城市硬化河道生态修复与管护探析

黎丽雯，代 权，游贤成，李帅峰，万 莉

（四川省成都市龙泉驿区水务局，610100，成都）

传统的城市河道治理片面强调行洪排涝，导致河道断面形式单一、走向笔直，河道护坡结构也比较坚硬，甚至部分河道进行全面硬化处理。这类河道生态功能基本丧失，河流局部变成单纯性过水，缺乏自净能力、自然景观彻底消失；加之我国汛期较为集中，汛期之外特别是枯水季节城市硬化河道往往成为臭水沟。随着可持续发展意识的增强，河道的生态问题受到普遍关注，但建成区的城市硬化河道周边用地已固定，重新破除硬化表面，改变河道断面、护坡形式面临较大困难，迫切需要有效的城市硬化河道生态修复方案。

一、生态修复的思路

1.统筹上下游关系和功能分区

治理工程应充分考虑近期与远期、局部与整体、上游与下游等因素，合理兼顾干支流，协调处理好防洪、排涝、航运、灌溉、供水、环境保护等方面的关系。针对不同土地利用性质（工业区、商业区、居民区等）分区段采取不同措施进行生态修复，使得河流的自然、生态功能与社会服务功能达到均衡、健康的状态。

2.还原河道自然形态

在不影响行洪能力的情况下，顺应已硬化河道历年淤积情况，随弯就势地布置堤线，局部进行平顺开挖和回填。利用河道弯道容积较大的特点进行滞蓄调洪，洪水冲顶部位加强工程措施，坡面护砌固定，稳定堤防；非冲顶部位治理清淤，扩大泄洪断面；台地以上的坡面，考虑其流速较小，过水机会较低，采用较缓的边坡，框格混凝土植草皮护坡，既保证工程安全,同时降低工程费用。通过设置生态砾石床、岸坡丁坝、在堤防和岛屿的岸坡预留鱼巢等措施，最大可能在城市硬化河道原有单一、笔直的河道断面上恢复天然河道的自然形态。

3.完善生态系统

环境生态技术是综合运用生物学、生态学以及工程学原理，恢复或强化河道栖息地功能、物质能量流通功能、过滤及屏蔽功能、汇源功能，使得水体中动植物、微生物能够停留，利用生物的代谢活动来吸收、降解环境中污染物、降低有毒有害物质浓度或使其无害化，使得河流系统内部构成完善的食物链网，保持着系统内部的物质能量交换，各个要素间相互协调相互制约，从而达到动态平衡。主要包括土地处理系统、植物浮床技术、生态修复技术和生物技术等。

4.活水措施

河流是有生命的。其生命力来自干流与支流、湖泊、湿地的“血脉”沟通，来自于维持一定的径流量和能量流通，且对外界干预具有一定的自我修复或适应能力。要提升城市河道活力，应通过科学计算，合理调整水系结构，首先解决枯水期河道基流问题，充分利用水库、中水回用、水系整合等措施保证河道基流，让河道流动起来。对于缓流区河段可增设曝气机、三角坝、叠石阵等设施，增加水流波动，提高水体韵律感和复氧能力。

5.社会文化效益

人类对城市河流系统的合理干预和可持续治理也是为了人与自然的和谐共处，所以河流既是大自然的血液，也是服务于人类社会的瑰宝，二者不可分割也互不矛盾。而城市河道尤其需要发挥自然河流与人类文明社会的衔接，彰显城市特征。通过在水体、河岸增加景观，有条件的地方增设具有文化特色的景观小品或亲水平台，让河流既作为承载人类历史文明的符号，同时也满足人们的亲水娱乐需求，富有人文情怀。

二、城市硬化河道生态修复实例

1.示范区基本情况

驿马河为成都市龙泉驿区中心城区河道，全长1.3km，上游为飞龙湖水库，下游汇入西江河，最终入沱江。防洪标准为50年一遇，河道三面均混凝土硬化，河道生态功能基本丧失。枯水期（10月至次年6月）水源量小，上游水质差，流动性弱，河道水体水质较差，藻类大量爆发，影响城区景观。

成都市龙泉驿区水务局在河道上共修建8座钢筋混凝土拦河堰，选取滨河二桥3号堰—4号堰河段实施生态修复示范工程，该段河道全长174 m，平均河宽17 m，两侧建有休闲娱乐设施、滨河广场等，为当地主要市民休闲区。采取修建生态砾石岛、设置植物浮床和人工水草的办法，完善生态系统和提升河道景观效果。

