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董立新:令河水在流淌中净化 北运河开展兼具生态修复和景观功能的河道岸边带修复工程

北极星环境修复网  来源:JIEI创新实验室  作者:董立新  2020/5/6 9:36:02  我要投稿  
所属频道: 环境修复  关键词:河道整治 修复工程 富营养化

北极星环境修复网讯:为北运河河段生态修复的多重目标提供技术支持

北运河发源于北京,流经北京通州、河北廊坊,经武清区木厂闸进入天津。于筐儿港与北京排污河交汇,屈家店闸与永定河交汇,辛庄与子牙河交汇,再至天津市大红桥入海河,在天津市境内的总长度为89.8公里,流域面积1424平方公里。

北运河天津境内的河段大部分都在武清区,区内河段全长62.3公里,流经10个乡镇,沿线分布70个村庄。为了进一步改善武清区的水生态环境,提升武清区的对外形象,推进经济社会发展,并结合市政府提出的“郊野公园”建设计划,从2012年起,重点实施北运河八孔闸至碱东路段15公里的郊野公园建设。

在这样的背景下,“十二五”期间,国家水专项在“海河北系(天津段)河流水质改善集成技术与综合示范”课题下设立了“北运河河道水质保持与生态修复技术研究与示范”研究内容。通过开展技术示范研究,为北运河生态修复提供技术支撑。

河道整治包括滨水景观带、果林风光带、农业观光带和交通组织等;滨水景观带既净化水质,也营造良好湿生景观

北运河八孔闸至碱东路段设计行洪流量是300立方米每秒,在未整治前,水面宽度是30~50米,两堤之间的宽窄不一,滩地最宽处达3公里。由于河道淤积严重,主槽不能满足过流要求,在工程整治总体考虑上,一方面旨在提高河道的行洪能力排沥能力,另一方面通过利用水面和宽阔的滩地资源打造生态绿色的自然风光,实现总体“自然、生态、大绿”为主的设计理念。

15公里的河道整治工程主要包括滨水景观带、果林风光带、农业观光带和交通组织等四项工程建设,规划范围分成四条带状区域。河道蓝线内,采用复式断面,主槽底宽不小于60米,两侧各25米浅水区,水深1米,另外外侧自然放坡,形成不小于140米主宽的水面;河道蓝线到新建漫水路之间为滨水景观带,营建以湿地植物为主的生态景观;漫水路到老堤之间为果林风光带,主要种植桃、杏等适宜武清生长的果树;从老堤到两路边界为农业观光带,主要作为特色农业、设施农业基地,结合各乡镇特色进行农业种植。

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河道整治断面示意图

滨水景观带靠近河道两侧漫水路之间区域,通过河段清淤拓宽,建成平均水面宽达140米,最宽达400米的滨水景观绿化;水面至漫水路之间区域,打造清新自然的湿地景观,岸坡及浅水区域种植水生植物,起到净化水质的作用,同时也营造出良好的湿生景观。

果林风光带,河道两侧老堤与漫水路之间区域打造果林风光带,以大面积果园和片林种植为主,营造“生态、大绿、野趣”的自然景观,形成郊野公园式的绿色长廊,树种采用适于北方地区生长的乡土树种。

农业观光带位于果林观光带的外侧,主要包括两块内容。一块是特色农业,包括日光温室、露地菜、农业认养和休闲采摘园以及配套休闲餐饮设施,形成高效、特色、景观、休闲农业区;另一块是特色村镇,主要是采用一些南方的改造经验,重点对沿线的乡镇和村落,进行改造建设,使其达到文明村标准。同时,对各村传统特色进行发掘,打造特色产品,提升旅游功能,实现“一村一品”。既可作为观光旅游的景点,也可以为游人提供餐饮住宿等配套服务。

交通组织建设方面,主要对漫水路与外部路网,以及进入特色村庄的交通道路进行连接,确保漫水路、特色村庄和外部路网之间的畅通。

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依托此项工程,“海河北系(天津段)河流水质改善集成技术与综合示范”课题组与武清水务局及相关设计部门密切沟通联系,选择北运河八孔闸到京津高速之间长3.3公里的河段,开展了北运河河道水质保持与生态修复技术研究与示范。

治理思路与示范工程:通过岸边植物修复、水体曝气增氧、水体抑藻等工程,实现水质保持与富营养化控制

根据监测数据,在该区域内主要水质指标不能稳定达到地表水V类的要求。同时在八孔闸的上游,受水流不畅的影响,也容易发生一些藻类的聚集和爆发的现象。

在课题实施过程中,研究人员与相关部门进行了紧密的沟通,提出了治理思路,通过水生植物组合配置与群落构建,营造出一个生态型的河岸,同时考虑增加水体曝气增氧和水体抑藻工程,实现河道水质保持与富营养化的控制。

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治理思路

示范工程建设主要包括:岸边植物修复工程、水体抑藻工程、水体曝气增氧工程。

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示范工程总体布置图

岸边植物修复工程。课题组针对修整后的河道主槽和蓝线区域的地貌特征及环境状况,选择了一些适宜于北运河生长和易于水质净化的植物,在示范河段两岸结合不同水深进行种植,总种植面积20万平方米,植物种类包括香蒲、黄花鸢尾、千屈菜、花叶水葱、荷花等。

水体抑藻工程。工程位于八孔闸上面上游河道内,共布设7台太阳能水体除藻仪。该设备由天津市水利科学研究院自主研发,是一种集水体循环、曝气增氧和除藻等功能于一体的设备。设备主要是以太阳能板吸收太阳能转化为电能为各单元提供动能,从多个方面对水体进行净化:一是通过设备底部叶轮的搅动,促使底部水体和上部水体形成对流交换;二是通过安装在设备上的曝气机,对深部水体进行强制的曝气;三是通过安装在设备中的超声波除藻仪对水体中的藻类进行抑制消除。设备整体影响半径为50米。

水体曝气增氧工程。针对八孔闸下游区域水体流动不畅,溶解氧不足的问题,同时也考虑景观需求,课题组设计了一组喷泉曝气装置,对水体进行曝气增氧,改善水质。该喷泉曝气系统采用浮筒式曝气装置,使系统能够随着水位变化而上下浮动,这样可以保证系统总能在水面以上,保证喷泉曝气效果。通过比选分析,考虑了雪松状喷泉和喇叭花式喷泉两种喷泉曝气形式,两种形式组合运行,增加曝气和景观效果。

工程实施以后,一方面使示范工程河段内水体水质总体稳定达到地表水V类,河道的富营养化得到了明显控制;另一方面,区域生态环境得到显著提升,包括国家水专项管理办公室在内的各级领导和专家多次到对工程进行检查和参观,对工程示范显示度和效果表示认可。


原标题:水专项研讨会|董立新:令河水在流淌中净化,北运河开展兼具生态修复和景观功能的河道岸边带修复工程

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