南通市日新河河道景觀的生態修復實踐

張德順 曹亞軍 尹伊凡 姚馳遠 陳 序

河道是城市產生、發展、興盛的天然本底，為城市提供了水源及運輸功能，也決定了城市的區位及發展規模，更是生態、景觀、排洪、文化的綜合空間載體。隨著城鎮化的不斷發展，城市河道日益被擠壓，出現了水質污染、景觀失序、生態退化、文化衰落的問題[1]。加強生態修復、改善環境水質、提升景觀魅力、弘揚地域文化成為風景園林面臨的主要任務。

目前關于城市河道綜合治理的理論也各種各樣，如德國的Seifert提出了“近自然河溪治理”的理念[2]，美國農業部林務局(USDA-FS）制定的“河岸植被緩沖帶區劃標準”[3]，Lowrance最佳工程實踐[4]，董哲仁提出“生態水工學”方法[5]，認為不能破壞水生態環境。2008年，我國采取了“國家水體污染控制和治理科技重大專項”來控制水體污染、維護河流健康[6]，以此為中國的水體污染整治創造有力政策引導的技術支撐。鑒于中國國情，有學者提出在河流生態恢復的實施中，基于河流生態現狀，發揮河流的自我修復功能，逐步恢復河流廊道、湖泊水體的生態系統[7]。上海辰山植物園、蘇州河道、成都活水公園、杭州長橋溪水生態修復公園、武漢天鵝湖等也在這方面進行了探索。本文以南通日新河（秀山路——青西河段）作為研究對象，對河道景觀修復進行了初步探索，以求消除河道污染，充分發揮水體空間的生態、景觀和社會效益。

1 日新河概況

1.1 河道概況

（1）流域概況

日新河南起長江、北到海門河，流經南部待開發區域（圖1）、中部新城區（圖2）、北部老城區（圖3）。南部日新河河流段流經新城區及撂荒地，周邊多為待開發用地及公園綠地，污染因素相對較少，上游引水河道，水質較好。北部河流段位于老城區，雨污合流、水質較差。日新河中部河流段（秀山路—青西河段）全長2.1km，流經新老城區，其中0.8km位于老城區，1.3km位于新城區。作為新老城區的交接段，其污染因素具有復雜性，也具有代表性。

圖1 日新河南部待開發區域

圖2 日新河中部新城區

圖3 日新河北部老城區

下面圖標是0.8km的合流制排水段，存在污水偷排和陽臺廢水下泄問題。通過對沿河排口地毯式排查，查到河道沿河排口238只，其中雨污混流排口49只，合流制溢流井5只（圖4～5，表1）。

表1 日新河入河排放口污染物排放量及排水量

圖4 日新河沿河合排口分布圖

（2）水質理化性質

通過在長江海門段，長江與日新河交匯處和長江大新河交匯處取樣測定得知，長江海門段水質優良，主流河道和近岸水質符合III類水質標準。而相對于老城區的合流排水系統則對日新河水質污染有很大影響。據水質監測資料顯示，日新河現狀水質基本為劣V類，污染狀況見表2。

表2 2019年9月份日新河現狀水質測定

（3）植被情況

河道邊的植被是構成河岸緩沖帶的基本元素，具有涵養水源、保持水土、維持生物多樣性的重要作用[8]。但污水變多，導致河道水體黑臭，河道中水生植物絕跡，僅有少量藍藻（Cyanobacteria）生存。河流緩沖帶由于城市建設的過度擠壓，植被退化，還有物種入侵發生。即使是人工種植也是形式單一，色彩雜亂，風貌失序。

河岸周邊植物中喬木有櫸樹（Zelkova s e r r a t a）、香樟（C i n n a m o m u m c a m p h o r a）、水杉（M e t a s e q u o i a g l y p t o s t r o b o i d e s）、垂柳（S a l i x b a b ylo n i c a）、構樹（B rou s s o n e t i a papyrifera）、銀杏（Ginkgo biloba），苦楝（Melia azedarach）、臭椿（Ailanthus a ltissi m a）、黃山欒樹（Koelreuteria paniculata ‘Integrifoliola’）。灌木有紫葉李（Prunus cerasifera f.atropurpurea）、木槿（Hibiscus syriacus）、垂絲海棠（Malus halliana）、紫荊（Cercis chinensis）、蠟梅（C h i mon a nt hu s pra e c ox）、石榴（P u n ic a g ra n atu m）、紅楓（Ac er p a l m at u m ‘At ropu r pu reu m’）、金森女貞（L i g u s t r u m j a p o n i c u m‘Howa rd i i’）、海桐（P it tosp or u m tobira）、紅葉石楠（Photinia × fraseri）、杜鵑（Rhododendron simsii）、大葉黃楊（Buxus megistophylla）、紅花 木（Loropetalum chinense var.rubrum）。場地內野生草本有牛筋草（Eleusine indica）、狗尾草（Setaria viridis）、虎尾草（Chloris virgata）、苦荬菜（Ixeris polycephala）、刺莧（A m a ra nthus spi nosus）、葎草（Humulus scandens）、菊芋（Helianthus tuberosus）、地膚（Kochia scoparia）、藜（Chenopodium album）等。小蓬草（Conyza canadensis）、加拿大一枝黃花（Solidago canadensis）、鉆葉紫菀（Aster subulatus）為外來入侵物種。

