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城市河道生态修复技术研究

2020-01-09

山西建筑 2020年2期
关键词:驳岸底泥河床

谭 晓 莲

(江苏龙腾工程设计股份有限公司,江苏 南京 210014)

1 概述

近两年随着国家水污染防治行动计划的实施,城市内的黑臭、劣五类水体逐步消除,水环境质量不断改善,目前水环境综合整治需要从目标要求、实施方案、工程措施进行质的提升,因此恢复河道生态功能,成为未来水体水质进一步提升的主要任务。

2 项目背景

前进河位于南京市江宁区高新区东南侧,河岸宽度15 m~30 m,整体水质优于地表水环境Ⅳ类水标准,河道从农业用地逐步过渡进入城市,呈现不同的生态景观,其驳岸形式、水深、水质、植物种类均随河道向下延伸出现较大变化,可以将前进河按生态形式分为六段。

1)水库—天册路。

上游为农田,下游为厂区,长度2.60 km,水质感官较好,采用硬质驳岸,岸高3 m,河床过流宽度仅1 m~2 m,水流湍急,周边杂草丛生,多为芦苇、龙柏、葎草、女贞等亲水植物,淤积情况严重。

2)天册路—104国道。

两侧均为厂区,长度0.5 km,因为下游采用了挡水坝,有较高的水深,水质整体感官一般,由于污染物进入,水中出现片状油渍,局部段出现大量水华,影响了河道复氧,局部段出现菱角、水鳖和部分漂浮的藻类,和金鱼藻等沉水植物,以及部分水黾、小鱼,并出现螺丝等底栖生物。

3)104国道—月华路。

两侧均为厂区,长度1.44 km,河道水质相对浑浊,堤内河内淤积严重,河道水流拘于3 m~4 m流线中,河道断面减小严重,两侧出现大量淤积土壤及枯萎的树枝、秸秆,并生长大量杂乱的滨水植物,可能进一步促进河道的淤积,河道向沼泽化发展。

4)月华路—沪宁高速。

位于大学城内部,长度0.92 km,该段水面相对宽阔,水质感官较差,两侧出现大量芦苇丛,水面有水华产生。加之水体内建有少量围网,会减少围网区周边溶解氧,浮游植物数量减少,对浮游动物、底栖动物均有较大影响。

5)沪宁高速—玉树路。

位于大学城内部,长度1.46 km,两侧护岸为坚硬的褐土自然驳岸,随着雨水冲刷,驳岸土壤裸露严重,驳岸上雨水冲刷痕迹明显。河床为砂砾坚土,水流速度较快,底泥较少,仅局部无水流处存在团簇的植物。

6)玉树路—龙眠大道。

位于城市住宅区,长度1.16 km,护岸正在进行标准化改造,改造为砾石结合草皮的护岸形式。水深较浅,约0.2 m~0.3 m,水流基本铺满河床,内部出现青苔,混凝土河床清晰可见,难以建立良好的生态系统。

3 修复目标与原则

3.1 生态目标

由于前进河原本水质较好,河道整治主要为生态修复目标:水质清澈,雍水段透明度大于80 cm;生物多样性高,水生态系统稳定;可维持良好的水质和水体景观。

3.2 修复原则

3.2.1多措并举,恢复生态

采用净化效果好的本地物种,优化空间布局与搭配,通过多措施形成良好生境,形成底栖生物—微生物—水生植物—水生动物的生态系统有效去除水体污染物。通过生态系统的恢复与系统构建,持续去除水体污染物,改善前进河水体水质、生态环境及景观。

3.2.2本底利用,自我调节

前进河水质较好,具备较好的生态恢复基底,可在截污的基础上充分恢复前进河生境,利用河道本体的水体自净能力,尽量减少曝气增氧、生态浮岛生物强化技术,通过恢复河流在受到破坏之前的自净和生态功能,使河流能够通过自我调节达到自我维持的状态。

3.2.3恢复生境,生物多样

生物多样性是河道生态系统健康和平衡的基础,构建缀块—廊道—基底的模式,让前进河恢复微生物—植物—动物生态系统,重塑护岸、滨河、水体、底泥相协调的生态系统。

3.2.4分时分段,因段制宜

根据前进河的实际情况及近远期的目标,分时段制定不同的修复计划,规划合理的修复进程。前进河从上游至下游生境不同,方案应根据前进河污染状况和生态环境的差异,分河段制定不同的修复策略。

4 修复策略与思路

近期,首先通过截污阻截外源污水,其次进行生态清淤,恢复河道断面,并通过跌水坝改造改变河道水深、流速,使水系形成富氧活水环境;同时选取示范段进行河床生态型改造,建造滨岸缓冲带,重构水生生态系统。

远期,通过河道基质改造、河底地形重塑,通过水下森林、生物毯等有序的建设,种植挺水、沉水、浮叶植被,投放鱼类、螺丝等水生动物,促使其形成自然的水生生态系统和食物链,实现物质和能量的传递和转化,最终实现景观水系的生态平衡,为周边社区及大学城营造出绿色、生态、健康、节能的生活和休闲环境,促进区域的生态持续。

