劉洪運(yùn)

(臨沂市蘭山區(qū)柳青街道辦事處，山東 臨沂 276002)

近年來(lái)，在河道綜合生態(tài)治理中，城區(qū)河道生態(tài)治理愈來(lái)愈被人們重視。在滿足河道防洪安全的情況下，恢復(fù)河道的自凈能力，讓河道回歸自然，使穿越城區(qū)的河流成為水清、岸綠，可以為城區(qū)居民提供宜居、休閑、親水的河流。柳青河生態(tài)修復(fù)工程針對(duì)河道景觀單一，缺乏生機(jī)及藻華嚴(yán)重的現(xiàn)狀，對(duì)部分現(xiàn)有河段實(shí)施生態(tài)浮床護(hù)岸及水面綠化工程。在改善河道生態(tài)景觀的同時(shí)改善了河道水質(zhì)，提升了河道景觀價(jià)值，更好地維持了水體功能，為周圍居民生活創(chuàng)造了宜居環(huán)境。本文以臨沂市蘭山區(qū)柳青河生態(tài)治理工程為例，通過(guò)對(duì)該河流水文特性、地形地質(zhì)特征、植被分布等基本資料的分析研究[1]，提出了城區(qū)河道生態(tài)修復(fù)治河理念，可供類似河道綜合治理參考。

1 項(xiàng)目概況

1.1 區(qū)域概況

柳青河流域內(nèi)地貌形態(tài)主要以沖積平原為主，地面高程一般為70.20～71.50 m，上游稍高，下游稍低。堆積層巖性主要為黏土、壤土、中粗砂，厚度一般為3.0～8.0 m。

柳青河河谷呈近南北走向，河道較為順直，呈較寬闊的“U”字形，河道比降一般為2.2‰。主要地貌為主河床，河床寬度一般為50.0～70.0 m，漫灘一般不發(fā)育，零星分布，漫灘寬度一般為5.0～10.0 m，高出主河床2.0～3.0 m。

1.2 河流特性

柳青河是臨沂市北城新區(qū)的一條河流，位于沂河、祊河兩河間，原為自然排水平溝。柳清河有東西二源：東支源出蘭山區(qū)李官鎮(zhèn)與白沙埠鎮(zhèn)一帶，西支源出蘭山區(qū)汪溝鎮(zhèn)北雙山子南麓，兩源匯于棗溝頭鎮(zhèn)陶家莊東，南流經(jīng)杏花、趙岔河等村于王家岔河村東南入沂、祊河交匯處。全長(zhǎng)34.0 km，流域面積258.7 km2，上游為山洪河道，下游為平原河道，干流平均比降為1.62%，系季節(jié)性河流。

2 問(wèn)題分析

柳青河堤防年久失修，老化退化嚴(yán)重，堤身單薄低矮，加之當(dāng)時(shí)治理標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，經(jīng)水文分析計(jì)算柳青河現(xiàn)狀不滿足5 a一遇除澇及20 a一遇防洪要求。結(jié)合城市規(guī)劃建設(shè)，下游河口—沂蒙路上游段已經(jīng)進(jìn)行了治理，河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)采用重力式漿砌石擋墻和鋼筋混凝土擋墻結(jié)構(gòu)，河道斷面形式單一，走向平直[2]。

2.1 自然地貌被改變，河流功能簡(jiǎn)單化甚至完全喪失

河道受到人類的強(qiáng)烈干預(yù)，河流形態(tài)幾何化現(xiàn)象在柳青河治理中表現(xiàn)突出，使得河流景觀多樣性消失。河流中各種水生動(dòng)植物對(duì)水溫、有機(jī)物濃度等有著不同的要求和適應(yīng)能力，由于堤岸采取了硬質(zhì)化的護(hù)岸材料，使得原有的動(dòng)植物棲息地消失，并且導(dǎo)致水流速度減緩，環(huán)境狀況惡化，失去了城區(qū)河道本身的景觀價(jià)值，城區(qū)河道演變成簡(jiǎn)單的“泄洪溝”[3]。

2.2 河道的裁彎取直、橫斷面的幾何規(guī)則化

河道治理“渠道化”使得自然河流系統(tǒng)中河床的異質(zhì)性不復(fù)存在，許多水生植物和水生動(dòng)物無(wú)法安身，不能形成多種多樣的生境組合。