1.2 日新河問題分析

（1）管徑小納污染量大

日新河的黑臭主要是因為處在老城區，由于當時規劃設計標準要求低，舊城區是合流制，存在大量的雨污合流管道，且有大量管道直排入日新河中，導致雨后合流管道中的污染物、晴天沉積在管道被沖刷出來的污染物及初期雨水統統溢流排到了河道里，使得水體受污嚴重，黑臭現象明顯。伴隨城市升級、人口增加，日新河逐漸淪為成排污溝、臭水溝。

圖5 日新河污染源排放口入河示意圖

（2）無清潔水源持續排入河道

日新河北接海門河，南到長江口，受河道水質及長江潮汐的影響，閘是常年封閉的，只在汛期排澇時才打開。研究段由城南閘和海門行政服務中心前倒虹吸閘控制，為相對封閉的水系。受河水水質及江潮的影響，三閘除汛期排澇需要外，其他時間只在落潮時開啟排水，其余時段一般為關閉狀態。

（3）河岸生態景觀較弱

日新河兩岸基本為老舊住宅小區、龍信商城、小飯店等，建筑密度大。且建筑物與河岸線的空間距離相當有限，導致現狀河岸線沒有可拓展的空間，不具備對河道原有硬質駁岸進行生態化改造的前提條件。且由于水質受到污染，水生植物出現枯萎甚至死亡的現象，植被景觀效果較差。

2 日新河生態修復措施

日新河生態修復的原則是生態恢復、景觀連續、社會和諧原則[9-10]。

2.1 工程修復措施

（1）控污截流

老城區大量污水與雨水混一起經截流井溢流進河道中，對其進行必要的截污改造，以控制外源污染物。同時新建合流總管、合流泵站，封閉現狀截流干管的溢流口，將兩岸合流管道接入合流總管至合流泵站進行截流，使合流污水經過調蓄池調蓄后，后期雨水排放至外圩河道，污水與初期雨水則經現狀截流干管排至泵站。

（2）內源治理

日新河周邊多為居民區和商業區，沒有工業廢水。河道污染物主要是碳、氮、磷，由于長時間將合流污染物排入河道，導致底泥污染越來越嚴重，河道過流能力不足，因此時長有水位上升、排澇不及時的問題發生。為改善日新河底泥淤積的情況，采用底質改良型環境修復劑，利用火山巖碎石塊構建的多孔質河床增強對污水的凈化效果，同時利用大粒徑的卵石起到抵抗河道流速沖刷的作用，實現在不破壞底泥自然環境條件下，快速分解黑臭底泥中的多種污染物。

日新河北端與海門河交匯，閘門控制連通，南端受十二橫河水閘的控制。為保持有持續穩定的補充水源，可對外圩海門河取水，將其凈化后補充至日新河，以此提高日新河水質標準。

（3）涌泉式曝氣機

在城市河道黑臭水體治理中，由“水生物+人工曝氣”組合方式組成的曝氣生態凈化系統[11]，可有效地降低水體的污染負荷，凈化水體。且具有占地面積小、設備投資少、操作簡單、處理水量大、無二次污染等優點。對日新河河道，共配置20臺循環通量為200m3/h的涌泉式曝氣機，平均間隔100m布置一臺，曝氣機位置設在河道中央，通過人工造流曝氣充氧，將富氧水和貧氧水快速交換，使整個水體由死水轉變為富氧水流，以此提高河流的自凈能力。

（4）設置生態濾壩

生態濾壩呈“U”型，外框由鉛絲石籠網箱組成，內部裝填粒徑為10～15cm的沸石填料。采用鍍鋅鋼管固定，置于河床上，順流方向分別是固定壩、濾料層、格賓石籠壩體和景觀堆石[12]。在治理黑臭水體的河床上布置生態過濾壩，可以有效地去除氨氮、總磷等物質，長時間使用后濾料層就相當于生物過濾地，起到降解作用，有效改善河道水質。

