南通市日新河河道景观的生态修复实践

张德顺 曹亚军 尹伊凡 姚驰远 陈 序

河道是城市产生、发展、兴盛的天然本底，为城市提供了水源及运输功能，也决定了城市的区位及发展规模，更是生态、景观、排洪、文化的综合空间载体。随着城镇化的不断发展，城市河道日益被挤压，出现了水质污染、景观失序、生态退化、文化衰落的问题[1]。加强生态修复、改善环境水质、提升景观魅力、弘扬地域文化成为风景园林面临的主要任务。

目前关于城市河道综合治理的理论也各种各样，如德国的Seifert提出了“近自然河溪治理”的理念[2]，美国农业部林务局(USDA-FS）制定的“河岸植被缓冲带区划标准”[3]，Lowrance最佳工程实践[4]，董哲仁提出“生态水工学”方法[5]，认为不能破坏水生态环境。2008年，我国采取了“国家水体污染控制和治理科技重大专项”来控制水体污染、维护河流健康[6]，以此为中国的水体污染整治创造有力政策引导的技术支撑。鉴于中国国情，有学者提出在河流生态恢复的实施中，基于河流生态现状，发挥河流的自我修复功能，逐步恢复河流廊道、湖泊水体的生态系统[7]。上海辰山植物园、苏州河道、成都活水公园、杭州长桥溪水生态修复公园、武汉天鹅湖等也在这方面进行了探索。本文以南通日新河（秀山路——青西河段）作为研究对象，对河道景观修复进行了初步探索，以求消除河道污染，充分发挥水体空间的生态、景观和社会效益。

1 日新河概况

1.1 河道概况

（1）流域概况

日新河南起长江、北到海门河，流经南部待开发区域（图1）、中部新城区（图2）、北部老城区（图3）。南部日新河河流段流经新城区及撂荒地，周边多为待开发用地及公园绿地，污染因素相对较少，上游引水河道，水质较好。北部河流段位于老城区，雨污合流、水质较差。日新河中部河流段（秀山路—青西河段）全长2.1km，流经新老城区，其中0.8km位于老城区，1.3km位于新城区。作为新老城区的交接段，其污染因素具有复杂性，也具有代表性。

图1 日新河南部待开发区域

图2 日新河中部新城区

图3 日新河北部老城区

下面图标是0.8km的合流制排水段，存在污水偷排和阳台废水下泄问题。通过对沿河排口地毯式排查，查到河道沿河排口238只，其中雨污混流排口49只，合流制溢流井5只（图4～5，表1）。

表1 日新河入河排放口污染物排放量及排水量

图4 日新河沿河合排口分布图

（2）水质理化性质

通过在长江海门段，长江与日新河交汇处和长江大新河交汇处取样测定得知，长江海门段水质优良，主流河道和近岸水质符合III类水质标准。而相对于老城区的合流排水系统则对日新河水质污染有很大影响。据水质监测资料显示，日新河现状水质基本为劣V类，污染状况见表2。

表2 2019年9月份日新河现状水质测定

（3）植被情况

河道边的植被是构成河岸缓冲带的基本元素，具有涵养水源、保持水土、维持生物多样性的重要作用[8]。但污水变多，导致河道水体黑臭，河道中水生植物绝迹，仅有少量蓝藻（Cyanobacteria）生存。河流缓冲带由于城市建设的过度挤压，植被退化，还有物种入侵发生。即使是人工种植也是形式单一，色彩杂乱，风貌失序。

河岸周边植物中乔木有榉树（Zelkova s e r r a t a）、香樟（C i n n a m o m u m c a m p h o r a）、水杉（M e t a s e q u o i a g l y p t o s t r o b o i d e s）、垂柳（S a l i x b a b ylo n i c a）、构树（B rou s s o n e t i a papyrifera）、银杏（Ginkgo biloba），苦楝（Melia azedarach）、臭椿（Ailanthus a ltissi m a）、黄山栾树（Koelreuteria paniculata ‘Integrifoliola’）。灌木有紫叶李（Prunus cerasifera f.atropurpurea）、木槿（Hibiscus syriacus）、垂丝海棠（Malus halliana）、紫荆（Cercis chinensis）、蜡梅（C h i mon a nt hu s pra e c ox）、石榴（P u n ic a g ra n atu m）、红枫（Ac er p a l m at u m ‘At ropu r pu reu m’）、金森女贞（L i g u s t r u m j a p o n i c u m‘Howa rd i i’）、海桐（P it tosp or u m tobira）、红叶石楠（Photinia × fraseri）、杜鹃（Rhododendron simsii）、大叶黄杨（Buxus megistophylla）、红花 木（Loropetalum chinense var.rubrum）。场地内野生草本有牛筋草（Eleusine indica）、狗尾草（Setaria viridis）、虎尾草（Chloris virgata）、苦荬菜（Ixeris polycephala）、刺苋（A m a ra nthus spi nosus）、葎草（Humulus scandens）、菊芋（Helianthus tuberosus）、地肤（Kochia scoparia）、藜（Chenopodium album）等。小蓬草（Conyza canadensis）、加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）、钻叶紫菀（Aster subulatus）为外来入侵物种。

