城市-化地区河道生态治理探索与实践<br/>--以闸北区徐家宅河生态治理为例

城市-化地区河道生态治理探索与实践
--以闸北区徐家宅河生态治理为例

2015-10-20陈飞华陈云兰

城市道桥与防洪 2015年7期

关键词：徐家净化河道

陈飞华,陈云兰

(上海陈政市政工程有限公司，上海市201900)

城市-化地区河道生态治理探索与实践
--以闸北区徐家宅河生态治理为例

陈飞华,陈云兰

(上海陈政市政工程有限公司，上海市201900)

随着经济社会的不断发展，人们对城市居住环境和公共环境的要求日益提高，营造河道景观，改善河道亲水环境，凸显河道景观、游憩、生态，以及与周边环境互动等功能逐渐得到重视，河道生态治理的理念应运而生。通过分析上海市闸北区河道水环境的现状及存在的问题，并以徐家宅河生态治理为实例，分析了徐家宅河治理的设计原则、主要技术要点及实施效果，以期为其他城市河道生态治理提供借鉴和参考。

城市河道；水环境；生态治理

0 前言

河道作为城市运行的一项重要设施，对于保障区域防汛安全，改善城市水环境面貌有着重要作用。传统的河道治理往往偏重于水利灌溉、排水泄洪、水资源调度及航运等实用功能，忽视了河道的生态环境功能。随着经济社会的不断发展，人们对城市居住环境和公共环境的要求日益提高，营造河道景观，改善河道亲水环境，凸显河道景观、游憩、生态，以及与周边环境互动等功能逐渐得到重视，河道治理也由传统的防洪、排涝的水利建设观念逐渐向建设“安全、舒适、优美”的生态水环境观念转变。近年来，上海市闸北区在河道生态治理方面开展了一些探索与实践，通过河道生态治理，极大地改善本地区的生态环境，改善居民生活环境，也为其它地区推进河道生态治理提供了借鉴。

1 闸北区河道概况

闸北区地处上海中心城区北部，东与虹口、宝山为邻，西与普陀、宝山毗连，南隔苏州河与黄浦、静安两区相望，北与宝山区接壤，属于蕰南片。闸北区境内河道共有11条，其中市管河道5条，区管河道6条，河道总长22.57 km。

2 存在问题

2.1 河道水环境质量恶劣

据《闸北区水资源普查报告》(2013年度)，闸北区市管河道水质均为劣Ⅴ类。区管河道中，除中扬湖和江场河水质达到Ⅴ类水标准外，其余河道均为劣Ⅴ类。河道常年呈不健康的水色，处于从黑臭状态向富营养状态转化的中间态，部分区域有臭味。

2.2 河道水生态系统不健全

为确保城市防洪安全，因此大多采用河道的直线化或渠道化、河岸的混凝土化的治理模式，而忽略了河道的生态功能，河道水生植物品种也较为单一，缺乏对河道生态系统及生物多样性的研究。

2.3 河道滨河游憩空间不足

城市地区多注重建设用地的使用效率，导致了既有河道的滨河带存在极大的空间限制，即便部分河道有绿化，其绿化也大多简单、粗放，缺乏良好的亲水环境。

3 河道生态修复实例

3.1 工程概况

闸北区徐家宅河位于闸北区东茭泾以西，上飞大道以东，是东茭泾的一条支河，为F字形，河道长1 100 m，平均宽9 m，平均深1.5 m。由于河道为断头浜，河道水动力较差，河道水质为劣V类，NH3-N及TP超标严重。河道两岸均为硬质驳岸，岸边种植少量水生植物，品种单一，形态粗放。两岸绿化单一，景观效果不佳。2012年，闸北区通过水质改善，生态修复，亲水设施建设、岸坡绿化等措施对徐家宅河进行了生态治理，提高河道自我净化、自然生态修复能力，使河道亲水美观、自然生态、草木丰茂、生物多样、水环境改善，取得了良好的成效。

3.2 工程设计原则

3.2.1 河道功能原则

河道的功能是多方面的，在河道规划设计和建设中，首先，应考虑河道在行洪排涝、灌溉供水、交通航运等方面的基本功能；接着，在发挥河道基本功能的基础上，应注重河道生态景观功能的作用。

3.2.2 河道景观原则

在河道建设和整治中，营造一个良好的滨水景观带，给人带来视觉享受是极其重要的。徐家宅河位于人流密集的中心城区，更加有必要营造河道滨水景观，在河道景观建设中应将水生、陆生植物有机结合，突出水生景观。强调河道植物群落种类的多样性和景观的多样性，沿河而行能实现“步移景异”的效果。

3.2.3 经济效益原则

经济效益是衡量河道整治成效的一个重要指标。在生态系统构建中，应坚持实际、实效、实惠的原则；植物选择尽可能就地取材，利用那些适应性强、自繁能力强的乡土植物和花草树木，以及相应设施适应河道环境，运行费用低，容易管理。

3.3 工程技术要点

综合徐家宅河河道的特点，诸如:河水为由黑臭状态向富营养化过渡状态，水质指标处于劣V类；水体日常不流动；水生态系统不健全、陆域绿化景观杂乱、周边为居民区对亲水环境要求较高等特点，该工程制定了如下技术路线:以生态系统构建和陆域景观营造为基本内容，辅助以可移动式水质净化装置等措施对初期河道水质进行强化净化，主要包括以下三个方面。

