劉勇劉燕朱元榮高喜明

(1.貴陽學院生物與環(huán)境工程學院，貴陽 550005;2.中國環(huán)境科學研究院環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室，北京 100012)

引言

城市河流是城市環(huán)境的重要部分，往往作為城市的標志之一，具有為城市供水、排洪及娛樂等多種作用，對城市的經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護具有十分重要的意義。20世紀80年代后，隨著我國城市化不斷加劇和人口增長迅速，改造河湖、開發(fā)地產(chǎn)及工業(yè)廢水排放等現(xiàn)象造成城市河流生態(tài)破壞和污染嚴重。目前，我國城市河流均存在不同程度污染，城市河道綜合治理已經(jīng)成為迫在眉睫，關(guān)乎城市發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)境問題之一［1］。

城市河道硬化，即將蜿蜒的城市河道直線化或渠道化以及河床、河岸混凝土化處理，是目前我國城市河道常見的水利工程治河方法，這不僅利于城市防洪、泄洪，同時節(jié)約了城市土地資源，也利于建成供人們休閑娛樂等的城市河濱廊道風景線。然而從長遠角度來說，河道硬化也帶來很多負面影響，如阻止河水下滲，破壞地下水庫補給，使城市缺水問題更趨嚴重，隔斷了河流陸地和水生生物兩大類生態(tài)系統(tǒng)之間互相聯(lián)系，嚴重毀壞了河流生態(tài)鏈，打破了河流生態(tài)動態(tài)平衡，大大降低河道自身自凈能力及水生生物棲息地消失等一系列生態(tài)學問題［2］。同時，硬化河道的兩岸缺少天然植物和其他生物景觀作為屏障，讓有生命的河流功能嚴重弱化，成為承接各種污染物的固定化“下水道”或“排污容器”，而河床陷入不斷要清淤的惡性循環(huán)。目前，全國大中城市均存在著城市河流硬化現(xiàn)象。

德國、日本等國家于20世紀80年代末就提出“親近自然河流”的概念［3］。此后，我國一些學者也從現(xiàn)代城市河流可持續(xù)發(fā)展角度研究國內(nèi)外河流修復并形成“生態(tài)河道”理念［4］。生態(tài)河道即河流是有生命的，恢復河流的自然屬性，將河流回歸為一個具有多種生物群落的生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)社會經(jīng)濟與河流自然生態(tài)功能相協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

生態(tài)河道整治是一個長期系統(tǒng)工程。國內(nèi)外學者進行了大量研究并有很多成功案例［5－12］。如韓國首爾清溪川曾經(jīng)污染嚴重，歷史上對河道進行硬化河床、修建砌石護坡、裁彎取直等水利工程不但未阻止其進一步被污染，反而嚴重破壞了河流自然生態(tài)環(huán)境導致水質(zhì)變差，河道生態(tài)功能喪失。2003年7月至2005年10月，韓國政府圍繞“生態(tài)治河”，進行河道水體復原、生態(tài)景觀設(shè)計等一系列生態(tài)整治工程，并最終取得良好效果［8］。我國洛陽洛河整治自20世紀70年代起，大致經(jīng)過土堤階段、石塊護砌階段、混凝土護岸階段均未起到良好治河效果，進入21世紀，積極探尋生態(tài)治河工程，如2009年建成的洛河生態(tài)治理工程，突出自然生態(tài)和以人為本設(shè)計理念，并取得成功［9］。

本文以目前我國眾多城市河流環(huán)境污染及其在河流整治中均存在不同程度河道硬化現(xiàn)象為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)外一些城市河流整治工程實例，以貴陽市南明河為研究對象，從生態(tài)學和城市河流生態(tài)可持續(xù)發(fā)展角度來探討南明河環(huán)境綜合整治工程利弊，并從生態(tài)河道理念探尋建設(shè)城市生態(tài)河道應是實現(xiàn)城市生態(tài)文明、人與自然和諧相處的更佳出路。

1 南明河概況

1.1 南明河變“難明河”

南明河是貴陽市母親河，屬長江流域，是烏江水系清水河的源頭河流，發(fā)源于貴州省貴陽市花溪區(qū)凱壩鄉(xiāng)石莊老線坡，全長118km，其中在貴陽市境內(nèi)長100km，流經(jīng)松柏山和花溪兩座水庫，于下游經(jīng)花溪區(qū)、中曹鄉(xiāng)、小河經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，向北穿流于市中心，經(jīng)團坡橋、水口寺東流而去，具有重要的景觀和人文價值。20世紀70年代前南明河曾是貴陽市的直接飲用水源。然而此后貴陽市經(jīng)濟不斷發(fā)展以及人口快速增長，南明河水質(zhì)開始惡化(見表1)。90年代，南明河沿岸到處是煤灰垃圾，遍布棚戶區(qū)，近百個生活污水和工業(yè)企業(yè)向南明河大量排污，水體嚴重富營養(yǎng)化，污泥淤積，河床抬高，河道狹窄，防洪能力明顯降低，洪澇災害給城區(qū)居民造成嚴重經(jīng)濟損失，那時南明河近乎成為一條“失去生命的河流”。

