化处理。

3.3 活水

3.3.1 建闸设坝方案

南屏中排洪渠受潮汐影响水位变化较大，水位较浅，在下游与沙心涌交汇处建翻板闸坝一座，高约1.5 m （略高于高潮水位），减小潮汐作用对排洪渠的影响，同时提高排洪渠水位。在排洪渠上、中、下游设置浅坝3座，坝高0.8 m，提升排洪渠各段水位，维持一定的景观水位，为清水型生态系统构建提供必要条件。

3.3.2 生态水位保障

为保证枯水期排洪渠生态水位，在排洪渠下游出口处建地埋式一体化补水泵站一座，从沙心涌抽水到排洪渠上游补水，配套DN300补水管道，长约1.5 km，沿排洪渠岸边敷设。泵站主要在旱季无其他外来补水来源时运行，规模为90 m3/h，扬程为7 m，枯水期的补水量为9 720 m3，维持水量平衡。

3.4 清水

3.4.1 基底改善及水环境改善

对排洪渠中硬底区域进行挖除处理，同时进行底质软化改造，在为水生植物创造一个良好生长环境的同时，恢复水体与渠底土壤之间物质循环与能量的传递。通过用缓释包埋固定化微生物处理，减少底泥营养盐向水体返还，硬底挖除改造24 600 m2，基底改善面积32 000 m2。

3.4.2 曝气增氧

水体黑臭主要是水体缺氧造成的，同时也与水体富营养化和底泥沉积有关。城市水体一旦超量受纳外源性有机物，水中的溶解氧就会被快速消耗。采用微孔曝气增氧技术增加排洪渠水体溶解氧含量。

3.4.3 水生植物群落恢复

构建稳定的水生植物群落，利用水生植物的生长吸收氨氮等污染物[2]，以达到净化水体的目的，南屏中排洪渠水生植物群落恢复主要是恢复排洪渠及其上游支流沉水植物群落，共种植沉水植物27 500 m2，群落品种有矮生苦草、轮叶黑藻、篦齿眼子菜，以矮生苦草为主要优势种植。

3.4.4 微生物群落恢复

通过微生物活化系统，激活排洪渠土著微生物，增加水体自净能力。南屏中排洪渠上游入渠支流设置生物强化装置2套，排洪渠中共设置微生物活化系统3套。

3.4.5 水生动物群落调控

南屏中排洪渠水生动物群落结构优化是以整个排洪渠水体为调控对象，主要措施有投放上层滤食性鱼类 （如鲢鱼、鳙鱼），抑制藻类；投放肉食性鱼类 （如鲈鱼、乌鳢等），通过食物链控制草食性鱼类和杂食性鱼类；投放环棱螺增加藻类的被觅食量。利用生物操纵技术，优化排洪渠水生动物群落，提高水体自净能力。后期要定期观察水生动物生产情况，适时捕捞。

3.5 绿景

现状两侧为硬质直立驳岸，景观生硬单调。在排洪渠驳岸顶部外设种植垂藤植物并在驳岸底部有种植土壤的区域种植爬藤植物，对排洪渠硬质驳岸垂直绿化，起到提升景观效果及过滤边坡雨水径流的功能。

3.6 长效运维管理

3.6.1 管理机制

流域整治的有序开展需要保证完善的管理机制以及强有力的管理机构的推进，搭建跨部门、跨专业的项目实施和运营管理平台，统筹市政、水利、环保、景观等涉水设施和工程，有效避免建设和运营管理的脱节现象。

3.6.2 流域智慧平台

通过“数字流域”基础地理信息技术，搭建流域智慧平台。包括在线监控系统、数据接收与显示系统、数据库存储与分析系统以及智能诊断反馈系统，通过专业化的运营，实现水质治理目标和长效管理。

4 结语

项目实施后，南屏中渠彻底消除黑臭，水质改善明显，从水质检测报告[3]显示，从2015年3月的水质现状到2016年4月治理完成后，高锰酸盐指数降低了66.2%，氨氮指标降低了86.9%，总磷指标降低了92.8%，溶解氧提高了32倍，而且大部分指标达到Ⅳ类水及以上标准，溶解氧甚至达到了Ⅲ类水标准，指标详见图1。

图1 南屏中渠水质变化图

通过多维度对排洪渠进行综合整治，构建清水型生态系统，有效改善水质、提高水体透明度，从而使河道水体长期达到“水清、岸绿、景美、生态”的效果，其成功实践可为其他流域综合治理项目提供经验参考。