南四湖流域豐沛運河濱水生態修復規劃摘要：以南四湖流域豐沛運河生態修復為例，根據水環境與生態現狀，采用基于自然的解決方案，以提升豐沛運河水質情況、改善生態質量為根本，通過點狀提升、面狀修復以及生境營造，采用生態措施解決生態問題，在提升豐沛運河整體水質與生態環境質量的同時，進一步提升南四湖流域的生態環境質量，保障南水北調東線（沛縣段）水質安全。關鍵詞：生態修復；基于自然的解決方案；凈化濕地；四維生態緩沖帶南四湖由南陽湖、獨山湖、邵陽湖與微山湖組成，位于魯蘇豫皖4省交界處，湖面面積約1266km?，是我國北方最大的淡水湖泊［1］。南四湖不僅是京杭大運河的交通要道，也是南水北調東線工程輸水干線和重要調蓄樞紐。南四湖流域生態環境保護直接關系到流域高質量發展，也關系到大運河文化帶、長三角一體化等國家戰略實施。豐沛運河位于徐州市沛縣，是南四湖重要入湖支流之一，西起縣域邊界、與豐縣復新河相接，東入南四湖，是貫穿沛縣重要防洪、排澇、以及灌溉河道，流域面積338km2，沛縣境內長約30km。豐沛運河沿線地區人口集中，經濟發達，下游入湖口設有李集橋國控斷面，水功能區劃涉及排污控制區、沛縣過渡區與蘇魯緩沖區，水質標準嚴格。區域概況沛縣位于南四湖湖西區域，南四湖作為區域重要的生態源地，對周邊區域的生物多樣性提升具有至關重要的作用。南四湖為淺水湖泊，水草豐富且容易淤積。歷史成因導致的湖田侵占，使南西湖整體生態環境趨于惡化，生態功能較為脆弱。20世紀50年代，為保障防洪安全，興建湖西大堤，湖西地區人命財產安全程度得到極大地提升，但湖西大堤的建設也使得整個湖西地區湖陸生態空間割裂作用明顯。縣域內整體林地規模小，農林比例失調，人工化群落無需蔓延，生境破碎化加劇生態系統結構退化，生態服務功能降低。湖西地區整體生態環境質量有待改善與提升。李偉斯等［2］研究也表明，南四湖在生態環境保護方面仍舊面臨著諸多壓力，需進一步加強生態保護與修復的力度。圖1豐沛運河區位圖生態現狀及問題分析（1） 存在潛在水質污染風險豐沛運河作為沛縣9條入湖河道之一，流域面積較大，包含中心城區，硬質化程度高。流域下墊面組成復雜，含農田、村莊、城鎮建成區，農業面源污染負荷高，并存在城市雨污混流的情況。同時豐沛運河是在歷史形成的溝道上加以加寬、拓深，在建設過程中多以防洪排澇、灌溉功能為主，河道生態功能缺失，自凈能力弱，增加了南四湖水質污染風險。經多年整治，豐沛運河污染控制有所改善，但根據馬景等［3］研究表明，氮磷仍然是威脅南四湖水質的污染因子，故豐沛運河在氮磷等污染指標的管控上需要進一步加強。（2） 現狀灘地植被固土功能較弱，駁岸存在水土流失現象豐沛運河受南水北調東線工程的影響，年際水位變幅頻率較高，受水位變幅影響的灘地區域大部分植被生長欠佳、固土功能較弱，在強降雨情況下表土流失等現象時有發生。同時，現有河段多處駁岸為裸土，多年沖刷已造成水土流失現象。（3）濱河生態體系不健全，河道生態功能不完善豐沛運河等河道區域建設標準較低，行洪河道仍具有陡立、土質邊坡，水土流失風險較高。部分護岸硬質化，不利于水岸物質交換和動物遷移，區域水生態系統的環境緩沖能力下降。同時濱河生態林帶缺失，人工化群落為主，植被品種單一，植物群落生態穩定性較差，緩沖體系不健全，涵養水源、緩沖凈化功能較低，整體生態承載能力較低，無法發揮生態廊道作用。生態修復總體思路采用NbS(Nature-basedSolutions)基于自然的解決方案，以提升豐沛運河水質情況、改善生態質量為根本，因地制宜整合多類型生態修復措施，最大限度攔截入河污染負荷、恢復水體自凈能力、提升水環境承載力，使河道水質得到根本改善，與源頭治理與管控、環城水系調度工程協同作用，保證李集橋國控斷面水質達標率提升，最大限度地發揮工程的生態效益、社會效益和經濟效益。充分利用現狀生態空間及生態系列要素，構建兼具水質凈化、生物棲息、水源涵養等多功能復合的末端凈化生態節點段落，形成自然的棲息地、南四湖的生態安全屏障，從而成為入湖河流保護與修復的樣本。生態修復措施結合NbS的“點一面”生態修復措施，在城區源頭治理以及區域水系調度的協同作用之下，通過點狀提升與面狀修復工程，對流域水環境與生態進行整體性修復與提升。點狀提升點狀提升主要通過多種類型的凈化濕地的構建，針對目標污染物進行控制的同時，優化、保持達標水環境及其區域生態、生物多樣性。根據場地用地條件及主要污染源類型，通過濕地凈化系統的建設，加強節點水質提升能力，提升區域水環境，同時為區域生境群落提供適宜棲息場所。項目范圍內主要濕地類型包括地表徑流型濕地、農田退水型濕地、強化凈化型濕地3種類型。地表徑流型濕地地表徑流型濕地主要凈化周邊地表徑流匯水，以固體懸浮物（SS）為主要目標污染物，同時兼具氮磷的去除。