徐洪霞，趙心暢，張曉利

(中國電建集團中南勘測設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410014)

20世紀70年代我國有些河道治理方式是將河道某段改道，造成改道段河道被封閉形成一條斷頭河，人們俗稱其為“旱河”。長期以來，此類河段在人為和自然因素影響下，喪失輸水及行洪功能，岸坡裸露，水土流失嚴重，河道淤積越來越嚴重，水體黑臭，河床及河岸邊亂開亂墾現(xiàn)象突出，建筑廢棄土石方等隨意傾倒堆放，對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境都造成了嚴重影響，成為了城市的“牛皮癬”。針對此類河段存在的上述問題，結(jié)合當?shù)爻鞘幸?guī)劃及人文歷史情況，通過采取一系列綜合整治技術(shù)，將其打造成一條集水土流失治理、生態(tài)修復、科普宣教、休閑娛樂于一體的城市生態(tài)清潔小流域，已成為城市市民的迫切呼聲。本文以南方某城區(qū)的“旱河”綜合整治工程為例進行探討研究，以期為其他城市“旱河”的生態(tài)整治工程提供借鑒和參考。

1 項目區(qū)概況

項目位于某市城區(qū)，河道長約2km，凈寬30～55m不等，河床比降為2‰，工程占地約10.20hm2。沿河兩岸多為平坦的一級階地，無大構(gòu)造斷裂發(fā)育，邊坡穩(wěn)定性較好，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅳ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定。

工程區(qū)屬于亞熱帶濕潤氣候，溫和濕潤，雨量充沛。多年平均降水量1400～1480mm、平均氣溫15.9℃、無霜期237～328d、平均相對濕度79%。本項目上游段有水庫聯(lián)合調(diào)度，有效錯開城區(qū)洪峰，并且該河道的改道段已滿足城市防洪要求。河段區(qū)間集雨面積0.78km2，根據(jù)城市防洪標準為20年一遇，控制斷面P=5%設(shè)計洪水按區(qū)間1h暴雨強度洪峰流量推求。經(jīng)計算，本次設(shè)計取治理河段控制斷面P=5%洪峰流量Q=9.98m3/s作為設(shè)計標準。

2 存在的問題分析

(1)河道淤積嚴重，形成內(nèi)源污染

根據(jù)前期勘察，河道淤積十分嚴重，平均淤積深度為2m，致使河道失去過流能力，也失去了蓄洪、行洪等功能。但本河段位于城區(qū)，河道兩側(cè)分布有高校、居民區(qū)，周邊無大型場地條件用于大量淤泥的集中堆放和處置，而長距離清運又將造成二次環(huán)境污染和新的生態(tài)環(huán)境破壞問題，因此，河道淤泥的清運、處置是本工程的主要問題及技術(shù)難點之一。

(2)河道干涸，水質(zhì)惡化

河道淤積嚴重導致幾乎干涸，加上河床及河岸邊亂開亂墾、建筑廢棄土石方隨意傾倒，以及周邊的點源污水截污不徹底，導致河道內(nèi)水、陸生態(tài)系統(tǒng)破壞殆盡。加之無外來水源補給，河道水體已失去自凈能力，水體黑臭，水質(zhì)為劣V類。因此，如何改變河道干涸現(xiàn)狀，使河段水系連通，實現(xiàn)生態(tài)補水和蓄水能力，恢復河段生命力和自凈能力，實現(xiàn)水體良性循環(huán)是本工程主要問題及設(shè)計難點之一。

(3)生態(tài)系統(tǒng)嚴重破壞，生物多樣性降低

河道內(nèi)基本不具備水生生物的生存環(huán)境，水生態(tài)系統(tǒng)基本被破壞?，F(xiàn)存水塘水污染嚴重，其中主要以耐污物種如細菌、藍藻等為主；河道內(nèi)主要以陸域生態(tài)為主，河岸植物多為人工植物，種類單一，植物主要為野草、農(nóng)田、果樹和菜地。由于失去了濕地等棲息地和食物來源，少有水生動物和陸生動物出現(xiàn)。如何恢復河道的生命力，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)是本工程主要問題及設(shè)計難點之一。

