南通濠河水系生態(tài)修復(fù)及其綜合治理分析曹錫軍;張英明;崔延松;高柱【摘要】總結(jié)了近10a來南通濠河水系生態(tài)修復(fù)及其綜合治理的成功經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)分析了濠河水系生態(tài)修復(fù)體系結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，提出了〃引江沖污、截污減排、環(huán)保清淤、生態(tài)修復(fù)、護(hù)水保潔”的綜合治理思路，規(guī)劃了〃數(shù)字濠河”的新平臺(tái)，形成的體系方法為濠河水質(zhì)提升及類似城市河湖生態(tài)治理提供借鑒.【期刊名稱】《人民珠江》【年(卷)，期】2018(039)005【總頁數(shù)】4頁(P34-37)【關(guān)鍵詞】水生態(tài);濠河水系;生態(tài)修復(fù);綜合治理【作者】曹錫軍漲英明;崔延松;高柱【作者單位】南通市江海測(cè)繪院有限公司，江蘇南通226000;南通市江海測(cè)繪院有限公司，江蘇南通226000;南通大學(xué)，江蘇南通226019;南通大學(xué)，江蘇南通226019【正文語種】中文【中圖分類】X171.51濠河水系水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀1.1濠河地理位置及其整治成效濠河位于江蘇省南通市城區(qū)中心，形似〃倒葫蘆”，被譽(yù)為〃翡翠項(xiàng)鏈”，地理位置見圖1。濠河建于公元958年，原為南通市區(qū)的古護(hù)城河，已有千年歷史。20世紀(jì)70年代由于缺乏整體規(guī)劃和系統(tǒng)治理，濠河水系的自然資源、人文形態(tài)、生態(tài)環(huán)境及其生態(tài)服務(wù)功能遭受嚴(yán)重破壞。從20世紀(jì)80年代開始，南通市陸續(xù)出臺(tái)一系列整治濠河的規(guī)章制度和技術(shù)措施［1］，尤其是近10a實(shí)施引江補(bǔ)水和綜合治理，濠河以其健康、優(yōu)美、清新、自然的生態(tài)特征，形成獨(dú)具特色的城包水、水包城、城水一體的自然格局，被江蘇省人民政府列為首批歷史文化保護(hù)區(qū)，2005年榮獲中國(guó)人居環(huán)境范例獎(jiǎng)；以自然環(huán)境與人文景觀相融合的水域風(fēng)貌，集旅游、購物、餐飲、民俗、娛樂等功能為一體的環(huán)城形態(tài)開放區(qū)域，榮獲國(guó)家5A級(jí)旅游景區(qū)認(rèn)證。1.2濠河水環(huán)境現(xiàn)狀及存在問題水質(zhì)提升趨勢(shì)明顯。按照GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［2］，2012—2016年5a期間，濠河總體水質(zhì)以IV類為主，氮(N)、磷(P)總量超標(biāo)，呈中度營(yíng)養(yǎng)向富度營(yíng)養(yǎng)過渡狀態(tài)，整體上評(píng)定為中度污染。分析典型監(jiān)測(cè)斷面，2012—2014年5個(gè)斷面均為V類水質(zhì)，2015—2016年各斷面水質(zhì)有所提升，2016年B類水質(zhì)斷面比率達(dá)到46.7%［3］。岸帶景觀生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)完善。濱水岸帶橫向、垂向空間布局較為合理；具備水土涵養(yǎng)條件，草生植被覆蓋率達(dá)到90%以上；樹木、覆被、花卉遍布周邊綠地，主要植物品種生態(tài)融合。但是水體生態(tài)系統(tǒng)隨季節(jié)變化明顯，尤其最近幾年，水體生態(tài)負(fù)效應(yīng)日漸顯現(xiàn)并漸趨惡化，其基本格局是局部區(qū)域植生沉水植物，如黑藻、菹草等，極小區(qū)域植生少量黃菖蒲、旱傘草等挺水植物，浮水植物呈大片蓮藕自然滋生格局。水體偶見螺螄，少見河蚌、鳙魚等，水體生態(tài)系統(tǒng)不完整。