“河湖分立”理念在丁山河生态修复工程中的应用

　　横跨深圳和惠州的丁山河是龙岗河流域中源头最远、河道最长、流域面积最广的支流。它曾被沿岸居民亲切地称为母亲河，但近年来随着经济社会的快速发展，丁山河两岸工厂及人口数量猛增，工业废水和生活污水大量增加，丁山河正经历着“两岸变富、河水变黑、褪色很难、整治艰巨”的过程，由于河水黑臭、垃圾漂浮，河流生态环境被严重破坏。因此，迫切需要对丁山河的河道水质、景观、生态等进行有效修复，以解决其“黑、臭、杂、乱”等环境问题。

　　2012年8月22日，深圳市启动国际低碳城核心区项目，其中，丁山河水质改善及低碳城段景观提升项目主要就是针对丁山河水质污染及生态破坏现状开展的相关工程。该工程基于“河湖分立”的设计理念，通过建立人工湖对丁山河河道水质和生态进行修复，一方面加强污水收集和处理能力，另一方面丰富丁山河的生物多样性。

　　1、 “河湖分立”的设计理念

　　“河湖分立”的设计理念源于“河湖分离”。“河湖分离”主要是针对已存在的河湖串联情况，将河湖分家，使河道水流绕行湖泊，单独汇流，以解决上游河道水流对湖泊的冲刷、破坏湖床及下游河道的生态稳定性等问题。我国的淮河与洪泽湖之间就存在“河湖分离”的问题，洪泽湖是横在淮河干流前面的高坡，也是淮河的过道。因上游河流的强烈冲刷作用，从而使洪泽湖湖底沙淤不断增高，进而阻挡了河水的正常流速，淮河只有翻过洪泽湖才能进入中下游，从而造成下游的河道冲刷、河床破坏、生态失衡。黄体乾通过介绍洪泽湖的成湖历史、洪泽湖在淮河水系中所起的作用和存在问题，指出“河湖分离”让淮河独流入海是治理淮河下游问题的关键，提出从盱眙附近至洪泽蒋坝镇开挖淮河水道等设想，使河湖相互调剂补充，进入良性循环状态。

　　“河湖分立”借鉴了“河湖分离”的设计理念。“河湖分立”主要是利用湖泊生态修复能力解决河流污染及生态破坏问题，将部分河水引入湖泊，经湖泊净化处理后再流入河道，河道与湖泊之间是一种并列分离关系，而非串联。“河湖分立”与“河湖分离”既有关联又存在区别。两者共同之处在于都是将河流和湖泊分家，减少相互牵制，使河湖能够健康良性发展。但两者的实现形式不同，“河湖分离”是将已存在的串联河湖实现分家，使河流绕行，减轻河流对湖泊及其本身的不利影响；“河湖分立”则是通过将河道部分水流引入独立的湖泊，对水质进行净化和缓冲后再汇入河流。“河湖分立”一方面可减轻因河湖串联而引起的上游河水对湖泊的剧烈冲刷，使湖泊维持更加稳定的水生栖息地；同时又可以使河水的流速降低，延长停留时间，有利于提高下游河流生物多样性，对河流生态修复具有重要价值。

　　2、 “河湖分立”理念在丁山河生态修复工程中的应用

　　2.1丁山河生态修复工程

　　丁山河是龙岗河的一级支流，全长约23.65km（深圳境内6.7km），集雨面积81.04km2（深圳境内23.49km2），平均坡降i为0.0053。目前该河流洪涝灾害严重，河道防洪未达标，市政雨污水管网建设滞后，河道水体严重污染，河流生态退化；河道区域内行洪严重受阻。丁山河片区位于深圳国际低碳城核心板块，北邻国际低碳城启动区，西接低碳创新产业基地。为了建设良好的低碳城生态环境，开展了丁山河水质改善及低碳城段景观提升工程，采取分级过滤，打造生态净水蓝带，并建设低碳驳岸，以增强滨河空间亲水性，采用滨水自然型堤岸建设和滨水人工型堤岸建设相结合的模式。