表1 南明河不同斷面pH值、DO、BO、氨氮的95%CI及分類(2010)

表1 南明河不同斷面pH值、DO、BO、氨氮的95%CI及分類(2010)

注：1#為花溪水庫大壩，2#為浣沙橋，3#為甲秀樓，4#為貴陽一中原校址，5#為水口寺大橋。

采樣斷面pH 值BOD205類別1#8.31～8.54 1.54～2.76Ⅴ－劣Ⅴ7.67～9.44 V 1.42～2.08Ⅳ－劣Ⅴ95%CI DO 95%CI(mg/L)類別95%CI(mg/L)類別氨氮95%CI(mg/L)2#7.93～8.08 1.92～2.32Ⅴ－劣Ⅴ7.18～9.20 V 1.20～1.70Ⅳ－Ⅴ3#7.42～7.77 2.41～3.85Ⅲ－Ⅴ6.52～7.73 V 1.19～1.48Ⅲ－Ⅴ4#7.71～8.02 2.70～3.37Ⅲ－Ⅴ6.23～8.82 V 0.96～1.48Ⅳ5#7.84～8.15 2.40～3.59Ⅲ－Ⅴ7.28～8.06 V 0.93～1.67Ⅲ－Ⅴ均值7.82～8.13 2.41～2.96Ⅴ7.48～8.15 V 1.29～1.53 IV－V

1.2 南明河整治工程

為解決長期以來的南明河污染以及城市防洪等問題，貴陽市政府進行了一系列南明河綜合整治改造工程。2001年，貴陽市政府制定了關(guān)于南明河水環(huán)境綜合整治的“三年變清南明河”工程，包括對南明河進行截污溝改造、河道清淤、排水大溝出口改造等相關(guān)整治工程。至2004年，南明河初次實現(xiàn)“水變清、岸變綠、景變美”目的。2007年5月，按照貴陽市人大常委會要求，南明河啟動新一輪整治工程規(guī)劃，包括雨污分流規(guī)劃和建筑方案設(shè)計等，并注重解決水流量和污水處理能力問題。2012年11月，貴州省政府對南明河再次進行大規(guī)模河床淤泥清理工程，涵蓋完善廢水收集處理系統(tǒng)、河道內(nèi)源污染控制，河道面源污染控制措施等整治工作。2013年3月，南明河水環(huán)境綜合整治工程指揮部向媒體發(fā)布信息開啟南明河翻板壩改造、支流整體治理、防滲襯墻澆筑、上游清淤等涉水工程。

1.3 南明河整治工程利弊

經(jīng)過多年一系列大規(guī)模南明河整治工程短期內(nèi)取得一定效果，提高了南明河源污染控制和城市防洪、泄洪能力以及節(jié)約了土地資源來建設(shè)城市河濱商圈。但是南明河整治以水利工程治河為主，也存在著諸多問題：工程量大、耗資巨大、效果并未凸顯，且陷入幾乎每年都要定期清淤等整治工程的惡性循環(huán)。同時，南明河的生態(tài)景觀造成一定影響，景觀豐富性和生物多樣性減少，河流生態(tài)功能弱化［13］。從城市河流生態(tài)保護可持續(xù)發(fā)展角度看，南明河沒有真正獲得長期生態(tài)效益，從根本上并未解決南明河環(huán)境問題。

2 南明河生態(tài)治理探討

2.1 南明河生態(tài)治理思路

南明河生態(tài)化，是貴陽市實現(xiàn)全國生態(tài)文明示范城市建設(shè)的重要標志之一。南明河整治工程應該堅持城市河流可持續(xù)發(fā)展思想，回歸生態(tài)治污、治河，取得長效生態(tài)效益，建設(shè)南明河生態(tài)河道。應從兩方面著手進行考慮：

(1)保持南明河河床內(nèi)生境生態(tài)化

南明河屬河流－河道(市區(qū)段)－河流型河流，在貴陽市的主要河道河水流速緩慢，加之受城市發(fā)展影響已造成水體富營養(yǎng)化而缺氧現(xiàn)象［14］。應避免河床過渡固化，阻隔了河床內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)各要素(底泥－生物－水－空氣)之間交換與平衡，嚴重影響了河床內(nèi)水生生物(包括微生物、無脊椎動物及魚類等)生態(tài)鏈正常運轉(zhuǎn)。

