多维度考量下生态河道综合治理探索——以深圳丁山河河道整治工程为例

刘雨佳，徐圣君

(1.中交生态环保投资有限公司技术中心，北京 100013；2.中国科学院生态环境研究中心，北京 100085)

1 研究背景

丁山河位于坪新清经济合作发展示范区—地处深圳、惠州、东莞三个中心城市唯一的交界地，是深莞惠三市交界地的地理几何中心，素有"金三角"的城市美誉，始于2012年8月启动了深圳国际低碳城建设。

丁山河深圳境内河段，即龙岗河的汇入口至深惠交界段，总长6.4 km是本次丁山河综合整治重点治理的范围。深圳境内河段流经深圳国际低碳城及龙岗区坪地街道的中心工业城区，河道水质及沿河生态环境不仅关系到龙岗区政府、坪地街道的对外形象、也直接影响到龙岗河交界段断面的生态水环境、甚至关系到所辖区域企业和居民的生产生活环境。

因此，在低碳城拓展区建设全面铺开、上游惠州的污水已收集处理及境内低碳城启动试点区段已治理的情况下，丁山河其余河段的综合整治工程已刻不容缓。

本次河道整治工程主要是通过水文修复、河道驳岸防护、控源治污等措施，整治河道，改善水环境，改善人们的生活环境、提升城市活力。本次工程也是建设与区域内国际水平低碳城发展环境相适应的高质量的城市基础设施工程,保障区域内企业正常的生产和居民的正常生活,为促进区域内社会经济的可持续发展和繁荣提供良好的条件和基础。

2 流域概况

丁山河又称高桥河，发源于东莞与惠阳交界处，上游位于惠州市惠阳区，穿越龙岗区坪地街道龙岗大道，于环城南路桥下游约200 m处入龙岗河。丁山河全长约23.51 km(深圳境内6.4 km)，集雨面积79.16 km2(深圳境内23.49 km2),平均坡降i=0.004 8。丁山河流域位于深圳境内主要有四条一级支流：长坑水，白石塘水，黄竹坑水，花园河，流域水系分布见图1。

图1 丁山河流域水系图

丁山河流域有4个蓄水工程，总控制面积11.52 km2，占流域面积的14%，其中深圳境内3个：长坑水库、白石塘水库、黄竹坑水库，总蓄水面积6.12 km2，惠州境内1个：惠州沃背水库，蓄水面积5.4 km2。

3 河道现状问题分析

3.1 短时强降雨、河道水位涨落幅度较大

丁山河流域属南亚热带海洋性季风气候，雨量充沛，据清林径雨量站1960-2008年48 a的实测雨量资料统计，多年平均降雨量1719.1 mm，七至九月，太平洋及南海海域生成的强烈热带风暴和强烈台风，带来大量的强烈性降雨和湿润水气，易形成南亚热带和台风暴雨。

丁山河属于龙岗河流域，流域地貌主要以丘陵为主，坡度相对较大，平均汇流的时间短，洪峰流量模数大，流域内产汇流的时间相对较短，同时暴雨集中，径流、流量变幅大，导致水流的造床能力时强时弱，造床时间短，强度大，河床的冲淤能力变化频繁，容易造成丁山河流域的洪水灾害。

3.2 河道行洪能力差，洪涝灾害不断

项目地处深圳市北部低丘盆地区，地势低洼，排水不畅，容易内涝。部分上游河段仍是天然河道状况，断面狭窄，堤防低矮，防洪能力不足20 a一遇的标准，下游河段特别是西湖苑别墅区段，自行修建了浆砌石护岸，达不到设防的防洪能力标准。

由于当地城市经济发展，居民无序地开发抢建一些违章建筑物，人为填埋了原有的排水通道、占用了河道行洪断面，导致河道行洪断面狭窄，近几年来在深惠交界附近、西湖苑等地相继多次发生了不同程度的洪涝灾害。

此外，高速的城市建设和土地的无序开发加剧了两岸河道水土的流失，大量流失的水土直接地进入河道造成淤积，进一步降低了河道的行洪能力。

3.3 河道水质较差

根据2015年上半年深圳市人居环境委员会所监测的丁山河流域水质监测数据显示，在深惠交界处水质已达劣V类，且平均综合污染指数有上升的趋势。由于在高程不能和现状市政污水管衔接、上游市政截污管道过小无法接驳大排污口、要接驳漏排污水口其拆迁量大等因素，深圳境内河段沿线有18个排放口未完成接驳，造成雨污混流水入河。

丁山河上游段，河道基本没进行过正规整治，沿岸尚未有污水收集系统，采石场、养猪场及印染厂较多，且集中在河道两侧，所有工业、生活污水都直排入河道。

由于目前城市水体管理设施的建设相对滞后，城区内初(小)雨水、农田退水等面源污染也一直是造成丁山河水体污染的一个重要方面。

3.4 河道生态基流没有保障，上游传统补充水源不足

利用TENNANT法计算水平平衡计算以保证最小生态需水量，丁山河河口处生态需水量在6.4～4.2万 m3/d，横坪路处生态需水量5.2～3.5万 m3/d。现有丁山河处理站有2.5万 m3/d尾水为丁山河补水，不能满足最小生态需水量的要求，更不能满足景观用水要求，需考虑额外补水。

