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乡村河道水环境治理方案
——以东台市某村为例

2021-01-02上海勘测设计研究院有限公司张俊秀

区域治理 2021年5期
关键词:清淤底泥护坡

上海勘测设计研究院有限公司 张俊秀

一、绪论

随着我国对乡村振兴战略的提出,乡村级别的河道治理思路也更趋向于将河道功能与景观、休闲功能相结合。我国乡村级别涵盖了县级、乡级河道以及农村河塘沟渠等[1],河道规模较小,多作用于灌溉、排涝、防洪,且多数农村地区对河道生境保护意识薄弱,不仅有农药化肥污染河道水质,生活、农业养殖污水更是直接排入河道,导致农村地区河道富营养化、黑臭现象严重。为振兴乡村,实现美丽乡村建设,提升村民生活幸福感及舒适度,农村地区的河道治理迫在眉睫。本文以东台市某村为例,通过对现状村内水系的特点进行分析,有针对性地提出相应治理方案,以供类似工程参考。

二、实例方案

(一)基本概况

村域总面积约837亩,村内现状地块主要分为居民区、鱼塘与农田,村子南侧有4处水塘,总面积约97.3亩,村内河道总长约2.0km,水体流向总体由南侧向北侧流动。河道分布较分散,断头河较多,口宽差异较大,口宽约5m~25m不等,河道东西侧均与外河相连,仅西侧河道河口处有闸控,河道现状水深约为1.5m,水塘内水深约2.5m。

(二)现状问题

1.村内水体静滞,局部断头

该村部水系分散,村内进口处水塘被人为改造成鱼塘,与其余3处水塘连通性差,且由于塘内水动力不足,水体流动、交换不明显,塘内水体存在分区现象;部分水塘内部导流堤设置不合理,导流作用较差,局部水体静滞;水塘处虽然有通过桥涵连通,但是连通处淤泥堆积,存在局部阻水问题;塘内水生植物未按时修整,对塘内水流连通处产生了阻水作用。

村内河道仅靠东西两侧外河进行补水,补水方式单一;河道分布细碎、断头河较多导致河道间连通性较差,河道水体流动不明显,局部地区水体存在长期在同一处蓄集、停留,进而导致出现黑臭的现象;且村内局部分支河道过水断面本就相对狭窄,两侧景观植物修剪不及时,进一步影响河道过水断面,导致河道水流不畅通。

2.水体局部黑臭,水生态缺乏系统性

通过现场踏勘排查,发现村内农田面积较广,水塘多用于养殖鱼类,明确该区域河道水体黑臭主要成因为面源污染导致。面源污染主要成因为农业耕种及畜禽养殖的污染物随降雨冲刷进水塘、河道,再加上河道断头现象较多,污染物在局部河道内堆积,从而导致河道发黑、发臭;该村部主要为村居居住区,基本可排除工业废水直排导致的水质污染现象。

村内临近农田的断头河道因面源污染富营养化现象明显,河道一侧为农田自然放坡,农业耕种污染可直排进河道,河道水生态被破坏,蓝藻覆盖整个水面,恶臭严重;水塘被人为赋予鱼塘功能,且在水塘周边畜养鸭子等禽类,导致水塘内部生物群落单一,生物种类较少,塘内水生态被破坏。

3.护坡破损,滨水景观杂乱,整体观赏性较低

现状水域护岸型式主要有直立硬质护岸、土坡及草皮护坡等。根据现场踏勘情况,直立硬质护岸多布置在居民区附近,破损严重,墙体上部无防护措施;自然土坡较多分布在水塘及部分河道附近,土体裸露严重,缺少护砌,坡上植被稀疏,局部淘刷严重;部分河道虽有草皮护坡,但草皮养护不佳,坡面稀疏,滨水及陆域植被整体布置较为杂乱,修剪不当。

村内滨水景观欠佳,风格缺少整体性。水生植物搭配没有层次感,滨岸挺水植物品种单一,局部区域虽有陆域景观布置,但与村内其余几处景观布置不连续,较为突兀;河道岸线基本呈直线型,无河道曲线美,且河道及水塘内无浮叶植物、沉水植物配置,景观较为单调;河道处存在外露排口结构、存在裸露跨河管道,均直接暴露在视野内;局部河道狭窄,且被两侧繁茂的植被遮挡,局部可见处也较为杂乱;水塘水域虽较为开阔,但沿线水生植物品种单一,多为芦苇及杂草,视觉景观效果较差。

(三)主要工程措施

1.连通水系,增加水体流速,促进水体循环

水动力不足、水系不连通是村内水体静滞的主要原因,本方案中考虑新建引水泵站,从外河引水至南侧水塘,增加水体流动性,通过MIKE11软件使得村内水系基本连通,河道流速控制在0.10~0.15m/s,换水周期为7天(仅日间进行换水)的情况下,计算出活水所需流量为0.56m3/s,换水量约17万m3,综合考虑工程建设经济性,初步确定泵站流量为0.6m3/s较为合理。

