象洞溪流域河道底泥现状及修复方案分析

李建东

（厦门仁铭工程顾问有限公司,福建 厦门 361006）

1 引言

河道生态修复治理工程旨在改善河道污染严重的现象,恢复河道生态环境,提高城市生态宜居条件,具有十分重要的社会、生态效益。河道底泥污染是河道常见的污染类型,治理难度高,往往需要采取多种措施进行综合整治[1-3]。

2 工程概况

近年来象洞镇养殖业发展迅速,养殖废水未经处理就直接排入溪流等自然水体,造成象洞溪流域的水质全年为劣V类,属于严重污染水平。水体的污染已影响到河道两岸动植物的正常繁殖与生长,导致河岸的冲刷崩塌,使水体透明度降低、含氧量减少,不利于微生物及动植物生存环境,形成了恶性循环。

从2016年5月15日起,武平县委、县政府开展象洞溪流域水环境综合整治“百日会战“行动,并出台了“百日会战”行动实施方案。从“拆、转、治、清、管”五个方面综合发力,以生猪养殖业污染整治为重点,力争通过为期百日的集中攻坚,全面推进象洞溪流域水环境综合整治,确保象洞溪水质实现较大改善,达到闽粤双方确定的水质监测考核的目标要求。

3 河道与底泥现状调查

（1）象洞溪干流

武平县象洞溪流域水环境综合治理生态清淤整治工程实施后,象洞溪干流淤积情况得到较大改善。根据本次现场检查情况,现将象洞溪干流底泥情况分述如下：

象洞溪干流拟实施河段新岗村至富岭村部分（桩号K9+130～K11+300）为山溪性河流,河面较窄,河道弯曲,有自然的浅滩,自然肌理良好,河岸无堤岸渠化,两岸主要为农田。底泥主要为砂卵石、杂草等,存在少量污染及岸坡崩塌,底泥深度在0.5 m～0.8 m左右。

图1 新岗桥下游河道底泥现状

富岭村至在建湿地公园处河段（桩号K6+650～K9+130）主要为镇区生活段,夹有部分农田,其中有富岭支流汇入。本段堤防硬化较严重,经过生态清淤工程治理后,底泥现状主要为河卵石、生活垃圾等,存在一定程度污染,底泥深度在1.0 m～2.0 m 左右。湿地公园至原污水处理厂段（桩号K1+000～K6+650）主要为农业段,河面渐宽,河道较为平缓。该段基本不存在硬化、渠化现象,经过生态清淤工程治理后,底泥现状主要为砂卵石、生活垃圾等,底泥深度在0.5 m～1.0 m左右。本段有张坑支流、官坑支流及洋贝支流汇入,存在一定程度的生活垃圾污染。

该段底泥污染严重,虽然经过生态清淤工程清理后,底泥状况有所改善,但是经过几次洪水冲刷,底泥再次出现发黑现象,水体感观差。

原污水处理厂至多宝水库段（桩号K0+000～K1+000）两岸主要以山地为主,植被保护较为完好。该段经过生态清淤工程治理后,底泥现状主要为河卵石。

图2 污水处理厂下游河道底泥现状

（2）官坑支流

官坑支流上游（桩号GK0+181.74以上）段为山溪性河流,河面较窄,河道弯曲,有自然的浅滩,自然肌理良好,河岸无堤岸渠化,两岸主要为农田。底泥主要为砂卵石、杂草等,存在少量污染及岸坡崩塌,底泥深度在0～0.2 m 左右。

下游（桩号GK0+181.74～GK4+966.00）至汇合口段,两岸为居民房及农田,大部分岸坡已渠化,经过生态清淤工程治理后,底泥现状主要为河卵石、生活垃圾等,河卵石发黑,底泥深度在0.1 m～0.3 m 左右。

图3 官坑支流下游河道底泥现状

（3）洋贝支流

洋贝支流上游段为山溪性河流,河面较窄,河道弯曲,有自然的浅滩,自然肌理良好,河岸无堤岸渠化,两岸主要为农田。底泥主要为砂卵石、杂草等,存在少量污染及岸坡崩塌,底泥深度在0～0.2 m 左右。

下游至汇合口段,两岸为居民房及农田,部分岸坡已渠化,经过生态清淤工程治理后,底泥现状主要为河卵石、生活垃圾等,底泥深度在0.1 m～0.2 m 左右。

（4）光彩溪

上游段为山溪性河流,河面较窄,河道弯曲,有自然的浅滩,自然肌理良好,河岸无堤岸渠化,两岸主要为山体或农田。底泥主要为砂卵石、杂草等,仅存在少量污染,底泥深度在0～0.1 m 左右。

下游段两岸为居民房及农田,部分岸坡已渠化,底泥现状主要为河卵石、生活垃圾等,底泥深度在0.1 m～0.2 m 左右。

4 底泥修复方案

象洞溪流域除镇区段河道硬化严重,其他河段仅局部硬化,大部分为天然河岸,上游段及其官坑、洋贝支流属于流域上游河段,在枯水期时河床裸露,河水较少,本次设计通过对河道地形的改造,构造河道深浅滩,将河底的卵石移出河底,并堆砌在河道的适宜河滩处,利用湿生植被对污染物进行削减；同时在河道内进行底质改良工程,对留在河底的沉积物进行削减；对于河道周边的面源污染,拟在河道布设河岸拦截带,削减面源污染。

