永定河上游山西段城市河流水生态系统修复探析

牛金贵

（永定河流域投资有限公司朔州分公司，山西 朔州 036002）

改革开放初期，永定河上游城市片面注重经济发展，未对水资源、水环境给予足够的保护。粗放的城市化进程导致城市河流功能日益萎缩、水环境恶化、水生态退化，影响了城市社会经济的可持续发展。随着永定河流域社会经济全面发展，水生态环境破坏导致水资源禀赋差，水环境承载能力低，生态空间不足，水生态退化、部分河段防洪隐患犹存、流域综合管理能力薄弱等。要实现城市水生态系统良性循环，就要分析城市化对河流的影响机理，提出城市河流生态修复应坚持的原则，剖析当前水生态存在主要问题，进行城市水环境综合治理，逐步修复河流水生态系统。

1 城市化对河流的影响分析

城市河流在改善城市生活环境、推动旅游娱乐、改善城市热岛效应、调节城市局部气候等方面具有积极作用。城区河流作为流域的有机组成部分，不仅受城市单元环境的影响，而且参与全流域的水循环过程。随着城市对河流的利用强度和破坏强度不断增强，城市化对河流的影响主要表现为形态影响和生态影响两方面[1]。城市河流转化为自然、人文共同作用的二元生态系统。

1.1 城市化进程对河流形态的不利影响

城市化进程对河流形态的负面影响，主要表现在以下几个方面：

一是河流直线化。通常城市河流出于人工景观的需求，会对蜿蜒的天然河道裁弯取直，改变原有河流自然流态。

三是河床硬质化。在现行城市河流工程改造中，河床多选用混凝土、石方等衬砌，将原有河床覆盖。这种情况一定程度上提高了过流能力，满足了相应水位要求，却截断了地下水的补给通道。

1.2 城市化进程对河流生态的不利影响

1.2.1 河流形态变化造成水生态系统退化

城市河流硬质化、渠道化的嬗变，不同程度改变了自然河流的蜿蜒形态，比如原先弯道、缓流、急流的自然布局消失殆尽，河道横断面规则化改造从另一方面改变了自然落差、深浅交错的原始风貌，一定程度上降低了生境异质性，水域生态系统的结构、功能发生急剧变化，尤其是大幅度降低了生物多样性。调查表明，城市河流衬砌导致生物种类减少70%以上，水生生物也减少约50%。

1.2.2 城市化导致河流自净能力降低甚至丧失

原始自然河道中的动物、植物和微生物等都富含吸收、降解水中污染物的作用。比如：通过自然曝气、水生植物和藻类的光合作用确保了河水的臭氧功能。而城市河流流速较低，丧失了自然曝气复氧功能，同时失云部分自净功能，一定程度加剧了河道水污染。

1.2.3 城市河流非连续化对水体污染的负面影响

不可否认，由于城市建设对河床的改造使原先自然流动河流成为相对静止的人工湖，表现为流速、光照、水温以及边界条件均发生剧烈变化。城市河流非连续化影响水体中营养盐的迁移转化，造成水质持续恶化，当气温较高时，微藻繁殖具备充足的营养条件，甚至产生水华现象。

综上所述，基于“十三五”火电行业总量控制目标的排放绩效宏观测算结果，结合已实施超低排放火电机组的实际排放绩效以及《火电行业排污许可证申请与核发技术规范》规定的重点地区排放绩效，在火电机组超低排放限值下的排放绩效的理论计算基础上，留有10%左右的余量，确定浙江省火电燃煤机组超低排放浓度限值下的排放绩效限值如表1。

2 城市河道水生态修复应坚持的原则

河道水生态修复应以生物修复为主，结合各种物理和化学修复以及工程技术措施，重构受损水生态系统的生物群体及其结构，最终实现生态系统综合协调、自我维持和自我演替的良性循环[2]。

2.1 先行恢复河流自然净化原则

城市河流具有防洪、生态和景观娱乐等多种功能。目前城市河流具有一定的污染物自净机能，当水体所受到的污染程度未超过其自身所具有的环境承载力时，应优先恢复使用河流的自然净化功能，重新使水体中的各项水质指标及河流生物群恢复正常。