另一方面，由于補(bǔ)水水源地源自長(zhǎng)江，經(jīng)通呂運(yùn)河、通揚(yáng)運(yùn)河進(jìn)入濠河，受水源地水質(zhì)影響，濠河整體水質(zhì)呈中度-富集營(yíng)養(yǎng)化狀況，化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)、總磷(TP)隨季節(jié)變化時(shí)有超標(biāo)［3］，個(gè)別斷面不能達(dá)標(biāo)的主要原因是附近排污口仍在排污，以及河道內(nèi)源污染。因此，濠河水生態(tài)綜合修復(fù)是當(dāng)前濠河水系保持資源環(huán)境人文生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的重要工作之一。圖1濠河地理位置、水系特征及其水利工程節(jié)制系統(tǒng)針對(duì)濠河水生態(tài)修復(fù)新問題的出現(xiàn)，本文總結(jié)了近10a來南通濠河水生態(tài)治理和修復(fù)工作的成功經(jīng)驗(yàn)，一并介紹了作者目前經(jīng)科學(xué)試驗(yàn)區(qū)驗(yàn)證并正在濠河水系推廣的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)以及可能拓展的新領(lǐng)域，以便形成最新的濠河水生態(tài)治理和修復(fù)工程體系，為濠河和類似的城市河湖的水生態(tài)修復(fù)提供參考。2濠河水系生態(tài)治理和修復(fù)體系2.1生態(tài)治理和修復(fù)思路經(jīng)過近10a持續(xù)整治，濠河基本實(shí)現(xiàn)了〃生態(tài)濠河、生活濠河、文化濠河、旅游濠河”的階段性目標(biāo)，也逐步形成了具有南通濠河地域特色的生態(tài)治理和修復(fù)體系。生態(tài)環(huán)境的治理是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，不可能一勞永逸，生態(tài)治理經(jīng)驗(yàn)也是在遇到和解決各種問題之后，逐步積累和豐富完善的，濠河水系的水生態(tài)治理和修復(fù)體系可以概括為〃引江沖污、截污減排、環(huán)保清淤、生態(tài)修復(fù)、護(hù)水保潔”的治理思路。2.2生態(tài)治理和修復(fù)體系及其應(yīng)用分析2.2.1引江沖污從小流域所在的大流域中引入清潔的水體稀釋和置換污染水體是較高效的一種生態(tài)修復(fù)方式［4-9］。濠河的引江沖污方案目前主要采用泵站連續(xù)補(bǔ)水的方式，利用濠河水系北高南低的地勢(shì)，從運(yùn)河引入相對(duì)清潔的水體，以自流的方式置換濠河內(nèi)的污染水體，具體路線見圖1。從長(zhǎng)江一通呂運(yùn)河引水，北土山泵站位于濠河地勢(shì)最高的北端，引用水提升后通過明渠輸水，在新樂橋處匯入濠河，泵站流量6m3/s，每天24h不間斷向濠河補(bǔ)水。濠河正常水深控制在2.75m，正常水位下蓄水量1.38x106m3,出水有5條通道：①經(jīng)由新西被閘、任港河，通過任港閘站排水入江；②經(jīng)青年路涵洞、姚港河，由姚港閘站排水入江；③經(jīng)棉機(jī)河涵閘、棉機(jī)河、城南澗河、西山北河入海港引河，經(jīng)由小姚港涵閘排水入江；④經(jīng)灰堆壩閘、南川河入海港引河，經(jīng)由小姚港涵閘排水入江；⑤經(jīng)文峰壩閘、八窯河、通甲河入海港引河，經(jīng)由小姚港涵閘排水入江。10多年的引江補(bǔ)水實(shí)踐以及水環(huán)境容量計(jì)算結(jié)果表明［3］，引江沖污是濠河階段性生態(tài)修復(fù)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)，尤其當(dāng)長(zhǎng)江一通呂運(yùn)河水質(zhì)良好時(shí)，建議從運(yùn)河增加補(bǔ)水量，加大泵站流量或者在北面新開補(bǔ)水通道，在維護(hù)好現(xiàn)有5條水流排放通道的基礎(chǔ)上，增加新的排放通道，使濠河水體與更多現(xiàn)有的河網(wǎng)連通，水流通道更加通暢平順，加快濠河水體的置換過程，為濠河的生態(tài)修復(fù)提供清潔的水源基礎(chǔ)。2.2.2截污減排控制污染源是保證良好水質(zhì)的必要前提之一［10］。