芮 曄 祁 凱 顧梅芳

(江陰市重點(diǎn)水利工程建設(shè)管理處， 江蘇 江陰 214431)

論生態(tài)修復(fù)在江陰河流綜合整治中的應(yīng)用

芮 曄 祁 凱 顧梅芳

(江陰市重點(diǎn)水利工程建設(shè)管理處， 江蘇 江陰 214431)

本文圍繞生態(tài)水利工程在江陰中小河流綜合整治中的應(yīng)用，簡(jiǎn)要闡述了生態(tài)水利工程內(nèi)涵在河流綜合整治中的體現(xiàn)。通過江陰水質(zhì)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，指出了江陰中小河流現(xiàn)狀產(chǎn)生的6個(gè)主要原因，建設(shè)性地提出河流生態(tài)管理需要加強(qiáng)的8項(xiàng)對(duì)策。結(jié)合《全國(guó)中小河流重點(diǎn)縣綜合整治及水系連通試點(diǎn)規(guī)劃》的實(shí)施，以江陰顧山試點(diǎn)項(xiàng)目區(qū)的連片河道生態(tài)環(huán)境治理為例，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和整治效果對(duì)生態(tài)水利工程原則的具體應(yīng)用作了論述，同時(shí)，歸納了在江陰河流生態(tài)修復(fù)示范工程中首次取得的建設(shè)效果和示范效應(yīng)。

河流； 生態(tài)修復(fù)； 生態(tài)水利； 長(zhǎng)效管理； 河流綜合整治

近年來，中國(guó)的河流生態(tài)修復(fù)正處于起步階段，河流保護(hù)工作總體處于河流水質(zhì)恢復(fù)階段，在治污方面還要走很長(zhǎng)的路[1]。在東部沿海經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的一些地方，如江蘇、浙江等，已經(jīng)在結(jié)合自身發(fā)展特點(diǎn)與借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗(yàn)方面，走在了前列，這體現(xiàn)在三個(gè)方面：?對(duì)于已建河道工程設(shè)施強(qiáng)化了生態(tài)監(jiān)測(cè)和河流生態(tài)系統(tǒng)補(bǔ)償；?對(duì)于新建河道工程設(shè)施在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段已將生態(tài)系統(tǒng)健康作為了設(shè)計(jì)的制約因子[2]；?對(duì)于實(shí)施過程中的工程，在確保工程設(shè)施安全、穩(wěn)定、耐久的同時(shí)，也兼顧了環(huán)境的友好性和經(jīng)濟(jì)性。

地處長(zhǎng)三角蘇南地區(qū)的江陰市在近幾年的生態(tài)文明建設(shè)和綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。為了推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，打造安全、清潔、健康的城鄉(xiāng)水環(huán)境，根據(jù)國(guó)家水利部、財(cái)政部(水規(guī)計(jì)〔2012〕227號(hào))及蘇水農(nóng)〔2012〕23號(hào)等通知要求，江陰納入了《全國(guó)中小河流重點(diǎn)縣綜合整治及水系連通試點(diǎn)規(guī)劃》，試點(diǎn)范圍包括江陰南部地區(qū)的月城、青陽、徐霞客、祝塘、長(zhǎng)涇、顧山6鎮(zhèn)11個(gè)項(xiàng)目區(qū)。本文即以顧山項(xiàng)目區(qū)河道生態(tài)環(huán)境治理為例，探討了生態(tài)水利工程在中小河流綜合整治中的應(yīng)用。

1 水利工程學(xué)與生態(tài)水利工程學(xué)的區(qū)別

傳統(tǒng)的水利工程學(xué)是以建設(shè)工程設(shè)施、改造河流和控制水流為手段，達(dá)到開發(fā)利用水資源的目的。學(xué)科的基礎(chǔ)是水文學(xué)、工程力學(xué)等。傳統(tǒng)的水利工程往往忽略了河流生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)物、植物、微生物這些生命系統(tǒng)，孤立地處理水資源中的水量、水質(zhì)、水能等水文系統(tǒng)問題。

生態(tài)水利工程學(xué)是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對(duì)于新建工程，在進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)(如治河、防洪工程)，兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)；對(duì)于已建工程，則是對(duì)被嚴(yán)重干擾的河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)一般遵循五項(xiàng)基本原則：?工程安全性和經(jīng)濟(jì)性；?河流形態(tài)的空間異質(zhì)性；?生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)；?景觀尺度及整體性；?反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)[3]。