3.5 生态环境问题

由于丁山河城区段的许多地段都尚未进行系统绿化，河岸植被被建筑、道路等所阻隔，缺乏生态连续性，导致丁山河河道两岸生态系统被孤立，对整个生态系统中的物种和整个生态环境构成严重的影响和威胁。两岸的建筑高楼林立，缺乏了连通性，滨水空间的利用率低，阻碍了居民与两岸河道之间的相互联系，居民在生活上无法真正享受到自然亲水的环境。

由于城区河道的两岸占地空间小，河道的两岸绿化量少，虽然穿行于郊野区且未被弃土覆盖的河段，自然生态环境略好，但植物的类群种类单一，少有小型水生动物和其他大型陆生动物的种群出现。

4 河道整治措施分析

丁山河综合整治工程是一项以建设生态型城市河流、人水和谐为目的的系统性工程，整治内容主要包括：(1)水文过程修复；(2)河道岸坡防护；(3)控源治污；(4)水源补水；(5)河道生态廊道及城市空间营建。

4.1 水文过程修复

依据丁山河自然地理条件、水文地质条件特点、降雨变化规律，为了消减丁山河因暴雨引发洪峰，修复丁山河道汇水区水文过程，将海绵城市低影响开发利用的雨水系统技术应用于本工程项目中。

在丁山河项目区内的分散场地建设用以削减径流总量、峰值径流量及降低丁山河径流区径流强度，主要由植草沟、下沉式绿地、生物滞留设施等分散的低影响开发设施组成。通过修复维持场地建设开发前后水文循环状态、控制径流强度、促进雨水资源化利用、减轻内涝风险等，优化丁山河蓝线内水域、岸线、滨水区及周边绿地系统的布局空间规模。本项目中具体采取的措施如下：

4.1.1 岸上景观单元的雨水滞留措施

建设在河面较宽，水流较缓的区域，因地制宜的通过组合下沉式绿地、反坡式截留渗透沟、雨水调蓄滞留池等工艺，将雨水收集调蓄设施与丁山河景观设计理念紧密结合，将丁山河周边收集的雨水进行了湿地的净化处理，净化后的雨水补入丁山河，从而基本完成了雨水的收集蓄水、渗透、净化的全过程。

4.1.2 滨水栈道、堤顶巡堤路雨水渗透措施

以滨水栈道、堤顶巡堤路为其应用的核心，通过将透水铺装材料应用到滨水栈道、堤顶巡堤路的工程建设中，栈道与道路的透水铺装材料主要采用多孔沥青、透水混凝土、陶瓷砖、草地转、硅砂透水砖等多种铺装材料，在不影响交通的情况下，是促使雨水进入栈道和路面的结构和土壤，延缓径流速度，延长径流时间的较好措施。

4.2 河岸岸坡防护

通过对河道和堤岸整治，完善区域的防洪排涝系统，使丁山河上游段的行洪能力达到20 a一遇、中下游段行洪能力达50 a一遇；同时对河岸的坡和堤岸进行整治，采用护岸措施与景观平台设计相结合的技术措施，在充分满足河流的防洪功能的同时，恢复自然河岸的可渗透性，增加河流的水体交换能力。本次河道防洪工程总体布局见图2。

图2 防洪工程总体布局示意图

本次丁山河河道整治主要沿现状河道轴线走向布置，充分利用河道所处区域的地形，保留河道自然弯曲的同时，局部河道宽度不足处单侧拓宽，堤岸高度不足的予以加高，对存在安全隐患的边坡予以加固处理；河道转弯处轴线尽量平缓圆滑，使水流顺畅，避免急转造成水流顶冲。在满足防洪标准的同时，留给河道一定的侵蚀、搬运、自然作用的空间：

(1)现状能满足50 a一遇洪水标准，保持有现状断面及坡比不变，结合沿河截污管涵的建设拆除原有浆砌石护坡，改用石笼及草皮护坡，增加二级平台-滨水栈道或河滩地作为岸墙的护脚。

(3)针对河岸空间比较小的河段，利用河道两岸有限的空间向河道两岸进行拓宽，采用排桩支护兼做挡土墙矩形断面，现状道路被拓宽后的河道占用，上部采用悬挑式结构恢复两岸的现状道路(按公路-II级道路荷载保护标准设计)，同时结合下部结合截流管及生态修复的建设，在河道两岸增加二级平台-滨水栈道作为岸墙的护脚。

(4)左、右岸分别由于受基本农田、吉桥路建设用地的限制，采用复式梯形断面，底部设高石笼作为挡墙，上部为石笼及草皮护坡。

4.3 控源治污

本项目污染控制从源头污染治理为主，主要包括了灰绿措施相结合的方式，从源头有效地减少入河污染源。

4.3.1 灰色措施

灰色措施采取传统的污水管网箱涵。由于现状污水管网不完善，深圳境外污水近期无法有效收集处理，境内雨污分流难以实现，为保证全流域境内干流实现100%入河污水截流，新建沿河污水截流管，对可能的入河污水实施末端的拦截，作为近期已有系统的截污补漏措施进行拾遗和完善，解决沿河漏排境内污水以及转输境外入河污水的问题，保证河道的水质不黑不臭。