一是政府各相關(guān)職能部門在濠河水系的主要污染源入口圍攔5條大壩，切斷12處污水主流入口，實(shí)現(xiàn)了〃隔離污染源，進(jìn)行清濁分離，初步控制污染”的目標(biāo)。二是力爭(zhēng)全面截污，鋪設(shè)管道。對(duì)濠河周邊350個(gè)排污口污染物的排放實(shí)行嚴(yán)格控制和截流，先后鋪設(shè)20多公里長(zhǎng)的環(huán)濠河排污主管道，以及污水截流支管［11］。目前，濠河截流導(dǎo)污續(xù)建工程還未能全面實(shí)施完畢，仍存在23個(gè)排污口，濠河水系污染形式主要為點(diǎn)源污染，當(dāng)前的措施是對(duì)排污口排放流量實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，合理利用濠河的動(dòng)態(tài)水環(huán)境容量和自凈能力平衡排污和生態(tài)修復(fù)之間的矛盾［12］。當(dāng)截流導(dǎo)污續(xù)建工程完成后，濠河所有的排污口都將關(guān)閉。2.2.3環(huán)保清淤通呂運(yùn)河的引水，濠河水系的水土流失以及污水排放等均會(huì)產(chǎn)生泥沙淤積。底泥對(duì)污染物的攜帶、吸附和再釋放，導(dǎo)致湖泊內(nèi)源污染［13-14］，因此需要采用環(huán)保的疏浚技術(shù)定期清除河底底泥［15］，減輕底泥污染，同時(shí)減少水流阻力，增加濠河水體容積和河流的流動(dòng)性，加快水體的置換速度；在對(duì)濠河的疏浚過程中，為避免因疏浚產(chǎn)生的二次污染［16］,選用原位鈍化技術(shù)和環(huán)保絞吸式挖泥船進(jìn)行水上機(jī)械清淤［17-18］，產(chǎn)生的污染淤泥進(jìn)行脫水固化及鈍化處理后，運(yùn)輸至就近垃圾填埋場(chǎng)填埋。由于濠河補(bǔ)水流量穩(wěn)定，水流形態(tài)變化較小，雜質(zhì)沉積有規(guī)律，在濠河的多處泥沙沉積區(qū)設(shè)置生態(tài)清淤溝，實(shí)施定期定點(diǎn)清淤，減少了全面的水上機(jī)械清淤作業(yè)次數(shù)和對(duì)底棲生態(tài)系統(tǒng)的干擾［19］。2.2.4生態(tài)修復(fù)技術(shù)a）曝氣增氧技術(shù)。曝氣增氧技術(shù)是將空氣中的氧轉(zhuǎn)移到曝氣水體中，為好氧微生物的新陳代謝提供所需的氧氣。濠河生態(tài)修復(fù)工程中，除了選用常用的SF-150表面曝氣機(jī)完成曝氣增氧工作，并正在嘗試使用較新的微孔曝氣技術(shù)［20］，觀察實(shí)際應(yīng)用效果。b）生物掛膜技術(shù)。生物繩是新型的接觸氧化材料，將其設(shè)置在反應(yīng)區(qū)中成林立狀態(tài)，污水流入后進(jìn)行接觸氧化，污水與生物繩相接觸使微生物附著在生物繩上形成生物膜。在生物繩表面附著的微生物與污水相接觸，使水體中的有機(jī)物被氧化分解而達(dá)到水質(zhì)凈化［21-22］。課題組采用繩索狀生物繩，將其上下兩端固定在框架上,縱橫間隔10~25cm,平均長(zhǎng)度1m，填料總量控制在6m3，置于實(shí)驗(yàn)區(qū)浮床下使用，或者安裝在隱蔽場(chǎng)所，如橋洞下，既可以起到凈化水質(zhì)的作用又不影響生態(tài)景觀。c）生態(tài)浮島技術(shù)。人工浮島是一種水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)相兼顧的實(shí)用技術(shù)，有凈化水質(zhì)和造就水上景觀的雙重作用。浮島分為干式浮島和濕式浮島，本研究采用濕式浮島。濕式浮島利用植物根系吸收水體中各種營(yíng)養(yǎng)成分，降低水體富營(yíng)養(yǎng)化程度，還可利用特定植物的選擇吸收性，修復(fù)重金屬污染。為避免浮床景觀單一，課題組參考不同水生植物在富營(yíng)養(yǎng)化水體及濠河水體中的初步試驗(yàn)結(jié)果，選用多種植物組合方案來構(gòu)建浮床。