2 江陰中小河流現(xiàn)狀

江陰位于太湖流域武澄錫虞區(qū)平原水網(wǎng)地區(qū)，北枕長(zhǎng)江，南襟太湖，東臨張家港，西連常州，境內(nèi)河港縱橫交叉、河流密布。自改革開放以來，江陰社會(huì)發(fā)展活力得到巨大的釋放，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)蓬勃發(fā)展，綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力連續(xù)多年位居中國(guó)百?gòu)?qiáng)縣(市)前列。但也帶來了許多負(fù)面影響，河床淤積，河道容蓄面積減少；水體滯流，自凈能力變差；富營(yíng)養(yǎng)化程度變高，水質(zhì)日益惡化；河道內(nèi)水生植物泛濫，垃圾成堆等狀況導(dǎo)致河道水環(huán)境承受能力十分脆弱，超標(biāo)主要因子為溶解氧、五日生化需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷等，水質(zhì)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)[4]見圖1。

圖1 江陰市水功能區(qū)總體水質(zhì)類別統(tǒng)計(jì)

造成上述問題的主要原因：?為保護(hù)太湖水環(huán)境，無錫供水危機(jī)后，對(duì)入湖河口門進(jìn)行了嚴(yán)格控制，導(dǎo)致區(qū)域外排出路受阻，造成江陰南部地區(qū)防洪形勢(shì)嚴(yán)峻，岸坡無防護(hù)，水位抬高、雨淋、船行波以及河道兩側(cè)墾植現(xiàn)象普遍；?全社會(huì)對(duì)水環(huán)境保護(hù)意識(shí)不強(qiáng), 特別是交通道路、城鎮(zhèn)建設(shè)過程中缺少對(duì)河網(wǎng)水系的足夠重視，造成河道束窄現(xiàn)象普遍，斷頭河浜較多，河道圩塘過度圍養(yǎng)和農(nóng)藥、化肥直排河道現(xiàn)象依然存在；?特殊的地理位置以及經(jīng)常性承擔(dān)區(qū)域引排造成江陰境內(nèi)河道易于淤積；?大多數(shù)中小河道岸坡缺少有效防護(hù)；?污水收集處理設(shè)施建設(shè)滯后，生產(chǎn)生活設(shè)施非法排污現(xiàn)象屢禁不止；?河道管理范圍和保護(hù)范圍不明確，河道確權(quán)劃線不明確。

以上因素不僅影響了江陰的生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，而且造成了以太湖流域?yàn)橹行牡暮恿餍泻榕艥衬芰ο陆岛陀缮锵到y(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)、人工設(shè)施系統(tǒng)組成的河流生態(tài)系統(tǒng)退化。

3 江陰河流健康對(duì)策

針對(duì)以上存在的問題。近年來，江陰市有關(guān)部門相繼出臺(tái)了河道輪浚、河道長(zhǎng)效管理機(jī)制落實(shí)等綜合整治舉措[5]，雖然在一定程度上緩解和減輕了江陰中小河流環(huán)境壓力，但離恢復(fù)河流健康的目標(biāo)還有相當(dāng)一段距離。因此，需要在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)。

a.提高江陰各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)水環(huán)境治理的思想認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化政府行為以及屬地負(fù)責(zé)和各鎮(zhèn)街園區(qū)責(zé)任主體的落實(shí)。

b.對(duì)江陰中小河流整治實(shí)行一河一策、上下游銜接、連片推進(jìn)的策略，逐步建立科學(xué)的、前瞻性強(qiáng)的中小河流水生態(tài)長(zhǎng)效管理系統(tǒng)。

c.將江陰中小河流治理作為一個(gè)系統(tǒng)工程，實(shí)行“岸上與水下”“工程與生態(tài)”“建設(shè)與管理”多目標(biāo)規(guī)劃。

d.以控源截污、清淤活水、調(diào)水引流、河岸整治和生態(tài)修復(fù)為主要工程手段，加大生態(tài)水利在河道清淤、拆壩建橋、生態(tài)河道、水生態(tài)修復(fù)等工程的投入力度。

e.以生態(tài)環(huán)境整治為引領(lǐng)，加大對(duì)已經(jīng)建好的水利工程設(shè)施進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。

f.完善中小河流生態(tài)修復(fù)資金投入政策，加強(qiáng)拆遷補(bǔ)償費(fèi)、土地留轉(zhuǎn)費(fèi)的管理，確保資金及時(shí)足額到位。

g.加快江陰農(nóng)業(yè)面源污染的綜合防治，積極推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)新技術(shù)和節(jié)水灌溉新技術(shù)，提高江陰污水凈化技術(shù)和畜禽養(yǎng)殖污染防治。

h.提高江陰市城鄉(xiāng)污水收集率，加速推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和城鄉(xiāng)企業(yè)優(yōu)化升級(jí)和沿河企業(yè)清潔化改造。

