李 坤，徐 建，梁同心

（安徽水利生态环境建设有限公司，安徽 蚌埠 310030）

引言

城市河道作为承载城市现代化发展的重要载体，不仅具备对现代城市市容面貌的美化作用，也承载着现代城市降雨泄洪、水体净化等核心功能[1]。但是，城市化的推进和经济社会发展的无序扩张，逐渐带来了各种城市病[2]，其中最为显著的就是城市河道的水污染。城市河道污染的表现是污水排放进入河道的量比河流水体自我净化能力增长得更为迅速[3]。对河道污水的治理可以调整城市经济社会发展的和谐程度，进一步推进生态文明建设，提升人们的幸福感。那么如何实现对城市河道生态的良治？对这一问题的解答要从城市河道的水体净化修复工作着手[4]。目前传统的河道修复存在后期返修成本高等问题，因此利用沉水植物实现河道的生态化治理引起了相关人士的关注。水生植物具有安全高效及低耗的基本优势，其对河道的修复可以避免二次污染，充分实现对河道的可持续治理[5]。因此，沉水植物技术在修复城市河道领域的应用前景广阔。

本文针对安徽蚌埠龙腾路明渠河道的生态修复治理进行技术方案的设计和研究，以期取得预想效果，并希望能为城市河道生态修复提供借鉴和参考。

1 河道概况及污染原因分析

1.1 现状水质

龙腾路明渠总长约为950 m，采用复式断面，渠底宽15 m，渠顶宽26～29 m；河道两侧多为浆砌石直立驳岸，护坡坡度为1∶2.5；明渠常水位为17.50 m，洪水位为19.00 m，渠底标高介于15.60～16.50 m之间，常水位时水深为1.0～2.0 m。

明渠起点为龙湖西路闸站，终点为龙子湖，功能定位为排涝、泄洪及生态景观。明渠上游采用箱涵承接周边汇水区内的雨水，暴雨季节开启闸门排放涝水入龙子湖，旱季多为封闭水体。

由于前期上游截污未完善，大量雨污、垃圾、淤泥等在暴雨时期涌入明渠，导致水体黑臭现象明显，水生态环境破坏严重，水体感官效果较差。其水环境系统生态基本功能已经受损，河道自我净化能力逐步降低。

1.2 生态现状

经现场实地调查得知，河道两边的侧岸为浆砌石材料构造，此构造所在的驳岸水位经常维持在1.6～2.0 m，并且明渠两侧不存在对绿色植被的广泛维护，因此两岸所受侵蚀较大。河道水体的纯净程度非常低，河道淤泥较多，阻塞较大，整体流动性较差，水生态系统呈现不稳定状态。

1.3 水质污染原因分析

1.3.1 沿岸污染

明渠两侧护岸的主要制作材质是垂直砌石，在暴雨时，地面积累的污泥经过雨水的运输，将会从高处的地面逐步进入到低处的河流，进一步对河流造成不可避免的污染。

1.3.2 闸口点源污染

明渠闸口设有拦水闸，但由于未改造雨污合流管道，降雨量大时，经常有污水从闸口流出，尤其是发生暴雨时流出的水量更大。

1.3.3 自净能力差

明渠水体基本处于静止状态，雨季污水未能及时排放出去，导致水环境中的水生植物逐渐死亡。明渠河道中并没有原生的水生植物，这导致明渠河道的水体自净能力极为脆弱。因此，在明渠缺失水体自净能力的情况下，污染物不断堆积，最终造成水体富营养化现象的普遍出现。

2 生态修复工程方案

2.1 技术思路

明渠河道生态治理的设计目标是在相关治理工程完工的基础上，通过丰富水生植物群落，改善生物多样性，提高水体自净能力，改善明渠水生态环境，促进水生态系统的健康稳定；并于暴雨期结束7天内恢复水体透明度（透明度≥1.0 m），有效改善明渠水面景观效果。河道生态修复治理是一项复杂的工程，依靠单一技术或思维会导致生态环境无法在短时期内得到有效恢复和持续治理，因此我们必须清醒地意识到河道的水体自净将是一件非常复杂的工作，不采取综合性措施不能达到最终目的，实现河道水质的根本改善。