在濠河水體硬質(zhì)駁岸側(cè)種植浮床面積6m2,長(zhǎng)4m,寬度平均在1.5m,選用對(duì)磷和水體有機(jī)物具有較強(qiáng)降解能力的黃菖蒲、花藥蘆竹和美人蕉作為浮床挺水植物，搭配凈化水質(zhì)效果較好的香菇草和聚草。在實(shí)驗(yàn)區(qū)外圍河道中，沿硬質(zhì)駁岸種植50m2浮島，起水質(zhì)凈化作用兼顧景觀效果。根據(jù)濠河進(jìn)水段實(shí)際情況，在進(jìn)水河道局部布置占水域面積30%的生態(tài)浮島，以凈化水體。d）沉水植物恢復(fù)技術(shù)。沉水植物可以吸附水體懸浮物和營(yíng)養(yǎng)鹽而凈化水質(zhì)。沉水植物品種不同其生長(zhǎng)條件不一：如苦草不宜生長(zhǎng)在太深的水域，要求水質(zhì)相對(duì)清潔，底質(zhì)不太肥沃；輪葉黑藻比苦草適應(yīng)的水深要大一些；孤尾藻和聚草適應(yīng)水深更大一些，同時(shí)要求肥沃的底質(zhì)。沉水植物的種植層次是：苦草種在近岸最淺處，依次為苦草、輪葉黑藻、菊花藻、狐尾藻及聚草。沉水植物的布置點(diǎn)選擇在濠河的新樂橋入口處和城隍廟等處的死水區(qū)域或者流速較小的緩流區(qū)。e）生態(tài)位配置技術(shù)。水生動(dòng)物是水中的消費(fèi)者，是水生食物鏈上的重要一環(huán)。當(dāng)沉水植物生長(zhǎng)到一定階段，在沉水植物區(qū)域?qū)嵤┏了畤鷻冢ㄒ皇强紤]水體景觀要求，二是避免水生動(dòng)物全水域移動(dòng)，降低食物鏈修復(fù)效果），再投放底棲動(dòng)物。選擇濾食性和雜食性的魚類為主，少量投放草食性魚類。全部水域均可投放濾食性的雙殼類和刮食性的螺類和蚌類，投放量為12個(gè)/m2。在河道中放養(yǎng)一定數(shù)量的青蝦以攝食有機(jī)碎屑，起到凈化水質(zhì)的作用。培養(yǎng)濾食性浮游動(dòng)物，濾食水中的細(xì)菌，單細(xì)胞藻類和原生動(dòng)物。f）微生物調(diào)控技術(shù)。微生物是水體中較為復(fù)雜的生物類群，在自然界的水體中原本就存在著各種各樣的微生物。課題組合理配置微生物，定期向水體投加微生物促生劑和高效降解菌，分解水體中的有機(jī)物，改善水體環(huán)境，提高水體的透明度。投放量控制在10g/m3。g）構(gòu)建淺灘景觀技術(shù)。在濠河沿岸的觀賞休閑區(qū)，用密排木樁圍堰營(yíng)造淺灘，展示水體透明度，使水草、游魚、卵石清澈可見，供市民戲水游賞。在部分河段的河岸綠化帶內(nèi)，把水引上岸，形成淺水域。淺水域設(shè)計(jì)為鍋底形，即使補(bǔ)水不及時(shí)或者清淤導(dǎo)致水位降落，淺水域內(nèi)仍能維持一定的水深。淺水域水深較小，可以形成供人們戲水和游樂的安全水域。在岸邊設(shè)置親水步道，尤其是在淺水域河段，親水步道可置于水中，營(yíng)造出小橋流水式景觀；沿線布設(shè)碼頭、觀景平臺(tái)和親水平臺(tái)，供游客休息、水上游覽、居民晨練［23］。h）點(diǎn)綴沉水浮床技術(shù)。沉水浮床可布置在濠河水面局部區(qū)域，起點(diǎn)綴的景觀效果。沉水浮床與生態(tài)浮床原理和作用大體相同，有凈化水質(zhì)，消減風(fēng)浪、美化水面景觀、提供水生生物棲息空間等多種功能。在冬季溫度較低，浮水植物生長(zhǎng)季節(jié)過后，將其浮盤框架沉沒于水面以下10-20cm處，既不影響整體水域景觀效果，又不影響游船的游覽通行。2.2.5護(hù)水保潔加強(qiáng)宣傳，強(qiáng)調(diào)以水為靈魂構(gòu)建現(xiàn)代化的水生態(tài)城市，充分展現(xiàn)〃城市水脈”內(nèi)涵，讓水貼近人，讓水走進(jìn)城市，讓城市融入水，讓廣大市民在濠河生態(tài)環(huán)境建設(shè)過程中，親身感受到〃以人為本、以水為脈、以綠為衣”的治水理念，培養(yǎng)市民愛水護(hù)水的意識(shí)［11］。在濠河水系的環(huán)衛(wèi)工作中，除了傳統(tǒng)的水面和河岸帶的人工清理工作，還可引入水面垃圾自動(dòng)收集裝置和船舶，保持整個(gè)水系的清新整潔。