2.3 水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，水質(zhì)較差

柳青河河道水體流動(dòng)性差，生態(tài)流量不足，導(dǎo)致被污染的河道無(wú)法及時(shí)循環(huán)更新。隨著臨沂市城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，眾多居民區(qū)聚集，污水收集尚未全覆蓋，城區(qū)生活污水仍存在未達(dá)標(biāo)排放的情形，河道上游流域?yàn)l臨農(nóng)田，農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重。

3 規(guī)劃設(shè)計(jì)思路與方案

3.1 設(shè)計(jì)思路

本著開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)河流的宗旨，充分考慮防洪、生態(tài)環(huán)境和景觀等方面的關(guān)系，在滿足防洪安全功能性要求的前提下，讓整治后的河道呈現(xiàn)自然、生態(tài)和親水的態(tài)勢(shì)，通過(guò)實(shí)施水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程，對(duì)部分現(xiàn)有河段實(shí)施生態(tài)浮島護(hù)岸及水面綠化工程，改善目前河道景觀單一、缺乏生機(jī)及水體富營(yíng)養(yǎng)化的現(xiàn)狀。同時(shí)在優(yōu)化河道生態(tài)景觀的同時(shí)改善河道水質(zhì)，提升河道景觀價(jià)值[4]。

3.2 建設(shè)目標(biāo)

柳青河河道整治工程是在已有沿河截污、清淤、水質(zhì)提升等工程實(shí)施后，已基本控制河水黑臭問(wèn)題的基礎(chǔ)上，針對(duì)制約河道水質(zhì)感官提升的突出問(wèn)題，圍繞“凈化”“活水”及“美景”等主要工程目標(biāo)，通過(guò)工程治理與管理措施并舉，全面提升柳青河城區(qū)段水質(zhì)感官。

3.3 規(guī)劃設(shè)計(jì)方案

3.3.1 生態(tài)浮床工程

(1)浮床材料的選擇。浮床框體要求堅(jiān)固、耐用、抗風(fēng)浪，景觀浮動(dòng)濕地載體以高分子材料纖維構(gòu)成具有極大比表面積的孔隙結(jié)構(gòu)，滿足植物在載體全表面上落籽、分根生長(zhǎng)(植物根系在纖維孔隙中交織穿梭生長(zhǎng))，載體纖維與茂密植物根系為微生物附著生長(zhǎng)提供巨大空間。大氣、水面、載體纖維、植物根系與生物膜的共同作用下形成連續(xù)的好氧、缺氧、厭氧區(qū)域，為硝化、反硝化等微生物反應(yīng)提供了環(huán)境條件。

浮床內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)，有利于植物根系擴(kuò)張與穿刺；超強(qiáng)浮力可載人，便于初期種植與后續(xù)維護(hù)；內(nèi)部保溫結(jié)構(gòu)保障植物越冬，植物再生率>95%；一體化結(jié)構(gòu)，能抵御45 cm風(fēng)浪，抵御強(qiáng)水流沖擊。本工程根據(jù)不同的景觀要求及河道水力條件，選擇HDPE高分子材料拼盤(pán)式浮床。

(2)浮床植物的選擇。浮床植物的選擇滿足適宜當(dāng)?shù)厮邓|(zhì)條件的水生或陸生植物品種；適于無(wú)土生長(zhǎng)，根系發(fā)達(dá)，長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)；植株生物量大，對(duì)污染水體的適應(yīng)較好；植株常綠期長(zhǎng)，萌發(fā)速度快，生長(zhǎng)迅速；植株組織致密，殘?bào)w不易迅速腐爛；兼具治污和美化的當(dāng)?shù)匚锓N。目前，經(jīng)常使用的浮床植物有美人蕉、蘆葦、菖蒲、再力花、水芹菜、空心菜、千屈菜、旱傘草等。

(3)浮床基質(zhì)。浮床基質(zhì)用于固定植物植株，同時(shí)要保證植物根系生長(zhǎng)所需的水分、氧氣條件及能作為肥料載體。因此，基質(zhì)材料必須具有彈性足、固定力強(qiáng)、吸附水分、養(yǎng)分能力強(qiáng)，不腐爛，不污染水體，能重復(fù)利用的特點(diǎn)，且必須具有較好的蓄肥、保肥、供肥能力，保證植物直立與正常生長(zhǎng)。目前使用的浮床基質(zhì)多為海綿、椰子纖維等，可以滿足上述的要求。另外也有直接用土壤作為基質(zhì)，但缺點(diǎn)是重量較重，同時(shí)可能造成水質(zhì)污染，目前應(yīng)用較少，不推薦使用。