1.2 日新河问题分析

（1）管径小纳污染量大

日新河的黑臭主要是因为处在老城区，由于当时规划设计标准要求低，旧城区是合流制，存在大量的雨污合流管道，且有大量管道直排入日新河中，导致雨后合流管道中的污染物、晴天沉积在管道被冲刷出来的污染物及初期雨水统统溢流排到了河道里，使得水体受污严重，黑臭现象明显。伴随城市升级、人口增加，日新河逐渐沦为成排污沟、臭水沟。

图5 日新河污染源排放口入河示意图

（2）无清洁水源持续排入河道

日新河北接海门河，南到长江口，受河道水质及长江潮汐的影响，闸是常年封闭的，只在汛期排涝时才打开。研究段由城南闸和海门行政服务中心前倒虹吸闸控制，为相对封闭的水系。受河水水质及江潮的影响，三闸除汛期排涝需要外，其他时间只在落潮时开启排水，其余时段一般为关闭状态。

（3）河岸生态景观较弱

日新河两岸基本为老旧住宅小区、龙信商城、小饭店等，建筑密度大。且建筑物与河岸线的空间距离相当有限，导致现状河岸线没有可拓展的空间，不具备对河道原有硬质驳岸进行生态化改造的前提条件。且由于水质受到污染，水生植物出现枯萎甚至死亡的现象，植被景观效果较差。

2 日新河生态修复措施

日新河生态修复的原则是生态恢复、景观连续、社会和谐原则[9-10]。

2.1 工程修复措施

（1）控污截流

老城区大量污水与雨水混一起经截流井溢流进河道中，对其进行必要的截污改造，以控制外源污染物。同时新建合流总管、合流泵站，封闭现状截流干管的溢流口，将两岸合流管道接入合流总管至合流泵站进行截流，使合流污水经过调蓄池调蓄后，后期雨水排放至外圩河道，污水与初期雨水则经现状截流干管排至泵站。

（2）内源治理

日新河周边多为居民区和商业区，没有工业废水。河道污染物主要是碳、氮、磷，由于长时间将合流污染物排入河道，导致底泥污染越来越严重，河道过流能力不足，因此时长有水位上升、排涝不及时的问题发生。为改善日新河底泥淤积的情况，采用底质改良型环境修复剂，利用火山岩碎石块构建的多孔质河床增强对污水的净化效果，同时利用大粒径的卵石起到抵抗河道流速冲刷的作用，实现在不破坏底泥自然环境条件下，快速分解黑臭底泥中的多种污染物。

日新河北端与海门河交汇，闸门控制连通，南端受十二横河水闸的控制。为保持有持续稳定的补充水源，可对外圩海门河取水，将其净化后补充至日新河，以此提高日新河水质标准。

（3）涌泉式曝气机

在城市河道黑臭水体治理中，由“水生物+人工曝气”组合方式组成的曝气生态净化系统[11]，可有效地降低水体的污染负荷，净化水体。且具有占地面积小、设备投资少、操作简单、处理水量大、无二次污染等优点。对日新河河道，共配置20台循环通量为200m3/h的涌泉式曝气机，平均间隔100m布置一台，曝气机位置设在河道中央，通过人工造流曝气充氧，将富氧水和贫氧水快速交换，使整个水体由死水转变为富氧水流，以此提高河流的自净能力。

（4）设置生态滤坝

生态滤坝呈“U”型，外框由铅丝石笼网箱组成，内部装填粒径为10～15cm的沸石填料。采用镀锌钢管固定，置于河床上，顺流方向分别是固定坝、滤料层、格宾石笼坝体和景观堆石[12]。在治理黑臭水体的河床上布置生态过滤坝，可以有效地去除氨氮、总磷等物质，长时间使用后滤料层就相当于生物过滤地，起到降解作用，有效改善河道水质。