　　2.2河流生态修复方略概述

　　2.2.1提高生物栖息地的多样性

　　生物栖息地的多样性直接决定生物多样性，栖息地的多样性愈高，生物多样性愈高。譬如，东江及长江生物栖息地多样性指数HD和群落指数B的监测结果显示，两类数值从流域上游到下游均呈递减趋势，生物栖息地损失造成生物群落显著减少。因此，可通过建立人工湿地、人工湖泊等措施增加多样性的生物栖息地。另外，稳定河床是提高生物栖息地多样性的关键。由于河流的侵蚀下切作用，河床受到冲刷，水生栖息地不再稳定、牢固，生物多样性受到严重影响，从而不利于河流生态的健康发展。余国安等研究了人工“阶梯-深潭”地貌，以改善河流水生栖息地及生物多样性。研究发现该河床地貌使河床阻力大大增加，河床侵蚀下切作用明显减小，河床环境得到较好的稳定，有利于形成多样性的、富于变化的水生栖息地环境。由于丁山河流域较长，因此，可通过提高生物栖息地的多样性对河道进行生态修复。

　　2.2.2合理设计河流流速

　　河流流速影响水生物的生存条件，河流流速低，增加了河水在陆地上的停留时间，从而为水生物种提供更多的栖息地，有利于河流生态修复功能。大多数水生物都生活在低流速的水域中。通过对河流生物群落的研究发现，最利于水生物生存的河流水流流速应小于3m/s。

　　因此，有必要适当降低河流流速，如建坝、水库、湖泊等，为水生物提供稳定和多样的栖息地。另外，滩地植被和卵石等可通过增加河道阻力来降低近岸流速，从而稳定河流栖息地，有利于生物多样性发展。

　　2.2.3低影响开发技术

　　深圳是一个水资源紧张的城市，因此，雨水是一种宝贵的资源，有必要进行雨污分流，将雨水资源加以收集并利用。研究发现，LID技术（Low Impact Development，低影响开发技术）对雨水可进行源头控制、收集利用，实现暴雨径流减少30%-99%，延迟暴雨径流峰值5～20min，有效去除雨水径流中的磷、氮、油脂、重金属等污染物等多重功效。LID 技术的生态功能，可利用于河道水质改善及生态修复中。美国High Point住宅区利用LID技术的实际案例研究表明，LID技术可实现雨污分流，保证附近河流的生态平衡，保护生物栖息环境，具有很高的生态修复价值。

　　LID技术应用于丁山河河流生态修复，可充分体现低碳、环保的主题思想，有利于深圳国际低碳城项目顺利开展。

　　2.2.4湖泊、湿地型复合生态修复

　　城市景观河道生态修复中，常借助湖泊、湿地提升城市河流的生态功能。湖泊、湿地与河流的连通，一方面增加了河道水域的水面面积，提高水体的连通度；同时为河流增加了低流速和不同水深的水域，有利于河流生物多样性稳定。以东江的缓流滞流区增江湾为例，该工程将原本隔离的牛轭湖和江边湖泊湿地重新与江水连通，既提高了水域的连通面积，又将湖泊、湿地融入到河流中，创造了多样性的生物栖息地。而湿地、湖泊周边丰富的植被既提高了环境的景观丰富性，使河道更加舒适、亲人；同时也可提升周边环境质量，对增加空气湿度、减轻城市噪音、稳定河流生物多样性等具有一定的作用。