明渠的水体污染相对严重、水体水质不好、水体透明程度非常低，与此同时，水体污染将在长时间内不断恶化，因此，明渠水体治理修复计划的核心技术手段将是加强水体生态系统的自我净化能力，以去除水体污染、提高水体透明度为目的。沉水植物是水循环的主要参与者，其自身还具备吸收氮、磷的能力，是水体自我修复的主力军[6]。彻底解决水体富营养化现象的主要手段是重建沉水植物循环系统。光照和透明度是沉水植物群落恢复过程中的主要影响因素[7]，该明渠两端设有水闸，同时不具有泄洪功能，水位可以调控，有助于沉水植物的健康成长，这将进一步积极推动水体修复计划，并且将会推动其他辅助治理功能的发挥，比如生物处理、水下皮草等辅助手段能够推动水生态系统的治理进程。因此，项目使用沉水植物来治理明渠水体并改善水面景观效果，就此构建完整的水生态系统，提高明渠的自净能力。

2.2 具体实施方法及技术参数

2.2.1 上游截污具体措施为：上游箱涵沿线污水及合流排口的截污均应达到95%以上，确保旱季无污水排入明渠；逐步完善源头雨污分流，开展海绵化改造，确保沿线雨水排口不存在混接、错接现象，雨季无溢流污水排入明渠。

进行上游截污，可以实现对上游污水的预处理，进而为污水处理的下一步做好铺垫，并且拦截上游污水，可以保护河流中游、下游段沿岸的生产、生活状态，并且在保护过程中，实现对污染的处理，降低经济成本。因此，上游截污是污水处理过程中的重要方法。

2.2.2 河道清淤

具体措施为：将明渠内淤积的底泥彻底清除，确保河床底部无黑臭淤泥，河道水体表面无浮泥、无浮渣；对清淤后的底质进行氧化改良，降低其中污染物的含量，确保有效灭杀厌氧细菌。

河道清淤是在河流污染的严重段进行的，对河道进行清淤，不仅能够净化河道水质，同样，也是保持河流流通的关键。因此，对河道进行清淤是彻底消除明渠内淤积的污泥、达到河道水体纯净标准的核心方法。

2.2.3 水位调控

具体措施为：通过水闸来调控明渠水位，在水生植物种植期间保持水深在1.0 m以内，水体透明度不低于1.0 m，清除干净明渠内的杂鱼，以保障水生植物种植的便捷性及存活率；在水生植物生长稳定后，逐步恢复明渠水深至常水位；对明渠内现存的挺水植物进行梳理、剪除，并清除植物周边的浮渣、垃圾。

在污水处理过程中，前期阶段需要动用上游截污、河道清淤等方法对河道水体进行彻底净化，但是，在做好这些基础工作之后，必须进行沉水植物的生态修复。但是在修复之前，为了使得沉水植物的生活环境相对较好，就必须对河流水位进行调控，以对沉水植物进行保护，保证沉水植物的健康生长，为河流污水的长期净化工作做好准备。

2.2.4 植物种植

具体措施为：结合明渠水陆交错带及渠底的水文特征，并考虑到明渠的水质净化及景观提升等需求，本项目沉水植物主要选择根系发达、茎叶狭长柔软、水下景观效果好的常绿型苦草，搭配种植少量生态安全性高、去污能力及适应能力较强的马来眼子菜，构建水下沉水植物群落，提升水环境自我净化功能，不断实现水质的优化及景观的持续构建。沉水植物主要种植于箱涵下游300～950 m处的明渠两侧。