3.3.1 水生态工程

3.3.1.1 滨岸挺水植物种植

挺水植物如芦苇、慈菇、荷花等，它们通过对水流的阻尼和减小风浪扰动使悬浮物质沉降，并通过与其共生的生物群落起到净化水质的作用。许多挺水植物花色艳丽、株形多姿，是良好的美化水面的植物，多以沿岸片状种植。徐家宅河沿岸挺水植物品种单一，长势较乱，体现不出生态河道的生态美观效应，该项目设计的挺水植物总面积700 m2，同时考虑河道均为硬质高驳岸，景观效果差，因此全线用挺水植物进行修饰柔化。其它区域沿岸线丛植或片植，亲水平台侧面重点布置，正前方不布置。挺水植被种植品种以黄菖蒲、水生美人蕉为主要品种，秋季开花，辅之以梭鱼草、千屈菜、花叶芦荻、香蒲、再力花、伞草、常绿茑尾等，使得整个河道既有主调品种，亦有足够丰富的其它品种。

3.3.1.2 浮叶植被构建工程

浮叶植物在一般浅水水体中有良好的净化水质效果，种植和收获较容易，有经济效益和观赏效益，在一定季节可以作为重要的支持系统。为了增加景观效果，以及改善水质，在主要景观节点、桥头、人行道周边增加浮叶植物工程量-缸植。品种有睡莲、大聚藻、水罂粟等。

睡莲品种多样，主要分布于人群密集，便于观赏的河段。其它河段则在挺水植物种植槽临水面点缀大聚藻、萍蓬草、水罂粟等浮叶植物，形成高低错落的层次。

3.3.1.3 水下森林-沉水植被构建工程

沉水植物是水体自净生态系统生物链中重要的“生产者”，它们直接吸收底泥中的氮、磷等营养；利用透入水层的太阳光和水体好氧生化分解有机物过程产生的CO2进行光合作用并向水体放氧，从而促进水体好氧生化自净作用；同时它们又为水体其它生物提供生存或附着场所，提高生物多样性，促进水体自净。在该项目中除去挺水植物、浮叶植物所占区域，其余区域全部种植沉水植被，栽种类有伊乐藻、金鱼藻、苦草、黑藻等，根据不同季节栽种不同的沉水植物，暧季植物与冷季植物混种便于季相交替。

3.3.1.4 生态浮床工程

在生态复合浮床下设置有人工介质，为参与污染物净化的微生物、原生动物和小型浮游动物等提供附着繁衍条件的载体。大量的微生物对进入水中的有机物进行净化。该项目自徐家宅河两端分别布置一定数量的生态浮床，以缓冲外河对本河道水质的影响，植物品种为美人蕉、伞草。

3.3.1.5 水生动物种群构建

水体中投放适当的水生动物可以有效地去除水体中富余营养物质，控制藻类生长，底栖动物螺蛳主要摄食固着藻类，同时分泌促絮凝物质，使河水中悬浮物质絮凝，促使水变清。滤食性鱼类，如鲫、鳙鱼等可以有效地去除水体中藻类物质使水体的透明度增加。在该项目中投放了鲢鱼、鳙鱼、鲫鱼和锦鲤鱼等鱼类及河蚌、螺蛳等底栖动物。

3.3.2 水质净化配套工程

从目前的一些工程实践情况看，生态系统建设初期，非常脆弱和不稳定，极易被污染破坏，而恢复又代价高昂。这时，如果有高效的水处理设备进行水质调控，就可以在短时间内将水质调控在一个较好的状态，有利于生态系统的构建。徐家宅河属于封闭性重度富营养化水体，水体发绿，含有大量藻类。针对富营养类型的水体进行净化处理，重点是去除水中藻类、尽量降低水体中的氮、磷含量，强化生态自净。该项目采用“气浮-生化-过滤”工艺循环净化、深度净化水质，并重建河道生态，达到长期稳定改善水质的研究成果。该净化工艺的突出特点是:水质处理效果好、运行费用低、操作维护简单。设备原理如图1所示。

图1 净化原理示意图

气浮主要是在设备中产生微细气泡(10 μm左右)，并使得水中悬浮的藻类粘附在这些微细气泡上而变轻并上浮到气浮设备中的水面上，这样就可以从设备底部取出净化后干净的水回到景观水体中。设备分离出的藻类污染物可以排入污水管道，进入污水系统处理。如图2 所示。

图2 气浮去藻原理图

生化是最常规的有机物去除手段，它主要是通过微生物分解水中的有机物，防止景观水体因厌氧而发黑发臭。生化的原理如图3所示。

图3 生化原理图

过滤则广泛应用于去除泥沙浊度，它主要是依靠滤料拦截水中的泥沙颗粒。过滤的原理示意如图4所示。

采用气浮、生化、过滤三种工艺联合应用，可去除徐家宅河水体95%的藻类和90%的固体悬浮物，全面改善水质，达到水体清澈的效果。同时由于藻类中富集了大量的氮和磷，也可以大量去除水中氮和磷。

图4 过滤示意图

3.3.3 陆域生态景观工程

徐家宅河两岸景观原设计单一，缺乏时代感，更没有亲水平台的互动，从而使得河道景观只是路过而没有停留性，品质也较落后，设施陈旧，不符合该地区的城市风貌特色。该项目在保证区域防汛排涝功能的前提下，结合周边环境要求，对徐家宅河河道护岸、两岸绿化、景观、防汛通道进行综合改造，形成“四景“为重点的河道景观格局，如图5所示，从而使徐家宅河滨水区域具有公共交通、休闲、观光等综合使用功能。