張 存,竇金法,吳海亮

(1.濟南市排水管理服務中心,山東濟南 250000;2.濟南市市政工程設計研究院,山東濟南 250020)

廣場東溝防洪與生態(tài)治理探析

張 存1,竇金法2,吳海亮2

(1.濟南市排水管理服務中心,山東濟南 250000;2.濟南市市政工程設計研究院,山東濟南 250020)

選取濟南市廣場東溝為研究對象,針對該條河道的概況及目前存在的水質(zhì)污染、河道淤積、河道泄洪、生態(tài)效果較差等問題,提出了河道整治的必要性,研究并制定了河道治理措施。通過河道整治后的效果分析,驗證了河道治理的可行性,提出了河道治理不再局限于河道功能性整治,更突出人水和諧的生態(tài)治理思路。

河道;生態(tài)治理;綠化美化;水體自凈

1 廣場東溝概況

廣場東溝上游位于濟南市南部山區(qū),北靠金雞嶺,東臨西姑山。周邊用地以高檔居住社區(qū)為主,主要有舜苑小區(qū)、東山小區(qū)、銀豐山莊、陽光舜城、國華東方美郡等居住區(qū),建筑以別墅和多層住宅建筑為主。河道上游和歷陽大街相接,歷陽大街是舜耕路南段進入舜湖社區(qū)和通向旅游路的必經(jīng)之路(見圖1)。

圖1 廣場東溝平面圖

廣場東溝沿歷陽大街進入舜耕路,沿線經(jīng)過山東省交通廳、山東財經(jīng)大學、濟南大學、城建學校、山東會堂、濟南電視臺、山東省民主黨派機構、山東省電視局等重要企事業(yè)辦公單位。河道穿越馬鞍山路、經(jīng)十一路至經(jīng)十路,全長4.2 km。河道西側緊鄰舜耕路,與舜耕路之間有帶狀綠地，主要以小喬木和花灌木為主。

該課題研究對象是濟南市典型城市河道廣場東溝,針對廣場東溝現(xiàn)狀存在的水質(zhì)污染、河道防洪壓力大及河道周邊生態(tài)差等問題,主要研究該河整治的具體措施及整治之后的水質(zhì)凈化效果。同時針對城市河道行洪與生態(tài)景觀有機結合,研究城市河道整治綜合效果,以及該綜合整治措施在城市河道整治過程中的有效性和可行性,以此明確河流整治對河流生態(tài)系統(tǒng)恢復所起的關鍵作用。

2 目前存在的主要問題

由于該段河道位于濟南市城區(qū)的上游,現(xiàn)狀坡度大,水流急,給下游城區(qū)的防洪設施造成極大的壓力。另外,水質(zhì)差、河道淤積、河道景觀與周邊不協(xié)調(diào)等問題突出。

2.1 河道水質(zhì)問題

隨著濟南市城市經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人口迅猛增長,城市污水的排放量也飛速增加,而城市污水處理和管網(wǎng)收集系統(tǒng)相對落后。廣場東溝目前已基本完成截污,河道截污工程大大改善了河道水質(zhì)的污染狀況。但沿線仍有少量污水滲入河道,對河道水質(zhì)構成威脅。一到雨天,上游河道的泥沙就會直接進入河道，造成河水溶解氧過低,缺少水生動、植物生存的環(huán)境,使水體逐漸失去自凈能力，是導致河道水質(zhì)較差的主要原因(見圖2)。

圖2 河道內(nèi)的污水及被洪水沖刷的擋墻實景

2.2 河道淤積狀況

部分河段淤積情況較嚴重,沉積的大量淤泥使得河水變得污濁。同時， 當氣溫升高時， 淤泥中的有機物迅速分解氮、磷等物質(zhì),使得水體極富營養(yǎng)化,并且發(fā)酵釋放惡臭氣味,影響周邊環(huán)境(見圖3)。

圖3 淤積的河底實景

2.3 河道防洪問題

河道南北向縱坡較大,河底平均坡降0.11左右?，F(xiàn)狀河道為矩形漿砌石擋土墻,主河槽寬度20 m,擋墻高度5～8 m。汛期洪水下泄速度快,對河道擋墻沖刷力度大,嚴重影響河道周邊的居民及單位生命財產(chǎn)的安全(見圖4)。

