晉江市河流生態(tài)修復研究

這條河流是城市自然骨架的基礎，也是城市生態(tài)環(huán)境的寶貴資源。然而,隨著城市化的不斷推進,河流的自然屬性逐漸喪失,留給人們的是一座座冰冷的防洪設施。福建省晉江市是全國百強縣之一,在經濟發(fā)展過程中也出現了類似現象,對城市生態(tài)環(huán)境造成了影響。因此,對河流進行生態(tài)修復,建設符合自然規(guī)律和城市特色的河流生態(tài)體系,已成為晉江市構建濱海生態(tài)城市的一項重要舉措,其生態(tài)修復措施對今后城市河流生態(tài)修復工程也有借鑒作用。1年生apos晉江市是中國經濟最發(fā)達縣市之一,其綜合競爭力2012年位居全國百強縣(市)第五位。該市地處中國東南沿海,位于北緯24°30'44″~24°54'21″,東經118°24'56″~118°41'10″,屬亞熱帶海洋季風氣候。市域內河溪除晉江、九十九溪外,其他河溪均發(fā)源于縣境的丘陵、臺地,且自成單元向東、向南流入大海,源近流短,河道淺窄、河網密度大。全市境內水資源貧乏,年人均水資源占有量260m2部分河道被硬化目前,晉江市內的河流主要有三種情況,一是已經改建的河段,其護岸帶被硬化,河岸帶的景觀工程也已完成;二是部分改建的河段,其一部分護岸被硬化,一部分保持自然狀態(tài),河岸帶無任何景觀;三是仍處于自然狀態(tài)下的河段。無論是何種情況的河段都存在以下幾點主要問題:2.1市政污水直排河流,污染水體,富營養(yǎng)化晉江市多年平均降水量1147mm,旱年降水量為500多mm,降雨量在時間上分布不均。受降雨量影響,多數情況下河流的水位較低,豐水期水量也很小,部分河流在干旱季節(jié)甚至斷流。但是在春夏季,尤其7月到9月期間,受臺風影響,瞬時降雨量大,溪河水量驟增,水位暴漲河流沿岸分布有許多工廠和村落,由于缺乏污水排放處理系統(tǒng),工業(yè)廢水和居民的生活污水是直接通過市政污水管道排放到河流中,水體富營養(yǎng)化。部分河道里長滿水葫蘆,淤積河道,致使河流的流動性變差,河流水質惡化,有的甚至會發(fā)出惡臭。九十九溪是晉江境內最大的河流,根據沿岸的12個監(jiān)測站對九十九溪水質進行測定顯示二類水質有4個,占33%,三類水質有6個,占50%,四類和五類水質各一個,水質不容樂觀2.2駁岸材料硬質化以往晉江市在河道治理過程中,側重于對排澇、排污、清淤等功能的考慮,河道護岸材料多選用水泥、鋼筋和石塊,導致河道“三化”現象普遍,即河流形態(tài)平行直線化,河道斷面渠道化,駁岸材料硬質化。這一現象導致原本“深潭-淺灘”相互交替的河床、曲折蜿蜒的河流形狀和自然的植物群落等河流自然屬性消失,許多生物賴以生存的環(huán)境發(fā)生變化,河流生物群落多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,造成了河流生態(tài)環(huán)境逐步惡化。2.3匯水內的水分滯留雨洪管理上強調“產-匯-流”過程,即降雨后,雨水會先匯聚到河流流域內的低洼地帶,如:農田、水塘、水庫等,經過匯水區(qū)域的滯留與過濾之后,多余的水分才會流入周邊的河流。然而,晉江市城鎮(zhèn)化水平高,耕地面積呈逐年減少趨勢,據有關材料顯示在1996年至2005年,9年期間,晉江市耕地面積減少5484.27hm2.4防洪設施要求晉江市河流源近流短,河道淺窄,無法滿足暴雨天氣的行洪要求,因此,水利部門對晉江區(qū)域內河道改造過程中的防洪設施要求很高,多數要達到20年一遇的防洪標準,有的甚至要達到50~100年一遇的標準。但是晉江市內河流常水位普遍較低,全市境內水資源十分貧乏,平時又無法通過補足水源形式來增加河流水量,導致較低的常水位與寬闊的河道、高大的防洪設施之間產生了鮮明的反差。