4 中小河流整治工程

4.1 顧山項(xiàng)目區(qū)綜述

顧山項(xiàng)目區(qū)位于江陰市顧山鎮(zhèn)境內(nèi)，規(guī)劃范圍北以祝華村圩、北國(guó)聯(lián)圩外邊界及張家港為界，南至顧山鎮(zhèn)界，總面積24.1km2。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)水系框架為一橫兩縱的骨干河網(wǎng)，一橫為南大塘，兩縱為北大塘、東北大塘，并由塘前村浜、李家橋浜等縱橫向鎮(zhèn)級(jí)河道錯(cuò)落其中。

經(jīng)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)目區(qū)內(nèi)現(xiàn)有4.555km的市鎮(zhèn)河道存在水系不暢、淤積、岸坡局部坍塌等問題。項(xiàng)目區(qū)斷面上水質(zhì)主要污染物質(zhì)為氨氮、總磷，功能區(qū)類別均為工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)，現(xiàn)狀水質(zhì)為劣Ⅴ類，已影響到了項(xiàng)目區(qū)內(nèi)2.8萬畝農(nóng)田防洪安全和沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)1.99萬人生產(chǎn)生活。顧山項(xiàng)目區(qū)河道整治見下表。

顧山項(xiàng)目區(qū)河道整治表

4.2 生態(tài)整治規(guī)劃設(shè)計(jì)

在顧山項(xiàng)目區(qū)河道生態(tài)整治規(guī)劃設(shè)計(jì)中，主要按照集中連片整治和生態(tài)環(huán)境治理的方式規(guī)劃，遵循了以下幾方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

a.保持河道的自然蜿蜒性和原有河岸面貌，按照宜彎則彎 宜寬則寬的原則，對(duì)7條河道進(jìn)行了清淤疏浚清障，拆除阻水構(gòu)筑物1座，清理侵占河道、岸坡廢棄物13080kg。對(duì)河道沒有取直裁彎，而是保持了河道彎曲、平順的自然形態(tài)，滿足了河道防洪排澇功能，增加了河流的連通性，見圖2。

整治前的北大塘平面形狀 整治后的北大塘平面形狀圖2 北大塘整治前后對(duì)比

b.在滿足河道功能的前提下，根據(jù)現(xiàn)狀河口寬度確定疏浚底寬，對(duì)清淤后的河道底、坡，用人機(jī)配合的方式進(jìn)行整修。沒有把河道橫斷面自然形狀更改為梯形、矩形等規(guī)則幾何形，而是保持了河道天然斷面和斷面的多樣性，河道斷面見圖3。

圖3 北大塘橫斷面示意

c.岸坡整治是顧山項(xiàng)目區(qū)河道生態(tài)整治的中心環(huán)節(jié)。在岸坡護(hù)砌設(shè)計(jì)中，可分為生產(chǎn)區(qū)“按故道治河”原則和生活區(qū)生態(tài)護(hù)岸兩種岸坡整治方式。

由于顧山項(xiàng)目區(qū)的河床地質(zhì)主要為第四系全新統(tǒng)自然沉積層，河床地表為厚度不均的淤泥黏土層。為減少河床和邊坡材料的硬質(zhì)化，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，除生產(chǎn)區(qū)岸坡的基礎(chǔ)采用原砌漿石塊進(jìn)行加固、加高外，對(duì)清淤后的生活區(qū)岸(坡)因地而異地采用了木樁(或仿木樁)或榮勛生態(tài)擋墻進(jìn)行保護(hù)，共新建木樁護(hù)坡1.06km；仿木樁護(hù)岸0.3km；1.7m高榮勛生態(tài)擋墻2.39km；3m高榮勛生態(tài)擋墻2.194km。岸坡護(hù)砌斷面結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用效果見圖4、圖5。多型式岸坡護(hù)砌，既減少了整體漿砌塊石擋墻和混凝土等硬質(zhì)材料在岸坡整治工程中的使用，又避免或減少了河道渠道化，提高了河流的連通性和水環(huán)境生物多樣性。