圖4 被洪水沖壞的原有攔水壩實景

2.4 河道容貌環(huán)境較差

作為城市河道,廣場東溝現(xiàn)狀功能單一,防洪與生態(tài)、景觀沒有實現(xiàn)有機的結合。沿岸與舜耕路之間僅有700 m長的狹長綠地,主要為花灌木、小喬木的片林為主,綠化帶內(nèi)雜草叢生,河床內(nèi)被野草覆蓋,垃圾成堆,建筑零亂,植物較少,植被較差,加上黑水、污水,直接影響沿岸居民生活環(huán)境(見圖5)。

圖5 河道內(nèi)及河岸雜草叢生實景

2.5 水源問題

廣場東溝的水源基本靠雨水及山洪來水進行補給,為季節(jié)性河道,補給水量有限,且?guī)в忻黠@的季節(jié)性,非雨季基本無流量,水體缺少必要的循環(huán),抗污染沖擊能力小,水質(zhì)容易惡化。另外,由于主要依靠降水補給， 因匯水面積小， 河道水量補給不足(見圖6)。

圖6 非汛期河道內(nèi)沒有水之實景

2.6 市政設施不配套

河道沿岸敷設的市政設施管線復雜,沿岸有截污管道,沿河岸擋墻上架設有熱力蒸汽管道,其他還有雨水管道、給水管道、電力、通訊等眾多管線。排水管網(wǎng)雨污混流現(xiàn)象嚴重(見圖7)。

圖7 河道內(nèi)的專業(yè)管線實景

3 廣場東溝防洪與生態(tài)治理的必要性

廣場東溝位于濟南市城區(qū)的上游,現(xiàn)狀坡度大,水流急,防洪形勢嚴峻,給下游城區(qū)的南圩子壕、西圩子壕、西濼河的防洪設施造成極大的壓力,嚴重威脅下游城區(qū)的安全。該河所處的地理位置非常重要,隨著周邊許多新興小區(qū)陸續(xù)建設,廣場東溝的現(xiàn)狀情況與周邊環(huán)境不相協(xié)調(diào)。

依據(jù)濟南市城市總體規(guī)劃,廣場東溝西岸臨近山東省體育中心,兩岸用地性質(zhì)主要是辦公、居住及基礎設施用地;經(jīng)十路以南河道東側大部分為教育科研用地;馬鞍山里以南為商業(yè)金融用地及城市公共綠地。根據(jù)周邊用地規(guī)劃情況,未來河道周邊人氣將劇增,對河道的環(huán)境景觀要求將會大大提高,河道生態(tài)治理迫在眉睫。

4 廣場東溝防洪與生態(tài)治理的可行性

(1)濟南市政府、公用事業(yè)局領導充分認識到城市基礎設施建設對國民經(jīng)濟發(fā)展的帶動作用,對廣場東溝環(huán)境建設的項目十分關注。該項目無論從資金還是政策方面都得到各級領導的大力支持。

(2)濟南市的道路及河道的綠化景觀工程建設和管理,已有幾十年的經(jīng)驗,通過對玉秀河、興濟河、工商河及小清河等大規(guī)模高標準的市政綠化景觀工程建設培養(yǎng)了一批精干的施工隊伍、工程監(jiān)理及管理人才。

(3)廣場東溝緊鄰舜耕路,與經(jīng)十路、經(jīng)十一路及馬鞍山路相交,交通便利,周邊服務設施比較完善,施工期間交通、施工用水、施工用電、通訊等非常方便。

