陳雅軒　譚欣　袁犁

摘要 以重慶市萬州區(qū)密溪溝濱水區(qū)生態(tài)工程為研究對(duì)象，通過對(duì)護(hù)岸工程的生態(tài)化處理以及河床和溢流堰的生態(tài)化處理技術(shù)的應(yīng)用，打造生態(tài)化的濱水岸線；并通過密溪溝濕地公園的微地形、水生植物、水生動(dòng)物和微生物等的共同作用，塑造生態(tài)化的城市濱水區(qū)。該研究在帶動(dòng)密溪溝區(qū)域發(fā)展的同時(shí)也能夠?qū)θf州區(qū)今后濱水區(qū)的生態(tài)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 濱水區(qū)；規(guī)劃設(shè)計(jì)；生態(tài)修復(fù)

中圖分類號(hào) TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）17-0191-04

Abstract Taking the ecological engineering of the Mixi Gully waterfront in Wanzhou District of Chongqing as the research object， through the ecological treatment of the revetment project and the application of the ecological treatment technology of the river bed and the overflow weir， the ecological waterfront line is created， and through the micro topography， aquatic plants， aquatic animals and microbes， etc. to build an ecological urban waterfront. The study will help to promote the development of the Mixi Gully and provide a reference for the future ecological construction of the waterfront in Wanzhou.

Key words Waterfront；Planning and design；Ecological restoration

密溪溝位于重慶市萬州區(qū)江南新區(qū)，總用地面積4.71 km2，其中城市建設(shè)用地3.97 km2，水域及其他用地面積約0.74 km2。

密溪溝系天然形成的巨大沖溝，具有典型的山地地形特征，屬未建成區(qū)域，居住人口少，自然資源豐富，生態(tài)基底好。

筆者通過對(duì)生態(tài)護(hù)岸、河床及溢流堰的生態(tài)化處理技術(shù)的應(yīng)用，打造生態(tài)化的濱水岸線，利用濕地公園對(duì)山體流入的污水進(jìn)行水質(zhì)凈化，塑造生態(tài)化的城市濱水區(qū)，帶動(dòng)密溪溝區(qū)域發(fā)展。該生態(tài)工程研究點(diǎn)包括生態(tài)護(hù)岸工程、河床及溢流堰工程、水質(zhì)凈化工程。

1 護(hù)岸工程生態(tài)化處理

1.1 護(hù)岸工程概況

河段總體長(zhǎng)度為2.2 km，由濕地區(qū)（沿河長(zhǎng)450 m）、單排木樁區(qū)（620 m單側(cè)）雙排木樁區(qū)（620 m單側(cè)）、三排木樁區(qū)（800 m）、小濕地區(qū)（330 m）以及10個(gè)溢流堰共同組成。

1.2 護(hù)岸工程布置

在前期實(shí)地考察和規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文數(shù)據(jù)（10年一遇洪水流量為23.3 m3/s）沿河合理布設(shè)三排木樁護(hù)岸、雙排木樁護(hù)岸和單排木樁護(hù)岸工程（圖1），以實(shí)現(xiàn)近自然護(hù)岸的穩(wěn)定性。

1.3 護(hù)岸工程的結(jié)構(gòu)組成

傳統(tǒng)護(hù)岸工程主要考慮到行洪和景觀等因素，常采用鋼筋、混凝土等剛性結(jié)構(gòu)的護(hù)岸型式，工程造價(jià)高，且影響河岸帶生物棲息地功能的發(fā)揮[1]。在河流的生態(tài)護(hù)岸工程中，主要采取三排木樁+拋石+植物護(hù)岸、雙排木樁+拋石+植物護(hù)岸、單排木樁+拋石+植物護(hù)岸3種護(hù)岸型式（圖2～7）。在材料的選擇上，選用木樁、拋石和活柳枝[2]，材料規(guī)格如下：木樁1.80 m，胸徑0.18～0.22 m，木樁間距0.20～0.30 m，拋石粒徑0.35～0.40 m，兩木樁間活體柳枝平均枝數(shù)為2枝。

2 河床及溢流堰生態(tài)化處理

河流在溢流堰結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上充分考慮到水流中的垃圾問題，因此未采用石籠結(jié)構(gòu)，而是采用2種類型的溢流堰（圖8～9）。一種是位于河道中間的，間距為0.50 m雙排松木樁形式的堰結(jié)構(gòu)（9個(gè)），堰體所用木樁長(zhǎng)為1.80 m，直徑0.20 m，樁頭露出河道約0.50 m，且可被常流水淹沒。該結(jié)構(gòu)下游采用自然拋石加固。溢流堰的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)突出點(diǎn)是在增加河流水流活力的同時(shí)也能使河流中的倒木、落葉及河道垃圾快速通過。另外一種是位于河道最下游（滾水壩處），與上述溢流堰的區(qū)別在于其所用木樁樁頭多露出河道0.50 m，即高出水面1.00 m，滾水壩處溢流堰的設(shè)計(jì)目的是在洪水期和常水位情況下有效地?cái)r截上游倒木、落葉和各種生活垃圾[3]。

3 密溪溝典型濕地水質(zhì)凈化生態(tài)工程

密溪溝心連心濕地公園占地面積6.96萬m2，通過濕地公園的微地形、水生植物、水生動(dòng)物和微生物等共同作用下，有效提升從山體沖溝中流入的水質(zhì)，打造濕地觀光和生態(tài)休閑的城市生態(tài)游憩空間。