圖4 3m榮勛生態(tài)擋墻斷面結(jié)構(gòu)及其在南大塘工程應(yīng)用效果

圖5 杉木樁護(hù)坡斷面結(jié)構(gòu)及其在東北大塘工程應(yīng)用效果

d.植被進(jìn)行河道岸坡侵蝕防護(hù)。通過引入植被，應(yīng)用生態(tài)工程技術(shù)措施進(jìn)行岸坡侵蝕防護(hù)是此次河道岸坡整治的另一個(gè)中心環(huán)節(jié)。岸坡綠化共種植草皮防護(hù)帶42060m2， 見圖6。從后期監(jiān)測(cè)來看，河岸植被穩(wěn)固了河岸坡道，防止了岸坡塌陷，改善了水營(yíng)養(yǎng)循環(huán)，為野生動(dòng)物的繁衍、棲息和避難提供了場(chǎng)所，同時(shí)美化了河道兩岸景觀。

圖6 李家橋浜岸坡植被

e.生態(tài)修復(fù)的植物選擇。在植物的配置上采用了物種間生態(tài)位互補(bǔ)，上下有層次，左右相連接的方式。根據(jù)水位[設(shè)計(jì)水位2.95 m(85黃海高程系)]不同，對(duì)植物進(jìn)行了分區(qū)栽植，在河道常水位1.58m～洪水位2.93m(85黃海高程系)間種植了挺水植物菖蒲、海壽花，見圖7。它的功能主要是凈化水質(zhì)并為水生動(dòng)物提供食物和棲息場(chǎng)所，共種植水生植物3700m2；在洪水位線2.93m以上以馬尼拉草皮種植為主；在河岸居民區(qū)栽種香樟、桂花等樹種，改善了河道水環(huán)境。

圖7 東北大塘現(xiàn)場(chǎng)的水生植物

f.新建兩座親水平臺(tái)，美化河道景觀，提高宜居環(huán)境。

4.3 生態(tài)整治施工技術(shù)要求

4.3.1 生態(tài)護(hù)岸(坡)施工要求

a.木樁防護(hù)采用木樁稍徑≥15cm、樁長(zhǎng)≥3m、樁身無蛀孔、裂紋的杉木樁。施工流程：測(cè)量放線→挖、填工作面→樁位放樣→打杉木樁→鋸平樁頭。

b.生態(tài)擋墻采用RXP-280榮勛生態(tài)擋墻砌塊，該擋墻具有自排水、自擋土、自定位、生態(tài)、柔性的特點(diǎn)。施工流程：?第一層自嵌塊放置在底板上，后沿切割平整，自嵌塊須檢查沿墻縱向平直度和平面水平度；?第一層砌塊安裝后，即可鋪設(shè)土工布→填料→壓實(shí)→鋪設(shè)土工格柵→鋪設(shè)土工布→填料→壓實(shí)→安裝上一層面板→鋪設(shè)土工格柵。每鋪完一層土工格柵，進(jìn)行一次低透水性黏土壓實(shí)回填，填土厚度約30cm；?分層填料須壓實(shí)，距砌塊≤1m范圍采用小型振動(dòng)機(jī)碾壓，若位移，應(yīng)及時(shí)調(diào)整，每一層壓實(shí)度≥4個(gè)測(cè)點(diǎn)/400m2進(jìn)行環(huán)刀法檢測(cè)；d攤鋪距砌塊≤1m范圍需采用人工，否則機(jī)鋪，攤鋪表面應(yīng)平整，厚度須均勻。

4.3.2 生態(tài)修復(fù)要求

a.馬尼拉草皮種植要求：?場(chǎng)地平整深度10cm，表層土顆粒≤1.5cm；?鋪設(shè)后即可灌水，一般按晴天3～5次/d，陰天1次/d，每次10～20min的頻率澆灌；?草坪塊與種植地黏合可直接用腳踏實(shí)或拍打。

b.為兼顧岸坡穩(wěn)定和植物生長(zhǎng)，土坡表層壓實(shí)度應(yīng)比常規(guī)堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范要求(壓實(shí)度為95%)適當(dāng)降低。

c.對(duì)挺水植物的栽種要求，應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)和水深進(jìn)行配置，水生植物分蘗特性決定了各植物種植密度，具體要求如下：

?菖蒲種植季節(jié)為2月，采用露點(diǎn)栽培，初水位5～7cm，維護(hù)10～15cm生長(zhǎng)期內(nèi)保持水位或潮濕。栽植地株行距25×30cm，栽植的深度以保持主芽接近泥面，適宜溫度為15～25℃,，施追肥2～3次(泥表面5cm以下)。初期以氮肥為主，抽穗開花前以磷肥鉀肥為主。越冬前要清理地上部分的枯枝殘葉。