(2)塑造南明河河岸帶生境景觀

河岸帶是河流水體與陸地的生態(tài)緩沖地帶，對維持河流生物多樣性和生態(tài)平衡等具有多重作用［15］。南明河河岸帶多固化成為了生活和商業(yè)區(qū)，植被等覆蓋較少，這也是造成南明河污染和洪災的關(guān)鍵原因，因為植被根系可提高河岸表層強度與穩(wěn)定性，并對進入水體的污染物過濾、滲透和沉積等過程而減少污染物毒性與污染程度，堤岸固化后使城市污水直接流入河道而缺少河岸植被過濾等作用。塑造南明河河岸帶生境景觀是實現(xiàn)南明河生態(tài)治理的關(guān)鍵。

2.2 南明河生態(tài)治理措施

南明河生態(tài)治理可從以下方面考慮：

(1)豐富南明河河道形態(tài)

根據(jù)生態(tài)學理論，自然彎曲的河流?？梢詼p少水土流失，擴大生境面積和多樣性，具備更高的生態(tài)效益［16］。城市河流經(jīng)過人工改造直線化，僵硬筆直的河槽讓其成為城市排污納垢的“下水管道”。南明河因城市建設(shè)和人工改造工程后改變了原有接近自然的流路，其生境多樣性遭破壞而變得單一。應按照城市區(qū)域功能劃分和因河制宜，豐富南明河河灘和彎道，打通斷頭浜，消滅斷頭河，清除各類違章圍堰、堤壩等檔水建筑，拓寬束水段，理順河網(wǎng)水系等，恢復南明河自然屬性和生境多樣化［17］。

(2)修復南明河河床斷面

城市河流集防洪與生態(tài)功能等于一體。城市河流改造往往過多考慮其防洪和泄洪功能，河床多被水泥鋼筋混凝土硬化，阻隔了河流底泥與水之間動態(tài)交換，大大降低其生態(tài)功能，逐漸失去了生命活力［18－19］。南明河市區(qū)段兩岸多是生活和商業(yè)區(qū)，河床多固化，這利于城市排洪，卻對河床生態(tài)造成諸多不利影響，需要對其河床進行生態(tài)修復。如在市政工程防護(如金屬絲網(wǎng)等)基礎(chǔ)上嘗試利用發(fā)達根系植物或植被網(wǎng)固土造生態(tài)堤岸護坡，既固土又綠化造景;另外，效仿山體公路護坡，打造多孔混凝土－表層土－植被型生態(tài)護坡，實現(xiàn)抗雨水沖刷的混凝土護坡與生態(tài)美化河床相統(tǒng)一。

(3)建立南明河河岸帶生態(tài)系統(tǒng)

城市發(fā)展中，河岸帶是最容易遭受破壞的部分，據(jù)報道目前我國很多城市河流河岸帶植被不復存在或河岸破壞嚴重，退化明顯［20－21］。南明河治理工程一直積極響應貴陽市生態(tài)文明示范城市建設(shè)號召，最近兩三年河岸兩側(cè)景觀綠化程度不斷提高。根據(jù)南明河城區(qū)段不同河段應具有不同要求，如上游建立濕地公園，如花溪濕地公園和小車河濕地公園以及保護區(qū)，源頭保護;中下游應嚴格控制垃圾、污水輸入，豐富河岸帶生態(tài)景觀，重視生境生物種群豐富、結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與河岸濕地公園建設(shè)相結(jié)合，實現(xiàn)防止受雨水等沖刷造成河岸水土流失與營造自然之美的城市休閑河岸生態(tài)走廊。

3 結(jié)語

南明河整治要想實現(xiàn)其長遠可持續(xù)生態(tài)效應，須積極融入生態(tài)治理理念，且應結(jié)合貴陽市濕地公園建設(shè)和諸多環(huán)保工程，如城市雨－污水分離(雨水排入河道，污水從專門管網(wǎng)進入污水處理廠)、設(shè)置翻水壩或曝氣池增加河流溶氧量等環(huán)保措施。另外，加強貴陽市民保護母親河的環(huán)保意識教育和相關(guān)法律政策制度建設(shè)也顯得十分重要?？傊?，實現(xiàn)南明河生態(tài)化，才能真正意義上符合國家關(guān)于貴陽市生態(tài)文明示范城市建設(shè)目標。

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