此類濕地受降雨季節影響較大，凈化時間主要集中在6~8月的降雨期，包括漫灘濕地、草甸濕地、林下濕地、以及階梯濕地，利用植物截留作用去除地表徑流所攜帶的SS，同時也可去除附著在懸浮物顆粒表面的有機物及營養物質。（2） 農田退水型濕地農田退水型濕地主要凈化農田退水，以氮、磷為主要目標污染物。此類濕地受農田退水方式影響較大，凈化時間主要集中在6~10月的退水期，包括多塘濕地、稻田濕地。多塘濕地采用密植植物區與開敞水面區交替布置的形式，利用不同溶氧條件與植物特性，結合植物截留與微生物凈化作用，有效去除水體中的氮磷等營養物質。稻田濕地則利用稻田本身的植物凈化作用，結合種植區域的生態塘組成農水小循環體系，通過減少外排循環利用的方式，削減外排污染量。（3） 強化凈化型濕地強化凈化型濕地通過配置濕地填料強化濕地凈化效果，以有機物、氮、磷為主要目標污染物，受植物生長及微生物適宜溫度的影響，凈化時間主要集中在4~10月，包括混合流濕地、潛流濕地。兩種強化凈化型濕地均配有濕地填料，在利用植物截留凈化的同時，重點采用填料的吸附與微生物降解作用凈化有機污染物。混合流濕地填料中，水體以自由流態為主；潛流濕地則設有布水與集水設施，布水均勻，凈化效果更好。面狀修復面狀修復主要依靠設置具有目標污染物控制功能的對應性四維生態緩沖帶，對地表徑流污染進行有效攔截。根據污染源判斷、緩沖帶構型塑造、植被種類選擇，水文及氣候考慮等方面進行生態緩沖帶設計，以實現緩沖帶徑流凈化、多樣性維持、水土保持及洪澇控制的生態功能。四維生態緩沖帶主要通過橫向、豎向、縱向與時間四個維度的考慮，分別提升污染源針對性、植被層次性、坡度適宜性與四季均衡性，對緩沖帶進行優化設計。橫向維度，主要考慮目標河段周邊污染物的特性，分析其水體污染中城鎮、郊區、農田污染的比重，明確緩沖帶污染控制的針對性；豎向維度，主要考慮目標河段駁岸植被類型以及土壤條件，根據適宜的喬、灌、草、土、根等組成的植被系統，提高徑流污染控制率；縱向維度，主要考慮駁岸構成、坡度、寬度等參數，確保駁岸滿足河道沖刷要求；時間維度，主要考慮季節性的植物量以及生態穩定性，防止地表季節性裸露帶來的水土流失問題。通過四個維度的綜合考慮，生態緩沖主要分為堤岸緩坡型緩沖帶、堤岸防護型緩沖帶、喬灌型緩沖帶、草本型緩沖帶四類。圖2四維生態緩沖帶結構圖（1） 堤岸緩坡型緩沖帶堤岸緩坡型緩沖帶寬度需要大于20米，坡度以2?10%為宜，主要利用緩沖帶寬度以及草本、灌木植物對農業污染為主的徑流進行污染控制。通過堤岸下緩坡對水體進行滯留和凈化，適用于有防洪需求且腹地寬度加大的河段。（2） 堤岸防護型緩沖帶堤岸防護型緩沖帶寬度需要大于10米，坡度以2?10%為宜，主要利用生態工法措施（生態工法護坡建議1:1?1:4）對緩沖帶入水坡度進行改造與加固，并通過喬灌草搭配種植帶對混合污染為主的徑流進行污染控制。結合生態工法對濱水區域進行緩坡地形改造，適用于有防洪需求單腹地寬度有限的河段。（3）喬灌型緩沖帶喬灌型緩沖帶寬度需要大于10米，坡度以2?10%為宜，常水位以上構建喬灌草梯級植被系統，常水位以下種植水生植物。通過合理的植被品種選擇與層次結構設置，有效截留徑流中懸浮物，適用于兼有城鎮地表徑流污染與農業面源污染的河段。（4）草本型緩沖帶草本型緩沖帶寬度需要大于30米，坡度以2?5%為宜，常水位以上以草本植物為主，利用平緩寬闊的緩沖帶配合生物量大的草本植物，針對性地對農業污染為主的徑流進行氮磷的控制。大量利用高密度生物量的草本植物，結合寬度與坡度，有效去除徑流中氨氮與總磷，適用于受農業面源污染影響的河段。生境營造在對豐沛運河進行“點一面”生態修復的同時，進一步以豐沛運河濱河緩沖空間及凈化濕地為環境基礎，針對區域典型鳥類棲息需求及其食物鏈上下游生物生存需求，豐富群落結構及物種組成，構建多類復合型生物棲息，強化廊道生態連通性及生物棲息活動適宜性，提升其生物多樣性承載力。基于現狀條件與區域生物資源與棲息條件，綜合考慮鳴禽、涉禽以及游禽的生活習性，共優化構建5類生境類型，分別為復層林地生境、疏林灌草生境、草本沼澤濕地生境、河流濕地生境、以及農田生境。結語豐沛運河生態修復通過凈水濕地以及四維生態緩沖帶的構建，點面結合強化面源污染凈化及河流自凈能力，可對豐沛河流域進行有效污染物削減，全面促進區域水環境質量提升。在水質保障及提升的同時，通過生物友好型群落的構建，豐富豐沛運河濱河區生態群落多樣性與異質性，加強生態適宜性，有助于形成可促進生物多樣性、豐富的生態微環境，并在水土保持、釋氧固碳方面得到良好促進作用。在提升豐沛運河整體水質與生態環境質量的同時，進一步提升南四湖流域的生態