?海壽花以7—8月生長(zhǎng)期進(jìn)行最佳，按分株繁殖，行間距約50cm。幼苗生長(zhǎng)期為淺水或保持濕潤(rùn)，生長(zhǎng)旺盛期最低水位不低于30cm。氣溫達(dá)30℃以上時(shí)，植株萌發(fā)迅速，繁殖存活率高且易成形。

4.4 整治效果

從工程的后期監(jiān)測(cè)可以看出，水生植物基本沿河道兩側(cè)均衡生長(zhǎng)，喬木等樹根可降低暴雨對(duì)土層的沖蝕，草皮等對(duì)坡面流水也有過濾作用，發(fā)揮了一定的水質(zhì)改善功能。整治后，河道岸坡得到有效保護(hù)，河道中的水華和水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)得到有效控制，水體懸浮物≤60% ，水體透明度≥20%。生物多樣性水平明顯提高，過去很少出現(xiàn)的一些物種，如蛙類、蜻蜓等經(jīng)常出現(xiàn)，鳥類等活動(dòng)頻繁。

同時(shí)，對(duì)清淤疏浚河道的使用周期來看，只進(jìn)行清淤河道的使用周期約10～20年。而清淤與利用生態(tài)工程技術(shù)進(jìn)行岸坡防護(hù)的河道，其生命周期據(jù)初步分析為35～40年，延長(zhǎng)近一倍[6]。

5 結(jié) 論

江陰市中小河流治理重點(diǎn)縣綜合整治和水系連通試點(diǎn)顧山項(xiàng)目區(qū)的河道綜合整治工程已完成，在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)取得了兩方面成效：

a.建設(shè)效果：?水系貫通，已經(jīng)形成以“一橫兩縱”骨干河網(wǎng)為基礎(chǔ)，由塘前村浜、李家橋浜等縱橫向鎮(zhèn)級(jí)河道與之相連通，各級(jí)河道一起構(gòu)成項(xiàng)目區(qū)內(nèi)體系完整、功能健全的水系；?河道通暢，據(jù)初步測(cè)算，達(dá)到了河道防洪1遇/50年、排澇1遇/20年灌溉保證率≥95%的標(biāo)準(zhǔn)；?水清岸綠，水體自凈能力提高，水循環(huán)加快，水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率≥70%。

b.示范效果，主要表現(xiàn)：?河道不搞取直裁彎工程；?不對(duì)清淤整修后的河道橫斷面進(jìn)行規(guī)則幾何形狀改造；?岸坡材料盡量少使用整體漿砌塊石擋墻和混凝土等硬質(zhì)材料，廣泛使用了具有生態(tài)功能的岸坡保護(hù)；?岸坡侵蝕采用了植被防護(hù)；?河道整治結(jié)合了生態(tài)修復(fù)；?加強(qiáng)了工程后期生態(tài)監(jiān)測(cè)和生態(tài)評(píng)估。

未來兩年，江陰還有8個(gè)項(xiàng)目區(qū)的河道需要連片綜合整治，顧山項(xiàng)目區(qū)整治工程經(jīng)驗(yàn)，特別是生態(tài)修復(fù)理念已經(jīng)開始推廣到其他河道工程建設(shè)中。

隨著生態(tài)水利認(rèn)識(shí)的加深，建設(shè)生態(tài)水利一定是未來改善生態(tài)環(huán)境、提高水利現(xiàn)代化的必由之路。

[1] 董哲仁.河流保護(hù)的發(fā)展階段及思考[J].中國(guó)水利,2004(1):16-17.

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Discussion on applying ecological restoration in Jiangyin River comprehensive improvement

RUI Ye, QI Kai, GU Meifang

(JiangyinKeyWaterConservancyProjectConstructionManagementOffice,Jiangyin214431,China)

In the paper, embodiment of ecological water conservancy project connotation in the river comprehensive improvement is described briefly aiming at the application of ecological water conservancy project in comprehensive improvement of Jiangyin medium and small rivers. Six main causes of current status in Jiangyin medium and small rivers are proposed. Eight countermeasures requiring strengthening in river biological management are constructively proposed. Implementation of ‘Comprehensive improvement and water system connection pilot plan in China medium and small rivers key county’ is combined. Connected river ecological environment governance in Jiangyin Gushan pilot project area is adopted as an example. Concrete application of ecological water conservancy engineering principles in planning design, construction technology and improvement effect are described. Meanwhile, the initial construction effect and demonstration effect in Jiangyin river ecological restoration demonstration projects are concluded.

river; ecological restoration; ecological water conservancy; long-term management; river comprehensive improvement

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.01.014

TV85

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2096-0131(2017)01- 0046- 06