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关键词：
地下渗滤系统,草坪草,生活污水,化学需氧量,总氮,总磷
发表时间：
2012-08-27 09:45:10
北京转河河岸带生态修复对河流水质的影响
杨康 | -> | 1548| 0| 0.358343MB |城市河流,河岸带结构,氨氮浓度,硝氮浓度,溶解氧浓度,总磷浓度
摘要:以北京转河为例，探讨一系列河岸带生态修复措施( 尤其是河漫地和护岸的改造) 对河流水质的影响. 于2009 年7 ～ 9月进行实地调查，沿河岸选取13 个采样点，并定期采集水样，测定其中营养物质和溶解氧(DO) 等的浓度. 结果表明，转河氨氮(NH +4 -N)、硝氮(NO －3 -N)、总磷( TP) 和DO 的浓度均有非常明显的季节变化. 在居民用水量较大的7 月中下旬和8 月上旬，河流中NH +4 -N 和TP 浓度有较大增加. NO －3 -N 浓度主要受降雨和地表径流量季节变化的控制. 在降雨量较高的季节，NO －3 -N 浓度主要决定于采样前2 次降雨的间隔时间;在降雨量较低的季节，其浓度决定于距上次降雨时间或采样前2 次降雨的间隔时间. DO 浓度决定于光合放氧和分解耗氧之间的关系，主要受水生植物的生长节律控制，其浓度季节变化对NO －3 -N和NH +4 -N 的消长关系进行着微调. 总体上，转河没有形成富营养化的状况，但降低8 月上旬的NH +4 -N 浓度和丰水期的NO －3 -N浓度仍是防控重点. 在水生植物相对较多的河岸带处，河流中NO －3 -N 和NH +4 -N 的浓度较低. 在生长旺季，水生植物生长越密集，覆盖度越大，河流中TP 浓度越低，DO 浓度越高;而在生长末期，枯落物越多，河流中TP 浓度越高，DO 浓度越低.其中，菖蒲比水葱的影响更大. 直立水泥护岸的NH +4 -N、NO-3 -N 和TP 的浓度普遍比石块+ 泥土护岸高. 弯曲的河岸可在一定范围内提高河流DO 的浓度，而降低NH +4 -N 和NO －3 -N 的浓度. 另外，河流周边的土地利用方式对河流水质也有较大影响. 总之，除人类活动之外，水生植物的有无、类型、多度和生物量，护岸材料，河岸的曲直均对转河水质有重要影响.
河岸带( riparian zone ) 定义为沿河流、湖泊、溪流或沟谷、水库分布的，由一定宽度( 受河水影响的范围) 组成的，不同于周围基质的带，包括河漫地、护岸和植被缓冲带，有时也包括部分岸边高地［1 ～ 4］. 它既是陆生和水生动植物的生存场所和迁移廊道［4，5］，又通过一系列物理、化学和生物过程( 如沉积、吸附、植物吸收、微生物固定、反硝化作用等) 实现对地表径流中营养物质的截留转化［6 ～ 8］.
目前对河岸带的研究大多集中于自然河流，以解决农田面源污染为主要目的［9 ～ 13］. 这些研究主要反映河岸带对来自农田的地表径流和营养物质的截留效应，有些包括了河岸带结构( 如坡度、宽度、植被组成等) 的影响［14 ～ 18］. 一些结论已经较为成熟.例如，很多研究表明，河岸带作为廊道具有明显的宽度效应，而且坡度较小的宽河岸带能够实现更多的功能［19］. 然而，国内外对位于城郊结合带或城区的河岸带的研究却较少.
一直以来，城市河岸带的生态功能及其建设和管理并未获得应有的认识和重视. 相反，为了河道行洪和排水，许多河流用大量钢筋混凝土挡墙或浆砌石的岸坡代替天然泥土和植被，河岸的生态功能丧失. 少数岸坡虽有植被覆盖，但由于受周边土地利用的束缚，河岸带很窄，坡度过大，植被类型单一，生态功能有限. 同时，出于水利功能设计，城市河道两旁的地表径流多被路沿石阻隔，未通过植被缓冲带，而经地下雨水管网直接进入河道中，因此大量污染物随着地表径流直接进入河道，尤其是初期径流对河水污染严重，而且这种污染状况随周边城市化的高速发展而越发严重. 因此，为改善城市河流的水质，对河流进行生态修复已刻不容缓，而河岸带的修复是其中一个重要的环节.