(4)河段景觀質(zhì)量差，與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)

沿河道兩岸多為綠地與公建，沿河現(xiàn)存在一些潛在開敞區(qū)域，是城區(qū)重要的線性可親水公共空間資源。河道內(nèi)垃圾成堆，水塘黑臭，蚊蟲滋生，雜草叢生，整體環(huán)境質(zhì)量較差，現(xiàn)有駁岸為硬直駁岸并且有些已損毀，親水性較差，且駁岸、護欄和鋪裝形式單一。該河道與周邊環(huán)境格格不入，嚴重影響河道兩岸居民的生活質(zhì)量，導致該區(qū)塊的開發(fā)利用困難，土地價值無法提升。讓“旱河”煥發(fā)新的生命力，回到真正健康、可呼吸的河流，在生態(tài)綜合治理的同時，與城市周邊的環(huán)境融為一體，使生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益相統(tǒng)一，亦是本工程主要問題及設(shè)計的難點之一。河道現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 旱河河道現(xiàn)狀圖

3 項目定位

城市內(nèi)河是城市的血管[1]，在規(guī)劃設(shè)計中，堅持“生態(tài)優(yōu)先、最少干預(yù)、注重文化、以人為本、可持續(xù)發(fā)展”的基本原則[2]，體現(xiàn)“以水為體、以河為脈、以綠為美、以文為魂”的理念，以“保護優(yōu)先、恢復先行，建立河道與城市之間良性、有序的發(fā)展，保護河道風貌，構(gòu)建一個人與自然和諧發(fā)展的城市生態(tài)清潔小流域”為設(shè)計定位，以“旱河重生-恢復旱河的生命力”為主題。

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4 治理措施設(shè)計

4.1 環(huán)保疏浚清淤及處置設(shè)計

河道兩岸分布有高校、居民區(qū)等，場地十分有限，通過多方案比選，選擇占地少、利于環(huán)境的環(huán)保疏浚技術(shù)。設(shè)計結(jié)合旱河段河道淤積特點，提出了技術(shù)要求：①水體僅清除污染底泥，盡量減少非污染底泥的超挖，以避免破壞河流底部的自然河泥層；②選用性能先進的環(huán)保絞吸設(shè)備和挖掘機，保證污染物有效清除，避免對周圍環(huán)境的二次污染；③選擇地下水位低、土層吸附性能好的地帶作為堆場場址。

污染流泥經(jīng)淤泥傳輸管道輸送到堆場的土工管袋進行脫水干化，干化后的底泥和其它挖掘出來的污泥一起就地塑造地形和用作恢復植被覆土，減少植被恢復措施的取土量和淤泥處置占地，多余的可利用土石方用于周邊城市建設(shè)，實現(xiàn)資源化利用。

4.2 水系連通及蓄水設(shè)計

本河段防洪標準為20年一遇，工程等別為IV等，主要建筑物為4級。本河段無對上游河道進行分洪的功能，只考慮治理需要設(shè)計流量。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和文獻資料查詢，本河段上游河道枯水期95%保證率流量為1.5m3/s。經(jīng)計算，本河段治理生態(tài)補水設(shè)計流量為0.7m3/s，管道直徑1m，設(shè)計流速1m3/s，滿足河道綜合治理要求。經(jīng)比選，設(shè)計選取占地面積小、土石方量小、輸水損耗小、后期容易維護的管道輸水方案。

設(shè)計從上游主河道引水進行本河段水量的補充，為保證水系連通后河道具有穩(wěn)定的水面線，經(jīng)計算，確定從入口水面高程至出口水面高程為控制高程，通過新建9座生態(tài)毛石混凝土滾水壩作為攔水堰，以抬高上游水位，實現(xiàn)河道穩(wěn)定的水面。在引水起點布設(shè)1#攔水堰，堰前設(shè)鋼筋混凝土引水前池1座；池后連接引水玻璃鋼管，引水管道出口設(shè)鋼筋混凝土閥門井1座。