(4)浮床形狀及大小。整個(gè)浮床由多個(gè)浮床單體組裝而成，每個(gè)浮床單體邊長(zhǎng)可為1.0～5.0 m，但是為了方便搬運(yùn)和施工以及耐久性問(wèn)題，一般采用2.0～3.0 m。在形狀方面，通常以四方形、六邊蜂巢型、三角形為主，綜合考慮結(jié)構(gòu)穩(wěn)固及抗風(fēng)浪等因素進(jìn)行拼接。

(5)浮床固定方式。生態(tài)浮床的固定設(shè)計(jì)是一個(gè)較為重要的內(nèi)容，既要保證浮床不被風(fēng)浪帶走，還要保證在水位劇烈變動(dòng)的情況下，能夠緩沖浮床和浮床之間的相互碰撞。一般采用水下固定的形式，根據(jù)水下地基狀況的不同選擇錨固式、駁岸牽拉等。為緩解浮床之間的相互碰撞，浮床單元之間應(yīng)留有一定的間隙，相互間用繩索連接(連接形式因浮床制造廠家的不同而各異)。

(6)人工介質(zhì)。目前，生態(tài)浮床使用的人工介質(zhì)主要有彈性填料、組合填料和軟性填料。相關(guān)研究表明，采用組合填料的處理效果要優(yōu)于彈性填料。市場(chǎng)上常見(jiàn)的生物填料主要以聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等原材料制成，價(jià)格便宜，但是在掛膜速度、掛膜量及膜與填料的緊密度方面存在不足。生物碳纖維是具有良好生物相容性的纖維狀的碳材料，具有掛膜快、耐老化、使用壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，但是價(jià)格較貴。綜合考慮對(duì)污染物處理效果、后期維護(hù)成本及投資方面的因素，采用普通的生物繩填料。

(7)布置位置。位置一：廣州路上游100.0 m至濟(jì)南路下游100.0 m，以及天津路上下游150.0 m布置。位置二：柳青河上海路上游150.0 m至北京路下游150.0 m河面布置。

3.3.2 生態(tài)攔截凈水柵工程

生態(tài)攔截柵主要采用高分子材料、浮體和配重件組成。其中網(wǎng)膜材料由高分子聚乙烯纖維棉制作而成，浮體材料可使用竹木、泡沫及PVC塑料管等高分子材料，但由于竹、木材料在當(dāng)?shù)厝〔妮^困難且長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水體中容易腐爛、泡沫容易折斷，并造成二次污染等弊端，工程以使用PVC塑料管等其他高分子材料制成的浮體為主，配重件可將石子等材料裝入懸掛的網(wǎng)膜下方。生態(tài)攔截凈水柵的固定方式以水下錨固式及駁岸牽拉為主。針對(duì)柳青河浮床設(shè)置區(qū)河面垃圾漂浮物相對(duì)較多，同時(shí)部分河段聚集有大量浮萍、藍(lán)藻的情況。通過(guò)在河道斷面設(shè)置多層生態(tài)攔截凈水柵，攔截、聚集水面漂浮物，便于垃圾的收集及清理，改善水面水質(zhì)。

該工程項(xiàng)目主要在成都路橋及廣州路橋上下游，濟(jì)南路橋、天津路橋及北京路橋下游各布置一道生態(tài)攔截凈水柵。

4 結(jié) 語(yǔ)

在城區(qū)河道綜合整治過(guò)程中，遵循河道的自然規(guī)律，重視河流水體的自凈能力對(duì)城區(qū)河流水體環(huán)境的重要性。護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式應(yīng)考慮有利于河道水生動(dòng)植物生長(zhǎng)，讓河流恢復(fù)本原，促進(jìn)人水和諧的生態(tài)護(hù)坡。重視河流生物多樣性的維護(hù)，結(jié)合河流生物現(xiàn)狀，引入水體凈化能力強(qiáng)，景觀效果較好的水生植物，不僅提升河流本身的自凈能力，同時(shí)提升了河流周邊環(huán)境，提升城區(qū)環(huán)境的整體效果，發(fā)揮河道治理工程的多重作用。