通过新开一处河道,将村内水塘全部打通,实现水体在水塘内的内部循环,并将塘内存在阻水效应的隔堤重新进行形态塑造,保证水体流动的流畅性,实现隔堤本身的导流作用;对连通处的底泥进行清理,保证水体足够的过流断面;通过管道、箱涵、旱溪等工程措施将村内的断头河道基本打通,有施工条件的河道采用箱涵连通,没有可考虑采用拖拉管进行施工。

2.底泥疏浚,换水循环,消除内源污染

底泥疏浚的主要目的是在尽可能不破坏原有水生态系统恢复条件的情况下,消除河道内源污染,避免底泥中的污染物向水体释放,防止出现二次污染[2]。主要适用于村内水塘与西侧断头河道,因现状需要清淤的几处水污染情况均较为严重,综合考虑清淤深度和边坡结构的稳定情况,河道及水塘清淤深度定为30~50cm,整体清淤量约为9300m3。

疏浚的方法主要有干法清淤及水下清淤两种,干法清淤主要是通过设置临时围堰将水抽干后进行干地清淤,清淤机械以挖掘机、水力冲刷为主;水下清淤则是将清淤机具装备在船上,由船作为施工平台操作清淤设备的一种清淤方式,底泥一般通过管道输送至岸上堆场[4]。本工程因河道均较为狭窄,且对清淤深度有较严格的要求,故主要采用干法清淤的施工方式对河道及水塘底泥进行处理,清淤后的污泥要根据规范进行处理;采用干法清淤的另一个好处是可以对河道内水体进行换水,进一步降低因原水体造成的二次污染。

3.水体曝气增氧,改善水质

目前生态修复技术主要有微纳米曝气、固定化微生物拦截、浮岛滤床等[4]。考虑到水质污染严重的几处均已通过底泥疏浚及换水等措施进行处理,且河道为村内部河道,水深较浅且无通航功能要求,故本工程部分河道及水塘采用喷泉曝气机,对水体进行增氧曝气处理,增加溶解氧,改善水质的同时增加水景观的趣味性和赏玩性;前置水塘作为预处理区,主要作用是沉淀、拦截水体悬浮物,综合考虑其视听景观效果与功能,采用跌水堰溢流出水,并辅以景观石点缀,在丰富水动力的同时,增加水体与空气的接触,提高水体溶解氧含量,同时还能打造溢流跌水的景观效果。

4.护岸整治及河底护砌

现状护岸多为裸露的自然土坡、直立挡墙及草皮护坡。因有泵站引水至前置处理区的水塘,水体流速较快,故前置处理区水塘边坡均采用石笼护坡,并在河底设置石笼护底,防止冲刷作用;采用箱涵连接的河道也同理采用石笼护坡及护底;其余河道的裸露土坡则考虑采用木桩护砌,在保证河道边坡安全的前提下,通过松木桩成排固定坡基,内侧衬以土工布防止土体从木桩缝隙带出,内侧回填土或块石将陡坡改造成缓坡,再栽种植物形成良好的根系固定岸坡[5];现状直立挡墙护坡部分破损,因涉及居住居民,改造条件较为严苛,本次直立挡墙护坡仅考虑对其进行修补,保证视觉美观;草皮护坡同样视情况进行修补,以保证岸坡草皮连续性和完整性。

5.滨水景观提升

本方案的主题是打造秋色美景,主要对河道两侧岸坡进行适当造型塑造及杂木整理,采用松木桩搭配挺水植物的方式将笔直的河道岸线重新塑造出蜿蜒的视觉效果,通过配置梭鱼草、千屈菜等挺水植物进行层次搭配,局部岸线配置湿生芒草营造出秋色朦胧氛围;桥头区域则需突出重点,可以通过点缀颜色较为艳丽的美人蕉、金叶石菖蒲、黄菖蒲等浅水湿生植被,区别于岸线的植被,丰富节点色彩,打造突出的节点视觉效果,营造金叶秋色的美景;为了增加自然野趣、丰富河道型式,村内通过地形塑造新增浅表流道,辅以卵石和碎石以及湿生植物,两侧点缀芒草类植被,展现旱、湿两种不同景观,体现水流叮咚的美感;在没有条件种植挺水植物的河道,则考虑采用生态浮床,可以通过定制浮床造型搭配不同色彩及类型的挺水植物,在养护管理得当的情况下,是一种点缀水面,丰富水面景观的方案;在水塘处可考虑设置栈桥及清水平台,一方面可以适当对裸露排口及管道进行遮挡,另一方面还可供村民从不同角度沿线欣赏滨水景观,以提升村民幸福感。

三、结语

通过本文中的乡村水环境治理案例,笔者发现乡村水环境治理应坚持因地制宜,生态优先基本原则[6],结合时下较为先进的处理措施,综合考虑施工方法,合理制定治理方案;不仅将河道治理作为改善河道生境,提升水景观,保证防洪排涝安全的手段,还应当结合乡村振兴的理念,综合考虑乡村发展战略,创造附加价值,致力于将整体水环境打造成具有本地内涵的特色景观;同时还要积极呼吁、宣传河道治理的功效与优点,从思想观念上提升村民水环境保护的意识,才能保证河道治理效果的持续稳定。

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