4.3 生態(tài)修復設(shè)計

為把本河段打造成適應(yīng)于城市發(fā)展的生態(tài)景觀清潔小流域，更好地發(fā)揮其綜合生態(tài)效益，改善城市的生態(tài)環(huán)境[3]，設(shè)計采取了生態(tài)護岸及植被緩沖帶、人工生態(tài)浮床、濕地恢復等綜合生態(tài)修復技術(shù)。

護坡護岸突出“安全實用、便于維護、生態(tài)親水”的原則[4]，對河岸線采取生態(tài)護坡代替硬質(zhì)護坡，利用植被進行生態(tài)護岸，將喬灌木混合種植，提升生物多樣性[5]。由于河道無過洪要求，岸坡坡度最大程度放緩，既利于植被建植，又利于減少水土流失。岸坡區(qū)域采用三層植物緩沖帶，分別為水生植物帶、濱岸灌草帶、河岸喬木帶，以小喬木結(jié)合灌木、地被、濕地植物配置，自然而又充滿野趣[6]。

為凈化河道水質(zhì)，為魚類及鳥類提供生境，恢復水體的生物多樣性，消浪護岸，改善景觀，重建河道水生態(tài)環(huán)境平衡性，在河道兩側(cè)、景觀節(jié)點及雨水匯合口共設(shè)計布設(shè)10處人工生態(tài)浮床和5處人工濕地。其中，2處自由表面流濕地、1處渦狀串級塘、1處自由表面流和潛流結(jié)合型濕地、1處平流濕地。引種具有一定凈化性能與觀賞價值的水生植物[7]，選擇水生美人蕉、旱傘草、風車草等本地植物作為生態(tài)浮床植物。

4.4 景觀營造

圖2 河道治理措施實施后效果圖

(1)旱河序曲段：是旱河和上游河道的交匯地帶，設(shè)計從上游河道引水流量0.7m3/s，滿足旱河景觀營造的水文條件需求，是人們進入旱河濱水綠帶的起點位置。在該區(qū)段設(shè)計了豐富的出入口、穿行道、濱水廣場、棧道等，豐富的岸線形式美化了城市景觀。

(2)都勻之夜段：為滿足周邊居民生態(tài)休閑活動需求，利用當?shù)亟ㄖL格，確保所建服務(wù)設(shè)施與周圍環(huán)境保持協(xié)調(diào)性[8]，設(shè)計了茶吧、迷你餐廳等休閑商業(yè)?？紤]集散時間相對穩(wěn)定，妥善進行交通組織[9]，使城市經(jīng)濟與旱河生態(tài)系統(tǒng)有機融合。

(3)朗朗書聲段：毗鄰學校，設(shè)計中通過布設(shè)濱水廣場、棧道等建筑景觀，為周邊學校及居民營造幽靜、舒適的學習、交流、漫步環(huán)境。

(4)濕地科普段：與學校和居住用地相鄰，設(shè)計以濕地恢復為主，通過重建生態(tài)濕地，布設(shè)生態(tài)小徑、觀鳥廊、濕地科普展示屋、科普小廣場等設(shè)施，為人們提供普及濕地生態(tài)知識的課堂，以營造良好的城市生態(tài)濕地公園教育氛圍[10]。

(5)柳浪聽濤段：位于旱河河道末端，結(jié)合城市經(jīng)濟發(fā)展需求，沿江面西岸布置風情商業(yè)街，為市民提供親水漫步、購物、娛樂的空間，在購物的同時領(lǐng)略“旱河”治理后的生態(tài)魅力。

5 結(jié)語

通過以上治理實施，河道黑臭水體消除，水質(zhì)明顯改善，總體達到地表水Ⅲ類標準；豐富了生物多樣性，生態(tài)系統(tǒng)得到良性循環(huán)；為居民提供了親水空間和生活、休閑、學習場所，改善了周邊居民的生活環(huán)境；提高了城市品質(zhì)，并帶動周邊土地價值提升。本河道治理的成功案例為其他城市“旱河”綜合整治提供了范例，具有較好的生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益。