　　湖泊、湿地具有显著的生态价值，对维持水生生物多样性有重要意义。潘文斌等以湖北保安湖为例研究湖泊生态系统服务功能，研究表明，保安湖各功能的价值排序为调蓄和供水>有机质生产>固定CO2>释放O2>消除排入湖水SO2>储存N、P。前 4 项功能不仅有助于维持保安湖水生态系统的环境，更有助于达到持续发展的目的。周葆华等对安庆沿江湖泊湿地生态系统服务功能价值进行评估，其环境功能价值主要包括科考旅游价值、涵养水源价值、调节气候价值、调蓄洪水价值、净化水质价值等。湖泊、湿地的除污净化作用有利于恢复周边河流的生态平衡。王凤香等针对缺水地区污染性城市河流的治理，采用河流附近材质，对4组不同的人工湿地系统进行筛选，综合分析选择以炉渣为基质的垂直潜流湿地作为处理污染性河流污水的最优人工湿地工艺技术；王朝旭等研究表明，岸边带湿地对富营养化河流具有明显的净化作用，有利于恢复河流水生生态环境。

　　2.3 “河湖分立”理念服务于丁山河生态修复工程

　　丁山河水质改善及低碳城段景观提升工程基于“河湖分立”的设计理念，将提高生物栖息地的多样性、合理设计河流流速、低影响开发技术、湖泊-湿地型复合生态修复等多种生态修复技术相结合，以提高丁山河河流生物多样性，具体措施如下：

　　（1）在深圳国际低碳城场馆南面挖人工湖（蝴蝶湖，如图1中02所示），通过涵洞设堰将人工湖与河道保持联系，利用湖泊实现河道水质的生态修复。丁山河流域修复工程在人工湖的接口处分流1.2万m3/d至湖中，利用景观湿地湖对河水进行处理，其余2.5万m3/d通过DN600管转至湿地处理后补给河道。

　　（2）湖中配置多种美观兼净化功能的紫叶美人蕉、水葱、菖蒲、雨久花、旱伞草等湿地植物及特色木栈道（如图1中03所示），减弱水流流速，以利于河床及湖床稳定，为水生生物提供稳定、多样的栖息地。

　　（3）在人工湖旁边建立雨水花园（又称生态调节池，如图1中04所示），利用LID技术收集雨水，通过湿地进行净化，汇入湖区，从河道排走，实现城市的雨水收集系统与河流之间的能量转换交互；通过植物、微生物、土壤等物理、化学、生物作用，沉降、稀释雨水中的污染物，具有径流调节和改善水质的双重功能。

　　湖体水源由上游人工湿地及部分雨水补给，湖体旱季是景观湖，汛期为河道滞洪区，体现“河湖分立”的治水理念。堰上方通过木质拱桥将沿河步道连接，木拱桥同时也作为景观桥配饰在湖边，河湖之间的水体落差通过置石跌水转化为景观。“河湖分立”理念的应用效果实景如图2所示。

　　3、 “河湖分立”理念应用效果评价

　　深圳市将“河湖分立”的设计理念应用于丁山河水质改善及低碳城段景观提升工程，采用湖泊净化作为生态修复技术之一，体现了低碳生态的治河理念。人工湖既可作为景观湖和汛期河道滞洪区，同时从不同方面对丁山河河流进行生态修复，取得了良好效果。

　　（1）通过建立人工湖，为河流生物提供稳定的栖息地，提高了下游河道生物多样性；（2）人工湖与河道相接，提高了水体连通度，延长了水面停留时间，有利于河道水体净化；（3）湖床地貌以及湖中的植物降低了部分河流的水流速度，减弱了河床冲刷造成的生物损失，有利于稳定河床，即生物栖息地；（4）湖中的植物同时具有景观调节和生态净化的功能；（5）利用LID技术建设雨水花园，实现了雨污分流、雨水收集及前期净化，有利于充分发挥“河湖分立”的作用效果。

　　综上所述，“河湖分立”的设计理念应用于丁山河河流生态修复中，具有重要的工程价值。

　　4、结 语

　　丁山河水质改善及低碳城段景观提升工程应用“河湖分立”的设计理念，建设与河道相连通的人工湖，将部分河水经湖泊净化后汇入下游河道，人工湖通过为水生生物提供多样的生物栖息地、降低河道水流速度、增大河流水体的陆地停留时间和水域面积，有利于提高河流生物多样性；将人工湖与LID技术、湿地植物相结合，具有重要的生态修复价值。

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