晉江市河流生態(tài)修復研究

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(chǔ)，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(shè)施。福建省晉江市是全國百強縣之一,在經(jīng)濟發(fā)展過程中也出現(xiàn)了類似現(xiàn)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(shè)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(gòu)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(jīng)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(jīng)118°24'56″~118°41'10″,屬亞熱帶海洋季風氣候。市域內(nèi)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(wǎng)密度大。全市境內(nèi)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(nèi)的河流主要有三種情況,一是已經(jīng)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(shù)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(zhì)惡化,有的甚至會發(fā)出惡臭。九十九溪是晉江境內(nèi)最大的河流,根據(jù)沿岸的12個監(jiān)測站對九十九溪水質(zhì)進行測定顯示二類水質(zhì)有4個,占33%,三類水質(zhì)有6個,占50%,四類和五類水質(zhì)各一個,水質(zhì)不容樂觀2.2駁岸材料硬質(zhì)化以往晉江市在河道治理過程中,側(cè)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(xiàn)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(zhì)化。這一現(xiàn)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(nèi)的水分滯留雨洪管理上強調(diào)“產(chǎn)-匯-流”過程,即降雨后,雨水會先匯聚到河流流域內(nèi)的低洼地帶,如:農(nóng)田、水塘、水庫等,經(jīng)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(jù)有關(guān)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(shè)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(nèi)河道改造過程中的防洪設(shè)施要求很高,多數(shù)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(nèi)河流常水位普遍較低,全市境內(nèi)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(shè)施之間產(chǎn)生了鮮明的反差。2.5等距離配植園林綠化模式已經(jīng)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(shè)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(xiàn)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(xiàn)在基層組織的基礎(chǔ)上出現(xiàn),但以生態(tài)改良措施進行改造以養(yǎng)目前,已經(jīng)建成的河段護岸主要由塊石砌筑,河岸景觀工程也已經(jīng)基本建成,如(圖1,圖2),其基本格局已經(jīng)形成,若重新整改將會帶來巨大的經(jīng)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(shù)凈化水質(zhì)是河流生態(tài)修復的關(guān)鍵。對于水質(zhì)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(nèi)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(shù),如生物膜處理技術(shù)、人工濕地處理技術(shù)以及土地處理技術(shù)等,使污染物得到降解,達到凈化水質(zhì)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(zhì)的淤泥,可用于林地投放、綠地施用及農(nóng)業(yè)生產(chǎn),實現(xiàn)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(zhuǎn)化水中的氮、磷等物質(zhì),凈化水體。同時,浮島還將是魚類產(chǎn)卵的天然產(chǎn)卵床,為小魚提供棲身地。硬質(zhì)化的護岸可以通過垂直綠化措施來柔化,如在護坡頂構(gòu)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(shè),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(guān)資料的基礎(chǔ)上,征求有關(guān)部門專家意見,進行重新規(guī)劃。在規(guī)劃中,應注重對水質(zhì)的改善,如:可以在河流源頭與主要排污河段建設(shè)污水處理設(shè)施,對受污染水體進行生物-生態(tài)修復;農(nóng)田分布在河流沿岸的河段,應該在農(nóng)田與河流之間設(shè)置綠化緩沖帶,通過緩沖帶的滯留作用,減低農(nóng)藥的排放量。(2)收集和凈化雨水,建設(shè)生態(tài)護坡為解決較低的常水位與高大的防洪設(shè)施之間的矛盾,在規(guī)劃中應加強雨洪管理,建設(shè)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(shè)計上,應考慮增加流域的匯水場所,建設(shè)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(jīng)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(gòu)建以植物為主體結(jié)構(gòu)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(wǎng)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(shè)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(jīng)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(jù)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(jù)實際設(shè)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(chǎn)用地、生活用地、林地、河口等5種類型河段,在生產(chǎn)、生活用地河段可以適當設(shè)置生態(tài)型護岸,其設(shè)計應依據(jù)規(guī)模最小化、外型緩坡化、內(nèi)外透水化材質(zhì)自然化及成本經(jīng)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(shù)來滿足防洪要求。(2)在分洪道斷面和斷面形態(tài)的設(shè)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(chǎn)生設(shè)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(jīng)過。也可以通過在分洪道的渠首設(shè)立溢流堰等結(jié)構(gòu),控制水進入分洪道的起始水位在河道斷面建設(shè)過程中,可在滿足設(shè)計平灘流量與洪峰流量的基礎(chǔ)上,對河道斷面進行局部調(diào)整,構(gòu)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(nèi)設(shè)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(nèi)的局部地貌特征;還可以在河灘內(nèi)沿河建設(shè)人工濕地、回水區(qū)等來改善河道內(nèi)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(diào)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(wǎng)密集、建設(shè)環(huán)境復雜、建設(shè)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(zhì)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(zhì)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(shè)初期會增加一些預算成本,但是倘若繼續(xù)不做任何水質(zhì)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(shè)污水處理設(shè)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(zhì)的有效措施。(2)調(diào)查鑒定,確定駁岸生態(tài)性證通過垂直綠化、構(gòu)建人工生態(tài)浮島的形式柔化硬質(zhì)護岸。此外,組織有關(guān)專家對晉江市內(nèi)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(jié)合我國當前先進的生態(tài)護岸技術(shù),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(chǎn)業(yè)進行適當?shù)恼{(diào)整,合理規(guī)劃,實施城市清潔生產(chǎn),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(shè)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