2.2 河流多功能相互协调原则

城市河流的多功能性，决定了城市河流水生态系统修复技术路线的多样性，恢复水体自净功能的同时，应兼顾城市河流生态、景观功能的优化，以充分满足人类文明聚集地的社会职能。因此，不同地区应根据具体情况，因地制宜地采取不同方式达到系统治理的目的，构建人与河流和谐共处的环境。

2.3 多措并举修复河流生态

城市河流修复目的是恢复河流生态功能，技术途径应充分反映当今水生态保护领域最新科技成果，结合多年工程应用实践，集成生态型河床和生态型护岸关键技术，人工措施应避免破坏河相多样化，尽量保持自然河床形态，维持水域生态系统基本功能，确保城市水资源使用功能并发挥更大效益。

3 永定河上游城市河道生态修复

永定河山西平原区城市段水生态修复，主要以建设湿地公园，构建运动休闲娱乐空间为重点，开展湿地保护与恢复，实施河道生态修复、河滩地治理、防洪薄弱环节治理、防护林建设等[3]。

3.1 河道生态修复理念

河道生态修复，主要利用湿地进行水质净化，利用河岸带植被和生态护岸进行水土保持等技术措施。

人工湿地措施，充分利用沼泽地有效吸收、去除水中营养物，吸收、沉淀、降解水中异质，发挥处理染污水体的功能。这种处理系统可结合景观设计种植观赏植物，改善风景区的水质，其工程全生命周期造价远低于常规处理技术，被国内外视为改善大型水体水质的有效方法。

河岸带位于水生和陆地之间的过渡地带，在近岸陆域坡面正常水位以上生长草本植物、灌木、木本植物等陆生植物，在滨水区域生长耐旱耐涝植物。

生态护岸采用适用于水位变化较大的复式护岸，确保既不影响枯水期生物生长和景观效果，也利于洪水期行洪。

3.2 河道综合整治与修复措施

3.2.1 河道生态修复

永定河上游综合整治与修复工程，主要有山西省朔州市山阴县生态修复工程，山西省朔州、大同段河岸带恢复植被5 800 hm2，建设生态护岸139 km，建设御河入桑干河口的水质净化湿地400 hm2，对册田水库段进行河道清淤，恢复河岸带植被200 hm2，修建生态护岸，建设生态净化湿地200 hm2。

3.2.2 河道防护林建设

重点河段河道防护林启动桑干河朔州段、大同段和御河防护林工程建设，实施现有林管护，恢复河道生态植被，强化河岸水土保持、防风固沙功能，达到美化河道景观的效果。目前，逐步完善朔州市、大同市桑干河及御河河道防护林体系，采用杨树、柳树、油松和樟子松等树种，新营造防护林335 km，面积8 357 hm2，同时实施现有林管护20 542 hm2。

3.2.3 防洪薄弱环节治理

通过《21 世纪初期首都水资源可持续利用规划》的实施，已对桑干河河道输水河槽按照30～50 m3/s 流量进行整治，但河道尚未经统一规划治理及堤防建设，河道行洪能力低，部分河段不足5 年一遇。

通过堤防加高加固、险工段治理、穿堤建筑物维修加固等措施，对桑干河进行综合整治，防洪标准提高到10～20 年一遇。对山西省朔州、大同段实施河道主槽整治147 km，险工险段治理40 km，堤防加高加固43.5 km，穿堤建筑物改建62 座，河道清障11 km。同时，对大同市御河进行治理，河道主槽整治64 km，险工险段治理5 km，堤防加高加固20.6 km，改建穿堤建筑物20 座。

3.3 生态修复效益

通过山西省永定河综合治理与生态修复项目的实施，河流水环境状况明显好转，并可在山西省引黄用水量达到设计规模前，向下游省份提供生态补水。省内主要河段入河污染物得到有效控制，河流水质有明显的改善，水功能区达标率90%以上。生态功能得到有力提升，河道水生态和河岸生境得到了有效恢复，河流生态廊道基本贯通，生物群落多样性初步恢复，进一步增强了河流净化工程的生态功能，具有显著的生态效益。

4 结语

山西省永定河水生态修复坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念和“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的系统治水思路，按照“筑牢国家生态安全屏障，坚持保护优先、自然恢复为主”，将全面提高生态保护的系统性，提高社会、经济、自然复合生态系统的弹性，全面提升区域生态安全屏障质量、促进生态系统永续利用。