(4)廣場東溝位于濟南南部城區(qū)景觀軸中心位置,緊鄰“天然氧吧”泉城公園,周邊自然景觀較好,交通便利,具備建設成為生態(tài)景觀河道的有利條件。

(5)廣場東溝的景觀建設必然會推進城市建設發(fā)展,對于提升城市形象,打造核心區(qū)域景觀,有很大的帶動作用。

5 廣場東溝河道生態(tài)治理措施

5.1 治污

5.1.1 雨污分流,徹底截污

廣場東溝屬于季節(jié)性較強的河道,目前主要起到排洪和排污的作用?？菟谏嫌魏拥阑緮嗔?河道主要起到納污的功能,豐水期,雨水夾雜的污水直接排入下游小清河,嚴重威脅已整治的小清河水質(zhì),所以必須實施截污并網(wǎng)。對河道沿線排污口進行細致的摸排調(diào)查,針對具備雨污分流改造條件的排污口,實施雨污分流;通過新建或改建雨污水管線,建立完善的排水系統(tǒng)。

經(jīng)調(diào)查,廣場東溝全線總共20個排污口,由于河道周邊均有污水管網(wǎng),河道截污的主要措施將河道排污口截留至周邊污水管網(wǎng)。

5.1.2 分散式污水處理設施建設

廣場東溝位于城市的繁華區(qū),周邊密布著學校、機關事業(yè)單位及居民區(qū),隨著城市的快速發(fā)展,舜耕路污水管線管網(wǎng)容量不足現(xiàn)象日益明顯。同時水質(zhì)凈化廠超負荷運行問題突出,為解決此問題,在城建學校附近新建分散式污水處理設施,一方面可緩解舜耕路污水干管的輸水壓力,另一方面將再生水排至廣場東溝形成良好的水系景觀。

5.2 治河

5.2.1 擋墻整修

對河道擋墻進行勾縫,起到加固、美化的作用,同時對沿線破損的擋墻實施修復或重建,并對河道墻基實施加固,整修擋墻,安裝護欄,確保河道行洪安全。

5.2.2 清淤疏浚

通過河道清淤疏浚,提高河道行洪能力,逐步恢復河道原貌與功能。一般而言,將污染物從水域系統(tǒng)中清除,較大程度地削減對上覆水體的污染貢獻率,底泥疏浚是改善水環(huán)境質(zhì)量的基礎［1、2］。

底泥疏浚技術原理屬物理法分類技術。外移內(nèi)源污染物,這是底泥疏浚技術主要作用所含有的內(nèi)容。就疏浚技術現(xiàn)狀來看,主要包括工程疏浚技術、環(huán)保疏浚技術和生態(tài)疏浚技術［3］。

廣場東溝的底泥疏浚先采用的是工程疏浚技術,徹底清除廣場東溝長期遺留的底泥污染物,在治理過程中將采用環(huán)保疏浚和生態(tài)疏浚方式。

工程截污完成后,污染物的來量較小,疏浚后,底泥妥善處理,通過固化填埋和資源利用的方式減少對周圍環(huán)境的二次污染。底泥疏浚后,恢復河床微生物生存環(huán)境,恢復生物群體,生態(tài)系統(tǒng)得以修復。

5.3 治洪

廣場東溝南起金雞嶺,北至經(jīng)十路,全長4.2 km,落差達到80 m。為了消減汛期洪峰流量,減緩洪水下泄速度,提高攔蓄山洪能力,緩蓄雨水,同時增強雨水下滲,減輕對中心城區(qū)的沖擊。廣場東溝上游建設1座谷坊、全線建設15處攔水壩等設施。

由于廣場東溝全線密布了多家單位,擋墻高度在5～8 m之間,給工程施工帶來了很大不便,為解決材料和渣土的進出,全線設置6處施工便道,用于谷坊及攔水壩的建設。

5.4 治水

根據(jù)廣場東溝的地形及濟南的氣候狀況,為滿足廣場東溝水生態(tài)景觀多方面要求,通過雨水、引用大明湖棄水、中水等進行有效補充河道水源。

5.4.1 雨水

大氣降雨后,產(chǎn)生地表徑流,補充河道水源。

5.4.2 引水補源

針對廣場西溝與廣場東溝河道流經(jīng)線路長、河道自然坡降大、河道斷面寬、河道兩側自然環(huán)境較好等特點,南水北調(diào),引水補源,沿西圩子壕、南圩子壕、廣場西溝、舜玉路、廣場東溝敷設輸水管線,通過三級加壓泵站,將大明湖棄水提升至歷陽大街北側滲漏區(qū)下滲,實現(xiàn)地表水轉換地下水和河道生態(tài)景觀補水的雙重目標。即將大明湖棄水通過調(diào)水補充至廣場西溝與廣場東溝上游,通過在河道設置攔水壩、跌水坎、景觀疊石、親水平臺等措施,形成良好的水系生態(tài)效果,改善河道沿線景觀環(huán)境(見圖8)。