2.2 生物修复措施

（1）高效生态浮岛

生态浮岛是一种提升水景观，改善水环境的技术，在水面浮岛平台上种植观赏价值高的水生植物，模拟近自然生境，营造自然岛屿景观[13]。采用钢丝绳进行牵引膨胀螺栓固定于河道两侧，浮岛模块种植槽内摆放水生植被，其中风车草（Clinopodium urticifolium）、小香蒲（Typha minima）、黄花鸢尾（Iris wilsonii）、矮生美人蕉（Canna indica）为主要水生植物，以此加强水质的净化。此外配置沉水植物粉绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum），构成了挺水和沉水植物的多层结构（图6～8，表3）。

图6 日新河标准段生态浮岛平面布置图

图7 日新河标准段生态浮岛效果图

图8 日新河中心段生态浮岛效果图景观

表3 生态浮岛水生植物的种植面积和覆盖率

（2）河道岸线软化

河岸植被缓冲带指沿岸自下向上由草本、灌木、乔木等所组成的植被区域，利用渗透性地表和植物群落来调节雨水径流，防止水流携带营养物质和沉积物进入河道[14]，起到护岸固堤、净化水体的作用。采用藤蔓类植物柔化河道空间结构，同时结合生态浮岛挺水植物的搭配，营造近自然化的河道生态景观（图9）。

图9 日新河河岸植被缓冲带断面图

2.3 滨河游憩区打造

新老城区交界处的周边流动人群较为复杂，有上班人群，也有青少年及儿童，最多的还是周边的老人（图10）。有景可赏、有处可憩是河流综合整治的目标之一。

图10 周边人群分析

综合治理后，日新河成为了河道的生态功能修复与周边群众的体验增强互不矛盾，放松压力舒解身心的空间场所[15]。尤其依照河流形状，结合亲水平台、串通步行系统，在河道两侧隙地打造游憩空间，变为了居民亲水戏水首选地（图11）。

3 日新河修复后评价

3.1 设施景观元素增加

对日新河以工程措施及生物措施进行生态修复后，整体河段的水质及景观效果得到显著提高，水生动植物数量明显增加。休闲设施的改善，亲水平台的添置、健身器材的布设及休憩座椅点放拉近了人们与水的距离。丰富了河流的赏景体验，景观元素提升见表4。

表4 日新河园林景观元素提升对比

3.2 水质理化性状改善

2019年9月、2021年6月及2021年9月在日新河秀山路桥、南海路桥及宁海路桥采集水样对氨氮、总磷、溶解氧和高锰酸盐等指数进行测定（表5）。图12的动态折线图显示氨氮都呈下降趋势，总磷的含量下降趋势平缓。三处的动态变化图可看出氨氮和总磷指标含量都为下降趋势，溶解氧指标在呈现上升趋势后逐渐平稳，南海桥路高锰酸盐指标在2021年工程竣工后出现峰值后逐渐下降，水质得到改善。

表5 2021年6月份、9月份日新河现状水质监测报告

图12 日新河三处测点的水质变化图

在进行河道修复前日新河水体中氨氮含量最高，为8.97mg·L-1，总磷含量最低为0.59mg·L-1，在2021年6月工程竣工后，日新河水体中氨氮的下降趋势最大，达到2.11mg·L-1，接近IV水，总磷的下降趋势较为平稳，而溶解氧和高锰酸盐指数则为上升趋势。在2021年6月至9月底近4个月期间，搭配种植的水生植物的长势达到峰值，此时水体中氨氮、总磷和高锰酸盐指数都呈现下降趋势，其中水体中氨氮的含量为0.67mg·L-1，下降趋势最大，达到68.4%，总磷下降的趋势相对平稳，河道水质得到进一步改善（图13）。

图13 日新河龙信广场段景观效果

图13 日新河前后水质对比图

工程措施和生物措施进行河道的生态修复，在一定程度上改善了水质，提升水生生态系统的服务功能。

结语

通过对日新河进行截污、清淤、引水的工程措施，水质得到较大改善。截污控制外源污染，清淤解决内源污染，引水降低污染程度。生物措施包括优化河道两岸的植物群落和生态浮岛的设置，营造近自然化的河道生态体系。

整体日新河（秀山路—青西河段）河段在生态修复的作用下，各种水生植物、鱼类、两栖动物、浮游生物、底栖生物逐渐恢复生机，河道水质逐步恢复了自净能力。

河流的综合治理是一个开端，可持续的维系还是一个漫长的过程，随着河长制的实施，日新河的未来定是一个充满鸟语花香、欢声笑语、生态安全和绿地健康的生态系统。

资料来源：

文中图表均为作者自绘。