2.2 生物修復措施

（1）高效生態浮島

生態浮島是一種提升水景觀，改善水環境的技術，在水面浮島平臺上種植觀賞價值高的水生植物，模擬近自然生境，營造自然島嶼景觀[13]。采用鋼絲繩進行牽引膨脹螺栓固定于河道兩側，浮島模塊種植槽內擺放水生植被，其中風車草（Clinopodium urticifolium）、小香蒲（Typha minima）、黃花鳶尾（Iris wilsonii）、矮生美人蕉（Canna indica）為主要水生植物，以此加強水質的凈化。此外配置沉水植物粉綠狐尾藻（Myriophyllum aquaticum），構成了挺水和沉水植物的多層結構（圖6～8，表3）。

圖6 日新河標準段生態浮島平面布置圖

圖7 日新河標準段生態浮島效果圖

圖8 日新河中心段生態浮島效果圖景觀

表3 生態浮島水生植物的種植面積和覆蓋率

（2）河道岸線軟化

河岸植被緩沖帶指沿岸自下向上由草本、灌木、喬木等所組成的植被區域，利用滲透性地表和植物群落來調節雨水徑流，防止水流攜帶營養物質和沉積物進入河道[14]，起到護岸固堤、凈化水體的作用。采用藤蔓類植物柔化河道空間結構，同時結合生態浮島挺水植物的搭配，營造近自然化的河道生態景觀（圖9）。

圖9 日新河河岸植被緩沖帶斷面圖

2.3 濱河游憩區打造

新老城區交界處的周邊流動人群較為復雜，有上班人群，也有青少年及兒童，最多的還是周邊的老人（圖10）。有景可賞、有處可憩是河流綜合整治的目標之一。

圖10 周邊人群分析

綜合治理后，日新河成為了河道的生態功能修復與周邊群眾的體驗增強互不矛盾，放松壓力舒解身心的空間場所[15]。尤其依照河流形狀，結合親水平臺、串通步行系統，在河道兩側隙地打造游憩空間，變為了居民親水戲水首選地（圖11）。

3 日新河修復后評價

3.1 設施景觀元素增加

對日新河以工程措施及生物措施進行生態修復后，整體河段的水質及景觀效果得到顯著提高，水生動植物數量明顯增加。休閑設施的改善，親水平臺的添置、健身器材的布設及休憩座椅點放拉近了人們與水的距離。豐富了河流的賞景體驗，景觀元素提升見表4。

表4 日新河園林景觀元素提升對比

3.2 水質理化性狀改善

2019年9月、2021年6月及2021年9月在日新河秀山路橋、南海路橋及寧海路橋采集水樣對氨氮、總磷、溶解氧和高錳酸鹽等指數進行測定（表5）。圖12的動態折線圖顯示氨氮都呈下降趨勢，總磷的含量下降趨勢平緩。三處的動態變化圖可看出氨氮和總磷指標含量都為下降趨勢，溶解氧指標在呈現上升趨勢后逐漸平穩，南海橋路高錳酸鹽指標在2021年工程竣工后出現峰值后逐漸下降，水質得到改善。

表5 2021年6月份、9月份日新河現狀水質監測報告

圖12 日新河三處測點的水質變化圖

在進行河道修復前日新河水體中氨氮含量最高，為8.97mg·L-1，總磷含量最低為0.59mg·L-1，在2021年6月工程竣工后，日新河水體中氨氮的下降趨勢最大，達到2.11mg·L-1，接近IV水，總磷的下降趨勢較為平穩，而溶解氧和高錳酸鹽指數則為上升趨勢。在2021年6月至9月底近4個月期間，搭配種植的水生植物的長勢達到峰值，此時水體中氨氮、總磷和高錳酸鹽指數都呈現下降趨勢，其中水體中氨氮的含量為0.67mg·L-1，下降趨勢最大，達到68.4%，總磷下降的趨勢相對平穩，河道水質得到進一步改善（圖13）。

圖13 日新河龍信廣場段景觀效果

圖13 日新河前后水質對比圖

工程措施和生物措施進行河道的生態修復，在一定程度上改善了水質，提升水生生態系統的服務功能。

結語

通過對日新河進行截污、清淤、引水的工程措施，水質得到較大改善。截污控制外源污染，清淤解決內源污染，引水降低污染程度。生物措施包括優化河道兩岸的植物群落和生態浮島的設置，營造近自然化的河道生態體系。

整體日新河（秀山路—青西河段）河段在生態修復的作用下，各種水生植物、魚類、兩棲動物、浮游生物、底棲生物逐漸恢復生機，河道水質逐步恢復了自凈能力。

河流的綜合治理是一個開端，可持續的維系還是一個漫長的過程，隨著河長制的實施，日新河的未來定是一個充滿鳥語花香、歡聲笑語、生態安全和綠地健康的生態系統。

資料來源：

文中圖表均為作者自繪。