5.4.3 中水

根據(jù)舜耕路污水管網(wǎng)運行情況及廣場東溝景觀用水需求,在廣場東溝建設一座舜耕中水站,每天處理1萬m3的中水補充河道,打造水生態(tài)景觀。

國內(nèi)已有學者進行相關調(diào)查。蔡基剛(2010)在復旦大學對學生進行訪談，接受訪談的學生表示一下子從基礎英語進入以專業(yè)知識為教學重點、由外教開設的全英語專業(yè)課程，感到無所適從，希望在上全英語專業(yè)課前有一門銜接性課程，幫助他們過渡到以英語為媒介的專業(yè)課程學習。何宇茵等(2007)對北京航空航天大學上雙語課的學生進行訪談也有類似結果：“學生建議是改良大學英語課程，在大學英語中融入簡單的專業(yè)知識，這樣既學了英語，也對專業(yè)知識有所裨益。或在大學英語和專業(yè)英語課之間開一門過渡性課程，講授一些科技英語的文體特點和語言習慣表達法”。

圖8 廣場東西溝引水補源工程示意圖

5.5 治景

廣場東溝生態(tài)治理工程實施范圍北起經(jīng)十路,南至舜耕路,全長約780 m。該項工程施工內(nèi)容包括:擋墻施工、河道施工、苗木栽植、鋪裝工程、木棧道施工、環(huán)境小品建設等。即在河道內(nèi)建設攔水壩、跌水坎、景觀疊石,在河道內(nèi)兩側砌筑種植槽,種植黃菖蒲、千屈菜、水蔥、睡蓮等形成濱水植物景觀;河道內(nèi)季節(jié)性區(qū)域,選擇千屈菜、蘆葦、紅蓼等,保證旱雨兩季的景觀效果,同時起到水質(zhì)凈化的作用。通過水生植物、懸垂植物對河道進行立體綠化。突出河道生態(tài)的親水性,在河岸設置休閑步道和親水平臺。按照生態(tài)的規(guī)劃理念,在河道內(nèi)設置2～3 m的導流槽,蜿蜒曲折,與河道內(nèi)的綠化時而分明,時而互相交融,自然展現(xiàn)人與環(huán)境的和諧相處［4、5］。

5.6 治臟

為進一步加強河道整治與管理,加快生態(tài)城市建設。2012年6月濟南市召開了河道整治暨管理動員大會,同時建立河道管理河長制管理模式,明確由河長負責片區(qū)河道管理,強化河道日常管理,清除河道垃圾、淤泥,保持河道清潔。針對河道內(nèi)垃圾雜物影響環(huán)境問題,加強河道日常保潔,在河道兩側設置部分垃圾收集,減少垃圾進入河道,同時加大宣傳動員,形成全社會齊抓共管的良好局面。

6 河流整治前后效果分析

在河流整治前該河道生活垃圾嚴重、河道淤塞、水質(zhì)污染嚴重,河道生態(tài)景觀較差,河道內(nèi)沒有親水設施,市民對于該河道整治的愿望強烈。廣場東溝防洪與生態(tài)治理工程于2012年9月份開始施工,截止到2013年3月底,已完成谷坊及攔水壩的建設、河道截污、擋墻整修、河道清淤、河道綠化等內(nèi)容,治理效果初見成效。廣場東溝整治前,整體情況較差,水質(zhì)及兩岸景觀情況不容樂觀,河道行洪能力低下。河流整治后不僅能夠起到增加下滲量,而且對河道水質(zhì)進行有效凈化,提高進入小清河的水質(zhì),通過在河道內(nèi)建設的攔水壩、修建擋墻、種植水生植物等有效方法,提高了河道行洪能力及景觀效果。具體情況如下:

圖9 為河流經(jīng)過綜合整治后的效果圖。

圖9 廣場東溝攔水壩實景

由圖9可知,通過在河道內(nèi)設置攔水壩,其作用:一是雨水在上游的強滲漏區(qū),地表水轉換成地下水,有效地補給地下水資源;二是能夠消減洪峰流量,減緩洪水下泄速度和緩蓄雨水的作用;三是增強了河道內(nèi)的生態(tài)水量,對于恢復河流生態(tài)系統(tǒng)起到積極作用。同時,河道內(nèi)攔河壩的修復有利于增強水體的溶氧能力,提高河道的水體自凈能力。圖10為廣場東溝整治后河道實景;圖11為其整治中的實景。

圖10 廣場東溝整治后河道實景

圖11 廣場東溝整治中的實景(經(jīng)十一路橋)

7 結語

本文針對廣場東溝現(xiàn)狀存在的防洪問題、水質(zhì)污染問題、河道防洪、生態(tài)差等問題,提出該河整治的必要性及緊迫性。依據(jù)該條河道周邊環(huán)境及未來時期的規(guī)劃確定了該治理工程的可行性。同時根據(jù)工程治理后的防洪、景觀效果分析,驗證了經(jīng)治理后,該河道呈現(xiàn)的顯著效果。本文可為濟南市其他河道的生態(tài)治理提供技術指導,具有十分重要的理論意義和實用價值。

該項研究的主要結論如下:

(1)針對該河道存在的防洪問題,通過在河道內(nèi)設置攔水壩,起到許多積極作用:一是削峰、滯洪和緩蓄雨水的作用;二是雨水在上游的強滲漏區(qū),地表水轉換成地下水,有效地補給地下水資源;三是增強了河道內(nèi)的生態(tài)水量,對于恢復河流生態(tài)系統(tǒng)起到積極作用。同時,河道內(nèi)攔河壩的修復有利于增強水體的溶氧能力,提高河道的水體自凈能力。

(2)通過對廣場東溝(經(jīng)十路橋至舜耕路橋段)河道設置景觀石、種植蘆葦、菖蒲等水生和濕生植物、局部設置導流槽、河道兩側設置木棧道、親水平臺及種植懸垂植物等措施,有效地改善了河道水質(zhì),提升河道的景觀美化效果,同時增強水體的自凈能力,滿足了市民親水與賞景的需求,改善了周邊居民的生活環(huán)境。

廣場東溝生態(tài)治理理念,不再局限于“以水論水”的思維定勢,突出“以人為本,人水和諧”的現(xiàn)代理念,強調(diào)功能性、景觀性、經(jīng)濟性的統(tǒng)一,充分發(fā)揮其防洪除澇、景觀、生態(tài)等功能。廣場東溝防洪與生態(tài)治理工程為周邊居民打造了宜人宜居的環(huán)境,是為實現(xiàn)良好的水生態(tài)、水環(huán)境、水質(zhì)量的濟南小康社會提供的重要條件之一,為創(chuàng)建全國水生態(tài)文明示范市奠定基礎。

［1］ 金桂琴,等,城市污染河道水生態(tài)修復模式探討［A］.2004北京城市水利建設與發(fā)展研討會論文集［C］.北京:2004.

［2］ 濟南市水利勘測設計院.濟南市小清河干流綜合治理可行性研究報告［R］.濟南:2006.

［3］ 曹承進，等.城市黑臭河道底泥生態(tài)疏浚技術進展［J］.華東師范大學學報(自然科學版),2011，(1).

［4］ 樊根耀.生態(tài)環(huán)境治理的制度分析［M］.北京:農(nóng)林科技大學出版社,2003.

［5］ 曾暢云，等.水環(huán)境安全的研究進展［J］.水信息網(wǎng)，2003，(5).

TV85

B

1009-7716(2015)03-0092-05

2014-11-13

張存(1979-),女,山東濟南人,工程師,從事城市排水管理工作。