植物的种植是明渠污水治理的关键环节，对沉水植物进行有计划的种植，工作人员可以依据明渠所处温度、水文、生长状况等现实条件，对沉水植物进行有针对性地筛选，并在筛选过程中，全面认识明渠水质，有计划地推动沉水植物的种植工作。因此，植物种植是对明渠水体进行净化的关键，相关人员必须有计划、有重点地布局和实施。

2.2.5 生物操纵

具体操作为：根据上游污水的排放情况，待水质逐步恶化后，向河道水资源中投放净化水的微生物群落，通过生物操作的方式稳定并修复生态环境。在大规模种植沉水植物后，等待适当的季节，比如汛期过后，上游污水趋于恶化时，及时进行生物干预，利用生物本身所具备的净化水体的功效，达到绿色净化水体的目的。因此，生物操作也是进行河道水体净化的重要措施。

2.2.6 来水净化

具体措施为：由于暴雨季节开启闸门排放涝水，易在明渠内产生较大流速的水流，其水流冲击力及携带的污染物会对沉水植物产生较大危害，因此在明渠下游100～300 m处设置60 m2立体生态净化浮床，利用其下方悬挂的人工水草对箱涵来水进行阻流、缓冲，并通过生物膜过滤、吸附及植物同化吸收净化来水，从而改善下游生态环境。

来水净化是应对河道运动的特殊状况的一种特殊措施，主要是在暴雨季节进行水流减速的技术处理。上述使用人工水草净化水体的过程就是一个典型示例。因此，使用人工水草可以降低暴雨季节的水体流速，以保护水体植物并改善水体质量。因此，来水净化是保护沉水植物和河道环境的具体方式，也是对污水净化工作的重要铺垫。

3 生态修复效果

3.1 沉水植物恢复情况

在利用沉水植物治理水体的工作落实后，相关部门将组织工人进行河道生态的常态化维护，以实现对河道的根本性保护。维护一年之后，相关人员在2021年7月开展对明渠沉水植物的现场调查。调查发现，明渠沉水植物长势良好，成活率达到85%以上，整体实现了沉水植物绿色水下景观的盛况，水体透明度达到1 m以上。这表明对明渠河道进行沉水植物恢复是比较可行的，并且可以实现理想效果，达到规划预期。另外，沉水植物区域内的水体环境一直处于动态平衡的自我净化过程中，这对于生态修复工作来说，是对生态修复理念和技术的肯定，并且这样的肯定表明，对水体的生态修复工作是一项绿色、环保、可持续的工作。

3.2 河道水质情况

为了对河道的修复情况进行监测和对水体改善效果进行检查，工作人员进行了长期的跟踪回访，相关数据综合结果表明，明渠水质状态良好，水体透明程度较高，部分水体清澈见底。总体看来，明渠河道水质相较于生态修复之前，水质明显向好。2021年5月到2021年9月，水体相关指标如图1、图2、图3所示。

图1 2021年5月至2021年9月COD的变化情况

图2 2021年5月至2021年9月TP的变化情况

图3 2021年5月至2021年9月氨氮的变化情况

由上述各图可知，自2021年5月到2021年9月，相关数据与工程实施之前相比较，结果表明水体整体向好，COD、TP、NH3-N等数值指标均有下降，河道水质总体达到地表水环境质量标准，同时雨季水量对明渠水体的作用不甚显著。

根据上述对水体的检测结果，水体修复项目计划实现了以沉水植物修复为主、其他手段为辅的综合治理目标，达到了水体净化目的。生态修复计划实施后的效果见图4。

图4 生态修复工程实施后效果

4 结语

在水位可控的城市河道内，本项目主要进行了以种植沉水植物为主要手段的河道治理，加之以外部污染处置治理、河道底部改良、增氧修复、生物技术干预等综合手法的技术治理，最终达到了比较理想的河道治理目标，构建起健康、稳定的水生态系统。此生态修复工程的成功实施为城市污染河道的生态修复提供了宝贵经验，这些措施的成功推广将对河道的水体净化工作做出突出贡献。