2.措施原理

（1）拦水堰

城市硬化河道保水性较差，加之部分河段坡降设计不合理，导致枯水期河段基流较浅甚至无水，汛期部分河段容易发生洪涝灾害。拦水堰是一种能够调节水位、控制流量的低水头水工建筑物，主要依靠闸门控制水流，具有挡水和泄（引）水的双重功能。

（2）生态砾石床

天然材料(如卵石、砾石等)或人工合成接触材料 (如塑料和纤维等)具有较大比表面积，生物容易在其表面聚集生长而形成生物膜，可以吸附降解水体污染物质，因此可以将这些材料布置在河床中，创造适宜生物膜生长的介质来强化水体的自净能力。在示范段上游设置一座宽4.7m、长17m、高于常水位15cm的生态砾石床，采用粒径为80～100mm和20～50mm的砾石级配，表面栽种矮蒲苇，类似于人工湿地+砾石生物膜法，可以调蓄水流并对来水中的污染物质进行物理阻截和生物分解。

（3）植物浮床

运用无土栽培技术原理,以高分子材料为载体和基质,采用无土栽培技术种植植物。示范段植物浮床设置密度为8%，植物选种花期较长，花色鲜艳的美人蕉、鸢尾、黄菖蒲、伞草等（3—11月），冬季更换常绿植物黑麦草、水芹等（12月—次年2月）。植物肥大粗壮的根系在水中可以形成一道生物栅，起到隔离和吸附有机物质的作用，植物浮床可任意造型，漂浮于河道，形成人文景观效果。

（4）人工水草

人工水草是一种用于生态性水处理的高科技材料,通过发展生态基上的本土微生物群落,使微生物种类和生物量达到最大化,利用其代谢作用去除水中的污染物。示范段人工水草设置面积密度为3%，主要特点为:①高比表面积,达到250 m2/m2；②适宜的孔结构,为微生物群落提供理想的生存环境；③超级编织技术,可以形成理想的微A/O处理环境；④纯惰性材质亲和于生态环境,在水中不会分解，对自然环境无二次污染。

3.示范成效及完善建议

①试点工程验证了复合生态修复技术可以稳定改善水环境，生态砾石岛、植物浮床和人工水草为水体中的生物提供生境，为修复生态链提供有利条件，示范工程竣工后不到一个月的时间即产生水质改善效果。定期的水体监测结果来看，试点段进水大部分处于地表水Ⅳ～Ⅴ类，某些指标为劣Ⅴ类，经示范段处理后，主要水质指标基本可达地表水Ⅲ类（见表1）。

②示范工程探索出了一种在硬化河道上可行的人文景观提升方法。生态砾石岛、植物浮床的设置能够营造“三季有花、四季有绿”的生机盎然景象，植物浮床可以进行造型，由钢链固定于河底，一方面解决了景观配置问题，另一方面解决了抗冲击的问题。

③示范工程选址考虑了河段功能分区，治理措施提升了社会文化效益，城市硬化河道治理根据实际情况还可考虑增加亲水平台和活水措施，通过叠石阵、三角坝等设施改善河道自然形态。

表1 示范段主要水质指标检测结果 （单位：mg/L）

三、城市硬化河道生态修复后管护体会

1.治理常态化，截污补水并重

城市硬化河道生态修复必须是综合治理，多种手段和措施一起开展。生态修复后的河道虽然自净能力有所提高,能够抵抗部分污水负荷。但长期大量的流域污水排入河道会导致修复的生态系统崩溃，重新出现黑臭现象。因此，需要将排放入河的污染源截污纳入城市污水管网,禁止向河道内排放污水。对于暂时无法接入管网的污染源，特别是面源污染（包括初期雨水）可采取建立绿地/砾石缓冲带，经缓冲带处理后排入河道。同时，对于雨源特征明显的河道进行生态补水，提高环境容量是河流水生态修复、恢复河流健康的必要手段。

2.强化系统监测，维护系统稳定

由于城市硬化河道三面均进行硬化，无法给植物、生物等提供栖息生境，建立的生态系统往往汛期过后又被全面破坏。因此，治理完成后要加强管理,以维护河道的生态平衡。①要加强对水中生物和水体质量的观察与调查,及时掌握生物种群的生长、繁殖情况和水体质量变化规律,对生物的数量、品种及时进行调节。②建立洪水预警系统，如有必要，根据水量大小，汛期来临前将部分构筑物进行搬迁，一方面给水流提供更多的断面容量，另一方面避免财产受损，便于汛期后系统的重新恢复。

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