2.3數(shù)字濠河新信息技術(shù)的引入將有利于將上述工作整合成一個(gè)通用平臺(tái)，構(gòu)建出〃現(xiàn)狀河流健康監(jiān)測(cè)評(píng)估-提出修復(fù)技術(shù)-數(shù)學(xué)模型決策支持-形成推薦方案”的數(shù)字濠河水生態(tài)循環(huán)提升體系，見圖2,該系統(tǒng)將嘗試建立各類水文水質(zhì)數(shù)值計(jì)算模型和基于三維虛擬現(xiàn)實(shí)的景觀設(shè)計(jì)技術(shù)，將濠河流域的水文水質(zhì)要素聯(lián)網(wǎng)，引入水文水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定位分項(xiàng)目在線監(jiān)測(cè)，并在運(yùn)行系統(tǒng)中融入預(yù)警決策系統(tǒng)，便于對(duì)生態(tài)修復(fù)措施和方案適時(shí)作出調(diào)整，比如：引江沖污方案制定、生態(tài)浮島的工程量及布置方案、濠河水體的水環(huán)境容量、親水景觀設(shè)計(jì)方案是否與水生態(tài)效應(yīng)和諧等都可以通過〃數(shù)字濠河”系統(tǒng)得到快速回答和解決，這也是下一步的工作重點(diǎn)。圖2〃數(shù)字濠河”水生態(tài)循環(huán)提升體系3結(jié)語本文總結(jié)了近10a來南通濠河生態(tài)修復(fù)及其綜合治理的成功經(jīng)驗(yàn)，介紹了作者目前在濠河水系完成的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的驗(yàn)證研究和工程應(yīng)用推廣工作，目前濠河水系的水生態(tài)修復(fù)和綜合治理體系可以概括為〃引江沖污、截污減排、環(huán)保清淤、生態(tài)修復(fù)、護(hù)水保潔”，提出可進(jìn)一步提升水生態(tài)修復(fù)水平的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是數(shù)字濠河的構(gòu)建將是下一步工作的重點(diǎn)。該體系為濠河和類似的城市河湖的水生態(tài)治理和修復(fù)提供了有意義的參考。參考文獻(xiàn)：陳瑞有，陳明.整治濠河建設(shè)花園般城市[J].中國(guó)園林,1993(2):9-10.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):GB3838—2002[S].南通市水利局.南通市區(qū)濠河水系生態(tài)修復(fù)技術(shù)示范與推廣應(yīng)用[R].2014.盧振彬，杜琦,黃毅堅(jiān).廈門筼筜湖綜合治理的生態(tài)效果[J].臺(tái)灣海峽,1997(3):306-310.呂振霖.太湖水環(huán)境綜合治理的實(shí)踐與思考[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(2):123-128.林晶.福州市城區(qū)內(nèi)河引閩沖污后水質(zhì)變化趨勢(shì)及防治對(duì)策[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2005(2):21-23+27.熊志平.東湖水環(huán)境污染因素與整治措施[J].節(jié)水灌溉,2007(4):13-16+19.趙華菁，戴晶晶,盛銘軍.蘇州市城區(qū)水環(huán)境治理實(shí)踐及思考[J].中國(guó)給水排水,2016(22):48-52.陳興偉，周長(zhǎng)春,劉梅冰.福州內(nèi)河水環(huán)境綜合治理研究[J].福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004(3):76-79.甘義群,郭永龍.武漢東湖富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀分析及治理對(duì)策[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2004(3):277-281.張佳麗.從“龍須溝”到“生態(tài)園”[N].中國(guó)建設(shè)報(bào),2006,11-17.張永良.水環(huán)境容量基本概念的發(fā)展[J].