根据河段现有的生态特征,采用分段的治理措施,起点—天册路(第1段)、G104国道—月华路(第3段)水面较窄,两侧淤积严重,拟采用生态清淤、断面地形重塑、植被带重建等措施;天册路—G104国道段(第2段)、月华路—候焦路段(第4段)水面较为宽阔、水流缓慢、水体能见度较低,拟采用河底基质改造、河底地形重塑、人工坝改造、水下森林构建等措施;第4段同时对现状岛屿进行梳理;候焦路—玉树路(第5段)驳岸冲刷痕迹明显,河床为砂砾坚土,水流速度较快,底泥较少,拟对驳岸进行绿化改造,并对裸露的河床铺设生物毯、浅水处种植人工水草;玉树路—龙眠大道(第6段)河床与驳岸进行了硬化,水流较浅,拟采用砾间接触氧化以及石块间斑块化植物种植的措施,具体见图1。

5 主要修复方案

5.1 生态清淤

5.1.1植物清理

对于河道断面周边杂草丛生的区域,需要对该区域的植物、腐殖土进行生态清淤,增加河道的断面宽度。对河床上的植物进行清理,不能采用收割的方式,应将植物根系去除,减少淤积底泥污染风险,防止河道沼泽化,清理后的植物残品应进行无害化处置。

5.1.2底泥翻晒

结合下游坝体改造,采用分段排水的形式,将河道水体清空,仅留一道水沟供上游来水通过,对底泥进行犁耕、翻晒。河道底泥2 d~3 d后颜色由深变为浅,氨氮、硫化氢等得到了更充分的氧化、释放,臭味明显减小,有机质被氧化的效果突出。经过翻耕、晒塘等操作,底质环境得到了明显改善,缺氧、底臭现象明显减少,水生动物疾病发生率也会明显降低。

5.2 河床地形重塑

拟改变前进河河床的断面形式,采用挖掘和垫高土方的方式,模仿自然生态河床,在堤内形成扁平的U形断面,同时满足河道过水要求、生态断面需求、景观要求,可以充分发挥河道的天然自净化能力,恢复河道生境,创造适宜的河床条件,增强对河道水体污染物的净化能力。

根据修复的河床地形,重新构建水生态系统,沿堤岸部分为水位以上为滨水区域,往河道中心方向水深逐渐加大,形成浅水区、过渡区、深水区,详见图2。

5.3 植物带重建

植物的选择应该结合景观需求和污染物去除能力,选择本土植物。滨水区种植亲水植物,形成堤内滨水景观带,以金丝桃、火棘、杜鹃灌木丛形成带状密林景观亲水植物,采用水葱、花叶水葱、鸢尾等草本植物形成色块。浅水区水深为0 m~0.5 m,可种植芦苇、水葱、香蒲、风车草、水芹菜、美人蕉、再力花、睡莲等挺水植物,过渡区水深为0.5 m~1.0 m,可种植苦草、金鱼藻、穗花狐尾藻、篦齿眼子菜、小叶眼子菜、伊乐藻、大茨藻等沉水植物。植物种植类型与水深的关系详见图2。

为了与前进河带状生态系统统一协调,形成独特优美的景观,前进河堤内采用连续带状的群植加以斑块化丛植,并形成植物层次感,给两栖动物提供栖息地。

5.4 生态岛屿建设

在前进河与104国道交叉处,前进河蜿蜒曲折,河道宽度达30余米,水流在此处有较长的停留时间,逐渐淤积形成几个孤立的岛屿,不影响河道过流能力。

岛屿作为河道生态基质中的特殊版块,在生态恢复中具有重要意义。前进河岛屿位于河流边缘,是河道中生物多样性最为丰富的地带,为鸟类、两栖动物提供了栖息地。在前进河生态河道建设中,保留现有岛屿,采用块石、杉木桩固定,限制其形状,并对其中植物进行整理,形成水陆相依的生态斑块,为水陆两栖动物,鸟类提供栖息地。

5.5 砾间接触氧化

对于前进河末端由于水深较浅,拟采用砾间接触氧化技术,通过在河床上填充砾石,水体污染物在砾间流动的过程中,与砾石上附着的生物膜接触、沉淀,进而吸附、氧化、分解,使得水质得到提升。

砾间接触氧化水流既可以在砾石之间,略微低于砾石,也可略微没过砾石,达到净化与景观相结合的效果。在河床上可以点缀种植植物斑块与砾石形成“灰绿”相间的效果,进一步增强净化效果,构建该段良好的生态系统。

6 结语

随着水环境质量的进一步改善,水体生态恢复的重要性愈发凸显,恢复“蓝绿”结合的城市生态廊道,对于城市生态环境整体提升具有独特的意义。河道生态修复的方式众多,修复技术的选择不应该拘泥于单一的形式,应该结合河道的本底情况、各河段特征选择有针对性的措施。河道生态修复应充分利用驳岸、河床、水体、底泥,恢复良好的河道生境,结合滨水景观的营造,最终达到水清岸绿、生物多样。

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