2.5等距離配植園林綠化模式已經建成的河岸帶景觀,其植物種類比較單一,多是選用城市園林綠化樹種,綠化設計上更是采用等距離配植行道樹的城市園林綠化模式,這種模式使得鳥類以及其他動物無法在河岸帶安家,生物多樣性降低,生態(tài)功能較差。灘涂地帶多為草地,植被層次單一。處于自然狀態(tài)的河流,雖然河岸帶的植物種類較為豐富,但是由于長期疏于管理,河岸帶的植物景觀效果不佳。3河流生態(tài)恢復基于晉江市當前的情況,采用“分河段、分階段”的策略來逐步進行河流生態(tài)修復,最終實現河流生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化。3.1不同河段的管理對策3.1.1生態(tài)改良主要出現在基層組織的基礎上出現,但以生態(tài)改良措施進行改造以養(yǎng)目前,已經建成的河段護岸主要由塊石砌筑,河岸景觀工程也已經基本建成,如(圖1,圖2),其基本格局已經形成,若重新整改將會帶來巨大的經濟負擔,因此,當前主要采用生態(tài)改良途徑對其進行改造。(1)生物處理技術凈化水質是河流生態(tài)修復的關鍵。對于水質的治理可以分步驟實施,先將黑臭的城市污水按照原位治理的原則采用強化凈化措施,使其在短期內水體中的溶解氧提高,消除黑臭。再將富營養(yǎng)化的水通過運行成本低、能耗低的生物處理技術,如生物膜處理技術、人工濕地處理技術以及土地處理技術等,使污染物得到降解,達到凈化水質的目的清理河流中的水葫蘆,使得水流流動起來。對河流進行清淤,為河流生態(tài)系統(tǒng)的修復創(chuàng)造條件。清出的富含營養(yǎng)物質的淤泥,可用于林地投放、綠地施用及農業(yè)生產,實現資源化利用(2)浮島、鹽島等水生植物在河岸線僵直段可以沿河岸線建一批人工生態(tài)浮島,以改變河岸線形態(tài)。浮島可以種植蘆葦、再力花、象草等植物,尤其是蘆葦根系附著微生物,通過遷移、轉化水中的氮、磷等物質,凈化水體。同時,浮島還將是魚類產卵的天然產卵床,為小魚提供棲身地。硬質化的護岸可以通過垂直綠化措施來柔化,如在護坡頂構筑高度為50~60cm,寬50cm的種植槽或容器,所選擇的植物有:三角梅、云南素馨、凌霄、蟛蜞菊等。3.1.2一些重建的河流治理對策這類型的河段其護岸只有建成一部分,護岸材料以塊石為主,周邊無景觀,如(圖3,圖4)。(1)重新規(guī)劃,注重水體改善還未建成段的護岸工程應立即停止建設,通過實地考察河流的特點、水文、自然環(huán)境與河道植物種類等,查閱其他相關資料的基礎上,征求有關部門專家意見,進行重新規(guī)劃。在規(guī)劃中,應注重對水質的改善,如:可以在河流源頭與主要排污河段建設污水處理設施,對受污染水體進行生物-生態(tài)修復;農田分布在河流沿岸的河段,應該在農田與河流之間設置綠化緩沖帶,通過緩沖帶的滯留作用,減低農藥的排放量。(2)收集和凈化雨水,建設生態(tài)護坡為解決較低的常水位與高大的防洪設施之間的矛盾,在規(guī)劃中應加強雨洪管理,建設生態(tài)護岸。由于晉江市雨量充沛而水資源缺乏,因此,在河岸帶的景觀設計上,應考慮增加流域的匯水場所,建設一套完整的雨水收集和過濾系統(tǒng)。具體可以參考美國波特蘭市綠色街道的做法,將場地徑流收集到長滿鳶尾、燈心草等水生植物的滯流池,部分徑流可滲透到土壤里,多余的水則經一級一級滯流池的過濾和凈化后排入河流中。這套滯流系統(tǒng)建立以后,還為各種青蛙、鳥類和野鴨提供了良好的棲息地。構建以植物為主體結構的生態(tài)護坡,主要可以采用全系列植物護坡、土壤生物護坡、三維植被網護坡、生態(tài)袋護坡等柔性護坡形式。