2002 年，北京市水利规划设计研究院对北京北二环附近的转河河道和河岸带进行了一系列工程改造和生态修复. 在对河岸带的设计上采取了以下措施，形成有层次的岸坡绿化:①改造河漫地，包括设置不同的河岸曲度，以改变水流速度;种植水生植物( 如芦苇Phragmites australis Trin、菖蒲Acorus calamus Linn、水葱Scirpus tabernaemontani Gmel等) ;投放鱼苗. ②修复护岸，不规则的堆叠石块，用泥土填充石块缝隙，使水体直接与石块和泥土接触.③改造护坡，减少硬化坡面和直立式护坡，减缓坡度，种植草本和灌木等植被等［20 ～ 23］. 然而，这些设
计多从景观绿化美化的角度出发. 转河修复至今，从表面上看，其生态环境得到了一定的改善. 然而，目前国内对城市河岸带修复效果的定量评价及其对河流水质影响的后续研究几乎没有［11］.
本研究以转河为例，探讨在河流生态修复过程中所采取的一系列河岸带改造措施是否会对河流水质产生影响，特别是探讨在当前植被缓冲带没有发挥其截留来自周边土地的地表径流的作用时，对河漫地和护岸的改造能否对河流水质产生较为显著的影响. 此研究可为城市河岸带修复提供一些建议，并为进一步的研究做理论铺垫.
目前对河岸带的研究大多集中于自然河流，以解决农田面源污染为主要目的［9 ～ 13］. 这些研究主要反映河岸带对来自农田的地表径流和营养物质的截留效应，有些包括了河岸带结构( 如坡度、宽度、植被组成等) 的影响［14 ～ 18］. 一些结论已经较为成熟.例如，很多研究表明，河岸带作为廊道具有明显的宽度效应，而且坡度较小的宽河岸带能够实现更多的功能［19］. 然而，国内外对位于城郊结合带或城区的河岸带的研究却较少.
一直以来，城市河岸带的生态功能及其建设和管理并未获得应有的认识和重视. 相反，为了河道行洪和排水，许多河流用大量钢筋混凝土挡墙或浆砌石的岸坡代替天然泥土和植被，河岸的生态功能丧失. 少数岸坡虽有植被覆盖，但由于受周边土地利用的束缚，河岸带很窄，坡度过大，植被类型单一，生态功能有限. 同时，出于水利功能设计，城市河道两旁的地表径流多被路沿石阻隔，未通过植被缓冲带，而经地下雨水管网直接进入河道中，因此大量污染物随着地表径流直接进入河道，尤其是初期径流对河水污染严重，而且这种污染状况随周边城市化的高速发展而越发严重. 因此，为改善城市河流的水质，对河流进行生态修复已刻不容缓，而河岸带的修复是其中一个重要的环节.
2002 年，北京市水利规划设计研究院对北京北二环附近的转河河道和河岸带进行了一系列工程改造和生态修复. 在对河岸带的设计上采取了以下措施，形成有层次的岸坡绿化:①改造河漫地，包括设置不同的河岸曲度，以改变水流速度;种植水生植物( 如芦苇Phragmites australis Trin、菖蒲Acorus calamus Linn、水葱Scirpus tabernaemontani Gmel等) ;投放鱼苗. ②修复护岸，不规则的堆叠石块，用泥土填充石块缝隙，使水体直接与石块和泥土接触.③改造护坡，减少硬化坡面和直立式护坡，减缓坡度，种植草本和灌木等植被等［20 ～ 23］. 然而，这些设
计多从景观绿化美化的角度出发. 转河修复至今，从表面上看，其生态环境得到了一定的改善. 然而，目前国内对城市河岸带修复效果的定量评价及其对河流水质影响的后续研究几乎没有［11］.
本研究以转河为例，探讨在河流生态修复过程中所采取的一系列河岸带改造措施是否会对河流水质产生影响，特别是探讨在当前植被缓冲带没有发挥其截留来自周边土地的地表径流的作用时，对河漫地和护岸的改造能否对河流水质产生较为显著的影响. 此研究可为城市河岸带修复提供一些建议，并为进一步的研究做理论铺垫.
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