远期该沿河截污管作为初小雨排水收集管道，惠州境内的污水处理站尾水达标IV类、丁山河处理站水质提升改造达到IV类、境内彻底雨污分流及正本清源为根本保障，最终实现河口水质指标全面达到IV类，河道截污工程布置见图3。

图3 河道截污工程总布置图

4.3.2 绿色措施

绿色措施通过海绵城市低影响开发措施技术减少沿河的面源污染。其中包括河道堤岸水质净化措施、雨水口型面源污染物控制设备、生态绿槽净化技术

1)河道堤岸水质净化措施

以河道堤岸为其应用的核心，通过构建控污型岸边带技术，对河道堤岸及其沿岸水体区域的环境进行生态恢复与水质净化。控污型岸边带技术不但能够有助于减小河岸径流的流速，过滤悬浮固体，提高土壤的渗透性，减轻径流对土壤的侵蚀，同时能够直接吸收水中的氮、磷等多种营养物质，有效地净化水质，是一种行之有效的河道堤岸径流污染控制方法。

2)雨水口型面源污染物控制设备

用于社区道路和广场、市政道路外侧边沟、人行道及高架桥下的高架路面初期雨水净化处理，作用在于：(1)控制面源污染；(2)削减洪峰和雨水调蓄；(3)初期雨水收集净化并下渗利用；(4)体现海绵城市技术。

3)生态绿槽净化技术

该技术部分以雨污分流区纯雨水排放口为其应用的核心，适用于雨污分流区的排水管径小于DN600的雨水口。布水、集水区域和虑槽底部连通孔区域采用较大粒径的火山石、碎石进行填充，粒径20～40 mm，其他区域5～10 mm小粒径填料进行填充，并通过种植水生植物对雨水进行净化。

4.4 水源补水

丁山河上游2.5万 m3/d来水，水域仅能达到0.1 m水深，不能满足河道最小生态需水量的要求，更无法满足景观水体要求，为更好地塑造该段河道流动的水面形态，通过西湖苑人工湖向该河段进行生态基流补给。

本工程拟通过设置补水泵房，把横岭污水厂的补水管向上游延伸至西湖苑内湖，经西湖苑内的生态净化设施净化后，作为河道补水水源，后释放至丁山河干流补水。同时，为获取更多可用水源补水于丁山河，对西湖苑内湖进行清淤增大内湖库容，并且梳理西湖苑片区雨水管网，收集区域的雨水排至内湖。

西湖苑内湖承担着西湖苑社区雨水及横岭污水处理厂回调尾水的调蓄补水功能，为防止西湖苑内湖水质恶化污染丁山河，在西湖苑内湖的入水端利用高密度铺设的BPA生态悬床进行污水厂尾水的强化处理，在内湖构建水生植物群落、水生动物群落、浮游动植物群落，通过生态工程对水质进行综合净化，实现西湖苑内湖入丁山河水质稳定达到地表V类标准。

4.5 河道生态廊道及城市空间营建

本项目通过以丁山河为载体，构建“生态绿水、步行天堂、零碳排放、活力岸线”的滨水廊道，为周边市民营造人水和谐的城市生态廊道及城市生活空间。

4.5.1 构建生态廊道

借丁山河水系丰富的生态水网串联周边绿色系统，构筑生态绿轴，组成一个立体化的丁山河生态空间和连续的水体生态网络。整个生态网络通过连续的绿化节点和交通路径串联周边的建筑和地形编制而成。丁山河作为低碳城的核心绿色廊道，水网与路网串联，构筑与周边充分连接而又各成系统的生态化网络，为建设多维立体的生态低碳城体系创造条件。

沿河而建的生态廊道采用多种水生植物与多种种植方式相结合的绿化方式，在纵向空间自下而上使用地被植物、乔木以及灌木等其他水生植物进行搭配组合，使植物空间层次充实，错落有致；在横向空间合理组织不同的落叶与常绿、不同色泽的水生植物树种，构筑出优美的树冠线，呈现出一种四季常绿、四季有色的自然景观效应。

4.5.2 构建生活休闲场所场景

充分利用自然、人文资源与区位优势，秉承低碳环保的理念，提倡健康的休闲生活理念与方式，为市民的休闲与健身活动提供空间，建设了包括远足步行道，自行车道及体育设施等营造了生活休闲的场所。此外，强调市民文化，为不同种类的文化活动提供空间，进而提倡一种低碳环保的市民文化生活方式，实现市民与城市滨水生态体系和谐相处的城市生态生活格局。

5 结语

通过水文过程修复、河道岸坡防护、控源治污、水源补水、河道生态廊道及城市空间营建，“五位一体”进行综合治理，达到安全的河、流动的河、清洁的河、文化的河、生态的河，为深圳市河道治理及全国多维度考量下实现多目标河道综合治理做出了探索和尝试。