對生態(tài)護岸形式應進行專家論證,以確保河道在改善生態(tài)環(huán)境的前提下,不影響防洪要求,最終達到河流生態(tài)整治與建設的目標與要求(3)自然式配植綠化河道兩岸植物配植上可以多選用鄉(xiāng)土樹種、漿果植物、彩葉植物等,如:樸樹、香葉樹、柿樹、百兩金、胡禿子、烏飯樹、苦楝、烏桕、楓香等,以增加植物種類以及季節(jié)性變化,同時,漿果類植物還可以吸引鳥類。綠化形式上應當按照自然式配植模式進行改造,注重彩葉樹種與常綠樹種的搭配。已經硬化的護岸可以通過垂直綠化措施來柔化。3.1.3強的塑性對于自然狀態(tài)的河段,處于未開發(fā)階段,其可塑性較強。因此,在河道整治過程中,總體上應依據生態(tài)河道的模式進行,真正做到對河流的生態(tài)修復,創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。(1)根據實際設計生態(tài)型護岸河流由源頭到河口主要可以分為河流源頭、生產用地、生活用地、林地、河口等5種類型河段,在生產、生活用地河段可以適當設置生態(tài)型護岸,其設計應依據規(guī)模最小化、外型緩坡化、內外透水化材質自然化及成本經濟化的原則來進行,以植物為主要材料。其它河段則應盡量維護并恢復其自然屬性,通過其他技術來滿足防洪要求。(2)在分洪道斷面和斷面形態(tài)的設置方面的應用盡可能保留河道蜿蜒形態(tài),如果蜿蜒的河道滿足不了行洪要求,可以采取開挖分洪道的方法。如(圖5)所示,分洪道的河床高于原來的蜿蜒段,使得原來河道仍為主河道,而分洪道只在產生設計洪水時才起作用,其他時候則保持干涸狀態(tài),或僅有少量水流經過。也可以通過在分洪道的渠首設立溢流堰等結構,控制水進入分洪道的起始水位在河道斷面建設過程中,可在滿足設計平灘流量與洪峰流量的基礎上,對河道斷面進行局部調整,構建河流“深潭-淺灘”序列,以形成多樣化的斷面形態(tài);也可以通過在河道內設置各種形態(tài)的導流裝置,增加水流特性的多樣性,并可明顯改善河道內的局部地貌特征;還可以在河灘內沿河建設人工濕地、回水區(qū)等來改善河道內的地貌與水流特性,為各種類型生物提供適宜的棲息地環(huán)境(3)浮葉及濕生植物組合河道植物配植應以自然式配植為模式,強調沉水植物、浮葉植物、挺水植物、濕生植物、陸生植物等的組合,形成多層次植物群落。在樹種選擇上可以多選用鄉(xiāng)土樹種、漿果植物、彩葉植物等,并兼顧生態(tài)功能與景觀功能。3.2逐步優(yōu)化河流生態(tài)環(huán)境考慮到晉江市河網密集、建設環(huán)境復雜、建設資金等問題,對于河流生態(tài)修復工程提出分三個階段逐步實施。3.2.1截流、污水直接排流,不利于河流水質的優(yōu)良是衡量河流生態(tài)環(huán)境的重要指標之一,改善水質最為有效的手段是對匯入晉江市河流的污水實施工程或生態(tài)截流,并集中處理后再排放。雖然在建設初期會增加一些預算成本,但是倘若繼續(xù)不做任何水質處理,將生活污水直接排入河流,那么河流生態(tài)環(huán)境將永遠得不到改善,而且還會污染地下水。在建設污水處理設施的同時,對河道進行清淤,增加水的流動性,可以使水更具有靈動性,這也是凈化水質的有效措施。(2)調查鑒定,確定駁岸生態(tài)性證通過垂直綠化、構建人工生態(tài)浮島的形式柔化硬質護岸。此外,組織有關專家對晉江市內的河流特點、水文條件、自然環(huán)境、河道植物種類等進行實地考察,結合我國當前先進的生態(tài)護岸技術,規(guī)劃出符合不同河段特征的生態(tài)駁岸。3.2.2流域及流域污水治理晉江市河流水污染嚴重,水資源又十分缺乏,年降雨量雖充沛,但在時間上分布不平衡。因此,在流域管理上,應對流域的產業(yè)進行適當的調整,合理規(guī)劃,實施城市清潔生產,以減少各類污水、污染物的排放量;在流域規(guī)劃上,要注重對原有濕地的保護,建設雨水滯留帶,如綠化緩沖區(qū)、雨水滯留池等,提高植被覆蓋面積和植物種