为改善河道整体景观效果,方案拟采用河岸柔化改造的方式改造河道的硬质河岸,并在河道现有的淤积滩处搭建河滩湿地,提高河道景观效果。在实施上述工程之前,方案拟局部清理河道内砂石和淤积物,并修整河岸周边植被规模和数量,整理破乱的河床,达到初步改善河道环境的目的。

图4 生态修复技术方案

4.1 生态岛构造及地形改造

谢岗陂上游河道蜿蜒曲折,大多为自然河岸,本次通过河道生态岛构建及地形改造改善河道底泥及水质。

由于河道底部的卵石上残留有大量沉积污染物,本次拟通过地形改造等方式将沉积有大量污染物的卵石移出河道,并且在保证不影响河道行洪的前提下,利用移出的卵石在新岗村新建的芳林绿岛上,构建生态岛,使得生态岛亲水步道高程达2年一遇水位以上,回填清淤底泥的砂卵石2940 m3,2年一遇水位为478.15 m,本次设计生态岛亲水步道高程为478.20 m～478.54 m；在生态岛沿河侧栽种湿生植物,岛上种植乔木,通过植物的吸收净化作用,对污染物进行消减。

通过对河道地形的改造,河流中形成深潭和浅滩交替存在的地形,这种地形可形成水体中不同的流速和生境,丰富河流生物的多样性,同时增加了河床的比表面积,使附着在河床上的生物数量大大增加,促进河道内水生动植物的自然生长,有利于形成水体的自然稳定的生态系统。

图5 地形改造示意图

4.2 河岸拦截带

为削减潜在的农田面源污染,改善河道坡岸景观,方案拟在河道自然岸坡处构建河岸拦截带。

河岸拦截带在河道与陆地交界的一定区域建设乔灌草相结合的立体植物带,在道路与河道之间起到一定的缓冲作用。生态护岸缓冲带在截留雨水、防止雨水击溅侵蚀；减少地表径流、防止地表水流侵蚀；净化水质、消减农业面源污染和农村生活污染；改善生物栖息地、提高景观多样性方面均具有重要作用。

草地过滤区对水流和沉淀物过滤都有较明显的作用,所以当构建以水土保持和过滤污染物为主要目的时则需要优先考虑草地区的设置。一般考虑选取水土保持效果好、氮磷吸收能力强的常见植物。在污染物去除效果相近的情况下,优先考虑本地物种或已本地化的外来物种,提高缓冲带的生态功能。另外,对本地生态系统影响不明确的外来物种要谨慎种植, 尽量排除对本地生态系统有危害的外来入侵物种。

4.3 方案布置

（1）象洞溪干流

为了便于鱼类及其他水生物栖息、繁衍,在亲水驳岸护坡采用仿木桩及叠石砌筑,块石摆放时宜大面朝下,外观结构讲究“人水相亲、和谐自然”。仿木桩高低不同摆放应尽量体现“自然文化”和景观效果。

本次对桩号K9+570.00～K7+350.00（新岗桥至湿地公园廊桥）河道底泥进行置换,在桩号K7+910.00～K7+350.00段对已建护岸段在距离堤脚2.0 m处,1∶2放坡开挖底泥厚0.5 m,采用砂碎石回填0.1 m后,再回填直径为200 mm～250 mm的卵石厚400 mm；在桩号K8+710.00～K9+060.00段结合新建生态护岸对河底进行清淤,再回填0.1 m砂碎石及直径为200 mm～250 mm的卵石；K9+060.00～K9+570.00段结合驳岸整治,对底泥进行置换0.5 m深,回填100 mm厚砂卵石。根据现有地形设置深潭浅滩,利用清理出来的底泥卵石在新岗桥下游两河汇合口处构建生态岛,面积为4.2亩,生态岛回填至高程478.2 m以上,达到2年一遇水位478.15 m高程以上,在靠近河岸侧种植水生植物,岛上种植乔木及地被植物,丰富河流植物多样性,构建完善的生态系统。

（2）官坑支流

对官坑支流河道中的阻洪建筑物进行清淤、清障,清理河岸滩垃圾,对坝前均存在不同程度的淤积进行清理,保护原有河流深潭浅滩,在河流上游合适位置放生鲫鱼、观赏鱼苗各2000尾,放生螺500 kg,青虾200 kg,河蚌500 kg。

（3）洋贝支流

对洋贝支流河道中的阻洪建筑物进行清淤、清障,清理河岸滩垃圾,对坝前均存在不同程度的淤积进行清理,保护原有河流深潭浅滩,在河流上游合适位置放生鲫鱼、观赏鱼苗各2000尾,放生螺500 kg,青虾200 kg,河蚌500 kg。

（4）光彩溪

对光彩溪河道中的阻洪建筑物进行清淤、清障,清理河岸滩垃圾,对坝前均存在不同程度的淤积进行清理,保护原有河流深潭浅滩,在河流上游合适位置放生鲫鱼、观赏鱼苗各5000尾,放生螺500 kg、青虾200 kg、河蚌500 kg。

5 结论

目前象洞溪干流及官坑、洋贝支流局部河道底泥发黑,污染严重,整体水体感观较差,生物完整性状况稍差。为了达到河流水生态系统平衡发展的目的,减少水土流失,美化河道环境,采取地形改造、设置河岸拦截带、投放生态物种的方式进行河道底泥综合整治,以达到长效治理的目的。