3.1 背景分析

由于濕地公園緊接山體沖溝，水從山體沖溝到濕地公園具有極大的高差，可使?jié)竦毓珗@形成自然流動(dòng)水面，成為濕地公園設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。濕地公園平均水深1.5 m，3個(gè)功能分區(qū)之間平均調(diào)和差為0.3 m，可形成平穩(wěn)低速的濕地水流。通過設(shè)計(jì)后的6.6萬m2的濕地公園，至少可提供1萬t污水在濕地公園內(nèi)滯留凈化9～10 d，有利于通過栽植的蘆葦、美人蕉、風(fēng)車草、鳶尾、菹草等水生植物對(duì)化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）和總磷（TP）等污染物進(jìn)行吸收凈化，從而提高水質(zhì)[4]。

3.2 水質(zhì)凈化過程分析

水質(zhì)凈化過程是通過心連心濕公園的3個(gè)功能區(qū)提升（圖10～11）。

3.2.1 進(jìn)水沉淀區(qū).

進(jìn)水沉淀區(qū)主要采用坑塘植物帶的模式進(jìn)行沉淀和吸收凈化，其構(gòu)成為坑塘帶和面流濕地帶，坑塘由向下挖深0.6～0.9 m所形成。

一般認(rèn)為坑塘為坑和池塘的總稱，水體面積小而淺的稱為坑塘?？犹聊軌蛟诙虝r(shí)間內(nèi)接納汛期集中降水產(chǎn)生的大量地面徑流，把雨水徑流的“洪峰”暫存其內(nèi)，從而達(dá)到防洪排澇的目的[5]。同時(shí)還能促進(jìn)水資源充分利用，從一定程度上解決地下水透支的問題[6]。還能維護(hù)生態(tài)平衡，塑造城市水系景觀，通過合理開發(fā)后還能進(jìn)行養(yǎng)殖增收，淡化地下水源，改造鹽堿地。

3.2.2 自然凈化區(qū)。

初步凈化的污水進(jìn)入自然凈化區(qū)，經(jīng)過蘆葦、風(fēng)車草、美人蕉和鳶尾等污染物削減能力極強(qiáng)的水生植物的吸收凈化作用，可使水質(zhì)得到明顯提升[7]。

3.2.3 跌水凈化區(qū)。

水體通過跌水凈化區(qū)的曝氧、多種水生植物的吸收凈化，進(jìn)一步提升水質(zhì)，以跌水瀑布的形式進(jìn)入水上游樂區(qū)，在濕地公園與水上游樂區(qū)交界形成一個(gè)小型的跌水瀑布，不僅可以進(jìn)一步曝氣，削減COD，提升水質(zhì)，還具有極好的景觀功能。同時(shí)，跌水下方布置親水棧道，可供行人親水、游憩、賞景，形成一個(gè)休閑景點(diǎn)，可帶來其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 水系污染消減計(jì)算模型

3.3.1 污染物消減模型。

根據(jù)我國(guó)地表水污染情況，在目前的水質(zhì)規(guī)劃、預(yù)測(cè)和管理工作中一般認(rèn)為水體中污染物的自凈降解符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)公式[8]。即：

Ct=C0×e-kt

式中，C0為某污染物的初始濃度（mg/L）；Ct為t時(shí)刻某污染物的濃度（mg/L）；k為污染物降解系數(shù)（d-1）；t為反應(yīng)時(shí)間（d）。

計(jì)算公式中核心參數(shù)為污染物降解系數(shù)k和反應(yīng)時(shí)間t，可通過下面公式計(jì)算得出，即：

t=A×H/Q

式中，t為水體滯留時(shí)間（d）；A為總水域面積（m2）；H為平均水深（m）；Q為平均流量（m3/d）。

3.3.2 模型應(yīng)用。

該研究將選取密溪溝心連心濕地公園的為試驗(yàn)對(duì)象，將根據(jù)上述水質(zhì)凈化的分區(qū)，將進(jìn)水沉淀區(qū)確定為A—B段，自然凈化區(qū)確定為B—C段，跌水凈化區(qū)確定為C—D段（圖12）。已知A—B段面積為7 362.7 m2，B—C段面積為5 927.6 m2，C—D段面積為884.4 m2，平均水深約12.0 m，平均流量約2萬m3/d。已知AA′斷面COD濃度為40 mg/L，每段河道內(nèi)都種植1/3面積的沉水植物，1/3面積的挺水植物，每1 km設(shè)置一個(gè)曝氣器（平均覆蓋），并布有微生物激活素（平均覆蓋），預(yù)估未來DD′斷面的COD情況（k沉水=0.039 8，k挺水=0.009 6，k曝氣=0.020 0，k微生物激活素=0.057 6）。

根據(jù)上述的公式，經(jīng)過計(jì)算，該濕地區(qū)域持續(xù)穩(wěn)定過濾后，DD′斷面的COD濃度由40.00 mg/L降低至18.08 mg/L，水質(zhì)類別由近Ⅴ類提升至Ⅲ類。具體結(jié)果見表1。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)重慶市萬州區(qū)密溪溝濱水區(qū)生態(tài)工程應(yīng)用研究，主張城市規(guī)劃、建設(shè)者應(yīng)從尊重自然、保護(hù)生態(tài)的角度出發(fā)，避免大量地應(yīng)用人工硬質(zhì)的工程手法去處理濱水區(qū)。期望該規(guī)劃研究能夠?yàn)槿f州區(qū)今后濱水區(qū)的生態(tài)建設(shè)提供參考。

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